ФРЕЗЕРНЫЙ РЕЗЕЦ Российский патент 2023 года по МПК E21C35/18 

Изобретение относится к фрезерному резцу, в частности к резцу с круглым хвостовиком, включающему в себя головку резца, которая в качестве режущего элемента имеет вершину резца из твердого материала, причем далее предусмотрен хвостовик резца, который непосредственно или опосредованно соединен с головкой резца, причем предусмотрен диск защиты от износа, который проемом, в частности отверстием, надет на хвостовик резца, причем диск защиты от износа имеет на своей обращенной к головке резца стороне встречную поверхность, которая выполнена для того, чтобы вступать в контакт с контактной поверхностью головки резца, причем диск защиты от износа имеет на обращенной от встречной поверхности стороне нижнюю опорную поверхность, которая параллельна встречной поверхности, и причем между встречной поверхностью и опорной поверхностью образована толщина диска.

Такой резец известен из DE 10 2014 104 040 A1. Исходя из режущего элемента, диаметр головки резца увеличивается к бурту, к которому примыкает хвостовик резца. Выполненный в виде цилиндра хвостовик резца зафиксирован при помощи зажимной втулки в приемном элементе резца в удерживающем выступе держателя резца. Фиксация при помощи зажимной втулки допускает вращение резца вокруг его продольной средней оси, в то время как осевое движение заблокировано. Между головкой резца и удерживающим выступом расположен диск защиты от износа, через центральное приемное отверстие которого проведен хвостовик резца. Со стороны головки резца диск защиты от износа имеет окаймленную краем выемку, дно которой представляет собой опорную поверхность, к которой головка резца прилегает контактной поверхностью. Со стороны держателя резца диск защиты от износа образует посадочную поверхность, которая к центру диска защиты от износа переходит в проходящую под наклоном к продольной средней оси резца центрирующую поверхность центрирующего буртика. В переходной области между центрирующей поверхностью и посадочной поверхностью расположен паз. Верхняя сторона удерживающего выступа держателя резца выполнена со стороны головки резца соответствующей (ответной) нижней стороне диска защиты от износа. Она имеет поверхность износа, на которую налегает посадочная поверхность диска защиты от износа. Центрирующий буртик диска защиты от износа проведен в радиальном направлении в центрирующем гнезде удерживающего выступа. Благодаря износу поверхности износа во время работы инструментальной системы с резцом образуется на поверхности износа держателя резца в области паза диска защиты от износа утолщение, которое входит в зацепление с пазом. Благодаря этому зацеплению достигается дополнительное боковое направление диска защиты от износа. Одновременно благодаря пазу и входящему в него утолщению, по меньшей мере, уменьшается проникновение вскрышного материала в область приемного элемента резца, вследствие чего сохраняется возможность вращения резца, и сокращается износ.

Для того чтобы обеспечивать возможность вращение резца вокруг его продольной средней оси, желателен ограниченный осевой люфт резца в держателе резца. При этом для более крупных резцов предусмотрен больший люфт, чем для меньших резцов. Если осевой люфт превосходит высоту центрирующего буртика, то боковое направление диска защиты от износа центрирующим буртиком пропадает. Это приводит к повышенному износу как диска защиты от износа, так и держателя резца.

По этой причине DE 20 2017 006 713 U1 поддерживает это решение и предлагает лучшее зацепление диска защиты от износа с держателем резца. При помощи этой меры можно улучшать характер обрушения в поперечном направлении. В итоге действующие таким образом в радиальном направлении усилия можно лучше передавать от фрезерного резца в держатель резца. Однако теперь имеет место также то, что вследствие этого может передаваться большая нагрузка в переходной области между головкой резца и хвостовиком резца. Тем не менее при повышении нагрузки увеличивается также риск поломки хвостовика в этом месте.

Исходя из этого, задача изобретения предоставить фрезерный резец указанного вначале типа, который имеет улучшенную устойчивость к поломке.

Эта задача решается вследствие того, что отношение расположенного в области проема диаметра хвостовика резца к толщине (d) диска находится в диапазоне между 1,5 и 3,75, предпочтительно в диапазоне между 2 и 3.

Таким образом, при неизменном относительно общепринятых конструкций фрезерных резцов абсолютном выступании свободного конца вершины резца над держателем резца длина головки резца может сокращаться в пользу большей толщины диска защиты от износа. При меньшей длине головки резца возникают в переходной области между головкой резца и хвостовиком резца меньшие изгибающие напряжения, что сокращает риск поломки хвостовика. В указанном диапазоне между 1,5 и 3,75 оптимальным образом учитываются нагрузки, возникающие во фрезерных резцах, которые обычно используются в дорожном строительстве, в частности в дорожных фрезах и стабилизаторах. При дорожных фрезах, которые используются для частичного или полного снятия покрытий проезжей части или для тонкого фрезерования поверхностей проезжей части, подходит предпочтительно указанное отношение в диапазоне между 2 и 3.

Часто в современных фрезерных резцах используются диски защиты от износа, которые не имеют равномерной геометрии поперечного сечения. Согласно изобретению предпочтительно предусмотрено, что отношение расположенного в области проема диаметра хвостовика резца к минимальной толщине диска находится в диапазоне между 1,5 и 3,75, предпочтительно между 2 и 3.

Предпочтительный вариант изобретения заключается в том, что на встречной поверхности выполнены выемки, причем между выемками образованы вторые участки встречной поверхности, и что вторые участки поверхности, по меньшей мере, в отдельных областях прилегают к контактной поверхности головки резца. Во время практического использования фрезерный резец вращается относительно диска защиты от износа. Когда фрезерный резец входит в обрабатываемый грунт, то снимается материал фрезерования. Этот материал фрезерования может попадать в область между головкой резца и диском защиты от износа и затем в область приемного отверстия держателя резца, в котором смонтирован фрезерный резец. Иногда может доходить до того, что этот материал фрезерования скапливается в приемном отверстии и ограничивает или блокирует возможность свободного вращения фрезерного резца. Выемки во взаимодействии с возвышенными относительно выемок областями образую своего рода размалывающее устройство. При помощи него могут перетираться проникающие частицы. Более тонкие составные части снова отводятся в этом случае в радиальном направлении наружу, так что они не могут попадать в область приемного отверстия держателя резца.

При этом может быть в частности предусмотрено то, что встречная поверхность имеет в продолжение проема проходящий по периметру в виде кольца вокруг проема первый участок поверхности, к которому примыкают вторые участки поверхности, причем первый участок поверхности, по меньшей мере, в отдельных областях прилегает к контактной поверхности головки резца. Кольцеобразный участок поверхности образует своего рода уплотнительный участок, который также предотвращает проникновение измельченных тонких частиц в область приемного отверстия.

Согласно одному более предпочтительному варианту изобретения может быть предусмотрено, что выемки переходят через наклонные боковые кромки во вторые участки поверхности. Вследствие этого улучшается размалывающее действие.

Для того чтобы улучшать отвод проникших, соответственно, измельченных частиц, может быть предусмотрено, что выемки на своей расположенной снаружи в радиальном направлении области имеют наибольший размер заглубления относительно встречной поверхности, а на своей внутренней в радиальном направлении области переходят в первый участок поверхности. Для того чтобы при этом не уменьшать недопустимо сильно устойчивость диска защиты от износа, предлагается, что выемки на своей расположенной снаружи в радиальном направлении области имеют размер заглубления не более половины толщины диска, наиболее предпочтительно не более 30% толщины диска.

Согласно одному возможному варианту изобретения может быть предусмотрено, что на нижней стороне диска защиты от износа выступает центрирующий буртик, который расположен проходящим по периметру вокруг проема и, по меньшей мере, в отдельных областях выступает над опорной поверхностью. Центрирующий буртик улучшает боковое направление и опирание диска защиты от износа относительно держателя резца в радиальном направлении. При этом точное направление диска защиты от износа относительно держателя резца достигается простым образом вследствие того, что центрирующий буртик выполнен конусообразным.

Один предпочтительный вариант осуществления фрезерного резца заключается в том, что центрирующий буртик переходит в проходящий предпочтительно по периметру (окружной) паз, который заглублен в опорную поверхность. Диск защиты от износа притирается во время эксплуатации к согласованной поверхности держателя резца. При этом на этой поверхности в области проходящего по периметру паза создается проходящий по периметру в виде кольца и бульбовидный буртик, при взаимодействии с пазом и центрирующим буртиком возникает улучшенное поперечное опирание диска защиты от износа относительно держателя резца в радиальном направлении. Было обнаружено, что для обычных применений в дорожных фрезах отношение проходящего в осевом направлении хвостовика резца размера промежутка между дном паза и свободным концом центрирующего буртика к толщине диска выбрано в идеале в диапазоне между 30% и 70%.

Согласно одному возможному варианту изобретения может быть также предусмотрено, что между диском защиты от износа и головкой резца и/или хвостовиком резца предусмотрено действующее с геометрическим замыканием в окружном направлении соединение.

Изобретение разъясняется далее более подробно на основе изображенных на чертежах примеров осуществления. На чертежах показано:

фиг.1 - на виде в перспективе сбоку фрезерный резец в первом варианте осуществления;

фиг.2 - на виде в перспективе сбоку фрезерный резец во втором варианте осуществления;

фиг.3 - на виде сбоку вершина (30) резца для применения на одном из фрезерных резцов согласно фиг.1 или 2;

фиг.4 – вершина (30) резца согласно фиг.3 на виде сбоку и с частичным разрезом;

фиг.5 - диск (20) защиты от износа на виде в перспективе сверху для применения на одном из фрезерных резцов согласно фиг.1 или 2;

фиг.6 - диск (20) защиты от износа согласно фиг.5 на виде в перспективе снизу; и

фиг.7 - сравнительное изображение на виде сбоку, на котором изображена вершина (30) резца.

Фиг.1 показывает фрезерный резец, а именно резец с круглым хвостовиком. Этот фрезерный резец имеет хвостовик 10 резца, на котором за одно целое отформована головка 40 резца. Возможен также вариант осуществления, в котором головка 40 резца выполнена не за одно целое с хвостовиком 10 резца, а изготовлена в виде отдельного конструктивного элемента и соединена с хвостовиком 10 резца.

Хвостовик 10 резца имеет первый участок 12 и концевой участок 13. Между первым участком 12 и концевым участком 13 проходит окружной паз 11. Как первый участок 12, так и концевой участок 13 выполнен цилиндрическим цилиндра. Паз 11 расположен в области свободного конца хвостовика 10 резца.

На хвостовик 10 резца насажен зажимной элемент 14, который в данном случае выполнен в виде зажимной втулки. Также возможно закреплять другой зажимной элемент 14 на хвостовике 10 резца. Зажимной элемент 14 служит для того, чтобы фиксировать фрезерный резец в приемном отверстии держателя резца. При помощи зажимной втулки фрезерный резце может фиксироваться в приемном отверстии держателя резца таким образом, что зажимная втулка прилегает с зажатием своим внешним периметром к внутренней стенке приемного отверстия.

Зажимной элемент 14 имеет удерживающие элементы 15. Эти удерживающие элементы 15 входят в окружной паз 11. Тем самым фрезерный резец может свободно вращаться в зажимном элементе 14 в окружном направлении, однако нетеряемым образом удерживается в осевом направлении.

Зажимной элемент 14 может быть выполнен, как было указано, в виде зажимной втулки. С этой целью зажимная втулка может состоять из отрезка свернутого листового металла. Удерживающие элементы 15 могут быть выдавлены на отрезке листового металла, выступая в направлении паза 11. Также возможно, что удерживающие элементы частично вырезаны из материала отрезка листового металла и отогнуты в направлении паза 11.

На хвостовик 10 резца насажен диск 20 защиты от износа. Диск 20 защиты от износа расположен при этом в области между согласованным концом зажимного элемента 14 и головкой 40 резца. Диск 20 защиты от износа может поворачиваться как относительно зажимного элемента 14, так и относительно головки 40 резца.

Исполнение диска 20 защиты от износа можно более подробно увидеть на фиг.5 и 6. Как показывают эти изображения, диск 20 защиты от износа может быть выполнен в виде кольца. Диск 20 защиты от износа имеет центральный проем 25, который может быть выполнен в виде сверленого отверстия. Возможен также многоугольный проем.

Диск 20 защиты от износа имеет верхнюю встречную поверхность 23 и на противоположной встречной поверхности 23 нижней стороне опорную поверхность 21. Опорная поверхность 21 может быть ориентирована параллельно встречной поверхности 23. Возможно также, что эти обе поверхности расположены под углом друг к другу. Из встречной поверхности 23 могут быть выбраны выемки 24, соответственно, они могут быть заглублены во встречную поверхность 23. В данном примере осуществления выемки 24 расположены с одинаковым шагом растра на расстоянии друг от друга в окружном направлении. Возможно также, что предусмотрено переменное распределение. Выемки 24 разделяют встречную поверхность 23 на отдельные участки 23.1, 23.2 поверхности. При этом сначала образован первый участок 23.1 поверхности, который выполнен кольцеобразным и проходит вокруг проема 25. К первому участку 23.1 поверхности примыкают в радиальном направлении вторые участки 23.2 поверхности. Вторые участки 23.2 поверхности расположены на расстоянии друг от друга через выемки 24. Как можно увидеть на фиг.5, выемки 24 могут переходить через боковые кромки 24.1 в соседние вторые участки 23.2 поверхности. При этом боковые кромки 24.1 проходят под наклоном и под тупым углом к примыкающему в каждом случае второму участку 23.2 поверхности. Как можно далее увидеть на фиг.5, выемки 24 непрерывно сходятся к первому участку 23.1 поверхности. Участки 23.1, 23.2 поверхности образуют ровную контактную поверхность для головки 40 резца.

Фиг.6 показывает нижнюю сторону диска 20 защиты от износа. Здесь можно хорошо увидеть опорную поверхность 21. В опорную поверхность 21 заглублен проходящий по периметру (окружной) паз 21.1. К проходящему по периметру пазу 21.1 непосредственно или опосредованно примыкает центрирующий буртик 21.2. Центрирующий буртик 21.2 выполнен конусообразным. Он расположен проходящим по периметру вокруг выполненного в виде сверленного отверстия проема 25.

На своем наружном периметре диск 20 защиты от износа ограничен проходящей по периметру в виде кольца кромкой 22.

Диск 20 защиты от износа может надеваться своим проемом на хвостовик 10 резца. В смонтированном состоянии, которое показано на фиг.1 и 2, диск 20 защиты от износа окружает своим проемом 25 цилиндрический участок фрезерного резца. Этот цилиндрический участок может быть образован первым участком 12 хвостовика 10 резца. Однако предпочтительно к первому участку 12 примыкает другой участок, который образует цилиндрический участок. Цилиндрический участок увеличен в диаметре относительно первого участка 12 и расположен соосно с ним.

Также возможно использовать диск 20 защиты от износа в качестве устройства облегчения монтажа. В этом случае диск 20 защиты от износа насажен на наружный периметр зажимного элемента 14. В данном примере осуществления зажимной элемент 14 выполнен в виде зажимной втулки с продольной прорезью. Проем 25 имеет меньший диаметр, чем зажимная втулка в своем пружинном, показанном на фиг.1 и 2 состоянии. Если теперь диск 20 защиты от износа насажен своим проемом 25 на наружный периметр зажимной втулки, то она приведена в состояние предварительного напряжения. При этом это состояние предварительного напряжения выбрано таким образом, что зажимная втулка без или с незначительной затратой усилий может вводиться в приемное отверстие держателя резца. При этом движение введения в держатель резца ограничивается в этом случае диском 20 защиты от износа. Он упирается своей нижней опорной поверхностью 21 затем в согласованную поверхность износа держателя резца. Затем фрезерный резец может, например при помощи ударов молотом, вбиваться далее в приемное отверстие держателя резца. При этом диск защиты от износа сдвигается с зажимной втулки, пока он не достигнет показанного на фиг.1 и 2 положения. Зажимная втулка может в этом случае более свободно разжиматься в радиальном направлении, причем фрезерный резец фиксируется в приемном отверстии при помощи зажимной втулки. В этом состоянии фрезерный резец зажат зажимной втулкой в приемном отверстии. Хвостовик 10 резца можно свободно вращать в зажимной втулке в окружном направлении. При помощи удерживающих элементов 15 он жестко зафиксирован в осевом направлении.

Диск 20 защиты от износа имеет между опорной поверхностью 21 и встречной поверхностью 23 толщину d диска. Отношение этой толщины d диска к диаметру проема 25 или диаметру согласованного с проемом 25 цилиндрического участка хвостовика 10 резца находится в диапазоне между 2 и 4,5. В данном примере осуществления это отношение составляет 2,8 при толщине d диска в 7 мм. Толщина d диска выбрана предпочтительно в диапазоне между 4,4 мм и 9,9 мм. При таких толщинах d диска может достигаться улучшение по сравнению с известными из уровня техники фрезерными резцами. В частности, головка 40 фрезерного резца может выполняться более короткой в осевом направлении фрезерного резца, причем укорочение головки 40 резца компенсируется большей толщиной диска 20 защиты от износа. Тем не менее более короткая головка 40 резца может выполняться в этом случае с неизменным наружным диаметром в области ее базовой части 42. Укороченное исполнение головки резца приводит в подверженной опасности поломки области между головкой резца и хвостовиком 10 резца к меньшему изгибающему напряжению. В соответствии с этим также имеющееся здесь приведенное напряжение уменьшается в пользу улучшенного характера разрушения между головкой и хвостовиком.

Благодаря расположенному в области опорной поверхности 21, окружному пазу 21.1 обеспечивается улучшенный характер поперечного опирания. Во время практического применения опорная поверхность 21 прирабатывается к согласованной контактной поверхности держателя резца. На держателе резца создается в области окружного паза 21.1 соответствующее окружному пазу 21.1, окружное утолщение в форме негатива. Возможно также изначально предусматривать на держателе резца контактную поверхность с соответствующим утолщением уже в новом состоянии. Таким образом, в этом случае центрирующий буртик 21.2 входит в соответствующее центрирующее гнездо держателя резца. Окружной паз 21.1 вступает в контакт в области утолщения. Вследствие этого достигается улучшенный характер поперечного опирания. Улучшенное поперечное опирание влечет за собой то, что уменьшаются удельные давления в верхней области зажимной втулки, то есть в области, которая повернута к головке 40 резца. Вследствие этого предотвращается чрезмерный износ зажимной втулки в этой области. Изобретатели обнаружили, что чрезмерный износ здесь может приводить к потере предварительного напряжения зажимной втулки. Вследствие этой потери предварительного напряжения фрезерный резец может непреднамеренно выскальзывать из приемного отверстия держателя резца и теряться. Улучшенное опирание в радиальном поперечном направлении, обусловленное центрирующим буртиком 21.2 и окружным пазом 21.1, приводит таким образом к большим срокам службы для фрезерного резца. При использовании фрезерных резцов в дорожных фрезах вышеуказанный диапазон толщины d диска оказался предпочтительным. А именно диски 20 защиты от износа в течение всего увеличенного срока службы фрезерного резца надежно выполняют свою функцию, соответственно, резец не должен преждевременно заменяться из-за изношенной зажимной втулки.

Как было описано выше, благодаря окружному пазу 21.1 возникает во время практического использования лучший характер поперечного опирания для диска 20 защиты от износа. Это означает также, что в радиальном направлении можно передавать большие усилия между диском 20 защиты от износа и держателем резца. Большая толщина d диска приводит вышеописанным образом к тому, что проем в диске 20 защиты от износа предоставляет хвостовику 10 резца большую контактную поверхность. В сочетании с указанной толщиной d диска и окружным пазом 21.1 на нижней стороне диска 20 защиты от износа могут таким образом передаваться большие поперечные усилия, чем это возможно в уровне техники. Однако в сочетании с укороченным исполнением головки резца это означает также, что с новым исполнением могут работать более высокие скорости подачи, или альтернативно, в пользу экономии материала, головка резца и хвостовик 10 резца могут конструироваться соответственно с оптимизацией напряжений.

Соотношения размеров между зажимным элементом 14 и хвостовиком 10 резца установлены таким образом, что ограниченное осевое смещение хвостовика 10 резца относительно зажимного элемента 14 возможно. Вследствие этого вызывается во время практического использования эффект накачивания в осевом направлении фрезерного резца. Если во время практического использования фрезерованный материал попадает в область между контактной поверхностью 41 головки 40 резца и встречной поверхностью 23, то кольцеобразный первый участок 23.1 поверхности образует своего рода уплотнительную область, которая минимизирует опасность проникновения отбитого материала в область зажимного элемента 14. Между контактной поверхностью 41 головки 40 резца и участками 23.2 поверхности возникает в сочетании с боковыми кромками 24.1 своего рода перемалывающий эффект. Проникающие более крупные частицы измельчаются и благодаря наклонному исполнению выемок 24 снова отводятся наружу. Также вследствие этого снижается опасность проникновения снятого (отбитого) материала в область хвостовика 11 резца.

Фрезерный резец имеет, как было указано выше, головку 40 резца. Головка 40 резца имеет нижнюю контактную поверхность 41. Этой контактной поверхностью 41 головка резца может устанавливаться на встречной поверхности 23. При этом контактная поверхность 41 перекрывает кольцеобразный первый участок 23.1 поверхности и, по меньшей мере, частично вторые участки 23.2 поверхности, как это показывают фиг.1 и 2. В продолжение контактной поверхности 41 головка 40 резца имеет базовую часть 42. Базовая часть 42 выполнена в данном примере осуществления бульбовидной. Однако также возможны другие геометрии. Например, возможно предусматривать цилиндрическую геометрию, геометрию в виде усеченного конуса или тому подобное для базовой части 42. К базовой части 42 примыкает поверхность 43 износа. Поверхность 43 износа выполнена в данном примере осуществления для оптимизации износа, по меньшей мере, в отдельных областях вогнутой. Поверхность 43 износа переходит в концевую область головки 40 резца, которая образует приемный элемент 45 для вершины 30 резца. При этом, как показано в данном случае на чертежах, может быть образован в концевой области головки 40 резца приемный элемент 45 в виде колпачкового углубления. В колпачковом углублении может закрепляться вершина 30 резца. Возможно также использовать паяное соединение для закрепления вершины 30 резца.

Исполнение вершины 30 резца изображено более подробно на фиг.3 и 4. Как показывают эти изображения, вершина 30 резца имеет крепежный участок 31. Он выполнен в данном примере осуществления в виде нижней поверхности 31 вершины 30 резца. В этой нижней поверхности может быть выбрано (создано), как показывает это фиг.4, углубление 31.1, которое может быть выполнено в частности желобчатым. Углубление 31.1 образует резервуар, в котором может скапливаться избыточный припой. Кроме того, благодаря углублению 31.1 сокращается необходимый материал для изготовления вершины 30 резца. Как правило, вершина 30 резца изготавливается из твердого материала, в частности твердого металла. При этом речь идет об относительно дорогом материале. Таким образом, благодаря углублению 31.1 можно сокращать расходы на части.

В области нижней стороны вершины 30 резца имеются на крепежном участке 31 буртики (надставки) 32. Через эти буртики 32 может устанавливаться толщина паяльного зазора между плоским крепежным участком 31 и согласованной поверхностью головки 40 резца.

Крепежный участок 31 переходит через фаску 33 в бурт 34. Возможен также другой переход между крепежным участком 31 и буртом 34. В частности, может быть также предусмотрен непосредственный переход крепежного участка 31 в бурт 34. Бурт 34 выполнен в данном примере цилиндрическим. Возможно также выполнять бурт 34, например, выпукло изогнутым и/или бульбовидным. Бурт 34 может непосредственно или опосредованно переходить в вогнутую область 36. В показанном на чертежах примере осуществления показано исполнение опосредованного перехода. В соответствии с этим бурт 34 переходит через конический или выпукло изогнутый переходный участок 35 в вогнутую область 36.

Вогнутая область 36 может непосредственно или опосредованно переходить в соединительный участок 38. В данном случае выбрано исполнение непосредственного перехода в соединительный участок 38. Соединительный участок 38 может быть выполнен, как показано в данном примере осуществления, цилиндрическим. Возможно также выбирать исполнение в виде усеченного конуса для соединительного участка 38. Также могут использоваться немного выпукло или вогнуто изогнутые исполнения соединительного участка 38. Цилиндрический соединительный участок 38 имеет преимущество оптимизированного с точки зрения материала и одновременно прочности исполнения. Кроме того, соединительный участок 38 образует область износа, которая уменьшается во время практического применения, в то время как изнашивается вершина 30 резца. В этом отношении благодаря цилиндрическому исполнению соединительного участка 38 достигается неизменный режущий эффект.

К соединительному участку 38 примыкает непосредственно или опосредованно концевой участок 39. В данном случае выбран опосредованный переход, причем переход создается фаскообразным контуром 39.3. Концевой участок 39 имеет сужающийся участок 39.1 и концевую шапку (свод) 39.2. Благодаря сужающемуся участку 39.1 поперечное сечение вершины 30 резца сужается в направлении концевой шапки 39.2. В этом отношении в частности концевая шапка 39.2 образует режущий активный элемент вершины 30 резца.

В данном примере осуществления наружный контур концевой шапки образуется полусферой. Базовая окружность этой полусферы имеет диаметр 306. Для того чтобы достигать максимально острого режущего эффекта и одновременно устойчивого к поломке исполнения вершины 30 резца, предпочтительно, если предусмотрено, что диаметр 306 базовой окружности выбран в диапазоне между 1 мм и 20 мм.

Сужающийся участок 39.1 имеет на своей первой, обращенной к головке 40 резца концевой области максимальную первую радиальную протяженность e1. На своем обращенном от головки 40 резца конце сужающийся участок 39.1 имеет вторую максимальную радиальную протяженность e2. На фиг.3 соединительная линия от точки первой максимальной протяженности e1 к точке второй максимальной протяженности e2 показана пунктиром. Эта соединительная линия находится к продольной средней оси M вершины 30 резца под углом β/2 между 45° и 52,5°. Предпочтительно выбран угол в 50°.

В данном случае выбрана шаровидная геометрия сужающегося участка 39.1. Однако также возможно выбирать немного выпуклую или вогнутую геометрию, которая сужается в направлении концевой шапки 39.2.

Во время практического использования вершина 30 резца изнашивается, причем она укорачивается в направлении продольной средней оси M. При использовании в области дорожных фрез было обнаружено, что при выбранных здесь углах установки фрезерных резцов относительно фрезерного барабана, на котором закреплены фрезерные резцы, данный угловой диапазон соединительной линии оказывается наиболее предпочтительным. Если выбирается больший угол, то вызывается слишком большое сопротивление проникновению во время процесса фрезерования. Это сказывается на более высокой необходимой приводной мощности фрезеровальной машины. Кроме того, в этом случае основная точка давления для воздействия износа действует в переходной области между соединительным участком 38 и сужающимся участком 39.1 на вершину 30 резца. Вследствие этого возникает повышенная опасность кромочного излома и преждевременного выхода из строя вершины 30 резца. Если же выбирается меньший угол, то вершина 30 резца изначально слишком способно к резанию, что сказывается на высоком изначальном продольном износе. Вследствие этого сокращается возможный максимальный срок службы. При соответствующем изобретению угловом диапазоне воздействие давления во время процесса фрезерования равномерно распределяется по поверхностям сужающегося участка 39.1 и концевой шапки 39.2. Вследствие этого получается идеальный срок службы для вершины резца и одновременно достаточно активная режущая вершина 30 резца.

Вершина 30 резца имеет осевую протяженность 309 в направлении продольной средней оси M в диапазоне между 10 мм и 30 мм. Этот диапазон протяженности оптимально рассчитан на применения в дорожных фрезах. Образующий основную область износа соединительный участок 38 может иметь осевую протяженность в диапазоне между 2,7 мм и 7,1 мм.

Вогнутая область 36 вершины 30 резца имеет эллиптический контур. Создающий эллиптический контур эллипс E показан на фиг.3 пунктиром. Эллипс E расположен таким образом, что большая полуось 302 эллипса E и продольная средняя ось M вершины 30 резца образуют острый угол α. В данном примере осуществления угол α выбран в диапазоне между 30° и 60°, предпочтительно между 40° и 50°, наиболее предпочтительно угол составляет, как в данном случае, 45°. Вогнутая область обладает таким образом повторяющей эллипс E геометрией. Предпочтительно длина большой полуоси 302 выбрана в диапазоне между 8 мм и 15 мм. В показанном на фиг.3 исполнении длина большой полуоси 302 составляет 12 мм. Длина малой полуоси выбрана в диапазоне между 5 мм и 10 мм. В данном случае выбрана на фиг.3 длина в 9 мм для малой полуоси 301.

Как показывает фиг.3, центральная точка D эллипса E расположена предпочтительно в направлении продольной средней оси M на расстоянии от места перехода между вогнутой областью 36 и соединительным участком 38, причем центральная точка D смещена в направлении головки 40 резца относительно этого места соединения. Вследствие этого создается оптимизированная в отношении износа геометрия вогнутой области 36.

На фиг.7 показано влияние наклонного положения эллипса E. Фиг.7 показывает вершину 30 резца, у которой согласно уровню техники, который известен из DE 10 2007 009 711 A1, выбран вогнутый контур в вогнутой области 36 вершины 30 резца, при котором большая полуось образующего эллипса E расположена параллельно продольной средней оси M вершины 30 резца. Вследствие наклонного положения эллипса E возникает дополнительная окружная область B материала. Эта дополнительная окружная область B материала усиливает контур вершины 30 резца в максимально сильно нагруженной области вершины 30 резца. Это область, в которой возникает максимальное приведенное напряжение. То есть тем самым благодаря наклонному положению образующегося эллипса E вершина 30 резца усиливается в важной области, без того чтобы здесь требовалась значительно более высокая доля материала. Вершина 30 резца остается обтекаемой и способной к резанию.

На левой стороне на фиг.7 показан в противоположность этому контур вогнутой области 36, которая имеет относительно вершины 30 резца дополнительную окружную область C материала. Контур этой дополнительной окружной области C материала создается геометрией с радиусом, то есть окружностью. Ясно, что по сравнению с областью B материала вызывается существенное утолщение вершины 30 резца. Вследствие этого прочность в критической области вершины 30 резца не улучшается или улучшается лишь незначительно по сравнению с вариантом с областью B материала (наклонным эллипсом E). Однако одновременно требуется значительно более высокая доля дорогого твердого материала, и вершина 30 резца становится менее способным к резанию.

На фиг.7 также показано, как разъясняется вышеописанный признак, согласно которому предусмотрено, что в поперечном сечении вершины 30 резца соединительная линия от точки первой максимальной протяженности e1 к точке второй максимальной протяженности e2 находится под углом β/2 между 45° и 52,5° к продольной средней оси M вершины 30 резца. Как показывает изображение, благодаря углу установки соединительной линии создается дополнительная окружная область A материала. Эта дополнительная область A материала обеспечивает с одной стороны дополнительный объем износа в основной нагруженной режущей области и помимо этого вышеописанные преимущества.

Изобретение относится к фрезерному резцу, в частности к резцу с круглым хвостовиком. Технический результат – сокращение риска поломки хвостовика резца, устойчивость к поломке. Фрезерный резец включает головку резца, которая в качестве режущего элемента имеет вершину резца из твердого материала, причем хвостовик резца непосредственно или опосредованно соединен с головкой резца, и диск защиты от износа, который проемом, в частности сверленным отверстием, надет на хвостовик резца. Диск защиты от износа имеет на своей обращенной к головке резца стороне встречную поверхность, которая выполнена для того, чтобы вступать в контакт с контактной поверхностью головки резца. Причем диск защиты от износа имеет на обращенной от указанной встречной поверхности стороне нижнюю опорную поверхность, которая предпочтительно параллельна встречной поверхности, и причем между встречной поверхностью и опорной поверхностью образована толщина (d) диска. Отношение расположенного в области проема диаметра хвостовика резца к толщине (d) диска находится в диапазоне между 1,5 и 3,75, предпочтительно в диапазоне между 2 и 3. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Фрезерный резец, в частности резец с круглым хвостовиком, включающий в себя головку (40) резца, которая в качестве режущего элемента имеет вершину (30) резца из твердого материала, причем далее предусмотрен хвостовик (10) резца, который непосредственно или опосредованно соединен с головкой (40) резца, причем предусмотрен диск (20) защиты от износа, который проемом, в частности сверленным отверстием, надет на хвостовик (10) резца,

причем диск (20) защиты от износа имеет на своей обращенной к головке (40) резца стороне встречную поверхность (23), которая выполнена для того, чтобы вступать в контакт с контактной поверхностью (41) головки (40) резца, причем диск (20) защиты от износа имеет на обращенной от указанной встречной поверхности (23) стороне нижнюю опорную поверхность (21), которая предпочтительно параллельна встречной поверхности (23), и причем между встречной поверхностью (23) и опорной поверхностью (21) образована толщина (d) диска,

отличающийся тем,

что отношение расположенного в области проема (25) диаметра хвостовика (10) резца к толщине (d) диска находится в диапазоне между 1,5 и 3,75, предпочтительно в диапазоне между 2 и 3.

2. Фрезерный резец по п.1, отличающийся тем, что отношение расположенного в области проема (25) диаметра хвостовика (10) резца к минимальной толщине (d) диска находится в диапазоне между 1,5 и 3,75, предпочтительно между 2 и 3.

3. Фрезерный резец по п.1 или 2, отличающийся тем, что на встречной поверхности (23) выполнены выемки (24), причем между выемками (24) образованы вторые участки (23.2) встречной поверхности (23), и что вторые участки (23.2) поверхности, по меньшей мере, в отдельных областях прилегают к контактной поверхности (41) головки (40) резца.

4. Фрезерный резец по п.3, отличающийся тем, что встречная поверхность (23) имеет в продолжение проема (25) проходящий по периметру в виде кольца вокруг проема (25) первый участок (23.1) поверхности, к которому примыкают вторые участки (23.2) поверхности, причем первый участок (23.1) поверхности, по меньшей мере, в отдельных областях прилегает к контактной поверхности (41) головки (40) резца.

5. Фрезерный резец по п.3 или 4, отличающийся тем, что выемки (24) переходят через наклонные боковые кромки во вторые участки (23.2) поверхности.

6. Фрезерный резец по любому из пп.3-5, отличающийся тем, что выемки (24) на своей расположенной снаружи в радиальном направлении области имеют наибольший размер заглубления относительно встречной поверхности (23), а на своей внутренней в радиальном направлении области переходят в первый участок (23.1) поверхности.

7. Фрезерный резец по п.6, отличающийся тем, что выемки (24) на своей расположенной снаружи в радиальном направлении области имеют размер заглубления не более половины толщины (d) диска, наиболее предпочтительно максимум 30% толщины (d) диска.

8. Фрезерный резец по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что на нижней стороне диска (20) защиты от износа выступает центрирующий буртик (21.2), который расположен проходящим по периметру вокруг проема (25) и, по меньшей мере, в отдельных областях выступает над опорной поверхностью (21).

9. Фрезерный резец по п.8, отличающийся тем, что центрирующий буртик (21.2) выполнен конусообразным.

10. Фрезерный резец по п.8 или 9, отличающийся тем, что центрирующий буртик (21.2) переходит в предпочтительно окружной паз (21.1), который заглублен в опорную поверхность (21).

11. Фрезерный резец по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что отношение проходящего в осевом направлении хвостовика (10) резца размера промежутка между дном паза (21.1) и свободным концом центрирующего буртика (21.2) к толщине (d) диска находится в диапазоне между 30 и 70%.

12. Фрезерный резец по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что между диском (20) защиты от износа и головкой (40) резца и/или хвостовиком (10) резца предусмотрено действующее с геометрическим замыканием в окружном направлении соединение.