РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА И ИНСТРУМЕНТ С ТАКОЙ РЕЖУЩЕЙ ПЛАСТИНОЙ Российский патент 2022 года по МПК B23B27/04 

[0001] Настоящее изобретение относится к режущей пластине для инструмента обработки резанием. Настоящее изобретение относится также к инструменту с такой режущей пластиной и к держателю инструмента, имеющему по меньшей мере одно гнездо для режущей пластины для установки режущей пластины.

[0002] Режущая пластина согласно изобретению представляет собой предпочтительно режущую пластину, которая может быть использована для токарной обработки. Особенно предпочтительно режущая пластина согласно изобретению подходит для обработки протачиванием канавок.

[0003] В DE 10042692 А1 описана известная из уровня техники режущая пластина, которая также была разработана, в частности, для протачивания канавок. Хотя эта режущая пластина на практике доказала свои преимущества, со временем выявились некоторые недостатки, которые дают возможность для улучшения.

[0004] Режущая пластина, известная из DE 10042692 A1, из-за геометрии формы стружки, т.е. из-за формы передней поверхности режущего инструмента в области резания режущей пластины, подходит только для так называемых полных резов, при которых происходит прорезка заготовки по всей ширине главной режущей кромки режущей пластины.

[0005] Для так называемых частичных резов, при которых обработка заготовки происходит только частью секции главной режущей кромки, режущая пластина, известная из DE 10042692 A1, напротив, менее пригодна. Хотя в принципе посредством этой режущей пластины можно выполнять частичные резы, но имеющее место при этом стружкообразование происходит менее оптимально, чем при полном резе, при котором прорезка заготовки происходит по всей ширине или, соответственно, длине главной режущей кромки. Причина этого состоит, в частности, в специальном способе выполнения геометрии области резания.

[0006] В данном контексте область резания - это не только сама область режущих кромок, но и вся область режущей пластины, которая также влияет на стружкообразование при обработке заготовки. Помимо главной режущей кромки область резания включает в себя также переднюю поверхность режущего инструмента и вспомогательные режущие кромки.

[0007] В случае режущей пластины, известной из DE 10042692 A1, было, например, показано, что при выполнении частичных резов не происходит требуемая ломка стружки. Возникает относительно длинная стружка. Это снижает надёжность технологического процесса, поскольку заготовка и/или инструмент могут быть повреждены такой относительно длинной стружкой.

[0008] Поэтому задачей настоящего изобретения является создание такой режущей пластины, универсальность применения которой улучшена благодаря её хорошей пригодности не только для прорезных операций при полных резах, но и для прорезных операций при частичных резах. В частности, характеристики стружкообразования режущей пластины должны быть улучшены, причём независимо от того, контактирует ли вся главная режущая кромка с заготовкой (полный рез) или с заготовкой контактирует только часть секции главной режущей кромки (частичный рез).

[0009] Эта задача решена посредством режущей пластины по пункту 1, имеющей следующие признаки:

- главная режущая кромка, выполненная в виде прямой линии и проходящая ортогонально продольному направлению области резания;

- фаска, разделённая на три участка, расположенные в общей плоскости фаски, причём первый из трёх участков примыкает к первому концу главной режущей кромки, второй из трёх участков проходит вдоль по меньшей мере большей части главной режущей кромки и параллельно ей, а третий из трёх участков примыкает ко второму концу главной режущей кромки;

- стружечная канавка, выполненная как углубление, ограниченное сбоку указанными первым и третьим участками фаски, ограниченное в своей передней концевой части, обращённой к главной режущей кромке, вторым участком фаски, а в своей противолежащей задней части ограниченное стенкой;

причём стружечная канавка, включая стенку, расположена зеркально-симметрично относительно плоскости симметрии, ориентированной ортогонально главной режущей кромке и проходящей через центр главной режущей кромки,

причём стружечная канавка, включая стенку, расположена ниже плоскости фаски и не пересекает её,

причём стенка имеет пять стенных участков, примыкающих друг к другу в возрастающей последовательности, причём первый из пяти стенных участков и пятый из пяти стенных участков выполнены относительно плоскости симметрии зеркально-симметрично друг к другу, причём второй из пяти стенных участков и четвёртый из пяти стенных участков выполнены относительно плоскости симметрии зеркально-симметрично друг к другу, причём третий из пяти стенных участков разделён плоскостью симметрии на две зеркально-симметричные половины,

причём профильная линия стенки, полученная сечением стенки воображаемой плоскостью, ориентированной ортогонально к плоскости симметрии и проходящей вдоль продольного направления, имеет расположенную на первом стенном участке первую секцию, расположенную на втором стенном участке вторую секцию, расположенную на третьем стенном участке третью секцию, расположенную на четвёртом стенном участке четвёртую секцию и расположенную на пятом стенном участке пятую секцию,

причём первая, третья и пятая секции выполнены, соответственно, вогнутыми, и при этом вторая и четвёртая секции выполнены, соответственно, прямолинейными или выпуклыми, и

причём по меньшей мере одна точка на первой секции находится на меньшем расстоянии от главной режущей кромки, чем все точки на второй, третьей и четвёртой секциях, и при этом все точки на второй и четвёртой секциях имеют меньшее расстояние от главной режущей кромки, чем все точки на третьей секции.

[0010] Признаком режущей пластины согласно изобретению является вышеназванная фаска, разделённая на три участка и проходящая по меньшей мере частично вокруг стружечной канавки. Все три участка фаски расположены в одной плоскости фаски, ориентированной наклонно вверх по отношению к продольному направлению области резания.

[0011] Благодаря такой ориентации плоскость фаски не пересекает стружечную канавку. Плоскость фаски лежит полностью над стружечной канавкой. Таким образом, фаска ориентирована под отрицательным передним углом резания относительно плоскости xy. Поэтому её также называют отрицательной фаской. В частности, примыкающие к обоим концам главной режущей кромки участки фаски (первый участок и третий участок) делают возможной стабилизацию углов режущей кромки режущей пластины. Второй участок фаски, проходящий вдоль большей части длины главной режущей кромки, также способствует стабилизации главной режущей кромки. Отрицательная фаска стабилизирует, таким образом, главную режущую кромку по всей её длине или, соответственно, по всей ширине режущей пластины.

[0012] Дальнейшим признаком режущей пластины согласно изобретению является стружечная канавка, примыкающая к описанной отрицательной фаске. Внутри этой стружечной канавки расположено несколько передних поверхностей режущего инструмента, геометрия которых имеет решающее значение для стружкообразования. В своей задней части стружечная канавка ограничена стенкой. Эта стенка имеет пять стенных участков, примыкающих непосредственно друг к другу в возрастающей последовательности. Под "возрастающей последовательностью" здесь подразумевают, что второй стенной участок примыкает к первому стенному участку, третий стенной участок примыкает ко второму стенному участку, четвёртый стенной участок примыкает к третьему стенному участку и пятый стенной участок примыкает к четвёртому стенному участку.

[0013] Благодаря зеркальной симметрии стружечной канавки относительно плоскости симметрии центральный третий стенной участок разделён воображаемой плоскостью симметрии на две равные половины, выполненные зеркально-симметрично друг к другу. Первый стенной участок является зеркально-симметричным к пятому стенному участку, а второй стенной участок является зеркально-симметричным к четвёртому стенному участку. Все пять стенных участков предпочтительно выполнены в виде поверхностей произвольной формы.

[0014] Профильная линия стенки, полученная сечением стенки воображаемой плоскостью, ориентированной ортогонально плоскости симметрии и проходящей вдоль продольного направления, имеет следующие свойства: первая, третья и пятая секции этой профильной линии выполнены, соответственно, вогнутыми. Вторая и четвёртая секции профильной линии выполнены, соответственно, прямолинейными или выпуклыми. По меньшей мере одна точка на первой секции профильной линии имеет меньшее расстояние от главной режущей кромки, чем все точки на второй, третьей и четвёртой секциях профильной линии. Благодаря свойствам симметрии стружечной канавки по меньшей мере одна точка на пятой секции профильной линии имеет меньшее расстояние от главной режущей кромки, чем все точки на второй, третьей и четвёртой секциях профильной линии. Далее, все точки на второй и четвёртой секциях профильной линии имеют меньшее расстояние от главной режущей кромки, чем все точки на третьей секции профильной линии.

[0015] Другими словами или говоря упрощённо, центрально расположенный в стружечной канавке третий стенной участок имеет, таким образом, наибольшее расстояние от главной режущей кромки. Оба примыкающих к нему сбоку, лежащих дальше наружу стенных участка - второй и четвёртый - стружечной канавки расположены несколько ближе к главной режущей кромке, чем третий стенной участок. Оба самых наружных стенных участка (первый и пятый стенные участки), напротив, имеют наименьшее расстояние от главной режущей кромки. Однако, как упомянуто выше, эти соотношения расстояний необязательно должны быть действительными для всего стенного участка, но должны иметь место по меньшей мере для - в каждом случае - одной точки на этих стенных участках.

[0016] Описанная форма стружечной канавки, в частности описанная форма стенки, вместе с описанным выше отрицательной фаской приводит к значительному улучшению характеристик стружкообразования при обработке заготовки режущей пластиной согласно изобретению.

[0017] Испытания, проведённые заявителем, показали очень хорошие характеристики стружкообразования как при использовании режущей пластины для полного реза, так и при использовании режущей пластины для частичного реза. Посредством режущей пластины согласно изобретению также возможна так называемая врезная обработка перемычки, при которой перемычку, находящуюся на заготовке, обрабатывают только центрально расположенной секцией главной режущей кромки.

[0018] Последняя названная врезная обработка перемычки отличается от ранее упомянутой врезной обработки частичным резом тем, что при врезной обработке перемычки секция главной режущей кромки, используемая для обработки заготовки, расположена в центральной части главной режущей кромки, предпочтительно симметрично относительно плоскости симметрии, в то время как при прорезке частичным резом секция главной режущей кромки, используемая для обработки заготовки, расположена от одного конца главной режущей кромки до любой точки, лежащей предпочтительно между центром и другими концом главной режущей кромки. При прорезке частичным резом режущая пластина, таким образом, обычно нагружена асимметрично относительно плоскости симметрии стружечной канавки.

[0019] При полном резе, при котором для обработки заготовки используют всю главную режущую кромку, первый и третий участки отрицательной фаски способствуют, в частности, стабилизации углов режущей кромки. Это способствует увеличению срока службы инструмента. Центральная часть задней стенки стружечной канавки, т.е. второй, третий и четвёртый стенные участки, при полном резе не нагружена или нагружена по меньшей мере лишь минимально. Поэтому второй, третий и четвёртый стенные участки задней стенки стружечной канавки не влияют на обработку во время полного реза вообще или влияют по меньшей мере очень мало. Первый и третий участки отрицательной фаски вместе с первым и пятым стенными участками задней стенки стружечной канавки способствуют сужению стружки при полном резе. Поэтому снятая с заготовки стружка может очень хорошо удаляться после пазования. Это делает возможным формирование спиральной стружки с малым коэффициентом размещения стружки.

[0020] При частичном резе нагружен, как правило, один из участков отрицательной фаски, расположенный в области углов режущей пластины (т.е. либо первый участок, либо третий участок скоса). Дополнительно к этому участку отрицательной фаски при частичном резе нагружен противолежащий стенной участок задней стенки стружечной канавки. В зависимости от того, на какой стороне режущей пластины выполняют частичный рез, функциональными поверхностями во время этого частичного реза служат, например, первый участок отрицательной фаски вместе с четвёртым стенным участком стружечной канавки или на другой стороне второй участок отрицательной фаски вместе с четвёртым стенным участком стружечной канавки. Названные стенные участки стружечной канавки уравновешивают при этом, соответственно, названные части отрицательной фаски. Таким образом, также при частичном резе образование длинных спиральных стружек сводится к минимуму. Это означает, что хороший контроль стружки и большой срок службы инструмента могут быть достигнуты и при частичном резе.

[0021] При врезной обработке перемычки, когда для обработки заготовки используют центрально расположенную секцию главной режущей кромки, на образование стружки существенно влияет центрально расположенный третий стенной участок задней стенки стружечной канавки. Он, как уже упомянуто, наиболее удалён от главной режущей кромки по сравнению с другими стенными участками и выполнен вогнутым. Это означает, что снятая стружка может быть свёрнута в боковом направлении также и при врезной обработке перемычки и, таким образом, сужена, что, в свою очередь, способствует ломке стружки и предотвращает образование длинной спиральной стружки. Второй участок отрицательной фаски, проходящий вдоль большей части главной режущей кромки, дополнительно способствует стабилизации главной режущей кромки во время врезной обработки перемычки и предотвращает, таким образом, повреждение главной режущей кромки из-за перегрузки.

[0022] Выполнение согласно изобретению области резания режущей кромки режущей пластины ведёт, тем самым, к очень хорошим характеристикам стружкообразования независимо от того, используют эту режущую пластину для полного реза, частичного реза или для врезной обработки перемычки.

[0023] Таким образом, вышеназванная задача полностью решена.

[0024] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения все точки на первой секции профильной линии имеют меньшее расстояние от главной режущей кромки, чем все точки на второй, третьей и четвёртой секциях профильной линии.

[0025] Другими словами, первый стенной участок задней стенки стружечной канавки, таким образом, в целом расположен ближе к главной режущей кромке, чем второй, третий и четвёртый стенные участки задней стенки стружечной канавки. Соответственно, в силу свойств симметрии стружечной канавки это действительно также для пятого стенного участка. В названном последнем варианте осуществления изобретения все точки на пятой секции профильной линии имеют, таким образом, меньшее расстояние от главной режущей кромки, чем все точки на второй, третьей и четвёртой секциях профильной линии.

[0026] В названном последнем варианте осуществления изобретения самые наружные стенные участки (первый и пятый стенные участки) имеют, таким образом, наименьшее расстояние от главной режущей кромки, а центрально расположенный стенной участок (третий стенной участок) имеет наибольшее расстояние от главной режущей кромки. Расстояния у каждого из промежуточных стенных участков (второй и четвёртый стенные участки) превышают расстояние между третьим стенным участком и главной режущей кромкой, но они меньше расстояния у обоих наружных стенных участков (первый и пятый стенные участки) от главной режущей кромки.

[0027] Согласно ещё одному варианту осуществления изобретения пять секций профильной линии, соответственно, соответственно, определяют кривую, являющуюся непрерывной и дифференцируемой.

[0028] Отдельные секции профильной линии, таким образом, предпочтительно не имеют, соответственно, изломов и разрывов. Отдельные стенные участки предпочтительно также не имеют изломов.

[0029] Предпочтительно, однако, чтобы пять стенных участков не переходили друг в друга по касательной. Между отдельными стенными участками, т.е. при переходе от одного стенного участка к следующему, могут возникать, таким образом, изломы или кромки. Отдельные стенные участки сегментированы внутри стружечной канавки, т.е. предпочтительно чётко отделены друг от друга. Это также способствует стабильности процессов обработки и улучшает характеристики стружкообразования при обработке посредством режущей пластины согласно изобретению.

[0030] Согласно ещё одному варианту осуществления изобретения третья секция профильной линии является самой длинной по сравнению с другими секциями профильной линии.

[0031] Таким образом, центрально расположенный третий стенной участок предпочтительно образует главную по протяжённости часть задней стенки стружечной канавки. Это, в частности, является преимуществом при врезной обработке перемычки.

[0032] Согласно ещё одному варианту осуществления изобретения второй участок отрицательной фаски предпочтительно примыкает непосредственно к главной режущей кромке.

[0033] Это ведёт к разгрузке главной режущей кромки и, таким образом, положительно влияет на её общую стабильность.

[0034] Согласно ещё одному варианту осуществления изобретения первая секция профильной линии примыкает непосредственно к первому участку отрицательной фаски. Аналогично в этом варианте осуществления изобретения пятая секция профильной линии примыкает непосредственно к третьему участку отрицательной фаски.

[0035] Соответственно, в этом варианте осуществления изобретения первый стенной участок стружечной канавки примыкает непосредственно к первому участку отрицательной фаски, а пятый стенной участок стружечной канавки примыкает непосредственно к третьему участку отрицательной фаски. Первый и третий участки отрицательной фаски выполнены предпочтительно, соответственно, как плоская поверхность.

[0036] Согласно ещё одному варианту осуществления изобретения первая граничная линия между стружечной канавкой и первым участком отрицательной фаски, как показано на виде сверху, проходит под первым углом α относительно главной режущей кромки, причём 30° < α < 90°. Соответственно, вторая граничная линия между стружечной канавкой и вторым участком отрицательной фаски, как показано на виде сверху, проходит под вторым углом α₂ относительно главной режущей кромки, причём α₂ - угол, противолежащий углу α.

[0037] Согласно ещё одному варианту осуществления изобретения в стружечной канавке на её нижней поверхности расположено несколько возвышений, причём эти возвышения расположены параллельно друг другу в ряд вдоль главной режущей кромки.

[0038] Соответственно, между отдельными возвышениями имеются относительные углубления. Во время обработки заготовки основной сход стружки происходит, таким образом, в пространстве между отдельными возвышениями. В результате идёт сжатие стружки в поперечном направлении. Такая предварительная деформация вызывает увеличение жёсткости стружки уже до того, как она достигнет задней стенки стружечной канавки. Поэтому при достижении задней стенки стружечной канавки стружка сравнительно легко ломается, что способствует требуемому получению как можно более короткой стружки.

[0039] Количество возвышений предпочтительно нечётное. Например, вдоль главной режущей кромки может быть предусмотрено три, пять, семь или девять возвышений. Предпочтительно возвышения расположены на одинаковом расстоянии друг от друга вдоль главной режущей кромки и параллельно ей.

[0040] Согласно ещё одному варианту осуществления изобретения возвышения примыкают непосредственно ко второму участку отрицательной фаски, проходящему параллельно главной режущей кромке и вдоль её большей части. Особенно предпочтительно, чтобы каждое из возвышений имело поверхностный участок, лежащий в плоскости фаски.

[0041] Таким образом, отрицательная фаска переходит в центральной части главной режущей кромки предпочтительно непосредственно и по касательной в отдельные выступы. Это увеличивает воздействие сжатия, создаваемого выступами, на снятую с заготовки стружку. Также это способствует, таким образом, дополнительно скорейшей ломке стружки и, тем самым, образованию наиболее короткой стружки.

[0042] Согласно ещё одному варианту осуществления изобретения стружечная канавка выполнена вогнутой в каждом сечении, параллельном плоскости симметрии. В сечениях, параллельных плоскости симметрии, первый и пятый стенные участки предпочтительно изогнуты сильнее, чем второй и четвёртый стенные участки. Напротив, второй и четвёртый стенные участки в сечениях, параллельных плоскости симметрии, предпочтительно изогнуты сильнее, чем центрально расположенный третий стенной участок. Таким образом, рассматриваемая в продольном сечении кривизна отдельных стенных участков предпочтительно уменьшается от наружных стенных участков к расположенным далее внутрь стенным участкам.

[0043] Следует понимать, что признаки, упомянутые выше и те, которые ещё предстоит пояснить далее, могут быть использованы не только в комбинации, указанной в каждом случае, но и по отдельности или в других комбинациях, не выходя за рамки объёма настоящего изобретения.

[0044] Примеры осуществления изобретения показаны на чертежах и будут подробнее разъяснены в последующем раскрытии. Показано:

Фиг. 1 вид в перспективе первого примера осуществления режущей пластины согласно изобретению;

Фиг. 2 вид в перспективе примера осуществления инструмента, в котором может быть использована режущая пластина согласно изобретению,;

Фиг. 3 вид сверху на показанный на фиг. 1 первый пример осуществления режущей пластины согласно изобретению;

Фиг. 4 вид сбоку на показанный на фиг. 1 первый пример осуществления режущей пластины согласно изобретению;

Фиг. 5 детальный вид сверху, показанный на фиг. 3;

Фиг. 6 разрез B-B, обозначенный на фиг. 4;

Фиг. 7 разрез А-А, обозначенный на фиг. 3;

Фиг. 8 вид режущей пластины по фиг. 5, где показаны дальнейшие геометрические соотношения;

Фиг. 9 вид режущей пластины по фиг. 6, где показаны дальнейшие геометрические соотношения;

Фиг. 10 вид режущей пластины по фиг. 7, где показаны дальнейшие геометрические соотношения;

Фиг. 11 второй пример осуществления режущей пластины согласно изобретению на виде сверху, аналогично тому, как он показан на фиг. 5 и 8; и

Фиг. 12 второй пример осуществления режущей пластины согласно изобретению на виде в разрезе, аналогично тому, как он показан на фиг. 6 и 9.

[0045] Первый пример осуществления режущей пластины согласно изобретению показан на фиг. 1 на виде в перспективе. Режущая пластина обозначена здесь во всей своей полноте ссылочным обозначением 10.

[0046] На своём переднем конце режущая пластина 10 имеет зону 12 резания, которая по меньшей мере частично контактирует с заготовкой во время её обработки. Форма этой области 12 резания поэтому существенна для стружкообразования, т.е. образования снятой с заготовки стружки.

[0047] В задней части режущая пластина 10 имеет зажимной участок 14. Этот зажимной участок 14 служит для зажима режущей пластины 10 в держателе инструмента. Зажимной участок 14 выполнен в форме бруса или балки и имеет предпочтительно многоугольное или призматическое сечение.

[0048] На фиг. 2 показан, как пример, инструмент 16, в котором может быть использована режущая пластина 10 согласно изобретению. Инструмент 16, показанный на фиг. 2, выполнен как токарный инструмент. Этот токарный инструмент 16 подходит, в частности, для протачивания канавок или, соответственно, для прорезных операций. Однако следует понимать, что инструмент, показанный на фиг. 2, является лишь одним произвольным примером из множества инструментов, в которых может быть использована режущая пластина 10 согласно изобретению.

[0049] Инструмент 16, показанный на фиг. 2, имеет держатель 18 инструмента, который в своей задней части выполнен по существу форме балки, а в области своего переднего конца имеет гнездо 20 режущей пластины, предназначенное для установки режущей пластины 10. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 2, гнездо 20 режущей пластины выполнено самозажимным, так что для фиксации режущей пластины 10 в гнезде 20 режущей пластины не требуются какие-либо дополнительные крепёжные средства. Однако в ряде других известных держателей инструментов для зажима режущей пластины 10 в гнезде 20 режущей пластины применяют дополнительные крепёжные средства, например, зажимной винт. Понятно, что это также возможно в принципе с инструментом 16 согласно изобретению, не выходя за рамки объёма настоящего изобретения.

[0050] На фиг. 3-10 показаны дальнейшие виды режущей пластины 10 согласно изобретению в соответствии с первым вариантом осуществления, показанным на фиг. 1. Как видно, в частности, из фиг. 3, гнездо 20 режущей пластины имеет на своём переднем, торцевом конце главную режущую кромку 22, выполненную в виде прямой линии. Главная режущая кромка 22 проходит ортогонально продольному направлению области 12 резания. Это продольное направление показано на фиг. 3 и 4 пунктирной линией, обозначенной ссылочным обозначением 24.

[0051] Далее, режущая пластина 10 имеет в области 12 резания стружечную канавку 26. Эта стружечная канавка 26 выполнена как углубление или, соответственно, как выемка в материале. Она проходит предпочтительно по большей части ширины области 12 резания.

[0052] В области 12 резания предусмотрена далее фаска 28, называемая на техническом языке также отрицательной фаской из-за её ориентации. Фаска 28 разделена на три участка 30a-30c. Все три участка 30a-30c фаски 28 расположены на общей плоской поверхности. Эта плоская поверхность названа здесь как "плоскость фаски ". Плоскость фаски показана на фиг. 7 пунктирной линией, обозначенной ссылочным обозначением 32. Плоскость 32 фаски ориентирована под острым углом относительно продольного направления 24 области 12 резания. Поскольку этот угол образует отрицательный передний угол резания, то фаску 28, как уже упомянуто, обычно называют также отрицательной фаской.

[0053] Из-за отрицательного переднего угла резания плоскость 32 фаски выступает над стружечной канавкой 26. Таким образом, стружечная канавка 26 расположена ниже плоскости 32 фаски, и эта плоскость не пересекает стружечную канавку.

[0054] Фаска 28 по меньшей мере частично окружает стружечную канавку 26. Фаска 28 проходит предпочтительно вдоль всей длины главной режущей кромки 22. Первый участок 31a фаски 28 примыкает к первому концу 34a главной режущей кромки 22. Третий участок 30c фаски 28 примыкает к противолежащему концу 34b главной режущей кромки 22. Оба участка 30a, 30c выполнены как плоские поверхности, образующие обе передние угловые части области 12 резания.

[0055] Спереди оба участка 30a, 30c ограничены главной режущей кромкой 22. По бокам оба участка 30a, 30c ограничены, с одной стороны, с их соответствующей внутренней стороны стружечной канавкой 26, а с их соответствующей наружной стороны - вспомогательной режущей кромкой 36a или, соответственно, 36b. Обе названные вспомогательные режущие кромки 36a, 36b образуют боковые наружные концы области 12 резания. Вспомогательные режущие кромки 36a, 36b соединены с концами 34a или, соответственно, 34b главной режущей кромки 22 по закруглению 38a, 38b. Вместо закруглений 38a, 38b в качестве переходов между вспомогательными режущими кромками 36a, 36b и главной режущей кромкой могут быть предусмотрены также, соответственно, фаски.

[0056] Второй участок 30b фаски 28 проходит между первым участком 30a и третьим участком 30c. Этот второй участок 30b фаски 28 проходит по меньшей мере вдоль большей части главной режущей кромки 22 и параллельно ей. Предпочтительно второй участок 30b фаски 28 примыкает непосредственно к главной режущей кромке 22. Также этот второй участок 30b выполнен как плоская поверхность, расположенная вместе с обеими плоскими поверхностями, образующими участки 30a, 30c, в одной и той же плоскости 32 фаски.

[0057] Стружечная канавка 26 на своём переднем обращённом к режущей кромке 22 конце ограничена вторым участком 30b фаски 28. На своём противолежащем заднем конце стружечная канавка 26 ограничена стенкой 40. Эта стенка 40 образует заднюю часть стружечной канавки 26, если смотреть в продольном направлении 24. Стенка 40 проходит предпочтительно по большей части (более 50%) ширины области 12 резания.

[0058] В целом, стружечная канавка 26 зеркально-симметрична относительно плоскости 41 симметрии. Эта плоскость 41 симметрии показана на фиг. 3 пунктирной линией и соответствует секущей плоскости A-A, также обозначенной на фиг. 3. Плоскость 41 симметрии проходит ортогонально главной режущей кромке 22 и имеет одинаковое расстояние от обоих концов 34a, 34b главной режущей кромки 22. Поэтому плоскость 41 симметрии проходит через центр главной режущей кромки 22.

[0059] В соответствии со свойствами симметрии стружечной канавки 26 стенка 40 также зеркально-симметрична относительно плоскости 41 симметрии. Стенка 40 имеет пять стенных участков 42, 44, 46, 48, 50, примыкающих друг к другу в возрастающей последовательности. Первый стенной участок 42 зеркально-симметричен пятому стенному участку 50. Эти оба стенных участка 42, 50 образуют, соответственно, наружные концевые части стенки 40. К первому стенному участку 42 примыкает второй стенной участок 44. Соответственно, к пятому стенному участку 50 примыкает четвёртый стенной участок 48, зеркально-симметричный второму стенному участку 44. Между вторым стенным участком 44 и четвёртым стенным участком 48 расположен третий стенной участок 46, образующий центральную часть стенки 40 в направлении ширины режущей пластины 10, т.е. если смотреть поперёк продольного направления 24. Предпочтительно этот третий стенной участок 46 является самым большим по площади из пяти стенных участков 42-50. Третий стенной участок 46 разделён плоскостью 41 симметрии на две равные зеркально-симметричные половины.

[0060] Для более подробного объяснения отдельных стенных участков 42-50 стенки 40 предназначена далее профильная линия 62, показанная на фиг. 6. Эта профильная линия 62 получена в результате разреза вдоль секущей плоскости B-B, обозначенной на фиг. 4. Эта секущая плоскость B-B соответствует воображаемой плоскости 64, ортогональной плоскости 41 симметрии и параллельной продольному направлению 24 области 12 резания.

[0061] В соответствии с пятью стенными участками 42-50 стенки 40 профильная линия 62 также имеет пять секций 52, 54, 56, 58, 60. Первую секцию 52 профильной линии 62 получают в результате пересечения воображаемой плоскости 64 с первым стенным участком 42. Вторую секцию 54 профильной линии 62 получают в результате пересечения воображаемой плоскости 64 со вторым стенным участком 44. Третью секцию 56 профильной линии 62 получают в результате пересечения воображаемой плоскости 64 с третьим стенным участком 46. Четвёртую секцию 58 профильной линии 62 получают в результате пересечения воображаемой плоскости 64 с четвёртым стенным участком 48. Пятую секцию 60 профильной линии 62 получают в результате пересечения воображаемой плоскости 64 с пятым стенным участком 50.

[0062] Соответственно, пять секций 52-60 профильной линии 62, как и стенные участки 42-50, примыкают друг к другу в возрастающей последовательности. Первая секция 52 зеркально-симметрична пятой секции 60. Вторая секция 54 зеркально-симметрична четвёртой секции 58. Третья секция 56 разделена плоскостью 41 симметрии на две равные зеркально-симметричные половины и образует центральную часть профильной линии 62, соединяющую вторую секцию 54 с четвёртой секцией 58.

[0063] Первая, третья и пятая секции 52, 56, 60 выполнены, соответственно, вогнутыми. Вторая и четвёртая секции 54, 58 выполнены, соответственно, прямолинейными или выпуклыми. На показанном на фиг. 6 виде разреза первого варианта осуществления изобретения вторая и четвёртая секции 54, 58 выполнены, соответственно, прямолинейными. На показанном на фиг. 12 виде режущей пластины 10 согласно второму варианту осуществления изобретения вторая секция 54 и четвёртая секция 58 выполнены, напротив, соответственно, выпуклыми. В остальном вариант осуществления изобретения, показанный на фиг. 11 и 12, не отличается от первого варианта осуществления изобретения, показанного на фиг. 3-7.

[0064] Первый стенной участок 42 и пятый стенной участок 50 стенки 40 имеют наименьшее расстояние от главной режущей кромки 22 по сравнению с другими стенными участками 44, 46, 48. По меньшей мере одна точка на первой секции 62 профильной линии имеет меньшее расстояние от главной режущей кромки 22, чем все точки на второй, третьей и четвёртой секциях 54, 56, 58 профильной линии 62. Предпочтительно даже все точки на первой секции 52 профильной линии 62 имеют меньшее расстояние от главной режущей кромки 22, чем все точки на второй, третьей и четвёртой секциях 54, 56, 58 профильной линии 62.

[0065] Понятно, что благодаря раскрытым свойствам симметрии стружечной канавки 26 или стенки 40 такие же соотношения расстояний применимы и к пятому стенному участку 50 или, соответственно, к пятой секции 60.

[0066] Третий стенной участок 46 имеет наибольшее расстояние от главной режущей кромки 22. Соответственно, все точки на второй и четвёртой секциях 54, 58 профильной линии 62 имеют меньшее расстояние от главной режущей кромки 22, чем все точки на третьей секции 56 профильной линии 62.

[0067] Отдельные секции 52-60 профильной линии 62 выполнены предпочтительно, соответственно, без изломов. Они образуют, таким образом, соответственно, кривую, являющуюся непрерывной и дифференцируемой.

[0068] Согласно показанным на фиг. 5 и 6 первым вариантам осуществления режущей пластины 10 пять стенных участков 42-50 стенки 40 не переходят друг в друга по касательной. Между отдельными секциями 52-60 профильной линии 62 в соответствующих местах перехода возникают, таким образом, изломы. Однако согласно показанному на фиг. 11 и 12 второму варианту осуществления режущей пластины 10 согласно изобретению такие изломы возникают только между первым стенным участком 42 и вторым стенным участком 44 и между четвёртым стенным участком 48 и пятым стенным участком 50. В отличие от этого согласно второму варианту осуществления изобретения второй стенной участок 44 переходит по касательной в третий стенной участок 46. Аналогично третий стенной участок 46 согласно второму варианту осуществления изобретения переходит также по касательной в четвёртый стенной участок 48.

[0069] Однако оба представленных здесь варианта осуществления режущей пластины согласно изобретению объединяет то, что первая и пятая секции 52, 60 профильной линии 62 предпочтительно изогнуты сильнее, чем центрально расположенная третья секция 56 профильной линии 62. Аналогичным образом согласно обоим показанным вариантам осуществления изобретения предпочтительно, чтобы центрально расположенная третья секция 56 профильной линии 62 была наиболее длинной из всех пяти секций 52-60.

[0070] Как уже разъяснено во введении к раскрытию, режущая пластина 10 согласно изобретению, в частности благодаря описанной форме стружечной канавки 26 и наличию отрицательной фаски 28, подходит как для прорезки полных и частичных резов, так и для так называемой прорезки на перемычке. Для пояснения того, что здесь понимают под различными вариантами обработки, на фиг. 11 показано несколько вспомогательных линий 66a-66d.

[0071] Вспомогательные линии 66b и 66c показывают рабочую область режущей пластины 10 во время частичного реза. Здесь режущая пластина 10 контактирует с подлежащей обработке заготовкой только вдоль одной секции главной режущей кромки 22. Вспомогательная линия 66b показывает частичный рез, проходящий от второго конца 34b главной режущей кромки 22 или, соответственно, от закругления 38b до любой точки на главной режущей кромке 22, лежащей между обоими концами 34a, 34b главной режущей кромки 22. Напротив, вспомогательная линия 66c показывает частичный рез, проходящий от первого конца 34a или закругления 38a до любой точки на главной режущей кромке 22, расположенной между обоими концами 34a, 34b главной режущей кромки 22. Предпочтительно для таких частичных резов используют 60-80% общей длины главной режущей кромки 22.

[0072] Вспомогательная линия 66d показывает как пример рабочую область во время врезной обработки перемычки. Как следует из названия, режущая пластина 10 во время врезной обработки перемычки обрабатывает предусмотренную на подлежащей обработке заготовке перемычку. Эта обработка происходит предпочтительно посредством центрально расположенной части главной режущей кромки 22, симметричной относительно плоскости 41 симметрии. В зависимости от ширины подлежащей обработке перемычки при этом обычно 10-60 % от общей длины главной режущей кромки 22 контактирует с заготовкой.

[0073] При полном резе, как он обозначен вспомогательной линией 66a, часть снятой с заготовки стружки проходит через расположенные на углах режущей кромки участки 30a и 30c отрицательной фаски 28. Эти участки 30a, 30c стабилизируют при этом углы режущей кромки. Центрально расположенный второй участок 30b отрицательной фаски 28 стабилизирует центральную часть главной режущей кромки 22. При полном резе, при котором для обработки заготовки используют всю главную режущую кромку 22, первый и третий участки 30a, 30c отрицательной фаски 28 способствуют, в частности, стабилизации углов режущей кромки. Это способствует увеличению срока службы инструмента. Центральная часть задней стенки 40 стружечной канавки 26, т.е. второй, третий и четвёртый стенные участки 44, 46, 48, при полном резе не нагружена или нагружена по меньшей мере лишь минимально. Поэтому второй, третий и четвёртый стенные участки 44, 46, 48 задней стенки стружечной канавки 26 не влияют на обработку во время полного реза вообще или влияют по меньшей мере очень мало.

[0074] Во время частичного реза, как он обозначен вспомогательной линией 66b, действуют, напротив, по существу третий участок 30c отрицательной фаски 28, а также второй стенной участок 44 как функциональные поверхности, существенно влияющие на стружкообразование. Главная часть снятой с заготовки стружки набегает на эти обе расположенные друг напротив друга поверхности 30c, 44. Также в этом случае форма этих обеих поверхностей 30c, 44 способствует боковому сужению стружки, так что и при выполнении частичного реза может быть получена короткая спиральная стружка. То же действительно и для выполнения частичного реза, обозначенного вспомогательной линией 66c. В этом случае первый участок 30a отрицательной фаски 28 и четвёртый стенной участок 48 действуют как расположенные друг напротив друга функциональные поверхности, существенно влияющие на стружкообразование.

[0075] В случае врезной обработки перемычки, как она обозначена, например, вспомогательной линией 66d, за образование или, соответственно, формирование стружки отвечает в значительной степени, в частности, центральная часть стенки 40, т.е. вогнуто изогнутый третий стенной участок 46. В частности, в этом случае второй участок 30b отрицательной фаски 28 стабилизирует контактирующую с подлежащей обработке заготовкой центральную часть главной режущей кромки 22. Вогнутая кривизна третьего стенного участка 46 стенки 40 в свою очередь обеспечивает боковое сужение стружки, что делает возможным сравнительно раннюю её ломку и, таким образом, также и при врезной обработке перемычки обеспечивает образование сравнительно короткой стружки.

[0076] Для дальнейшего улучшения стружкообразования в области 12 резания режущей пластины 10 согласно изобретению может быть предусмотрено несколько возвышений 68. В обоих представленных здесь вариантах осуществления режущей пластины 10 согласно изобретению в стружечной канавке 26 расположено в общей сложности пять таких возвышений 68. Возвышения 68 расположены параллельно друг другу в ряд вдоль главной режущей кромки 22. Они выступают из расположенной в стружечной канавке 26 нижней поверхности 70, выполненной предпочтительно как плоская поверхность и примыкающей ко второму участку 30b отрицательной фаски 28.

[0077] Между возвышениями 68 имеются относительные углубления или, соответственно, каналообразные проходы. Возвышения 68 обеспечивают предварительную деформацию стружки до того, как она достигнет задней стенки 40 стружечной канавки 26. Это способствует дальнейшему улучшению ломки стружки и, следовательно, образованию ещё более короткой стружки. Однако следует понимать, что режущая пластина 10 согласно изобретению может быть выполнена также без возвышений 68, что не выходит за рамки объёма настоящего изобретения.

[0078] Если на режущей пластине 10 предусмотрены возвышения 68, то предпочтительно, чтобы они примыкали непосредственно ко второму участку 30b отрицательной фаски 28. Особенно предпочтительно, чтобы каждое из возвышений 68 имело поверхностный участок, лежащий в плоскости 32 фаски. Другими словами, возвышения 68, таким образом, предпочтительно переходят по касательной во второй участок 30b отрицательной фаски 28. Это способствует дальнейшей стабилизации главной режущей кромки 22.

[0079] Дальнейшие предпочтительные соотношения размеров и геометрические выполнения стружечной канавки 26 более подробно описаны далее со ссылкой на фиг. 8-10.

[0080] Ширина d₂ стружечной канавки 26 составляет предпочтительно 75-95% от общей ширины d₁ режущей пластины 10 в области 12 резания. Ширина d₃ второго участка 30b отрицательной фаски 28, соответствующая ширине нижней поверхности 70, составляет предпочтительно 60-90% от общей ширины d₁ режущей пластины 10 в области 12 резания. Далее, ширина d₄ возвышений 68 составляет предпочтительно 5-12 % от ширины d₃. Таким образом, предпочтительно d₁ > d₂> d₃> d₄.

[0081] Как видно, в частности, из фиг. 9, угол α, который главная режущая кромка 22 образует с граничной линией 72, проходящей между стружечной канавкой 26 и первым участком 30a фаски 28, составляет предпочтительно 30°-90°. Подразумевается, что противолежащая граничная линия 74, проходящая между третьим участком 30c фаски 28 и стружечной канавкой, образует соответствующий противолежащий угол с главной режущей кромкой 22.

[0082] На фиг. 9 далее показана касательная 76, которая касается второй секции 54 профильной линии 62 в точке перехода между второй секцией 54 и третьей секцией 56. Показанная касательная 78 касается четвёртой секции 58 профильной линии 62 в точке перехода между третьей секцией 56 и четвёртой секцией 58. Касательные 76, 78 пересекаются в точке 80. Далее на фиг. 9 обозначены касательные 82 и 84. Касательная 82 касается третьей секции 56 профильной линии 62 в точке перехода между второй секцией 54 и третьей секцией 56. Касательная 84 касается третьей секции 56 профильной линии 62 в точке перехода между третьей секцией 56 и четвёртой секцией 58. Касательные 82, 84 пересекаются в точке 86. Эта точка 86 находится на большем расстоянии от главной режущей кромки 22, чем точка 80.

[0083] Далее, из показанного на фиг. 10 продольного разреза видно, что стружечная канавка 26 предпочтительно в каждом сечении, параллельном плоскости 41 симметрии, вогнуто изогнута. Предпочтительно второй стенной участок 44 и четвёртый стенной участок 48 изогнуты сильнее, чем третий стенной участок 46. Это проиллюстрировано, в том числе, обозначенными на фиг. 10 углами β₁ и β₂. Также предпочтительно, чтобы первый стенной участок 42 и пятый стенной участок 50 были, соответственно, изогнуты сильнее, чем второй стенной участок 44 и четвёртый стенной участок 48 (см. угол β₃). Предпочтительно β₃ > β₂ > β₁.

[0084] Главная режущая кромка 22 сформирована на переходе между фаской 28, расположенной в плоскости 32 фаски, и свободной поверхностью 88. Эта свободная поверхность 88 образует передний торец режущей пластины 10. Фаска 28 расположен под углом γ относительно свободной поверхности 88, причём γ ≥ 90°. Особенно предпочтительно γ > 90°.

Изобретение относится к области режущих пластин для инструмента для обработки резанием. Режущая пластина инструмента для обработки заготовки резанием включает главную режущую кромку, фаску и стружечную канавку. Стружечная канавка расположена зеркально-симметрично относительно плоскости симметрии, ориентированной ортогонально главной режущей кромке. Стружечная канавка расположена ниже плоскости фаски и не пересекает ее. Режущая пластина обеспечивает в своей области резания такую геометрию формы стружки, которая позволяет выполнять как полные, так и частичные резы, а также обработку перемычек. Благодаря формированию предусмотренной в области резания стружечной канавки, а также наличию отрицательной фаски во всех трёх вариантах обработки может быть получена очень короткая стружка. Техническим результатом изобретения является повышение надёжности технологического процесса и увеличение срока службы инструмента. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Режущая пластина (10) инструмента (16) для обработки заготовки резанием, имеющая в области (12) резания:

- главную режущую кромку (22), выполненную в виде прямой линии и проходящую ортогонально продольному направлению (24) области (12) резания;

- фаску (28), разделённую на три участка (30a, 30b, 30c), расположенные в общей плоскости (32) фаски, причём первый (30a) из трёх участков примыкает к первому концу (34a) главной режущей кромки (22), второй (30b) из трёх участков проходит вдоль главной режущей кромки (22) и параллельно ей, а третий (30c) из трёх участков примыкает ко второму концу (34b) главной режущей кромки (22);

- стружечную канавку (26), выполненную в виде углубления, ограниченного сбоку указанными первым и третьим участками (30a, 30c) фаски (28), ограниченного в своей передней части, обращённой к главной режущей кромке (22), вторым участком (30b) фаски (28), а в своей противолежащей задней части ограниченного стенкой (40);

причём стружечная канавка (26), включая стенку (40), расположена зеркально-симметрично относительно плоскости (41) симметрии, ориентированной ортогонально главной режущей кромке (22) и проходящей через центральную точку главной режущей кромки (22),

причём стружечная канавка (26), включая стенку (40), расположена ниже плоскости (32) фаски и не пересекает её,

причём стенка (40) имеет пять стенных участков (42, 44, 46, 48, 50), примыкающих друг к другу в возрастающей последовательности,

причём первый (42) из пяти стенных участков и пятый (50) из пяти стенных участков выполнены относительно плоскости (41) симметрии зеркально-симметрично друг к другу,

причём второй (44) из пяти стенных участков и четвёртый (48) из пяти стенных участков выполнены относительно плоскости (41) симметрии зеркально-симметрично друг к другу, и

при этом третий (46) из пяти стенных участков разделён плоскостью (41) симметрии на две зеркально-симметричные половины,

причём профильная линия (62) стенки (40), полученная сечением стенки (40) воображаемой плоскостью (64), ориентированной ортогонально плоскости (41) симметрии и проходящей вдоль продольного направления (24), имеет расположенную на первом стенном участке (42) первую секцию (52), расположенную на втором стенном участке (44) вторую секцию (54), расположенную на третьем стенном участке (46) третью секцию (56), расположенную на четвёртом стенном участке (48) четвёртую секцию (58) и расположенную на пятом стенном участке (50) пятую секцию (60),

причём каждая из первой, третьей и пятой секции (52, 56, 60) выполнена, соответственно, вогнутой, и

при этом каждая из второй и четвёртой секции (54, 58) выполнена, соответственно, прямолинейной или выпуклой, и

причём по меньшей мере одна точка на первой секции (52) находится на меньшем расстоянии от главной режущей кромки (22), чем все точки на второй, третьей и четвёртой секциях (54, 56, 58), и

при этом все точки на второй и четвёртой секциях (54, 58) имеют меньшее расстояние от главной режущей кромки (22), чем все точки на третьей секции (56).

2. Режущая пластина по п.1, в которой все точки на первой секции (52) имеют меньшее расстояние от главной режущей кромки (22), чем все точки на второй, третьей и четвёртой секциях (54, 56, 58).

3. Режущая пластина по п.1 или 2, в которой пять секций (52, 54, 56, 58, 60), соответственно, определяют кривую, являющуюся непрерывной и дифференцируемой.

4. Режущая пластина по любому из пп.1-3, в которой пять стенных участков (42, 44, 46, 48, 50) не переходят друг в друга по касательной.

5. Режущая пластина по любому из пп.1-4, в которой первая секция (52) изогнута сильнее, чем третья секция (56).

6. Режущая пластина по любому из пп.1-5, в которой третья секция (56) профильной линии (62) выполнена более длинной, чем первая секция (52), вторая секция (54), четвертая секция (58) и пятая секция (60).

7. Режущая пластина по любому из пп.1-6, в которой второй участок (30b) фаски (28) примыкает непосредственно к главной режущей кромке (22).

8. Режущая пластина по любому из пп.1-7, в которой первая секция (52) профильной линии (62) примыкает непосредственно к первому участку (30a) фаски (28) и в которой пятая секция (60) профильной линии (62) примыкает непосредственно к третьему участку (30c) фаски (28).

9. Режущая пластина по любому из пп.1-8, в которой первая граничная линия (72) между стружечной канавкой (26) и первым участком (30a) фаски (28) на виде сверху проходит под углом α относительно главной режущей кромки (22), причём 30° < α < 90°.

10. Режущая пластина по любому из пп.1-9, в которой в стружечной канавке (26) на её нижней поверхности (70) параллельно друг другу в ряд вдоль главной режущей кромки (22) расположены возвышения (68).

11. Режущая пластина по п.10, в которой количество указанных возвышений (68) выбрано нечётным.

12. Режущая пластина по п.10 или 11, в которой возвышения (68) примыкают непосредственно ко второму участку (30b) фаски (28).

13. Режущая пластина по любому из пп.10-12, в которой каждое из возвышений (68) имеет поверхностный участок, лежащий в плоскости (32) фаски.

14. Режущая пластина по любому из пп.1-13, в которой стружечная канавка (26) выполнена вогнутой в каждом сечении, параллельном плоскости (41) симметрии.

15. Инструмент (16) для обработки заготовки резанием, содержащий режущую пластину (10) по любому из пп.1-14 и держатель (18) инструмента, который имеет по меньшей мере одно гнездо (20) для установки режущей пластины (10).