РЕЖУЩАЯ ВСТАВКА, ИМЕЮЩАЯ ФАСКУ С РАЗДЕЛЬНЫМИ ВЫПУКЛЫМИ В ВЕРХНЕМ НАПРАВЛЕНИИ ЧАСТЯМИ ФАСКИ, И НЕВРАЩАЮЩИЙСЯ РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ, ОБЕСПЕЧЕННЫЙ ТАКОЙ ВСТАВКОЙ Российский патент 2022 года по МПК B23B27/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Объект настоящей заявки относится к устройству для удаления стружки для режущей вставки. Такое устройство может быть образовано на режущей вставке, выполненной помимо прочего для токарных операций резанием.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Режущие вставки могут быть обеспечены устройством для удаления стружки для управления потоком и/или управления формой и размером стружки и обломков, возникающих в результате операций обработки металлов.

[0003] Такие устройства для удаления стружки обычно включают в себя выемки и/или выступы, расположенные рядом с режущей кромкой вставки. При столкновении с выемками и/или выступами металлические стружки могут приобрести конкретные формы, и затем стружки могут быть удалены от режущей кромки вставки.

[0004] Различные устройства для удаления стружки в пазорезных операциях раскрыты в US 7,665,933; US 9,168,588; US 9,579,727 и EP 0781181.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Согласно первому аспекту объекта настоящей заявки обеспечена режущая вставка, содержащая:

режущую часть, имеющую основную ось режущей части, определяющую противоположные переднее и заднее направления, и поперечную ось режущей части, ориентированную перпендикулярно основной оси режущей части на виде сверху режущей части, задающую направление подачи, причем режущая часть содержит:

угол режущей части, образованный в пересечении обращенной вверх наклонной поверхности, обращенной вперед передней поверхности режущей части и отводной поверхности, обращенной в направлении подачи;

режущую кромку, образованную в пересечении наклонной поверхности и отводной поверхности;

фаску, расположенную на наклонной поверхности и проходящую вдоль режущей кромки под отрицательным углом относительно нее; и

устройство для удаления стружки на наклонной поверхности, содержащее:

удлиненный выступ, выступающий из наклонной поверхности, расположенный на расстоянии от фаски и проходящий в направлении от задней части к передней части режущей части; и

множество удлиненных выпуклостей, выступающих из наклонной поверхности и расположенных на расстоянии друг от друга и передней поверхности режущей части, причем каждая выпуклость проходит от выступа к режущей кромке, так что фаска содержит множество раздельных выпуклых в верхнем направлении частей фаски.

[0006] Согласно второму аспекту объекта настоящего изобретения обеспечен невращающийся режущий инструмент, содержащий:

режущую вставку описанного выше типа; и

держатель вставки, содержащий гнездо для вставки; причем

режущая вставка удерживается с возможностью раскрепления в гнезде для вставки.

[0007] Следует понимать, что приведенное выше является кратким описанием настоящего изобретения, и что признаки, описанные в настоящей заявке, могут быть в любом сочетании применимы к объекту настоящей заявки, например, любой из следующих признаков может быть применим к режущей вставке и/или режущему инструменту:

[0008] Каждая пара расположенных рядом выпуклых частей фаски могут быть разделены невыпуклой частью фаски. Угол наклона фаски у режущей кромки в каждой из выпуклых частей фаски образует угол наклона выпуклой части фаски. Угол наклона фаски у режущей кромки в каждой из невыпуклых частей фаски образует угол наклона невыпуклой части фаски. Угол наклона выпуклой части фаски может быть больше в любой данной выпуклой части фаски, чем углы наклона невыпуклых частей фаски в расположенных рядом с ней невыпуклых частях фаски.

[0009] Угол наклона выпуклой части фаски в любой данной выпуклой части фаски больше, чем углы наклона частей фаски в расположенных рядом с ней невыпуклых частях фаски, на величину не больше чем 5°.

[0010] Углы наклона выпуклой части фаски могут следовать шаблону увеличения значения в направлении от передней поверхности режущей части.

[0011] Угол наклона выпуклой части фаски может быть больше чем или равен 20° и меньше чем или равен 40°.

[0012] Угол наклона невыпуклой части фаски может быть больше чем или равен 5° и меньше чем или равен 30°.

[0013] Множество выпуклостей могут быть не идентичными.

[0014] В плоскости, поперечной направлению подачи, перпендикулярной поперечной оси режущей части и пересекающей множество выпуклостей, указанное множество выпуклостей может следовать шаблону увеличения высоты в заднем направлении от передней поверхности режущей части.

[0015] Выступ может быть отделен от фаски стружкообразующим желобом, который имеет волнистую форму и проходит в заднем направлении от передней поверхности режущей части.

[0016] Расстояние выступа от режущей кромки может увеличиваться с увеличением расстояния от передней поверхности режущей части.

[0017] Самая передняя часть выступа может проходить в направлении к углу режущей части.

[0018] Самая задняя часть выступа может проходить в продольном направлении вдоль продольной оси выступа. На виде сверху режущей части продольная ось выступа образует угол выступа с основной осью режущей части. Угол выступа может быть больше чем или равен 5° и меньше чем или равен 15°.

[0019] Выступ может содержать две боковых поверхности выступа и центрально расположенную поверхность гребня выступа, которая проходит между ними в направлении ширины выступа, причем поверхность гребня выступа выше, чем две боковых поверхности выступа в направлении ширины поперечного сечения.

[0020] На виде сверху режущей части поверхность гребня выступа может быть расположена между основной осью режущей части и режущей кромкой.

[0021] На виде сверху режущей части поверхность гребня выступа может переходить от положения, в котором она ближе к режущей кромке, чем к основной оси режущей части, к положению, в котором она ближе к основной оси режущей части, чем к режущей кромке, по мере того, как поверхность гребня выступа проходит в заднем направлении.

[0022] Поверхность гребня выступа может содержать множество вершин выступа и по меньшей мере одну впадину выступа, причем каждая пара расположенных рядом вершин выступа разделены соответствующей впадиной выступа, и каждая вершина выступа выше, чем расположенные рядом с ней впадины выступа. Каждая выпуклость может проходить от соответствующей из вершин выступа.

[0023] Множество вершин выступа могут следовать шаблону увеличения высоты в заднем направлении от передней поверхности режущей части.

[0024] Множество вершин выступа могут быть расположены выше режущей кромки при измерении в верхнем направлении.

[0025] Каждая выпуклость может проходить вдоль продольной оси выпуклости. На виде сверху режущей части каждая продольная ось выпуклости образует угол выпуклости с поперечной осью режущей части. Угол выпуклости может быть больше чем или равен 0° и меньше чем или равен 30°.

[0026] На виде сверху режущей части продольные оси выпуклости могут быть параллельны друг другу.

[0027] На виде в разрезе, полученном в осевой плоскости выпуклости, содержащей одну из продольных осей выпуклости и пересекающей наклонную и отводную поверхности, центральная часть выпуклости может иметь вогнутый профиль.

[0028] На виде в разрезе, полученном в радиальной плоскости выпуклости, перпендикулярной одной из продольных осей выпуклости и пересекающей указанную выпуклость, центральная часть выпуклости может иметь выпуклый профиль.

[0029] На виде сверху режущей части режущая кромка может быть прямой.

[0030] На виде сбоку режущей части режущая кромка может быть непрямой.

[0031] На виде сбоку режущей части режущая кромка может иметь волнистый профиль, образованный множеством вершин режущей кромки и по меньшей мере одной впадиной режущей кромки, причем каждая вершина режущей кромки образована на соответствующей из выпуклых частей фаски.

[0032] Фаска может содержать выпукло изогнутую часть фаски, проходящую в направлении режущей кромки и выпукло изогнутую в направлении от режущей кромки.

[0033] Выпукло изогнутая часть фаски может быть расположена на расстоянии от режущей кромки.

[0034] Выпукло изогнутая часть фаски может быть определена радиусом выпуклого изгиба фаски, который может изменяться вдоль режущей кромки.

[0035] Поперечная ось режущей части может задавать второе направление подачи, противоположное указанному направлению подачи, причем режущая часть также может содержать:

второй угол режущей части, образованный в пересечении наклонной поверхности, передней поверхности режущей части и второй отводной поверхности, которая обращена во втором направлении подачи;

вторую режущую кромку, образованную в пересечении наклонной поверхности и второй отводной поверхности;

вторую фаску, расположенную на наклонной поверхности и проходящую вдоль второй режущей кромки и под отрицательным углом относительно нее; причем

устройство для удаления стружки также может содержать:

удлиненный второй выступ, выступающий из наклонной поверхности, расположенный на расстоянии от второй фаски и проходящий в направлении к передней части режущей части; и

множество удлиненных вторых выпуклостей, выступающих из наклонной поверхности и расположенных на расстоянии друг от друга и передней поверхности режущей части, при этом каждая вторая выпуклость проходит от второго выступа к второй режущей кромке, так что вторая фаска содержит множество расположенных на расстоянии друг от друга вторых выпуклых частей фаски.

[0036] Режущая часть также может содержать переднюю режущую кромку, образованную в пересечении наклонной поверхности и передней поверхности режущей части, причем на виде сверху режущей части передняя режущая кромка имеет длину передней режущей кромки, которая также определяет максимальный размер ширины режущей вставки в направлении, перпендикулярном основной оси режущей части.

[0037] Устройство для удаления стружки может иметь зеркальную симметрию относительно плоскости симметрии, которая содержит основную ось режущей части и вертикальную ось режущей части, которая перпендикулярна основной оси режущей части и которая проходит между отводной поверхностью и второй отводной поверхностью.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0038] Для лучшего понимания настоящего изобретения и демонстрации того, как оно может быть осуществлено практически, ниже приведено краткое описание сопроводительных чертежей, на которых:

На ФИГ. 1 показан вид в перспективе режущей вставки согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;

На ФИГ. 2 показаны подробности по ФИГ. 1, показывающие режущую часть;

На ФИГ. 3 показан вид сбоку режущей части по ФИГ. 2;

На ФИГ. 3a показаны подробности по ФИГ. 3;

На ФИГ. 4 показан вид спереди режущей части по ФИГ. 2;

На ФИГ. 5 показан фрагментарный вид в перспективе режущей части по ФИГ. 1, показывающий стружкообразующий желоб, имеющий волнистую форму, и воображаемую экстраполируемую поверхность фаски;

На ФИГ. 6a показан вид сверху режущей части по ФИГ. 2;

На ФИГ. 6b показан аналогичный вид по ФИГ. 6a, указывающий линии сечений;

На ФИГ. 7 приведено схематическое представление, показывающее наложенные фрагментарные сечения, взятые вдоль линий VII-VII и VII ’-VII’ по ФИГ. 6b;

На ФИГ. 8 показан фрагментарный вид в разрезе, полученный по линии VIII-VIII по ФИГ. 6b;

На ФИГ. 9 показан фрагментарный вид в разрезе, полученный по линии IX-IX по ФИГ. 6b;

На ФИГ. 10 показан фрагментарный вид в разрезе, полученный по линии X-X по ФИГ. 6b;

На ФИГ. 11 фрагментарный вид в разрезе, полученный по линии XI-XI на ФИГ. 6b;

На ФИГ. 12 показан вид сверху режущей части согласно второму варианту реализации настоящего изобретения; и

На ФИГ. 13 показан вид в перспективе режущего инструмента согласно настоящему изобретению.

[0039] Где целесообразно, позиционные обозначения могут повторяться на чертежах для указания соответствующих или аналогичных элементов.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0040] В следующем описании представлены различные аспекты объекта настоящей заявки. В целях объяснения конкретные конфигурации и детали сформулированы с достаточной подробностью для обеспечения полного понимания объекта настоящей заявки. Однако для специалиста в данной области техники также очевидно, что объект настоящей заявки может быть осуществлен без конкретных конфигураций и деталей, представленных в настоящем документе.

[0041] На ФИГ. 1 показана режущая вставка 20 согласно первому варианту реализации настоящего изобретения. Режущая вставка 20 обычно может быть выполнена из цементированного карбида и может быть покрыта износостойким материалом. В этом неограничивающем примере, показанном в чертежах, режущая вставка 20 содержит противоположные переднюю и заднюю поверхности 22, 24 вставки и периферийную поверхность 26 вставки, которая проходит между передней и задней поверхностями 22, 24 вставки. Периферийная поверхность 26 вставки проходит вокруг центральной оси I вставки. Центральная ось I вставки может быть продольной осью, так что режущая вставка 20 является удлиненной. Центральная ось I вставки пересекает переднюю и заднюю поверхности 22, 24 вставки. Периферийная поверхность 26 вставки включает в себя противоположные верхнюю и нижнюю поверхности 28, 30 вставки, которые соединяют переднюю и заднюю поверхности 22, 24 вставки. Периферийная поверхность 26 вставки также включает в себя две противоположные боковые поверхности вставки, т.е. первую боковую поверхность 32A вставки и вторую боковую поверхность 32B вставки, которые соединяют переднюю и заднюю поверхности 22, 24 вставки, а также верхнюю и нижнюю поверхности 28, 30 вставки. Также следует отметить, что в этом неограничивающем примере режущая вставка 20 выполнена с возможностью ее упругого зажатия в гнезде 34 для вставки (ФИГ. 13) держателя 36 вставки и, таким образом, выполнена без зажимного сквозного отверстия для приема зажимного элемента (такого как удерживающий винт).

[0042] Как показано на ФИГ. 2, режущая вставка 20 включает в себя режущую часть 38 для обеспечения способности режущей вставки 20 удалять металл. В этом неограничивающем примере, показанном на чертежах, режущая вставка 20 имеет только одну режущую часть 38, расположенную на одном конце режущей вставки 20. Однако подразумевается, что могут быть две режущих части 38 (например, на каждом конце, если режущая вставка 20 является симметричной) или большее количество режущих частей 38, как раскрыто, например, в US 8,939,684 B2.

[0043] Как изображено на ФИГ. 2, 3, 4 и 6a, режущая часть 38 имеет три взаимно перпендикулярных оси, т.е. основную ось A режущей части, вертикальную ось V режущей части и поперечную ось F режущей части. Основная ось A режущей части задает переднее и заднее направления D_F, D_R. Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки на виде сверху режущей части 38, если смотреть вдоль вертикальной оси V режущей части, основная ось A режущей части может быть параллельна центральной оси I вставки и выровнена с нею. Однако, как показано на виде сбоку режущей части 38, если смотреть вдоль поперечной оси F режущей части (т.е. ФИГ. 3), основная ось A режущей части и центральная ось I вставки могут проходить в поперечном направлении друг к другу. Вертикальная ось V режущей части задает верхнее и нижнее направления D_U, D_D. Поперечная ось F режущей части задает по меньшей мере направление D подачи. Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки поперечная ось F режущей части также может задавать второе направление D₂ подачи, противоположное направлению D подачи. Режущая часть 38 имеет плоскость S симметрии, которая содержит основную ось A режущей части и вертикальную ось V режущей части.

[0044] Следует отметить, что использование терминов "передний" и "задний" в настоящем описании и формуле относится к относительному положению в направлении основной оси A режущей части влево (D_F) и вправо (D_R) соответственно, как показано на ФИГ. 3 и 6a. Схожим образом, следует отметить, что использование терминов "в верхнем направлении" и "в нижнем направлении" в настоящем описании и формуле относится к относительному положению в направлении, параллельном вертикальной оси V режущей части вверх и вниз соответственно, как показано на ФИГ. 3 и 4. Наконец, следует отметить, что использование терминов "направление подачи" и "второе направление подачи" в настоящем описанию и формуле относится к относительному положению в направлении, параллельном поперечной оси F режущей части, вправо и влево соответственно, как показано на ФИГ. 4.

[0045] Режущая часть 38 включает в себя переднюю поверхность 40 режущей части, образованную на передней поверхности 22 вставки. Передняя поверхность 40 режущей части пересекается основной осью A режущей части и обращена в переднем направлении D_F.

[0046] Режущая часть 38 включает в себя наклонную поверхность 42, образованную на верхней поверхности 28 вставки. Наклонная поверхность 42 пересекается вертикальной осью V режущей части и обращена в верхнем направлении D_U.

[0047] Режущая часть 38 также включает в себя отводную поверхность 44, образованную на первой боковой поверхности 32A вставки. Отводная поверхность 44 пересекается поперечной осью F режущей части и обращена в направлении D подачи. Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки режущая часть 38 может включать в себя вторую отводную поверхность 48, образованную на второй боковой поверхности 32B. Вторая отводная поверхность 48 может пересекаться поперечной осью F режущей части и обращена во втором направлении D₂ подачи. Вертикальная ось V режущей части проходит между отводной поверхностью 44 и второй отводной поверхностью 48. Таким образом, плоскость S симметрии расположена между отводной поверхностью 44 и второй отводной поверхностью 48.

[0048] Угол 46 режущей части образован в пересечении наклонной поверхности 42, передней поверхности 40 режущей части, отводной поверхности 44. Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки второй угол режущей части 50 может быть образован в пересечении наклонной поверхности 42, передней поверхности 40 режущей части и второй отводной поверхности 48.

[0049] Режущая часть 38 включает в себя режущую кромку 52, образованную в пересечении наклонной поверхности 42 и отводной поверхности 44. Как показано на виде сверху режущей части 38 на ФИГ. 6a, согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки режущая кромка 52 может быть прямой. Как показано на виде сбоку режущей части 38 на ФИГ. 3a, режущая кромка 52 может быть непрямой. Как показано на этом виде, предпочтительно режущая кромка 52 может иметь волнистый профиль, образованный множеством вершин 54 режущей кромки и по меньшей мере одной впадиной 56 режущей кромки, которые чередуются друг с другом вдоль режущей кромки 52.

[0050] Как показано на ФИГ. 6a, согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки режущая часть 38 также может включать в себя вторую режущую кромку 58, образованную в пересечении наклонной поверхности 42 и второй отводной поверхности 48. Как показано на виде сверху режущей части 38, вторая режущая кромка 58 может быть прямой, но не параллельной режущей кромке 52.

[0051] Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки режущая часть 38 может включать в себя переднюю режущую кромку 60, образованную в пересечении наклонной поверхности 42 и передней поверхности 40 режущей части. Таким образом, передняя режущая кромка 60 может служить отводной поверхностью. Как изображено на ФИГ. 4 и 6a, передняя режущая кромка 60 имеет длину L передней режущей кромки, измеренную в направлении поперечной оси F режущей части. Как показано на виде сверху режущей части 38, длина L передней режущей кромки определяет ширину желоба, прорезаемого в обрабатываемой детали, и также устанавливает максимальную ширину режущей части 38. Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки передняя режущая кромка 60 может включать в себя две изогнутых передних угловых режущих кромки 62 и переднюю промежуточную режущую кромку 64, которая проходит между двумя передними угловыми режущими кромками 62. Передние угловые режущие кромки 62 могут быть образованы в углу 46 режущей части и втором углу 50 режущей части соответственно. Передняя промежуточная режущая кромка 64 может быть длиннее, чем каждая из двух передних угловых режущих кромок 62. Как показано на виде сверху режущей части 38, передняя промежуточная режущая кромка 64 может быть прямой. Передняя режущая кромка 60 может быть зеркально симметричной относительно воображаемой продольной плоскости, которая содержит основную ось A режущей части и проходит через верхнюю и нижнюю поверхности 28, 30 вставки. Таким образом, основная ось A режущей части может делить пополам переднюю режущую кромку 60, как показано на виде сверху режущей части 38 (т.е. на виде спереди наклонной поверхности 42, если смотреть вдоль вертикальной оси V режущей части). Режущая кромка 52 и вторая режущая кромка 58 могут сливаться с передней режущей кромкой 60 в ее противоположных концах.

[0052] Наклонная поверхность 42 включает в себя фаску 66. Фаска 66 действует для усиления режущей кромки 52. Фаска 66 расположена рядом с режущей кромкой 52. Фаска 66 проходит вдоль режущей кромки 52. Как показано на ФИГ. 5, любая область на фаске 66 имеет угол θ наклона фаски, определяемый касательной линией T и наклонной плоскостью P, где касательная линия T перпендикулярна режущей кромке 52, как показано на виде сверху режущей части 38, и тангенциально касается фаски 66, причем наклонная плоскость P ориентирована перпендикулярно вертикальной оси V режущей части. Фаска 66 проходит под отрицательным углом относительно режущей кромки 52. Иными словами, фаска 66 имеет наклон вверх от режущей кромки 52, так что угол θ наклона фаски больше чем 0°.

[0053] Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки наклонная поверхность 42 может включать в себя переднюю фаску 69. Передняя фаска 69 может быть расположена рядом с передней режущей кромкой 60. Передняя фаска 69 может проходить вдоль передней режущей кромки 60 под отрицательным углом относительно нее. Как показано на ФИГ. 6a, передняя фаска 69 имеет ширину W передней фаски, которая может изменяться. Предпочтительно ширина W передней фаски у передней промежуточной режущей кромки 64 может быть больше, чем ширина W передней фаски у передних угловых режущих кромок 62.

[0054] Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки наклонная поверхность 42 может включать в себя вторую фаску 70. Вторая фаска 70 может быть расположена рядом со второй режущей кромкой 58. Вторая фаска 70 может проходить вдоль второй режущей кромки 58 под отрицательным углом относительно нее.

[0055] Режущая часть 38 включает в себя устройство 72 для удаления стружки, расположенное на наклонной поверхности 42. Следует понимать, что режущая вставка 20 согласно объекту настоящей заявки может содержать одну или более режущих частей 38 с таким устройством 72 для удаления стружки и одну или более других режущих частей 38 без какого-либо устройства для удаления стружки или с различными устройствами для удаления стружки. Устройство 72 для удаления стружки предназначено для управления потоком и/или формой и размером стружки и обломков, возникающих в результате операций обработки металлов.

[0056] Как изображено на ФИГ. 1-6a, устройство 72 для удаления стружки включает в себя удлиненный выступ 74. Выступ 74 служит для изгибания стружки в направлении D подачи. Выступ 74 выступает из наклонной поверхности 42. Выступ 74 расположен на расстоянии от фаски 66. Как изображено на ФИГ. 5, согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки выступ 74 может быть отделен от фаски 66 стружкообразующим желобом 78, который имеет волнистую форму, проходящую в заднем направлении D_R от передней поверхности 40 режущей части (см. также ФИГ. 7).

[0057] Выступ 74 проходит в направлении от задней части режущей части 38 к передней части режущей части 38. Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки выступ 74 может включать в себя самую переднюю часть 76a и самую заднюю часть 76b, которые сливаются друг с другом. Самая задняя часть 76b выступа 74 может образовывать большую часть длины выступа 74 (например, больше чем половину длины выступа 74).

[0058] Самая передняя часть 76a выступа 74 может проходить в направлении к углу 46 режущей части. Самая задняя часть 76b выступа 74 может проходить в направлении, отличающемся от направления, в котором проходит самая передняя часть 76a выступа 74. Самая задняя часть 76b выступа 74 может проходить в направлении к передней поверхности 40 режущей части. Расстояние между выступом 74 и режущей кромкой 52 может увеличиваться с увеличением расстояния от передней поверхности 40 режущей части. Самая задняя часть 76b выступа 74 может проходить в продольном направлении вдоль продольной оси C выступа. Как показано на виде сверху режущей части 38, продольная ось C выступа может образовывать угол α выступа с основной осью A режущей части. Угол α выступа может находиться в диапазоне 5°≤α≤15°. Продольная ось C выступа может пересекать переднюю режущую кромку 60. Предпочтительно продольная ось C выступа может пересекать переднюю промежуточную режущую кромку 64.

[0059] Как показано на ФИГ. 10 и 11, согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки выступ 74 может включать в себя две боковых поверхности 74a выступа и центральную поверхность 74b гребня выступа, которая проходит между ними в направлении ширины выступа 74. Поверхность 74b гребня выступа может быть выше, чем две боковых поверхности 74a выступа, в направлении ширины поперечного сечения. Центральная поверхность 74b гребня выступа в самой задней части 76b выступа 74 может проходить вдоль продольной оси C выступа (как показано на виде сверху режущей части 38, т.е. на ФИГ. 6a). На том же виде поверхность 74b гребня выступа может переходить от положения, в котором она ближе к режущей кромке 52, чем к основной оси A режущей части, к положению, в котором она ближе к основной оси А режущей части, чем к режущей кромке 52, по мере того, как поверхность 74b гребня выступа проходит в заднем направлении D_R.

[0060] На ФИГ. 8 показан разрез вдоль плоскости, содержащей продольную ось C выступа, согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки, где гребень 74b выступа может включать в себя множество вершин 80 выступа и по меньшей мере одну впадину 82 выступа, причем каждая пара расположенных рядом вершин 80 выступа разделены соответствующей впадиной 82 выступа. Каждая вершина 80 выступа выше, чем расположенные рядом с ней впадины 82 выступа.

[0061] Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки множество вершин 80 выступа могут быть расположены выше режущей кромки 52 при измерении в верхнем направлении D_U. Множество вершин 80 выступа могут следовать шаблону увеличения высоты в заднем направлении D_R от передней поверхности 40 режущей части. По меньшей мере одна впадина 82 выступа может быть расположена выше режущей кромки 52 при измерении в верхнем направлении D_U.

[0062] Как изображено на ФИГ. 1-6a, устройство 72 для удаления стружки включает в себя множество удлиненных выпуклостей 84. Множество выпуклостей 84 служат для искривления стружки в направлении основной оси A режущей части. Множество выпуклостей 84 выступают из наклонной поверхности 42. Множество выпуклостей 84 расположены на расстоянии друг от друга и передней поверхности 40 режущей части. Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки каждая выпуклость 84 может проходить от соответствующей из вершин 80 выступа. Множество выпуклостей 84 могут быть не идентичными. На ФИГ. 9 показан вид в разрезе в плоскости FP, поперечной направлению подачи, проходящей перпендикулярно поперечной оси F режущей части и пересекающей множество выпуклостей 84 (следует отметить, что первая возвышенная область после режущей кромки 60 является частью выступа 74, в частности, его самой передней частью 76a, но не является ни одной из выпуклостей 84). На чертеже видно, что множество выпуклостей 84 могут следовать шаблону увеличения высоты в заднем направлении D_R от передней поверхности 40 режущей части.

[0063] На ФИГ. 9 показан вид в разрезе, полученный в радиальной плоскости P2 выпуклости, перпендикулярной одной из продольных осей PA выпуклости и пересекающей выпуклость 84, согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки, причем каждая выпуклость 84 может включать в себя две боковых поверхности 84a выпуклости и центральную поверхность 84b гребня выпуклости, проходящую между ними в направлении ширины выпуклости 84. Поверхность 84b гребня выпуклости может быть выше, чем две боковых поверхности 84a выпуклости, по ширине поперечного сечения.

[0064] На ФИГ. 10 показан вид в разрезе, полученный в осевой плоскости P1 выпуклости, содержащей одну из продольных осей PA выпуклости и пересекающей наклонную и отводную поверхности 42, 44. Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки каждая выпуклость 84 может включать в себя самую низкую точку LP выпуклости. Самая низкая точка LP выпуклости может быть расположена на расстоянии от фаски 66. Самая низкая точка LP выпуклости может находиться вертикально на одном уровне с режущей кромкой 52.

[0065] Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки каждая выпуклость 84 может проходить вдоль продольной оси PA выпуклости. Как показано на виде сверху режущей части 38, продольные оси PA выпуклости могут быть параллельны друг другу. Продольные оси PA выпуклостей могут быть не коинцидентными с соответствующей касательной линией T. Каждая продольная ось PA выпуклости может образовывать угол β выпуклости с поперечной осью F режущей части. Угол β выпуклости может находиться в диапазоне 0°≤β≤30°. В этом неограничивающем примере, показанном на чертежах, угол β выпуклости равен 0° (т.е. продольная ось PA выпуклости и поперечная ось F режущей части параллельны друг другу).

[0066] Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки в осевой плоскости P1 выпуклости центральная часть выпуклости 84 может иметь вогнутый профиль. Самая низкая точка LP выпуклости может быть расположена в вогнутом профиле. В радиальной плоскости P2 выпуклости центральная часть выпуклости 84 может иметь выпуклый профиль.

[0067] Каждая выпуклость 84 проходит от выступа 74. Благодаря такой конфигурации боковая поверхность 74a выступа, ближайшая к режущей кромке 52, может иметь волнистую форму и проходить в заднем направлении D_R от передней поверхности 40 режущей части.

[0068] Как показано на ФИГ. 5, каждая выпуклость 84 проходит к режущей кромке 52. Иными словами, каждая выпуклость 84 завершается у режущей кромки 52. Таким образом, каждая выпуклость 84 проходит по фаске 66 (или через нее). Благодаря такой конфигурации фаска 66 включает в себя множество отделенных друг от друга выпуклых в верхнем направлении частей 86 фаски. Каждая пара смежных выпуклых частей 86 фаски разделены невыпуклой частью 88 фаски. Фаска 66 имеет высоту H защитной фаски, измеренную в верхнем направлении D_U от наклонной плоскости P, которая изменяется вдоль режущей кромки 52. В частности, высота H фаски в каждой выпуклой части 86 фаски определяет первую высоту H₁ защитной фаски, которая больше, чем вторая высота H₂ фаски, которая определяется высотой фаски H в смежных с ней невыпуклых частях 88 фаски. Каждая вершина 54 режущей кромки может быть образована на соответствующей из выпуклых частей 86 фаски.

[0069] На ФИГ. 7 приведено схематическое представление, изображающее наложенные фрагментарные поперечные сечения, взятые вдоль линий VII-VII и VII’-VII’, показанных на ФИГ. 6b, а также две различающиеся касательные линии T, T’, относящиеся к соответствующим сечениям, причем фаска 66 (как в выпуклых, так и невыпуклых частях 86, 88 фаски) может включать в себя выпукло изогнутую часть 68 фаски, которая проходит в направлении режущей кромки 52. Выпукло изогнутая часть 68 фаски также выпукло изгибается в направлении от режущей кромки 52. Таким образом, угол θ наклона фаски в выпукло изогнутой части 68 фаски может уменьшаться в направлении от режущей кромки 52. Выпукло изогнутая часть 68 фаски может быть расположена на расстоянии от режущей кромки 52. Выпукло изогнутая часть 68 фаски может быть определена радиусом R выпуклого изгиба фаски. Радиус R выпуклого изгиба фаски может изменяться вдоль режущей кромки 56.

[0070] Угол θ наклона фаски у режущей кромки 52 в каждой из выпуклых частей 86 фаски образует угол θ1 наклона выпуклой части фаски. Угол θ наклона фаски у режущей кромки 52 в каждой из невыпуклых частей 88 фаски образует угол θ2 наклона невыпуклой части фаски. Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки угол θ1 наклона выпуклой части фаски в любой данной выпуклой части 86 фаски может быть больше, чем углы θ2 наклона невыпуклых частей фаски в расположенных рядом с ней невыпуклых частях 88 фаски. Таким образом, как видно из ФИГ. 5, на котором показана воображаемая экстраполируемая поверхность 89 фаски, определяемая экстраполяцией фаски 66 у режущей кромки 52, угол θ наклона фаски у режущей кромки 52 может изменяться способом чередования повышения и понижения вдоль режущей кромки 52. Угол θ1 наклона выпуклой части фаски в любой данной выпуклой части 86 фаски может быть больше, чем углы θ2 наклона невыпуклых частей фаски в расположенных рядом с ней невыпуклых частях 88 фаски, на величину не больше чем 5°. Угол θ1 наклона выпуклой части фаски может находиться в диапазоне 20°≤θ1≤40°. Угол θ2 наклона невыпуклой части фаски может находиться в диапазоне 5°≤θ2≤30°.

[0071] В целом, фаска 66 переходит в стружкообразующий желоб 78, в котором поверхность, по которой она проходит, изменяется от отрицательной ориентации к положительной ориентации. Однако следует отметить, что в выпуклых частях 86 фаски фаска 66 может не переходить к положительной ориентации.

[0072] Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки устройство 72 для удаления стружки может включать в себя удлиненный второй выступ 90. Второй выступ 90 может выступать из наклонной поверхности 42. Второй выступ 90 может проходить в направлении к передней части режущей части 38. Второй выступ 90 может быть расположен на расстоянии от второй фаски 70.

[0073] Согласно некоторым вариантам реализации объекта настоящей заявки устройство 72 для удаления стружки может включать в себя множество удлиненных вторых выпуклостей 92. Множество вторых выпуклостей 92 могут выступать из наклонной поверхности 42. Множество вторых выпуклостей 92 могут быть расположены на расстоянии друг от друга и от передней поверхности 40 режущей части. Каждая вторая выпуклость 92 может проходить от второго выступа 90 к второй режущей кромке 58. Каждая вторая выпуклость 92 может проходить к второй режущей кромке 58. Каждая вторая выпуклость 92 может проходить по второй фаске 70 (т.е. через нее). Таким образом, как показано на ФИГ. 2, вторая фаска 70 может включать в себя множество расположенных на расстоянии друг от друга вторых выпуклых частей 94 фаски. Устройство 72 для удаления стружки может иметь зеркальную симметрию относительно плоскости S симметрии. Подобным образом, режущая часть 38 может иметь зеркальную симметрию относительно плоскости S симметрии.

[0074] Следует отметить, что любые из признаков, относящихся к отводной поверхности 44, углу 46 режущей части, режущей кромке 52, фаске 66, выступу 74, выпуклости 84 и выпуклой части 86 фаски, могут быть применены к второй отводной поверхности 48, второму углу 50 режущей части, второй режущей кромке 58, второй фаске 70, второму выступу 90, второй выпуклости 92 и второй выпуклой части 94 фаски соответственно.

[0075] Как показано на ФИГ. 13, второй аспект настоящей заявки относится к невращающемуся режущему инструменту 96. Например, режущий инструмент 96 может быть предназначен для токарных операций резания в отличие от операций резания фрезерованием или сверлением. Режущий инструмент 96 включает в себя режущую вставку 20 и держатель 36 вставки. Держатель вставки 36 включает в себя гнездо 34 для вставки с режущей вставкой 20, удерживаемой с возможностью раскрепления в гнезде 34 для вставки.

[0076] На ФИГ. 13 показан второй вариант реализации. Было выяснено, что этот вариант реализации особенно хорошо работает с режущими вставками для нарезания канавок, имеющими ширину (т.е. длину L передней режущей кромки) 6 мм.

[0077] Следует отметить, что один признак объекта настоящей заявки состоит в том, что устройство 72 для удаления стружки, как выяснилось, является эффективным для токарных и, в частности, канавочно-токарных способов резания.

[0078] Также следует отметить, что один признак объекта настоящей заявки состоит в том, что устройство 72 для удаления стружки, как выяснилось, является эффективным для резания заготовок из различных металлических материалов, таких как сталь, нержавеющая сталь, и высокотемпературных металлических сплавов, таких как никель.

[0079] Также следует отметить, что один признак объекта настоящей заявки состоит в том, что устройство 72 для удаления стружки, как выяснилось, является эффективным для различных случаев применения, таких как полноширинное нарезание канавок, частичное (чистовое) нарезание канавок, чистовое точение и токарная обработка.

[0080] Несмотря на то, что объект настоящей заявки описан до известной степени конкретности, следует понимать, что могут быть сделаны различные изменения и модификации без отступления от принципа или объема охраны настоящего изобретения, как заявлено в приложенной формуле.

Изобретение относится к устройству для удаления стружки для режущей вставки. Режущая вставка имеет угол режущей части, образованный в пересечении наклонной поверхности, передней поверхности режущей части и отводной поверхности. Режущая кромка образована в пересечении наклонной поверхности и отводной поверхности с фаской, которая расположена на наклонной поверхности и проходит вдоль режущей кромки под отрицательным углом относительно нее. Устройство для удаления стружки расположено на наклонной поверхности и включает удлиненный выступ и множество расположенных на расстоянии друг от друга удлиненных выпуклостей, которые проходят от выступа до режущей кромки так, что фаска имеет множество расположенных на расстоянии друг от друга выпуклых частей фаски. Невращающийся режущий инструмент содержит держатель вставки, имеющий гнездо для вставки, и режущую вставку, удерживаемую с возможностью раскрепления в гнезде. Достигается эффективное удаление стружки при нарезании канавок и точении. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Режущая вставка (20), содержащая:

режущую часть (38), имеющую основную ось (A) режущей части, задающую противоположные переднее и заднее направления (D_F, D_R), и поперечную ось (F) режущей части, ориентированную перпендикулярно основной оси (A) режущей части на виде сверху режущей части (38) и задающую направление (D) подачи, причем режущая часть (38) содержит:

угол (46) режущей части, образованный в пересечении обращенной вверх наклонной поверхности (42), обращенной вперед передней поверхности (40) режущей части и отводной поверхности (44), обращенной в направлении (D) подачи,

режущую кромку (52), образованную в пересечении наклонной поверхности (42) и отводной поверхности (44),

фаску (66), расположенную на наклонной поверхности (42) и проходящую вдоль режущей кромки (52) под отрицательным углом относительно нее, и

устройство (72) для удаления стружки в наклонной поверхности (42), содержащее:

удлиненный выступ (74), выступающий из наклонной поверхности (42), расположенный на расстоянии от фаски (66) и проходящий в направлении от задней части к передней части режущей части (38), и

множество удлиненных выпуклостей (84), выступающих из наклонной поверхности (42) и расположенных на расстоянии друг от друга и передней поверхности (40) режущей части, причем каждая выпуклость (84) проходит от выступа (74) к режущей кромке (52) так, что фаска (66) содержит множество раздельных выпуклых в верхнем направлении частей (86) фаски.

2. Режущая вставка (20) по п.1, в которой:

каждая пара расположенных рядом выпуклых частей (86) фаски разделены невыпуклой частью (88) фаски,

угол (θ) наклона фаски у режущей кромки (52) в каждой из выпуклых частей (86) фаски образует угол (θ1) наклона выпуклой части фаски,

угол (θ) наклона фаски у режущей кромки (52) в каждой из невыпуклых частей (88) фаски образует угол (θ2) наклона невыпуклой части фаски,

угол (θ1) наклона выпуклой части фаски в любой данной выпуклой части (86) фаски больше, чем углы (θ2) наклона невыпуклой части фаски в расположенных рядом с ней невыпуклых частях (88) фаски.

3. Режущая вставка (20) по п.2, в которой угол (θ1) наклона выпуклой части фаски в любой данной выпуклой части (86) фаски больше, чем углы (θ2) наклона невыпуклых частей фаски в расположенных рядом с ней невыпуклых частях (88) фаски, на величину не больше чем 5°.

4. Режущая вставка (20) по п.2, в которой:

угол (θ1) наклона выпуклой части фаски выбран из диапазона 20°≤(θ1)≤40°, а

угол (θ2) наклона невыпуклой части фаски выбран из диапазона 5°≤(θ2)≤30°.

5. Режущая вставка (20) по п.2, в которой значения углов (θ1) наклона выпуклой части фаски увеличиваются в направлении от передней поверхности (40) режущей части.

6. Режущая вставка (20) по п.1, в которой на виде в разрезе, полученном в поперечной направлению подачи плоскости (FP), перпендикулярной поперечной оси (F) режущей части и пересекающей множество выпуклостей (84), высота множества выпуклостей (84) увеличивается в заднем направлении (D_R) от передней поверхности (40) режущей части.

7. Режущая вставка (20) по п.1, в которой выступ (74) отделен от фаски (66) стружкообразующим желобом (78), который имеет волнистую форму и проходит в заднем направлении (D_R) от передней поверхности (40) режущей части.

8. Режущая вставка (20) по п.1, в которой расстояние между выступом (74) и режущей кромкой (52) увеличивается с увеличением расстояния от передней поверхности (40) режущей части.

9. Режущая вставка (20) по п.1, в которой самая передняя часть (76a) выступа (74) проходит в направлении к углу (46) режущей части.

10. Режущая вставка (20) по п.1, в которой:

самая задняя часть (76b) выступа (74) проходит в продольном направлении вдоль продольной оси (C) выступа,

на виде сверху режущей части (38) продольная ось (C) выступа образует угол (α) выступа с основной осью (A) режущей части, при этом угол (α) выступа выбран из диапазона 5°≤(α)≤15°°.

11. Режущая вставка (20) по п.1, в которой

выступ (74) содержит две боковых поверхности (74a) выступа и центрально расположенную поверхность (74b) гребня выступа, которая проходит между ними в направлении ширины выступа (74), причем поверхность (74b) гребня выступа выше, чем две боковых поверхности (74a) выступа, в направлении ширины поперечного сечения.

12. Режущая вставка (20) по п.11, в которой на виде сверху режущей части (38) поверхность (74b) гребня выступа расположена между основной осью (A) режущей части и режущей кромкой (52).

13. Режущая вставка (20) по п.11, в которой на виде сверху режущей части (38) поверхность (74b) гребня выступа переходит от положения, в котором она ближе к режущей кромке (52), чем к основной оси (A) режущей части, к положению, в котором она ближе к основной оси (A) режущей части, чем к режущей кромке (52), при прохождении поверхности (74b) гребня выступа в заднем направлении (D_R).

14. Режущая вставка (20) по п.1, в которой:

поверхность (74b) гребня выступа содержит множество вершин (80) выступа и множество впадин (82) выступа, причем каждая пара расположенных рядом вершин (80) выступа разделены соответствующей впадиной (82) выступа и каждая вершина (80) выступа выше, чем расположенные рядом с ней впадины (82) выступа, и

каждая выпуклость (84) проходит от соответствующей из вершин (80) выступа.

15. Режущая вставка (20) по п.14, в которой высота множества вершин (80) выступа увеличивается в заднем направлении (D_R) от передней поверхности (40) режущей части.

16. Режущая вставка (20) по п.14, в которой множество вершин (80) выступа расположены выше режущей кромки (52) при измерении в верхнем направлении (D_U).

17. Режущая вставка (20) по п.1, в которой:

каждая выпуклость (84) проходит вдоль продольной оси (PA) выпуклости,

на виде сверху режущей части (38) каждая продольная ось (PA) выпуклости образует угол (β) выпуклости с поперечной осью (F) режущей части, при этом угол (β) выпуклости выбран из диапазона 0°≤(β)≤30°.

18. Режущая вставка (20) по п.17, в которой на виде сверху режущей части (38) продольные оси (PA) выпуклости параллельны друг другу.

19. Режущая вставка (20) по п.17, в которой на виде в разрезе, полученном в осевой плоскости (P1) выпуклости, содержащей одну из продольных осей (PA) выпуклости и пересекающей наклонную и отводную поверхности (42, 44), центральная часть выпуклости (84) имеет вогнутый профиль.

20. Режущая вставка (20) по п.17, в которой на виде в разрезе, полученном в радиальной плоскости (P2) выпуклости, перпендикулярной одной из продольных осей (PA) выпуклости и пересекающей выпуклость (84), центральная часть выпуклости (84) имеет выпуклый профиль.

21. Режущая вставка (20) по п.1, в которой на виде сбоку режущей части (38) режущая кромка (52) имеет волнистый профиль, образованный множеством вершин (54) режущей кромки и по меньшей мере одной впадиной (56) режущей кромки, причем каждая вершина (54) режущей кромки образована на соответствующей из выпуклых частей (86) фаски.

22. Режущая вставка (20) по п.1, в которой фаска (66) содержит выпукло изогнутую часть (68) фаски, проходящую в направлении режущей кромки (52) и выпукло изогнутую в направлении от режущей кромки (52).

23. Режущая вставка (20) по п.1, в которой:

поперечная ось (F) режущей части задает второе направление (D2) подачи, противоположное направлению (D) подачи, причем режущая часть (38) также содержит:

второй угол (50) режущей части, образованный в пересечении наклонной поверхности (42), передней поверхности (40) режущей части и второй отводной поверхности (48), которая обращена во втором направлении (D2) подачи,

вторую режущую кромку (58), образованную в пересечении наклонной поверхности (42) и второй отводной поверхности (48),

вторую фаску (70), расположенную на наклонной поверхности (42) и проходящую вдоль второй режущей кромки (58) под отрицательным углом относительно нее, причем

устройство (72) для удаления стружки содержит:

удлиненный второй выступ (90), выступающий из наклонной поверхности (42), расположенный на расстоянии от второй фаски (70) и проходящий в направлении к передней части режущей части (38), и

множество удлиненных вторых выпуклостей (92), выступающих из наклонной поверхности (42) и расположенных на расстоянии друг от друга и передней поверхности (40) режущей части, при этом каждая вторая выпуклость (92) проходит от второго выступа (90) к второй режущей кромке (58) так, что вторая фаска (70) содержит множество расположенных на расстоянии друг от друга вторых выпуклых частей (94) фаски.

24. Режущая вставка (20) по п.23, в которой

режущая часть (38) содержит переднюю режущую кромку (60), образованную в пересечении наклонной поверхности (42) и передней поверхности (40) режущей части, и

на виде сверху режущей части (38) передняя режущая кромка (60) имеет длину (L) передней режущей кромки, которая определяет максимальный размер ширины режущей вставки (20) в направлении, перпендикулярном основной оси (A) режущей части.

25. Режущая вставка (20) по п.23, в которой устройство (72) для удаления стружки имеет зеркальную симметрию относительно плоскости (S) симметрии, которая содержит основную ось (A) режущей части и вертикальную ось (V) режущей части, перпендикулярную основной оси (A) режущей части, и проходит между отводной поверхностью (44) и второй отводной поверхностью (48).

26. Невращающийся режущий инструмент (96), содержащий:

режущую вставку (20) по п.1 и

держатель (36) вставки, содержащий гнездо (34) для вставки, причем режущая вставка (20) удерживается с возможностью раскрепления в гнезде (34) для вставки.