РЕЖУЩАЯ ГОЛОВКА, СОДЕРЖАЩАЯ КОНЦЕВУЮ ЧАСТЬ С РАДИАЛЬНО ОРИЕНТИРОВАННЫМИ ФРОНТАЛЬНЫМИ РЕЖУЩИМИ КРОМКАМИ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМИ И ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМИ ПЕРЕДНИМИ УГЛАМИ, И ПОВОРОТНЫЙ РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 2023 года по МПК B23B51/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к режущей головке, содержащей концевую часть с радиально ориентированными режущими кромками, и к поворотному режущему инструменту с такой режущей головкой, для использования в процессах резания металла в целом и сверления в частности.

Уровень техники

В режущих инструментах, используемых для сверления, применяются различные режущие головки с режущими кромками, выполненными с учетом повышенного износа радиально расположенных наружных частей вследствие относительно высоких скоростей резания и/или пониженной стойкости радиально расположенных внутренних частей вследствие относительно высоких сил резания.

Патентный документ US 8,801,344 раскрывает сверло, имеющее по меньшей мере одну главную режущую кромку и по меньшей мере одну центральную режущую кромку, причем сверло имеет продольную ось, и причем по меньшей мере одна главная и по меньшей мере одна центральная режущие кромки имеют переднюю поверхность. Сверло отличается тем, что передняя поверхность по меньшей мере одной центральной режущей кромки содержит по меньшей мере две грани, перпендикулярные продольной оси сверла и образующие тупой угол друг с другом, то есть по меньшей мере одна центральная режущая кромка содержит по меньшей мере две части режущей кромки.

Патент WO 2018/075921 A1 раскрывает сверло, содержащее множество поясков, проходящих к режущей кромке, причем соседние пояски разделены канавками, базовый контур которых включен в общую спиральную конфигурацию вдоль центральной оси корпуса сверла. Сверло также содержит множество контурных наконечников, каждый из которых имеет линейную часть, проходящую в сторону наружного диаметра сверла, и дугообразную часть, проходящую от линейной части в сторону резца сверла. Сверло также содержит множество контуров впадин, расположенных в пределах множества канавок. Контуры впадин проходят от резца корпуса сверла и наклонены к базовым контурам канавок.

Патентный документ WO 2018/079489 A1 раскрывает режущий инструмент со стержнеобразным корпусом, режущим лезвием, расположенным на первом конце корпуса, и канавкой, проходящей по спирали от режущего лезвия в сторону второго конца корпуса. Режущее лезвие содержит первое лезвие, пересекающееся с осью вращения при взгляде спереди, и второе лезвие, проходящее от первого лезвия к внешней периферийной поверхности корпуса. Канавка содержит первый участок сужения, расположенный таким образом, чтобы он соединялся с первым лезвием, и второй участок сужения, расположенный таким образом, чтобы он соединялся со вторым лезвием. Угол сужения первого участка сужения меньше угла сужения второго участка сужения.

Задачей настоящего изобретения является разработка усовершенствованной режущей головки с радиальными внешними режущими кромками, отличающимися повышенной износостойкостью, и радиальными внутренними режущими кромками, отличающимися повышенной стойкостью и прочностью.

Следующей задачей настоящего изобретения является разработка усовершенствованной режущей головки, содержащей впадины, прилегающие к радиальным внутренним режущим кромкам и обеспечивающие эффективное отведение стружки.

Следующей задачей настоящего изобретения является разработка усовершенствованной режущей головки, способной работать на высоких скоростях подачи.

Следующей задачей настоящего изобретения является разработка усовершенствованного поворотного режущего инструмента, в котором режущая головка установлена на хвостовик с возможностью снятия.

Раскрытие изобретения

Настоящим изобретением предложена режущая головка, выполненная с возможностью вращения вокруг первой оси в направлении вращения и содержащая:

промежуточную часть, содержащую целое число N, N ≥ 2 периферийных поверхностей, отстоящих друг от друга по окружности, причем каждая периферийная поверхность содержит переднюю кромку, причем множество передних кромок определяют диаметр резания; и

концевую часть, содержащую крайнюю переднюю концевую точку на первой оси и N фронтальных поверхностей, причем каждая фронтальная поверхность содержит радиально ориентированную фронтальную режущую кромку, содержащую внешнюю режущую кромку, проходящую радиально внутрь от одной из передних кромок, и внутреннюю режущую кромку, проходящую радиально внутрь от указанной внешней режущей кромки, причем каждая внутренняя режущая кромка примыкает к связанной с ней внешней режущей кромке в точке перехода режущей кромки,

в которой:

в поперечном сечении, взятом в первой вертикальной плоскости, параллельной первой оси и пересекающей любую из внешних режущих кромок, внешняя передняя поверхность, прилегающая к указанной внешней режущей кромке, наклонена под положительным внешним передним углом; и

в поперечном сечении, взятом во второй вертикальной плоскости, параллельной первой оси и пересекающей любую из внутренних режущих кромок, внутренняя передняя поверхность, прилегающая к указанной внутренней режущей кромке, наклонена под отрицательным внутренним передним углом,

в которой:

каждая внешняя передняя поверхность расположена в канавке головки, проходящей в осевом направлении назад от концевой части и пересекающей одну из передних кромок; и

каждая внутренняя передняя поверхность расположена во впадине, проходящей в осевом направлении назад от концевой части и пересекающей одну из канавок головки,

и в которой:

каждая впадина имеет траекторию, определяемую множеством вершин конуса впадин из ряда сечений, взятых в плоскостях, перпендикулярных первой оси и пересекающих впадину вдоль ее осевой протяженности;

каждая траектория впадины проходит до конечной точки траектории впадины, расположенной на первом расстоянии в осевом направлении назад от концевой точки; и

первое расстояние превышает тридцать процентов диаметра резания.

Кроме того, настоящим изобретением предложен поворотный режущий инструмент, содержащий описанную выше режущую головку и хвостовик, имеющий продольную ось и N канавок хвостовика, чередующихся по окружности с N поясков.

Краткое описание чертежей

Для улучшения понимания изобретение будет описано ниже на примере со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых пунктирными линиями показаны границы отсечения отдельно изображенных фрагментов, и на которых изображено:

Фигура 1: вид в аксонометрии режущей головки в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 2: вид сбоку режущей головки, изображенной на фиг. 1.

Фигура 3: вид сверху режущей головки, изображенной на фиг. 1.

Фигура 4: поперечный разрез режущей головки, изображенной на фиг. 3, взятый вдоль линии IV-IV.

Фигура 5: поперечный разрез режущей головки, изображенной на фиг. 3, взятый вдоль линии V-V.

Фигура 6: поперечный разрез режущей головки, изображенной на фиг. 2, взятый вдоль линии VI-VI.

Фигура 7: поперечный разрез режущей головки, изображенной на фиг. 2, взятый вдоль линии VII- VII.

Фигура 8: поперечный разрез режущей головки, изображенной на фиг. 3, взятый вдоль линии VIII- VIII.

Фигура 9: вид в аксонометрии поворотного режущего инструмента согласно настоящему изобретению.

Фигура 10: разнесенный вид поворотного режущего инструмента, изображенного на фиг. 9.

Осуществление изобретения

Сначала рассмотрим фиг. 1-3, на которых изображена режущая головка 20, которая может быть изготовлена путем прессования и спекания твердого сплава, например, карбида вольфрама, и может иметь или не иметь покрытия.

Согласно настоящему изобретению, режущая головка 20 выполнена с возможностью вращения вокруг первой оси А1 в направлении DR вращения и содержит промежуточную часть 22 и концевую часть 24.

Как показано на фиг. 1-3, промежуточная часть 22 содержит множество периферийных поверхностей 26, отстоящих друг от друга по окружности на расстояние N. Каждая периферийная поверхность 26 содержит переднюю кромку 28, и множество передних кромок 28 определяют диаметр DC резания.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая передняя кромка 28 может быть ориентирована в направлении, противоположном направлению DR вращения, поскольку она проходит в осевом направлении назад от концевой части 24.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая передняя кромка 28 может быть ориентирована по спирали вдоль первой оси A1.

Как показано на фиг. 1-3, концевая часть 24 содержит крайнюю переднюю в осевом направлении концевую точку NT на первой оси A1 и множество из N фронтальных поверхностей 30, причем каждая фронтальная поверхность 30 имеет радиально ориентированную фронтальную режущую кромку 31, содержащую внешнюю режущую кромку 32, проходящую радиально внутрь от одной из передних кромок 28, и внутреннюю режущую кромку 34, проходящую радиально внутрь от указанной внешней режущей кромки 32.

Каждая фронтальная поверхность 30 дополнительно содержит заднюю поверхность 36, примыкающую к связанным с ней внешней и внутренней режущим кромкам 32, 34, и каждая внутренняя режущая кромка 34 примыкает к связанной с ней внешней режущей кромке 32 в точке NR перехода режущей кромки. Как было описано ниже, внешняя режущая кромка 32 связана с положительным передним углом, а внутренняя режущая кромка 34 - с отрицательным передним углом. Таким образом, точка NR перехода режущей кромки соответствует точке на фронтальной режущей кромке 31, в которой при движении вдоль фронтальной режущей кромки 31 в направлении радиально внутрь к крайней концевой точки NT передний угол изменяется с положительного на отрицательный.

Как показано на фиг. 3, множеством точек NR перехода режущей кромки определяют воображаемую первую окружность C1 с первым диаметром D1.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый диаметр D1 может превышать тридцать процентов от диаметра DC резания, то есть D1 > 0,30*DC.

Как показано на фиг. 1-3, конечная часть 24 может также содержать N кромок 38 резца, каждая из которых образована двумя смежными задними поверхностями 36 и проходит радиально от концевой точки NT до одной из внутренних режущих кромок 34.

Во всем описании и пунктах формулы под N понимают целое число, равное по меньшей мере двум, то есть N ≥ 2.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения режущая головка 20 может иметь N-кратную вращательную симметрию относительно первой оси A1.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения N может равняться 3, промежуточная часть 22 может содержать три передние кромки 28, а конечная часть 24 может содержать три внешние режущие кромки 32 и три внутренние режущие кромки 34.

Наличие трех внешних режущих кромок 32 и трех внутренних режущих кромок 34 позволяет режущей головке 20 работать на высоких скоростях подачи.

Как показано на фиг. 4, в поперечном сечении, взятом в первой вертикальной плоскости PV1 параллельно первой оси A1 и пересекающем любую из внешних режущих кромок 32, внешняя передняя поверхность 40, прилегающая к указанной внешней режущей кромке 32, наклонена под положительным внешним передним углом α1.

Под «вертикальной плоскостью» в данном описании понимают любую плоскость, параллельную первой оси A1, но не обязательно включающую первую ось A1.

Во всем описании и пунктах формулы под «передним углом» понимают острый угол, образованный между передней поверхностью и воображаемой опорной линией, параллельной первой оси A1.

Следует также учитывать, что внешние режущие кромки 32 подвержены большему износу, чем внутренние режущие кромки 34, в связи с их относительно более высокими скоростями резания, и что положительного внешний передний угол α1 снижает износ внешних режущих кромок 32, тем самым продлевая срок их службы.

Как показано на фиг. 3, множество внешних передних поверхностей 40 обращены в направлении DR вращения.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в поперечном сечении, взятом в любой плоскости, параллельной первой оси A1 и пересекающей любую из внешних режущих кромок 32, внешняя передняя поверхность 40, прилегающая к указанной внешней режущей кромке 32, может быть наклонена под положительным внешним передним углом α1.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в поперечном сечении, взятом в первой вертикальной плоскости PV1, положительный внешний передний угол A1 может иметь величину более 5 градусов, в то время как в других вариантах осуществления положительный внешний передний угол α1 может иметь величину более 10 градусов.

Как показано на фиг. 4, в поперечном сечении, взятом в первой вертикальной плоскости PV1, задняя поверхность 36 наклонена под положительным внешним задним углом β1.

Во всем описании и пунктах формулы под «задним углом» понимают острый угол, образованный между задней поверхностью и воображаемой опорной линией, перпендикулярной первой оси A1.

Как показано на фиг. 5, в поперечном сечении, взятом во второй вертикальной плоскости PV2, параллельной первой оси A1 и пересекающей любую из внутренних режущих кромок 34, внутренняя передняя поверхность 42, прилегающая к указанной внутренней режущей кромке 34, наклонена под отрицательным внутренним передним углом α2.

Следует отметить, что внутренние режущие кромки 34 подвержены большему воздействию ударных сил, чем внешние режущие кромки 32, вследствие относительно низких скоростей резания, особенно при высоких скоростях подачи, и что отрицательный внутренний передний угол α2 повышает стойкость и прочность внутренней режущей кромки 34, продлевая тем самым срок ее службы.

Как показано на фиг. 3, множество внутренних передних поверхностей 42 обращены в направлении DR вращения.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в поперечном сечении, взятом в любой плоскости, параллельной первой оси A1 и пересекающей любую из внутренних режущих кромок 34, внутренняя передняя поверхность 42, прилегающая к указанной внутренней режущей кромке 34, может быть наклонена под отрицательным внутренним передним углом α2.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в поперечном сечении, взятом во второй вертикальной плоскости PV2, отрицательный внутренний передний угол α2 может превышать 5 градусов.

Как показано на фиг. 5, в поперечном сечении, взятом во второй вертикальной плоскости PV2, задняя поверхность 36 наклонена под положительным внутренним задним углом β2.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения внутренний задний угол β2 может превышать внешний задний угол β1, то есть β2 >β1.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения внутренний задний угол β2 может непрерывно увеличиваться при измерении в ряде параллельных поперечных сечений, взятых в параллельных вертикальных плоскостях, постепенно приближающихся к первой оси A1.

Постепенное увеличение внутреннего заднего угла β2 радиально внутрь снижает высокие силы резания и удара, обычно обусловленные очень низкими скоростями резания и действующие в направлении к центру режущей головки.

Как показано на фиг. 1-3, каждая внешняя передняя поверхность 40 расположена в канавке 44 головки, проходящей в осевом направлении назад от концевой части 24 и пересекающей одну из передних кромок 28, а каждая внутренняя передняя поверхность 42 расположена во впадине 46, проходящей в осевом направлении назад от концевой части 24 и пересекающей одну из канавок 44 головки.

Кроме того, как показано на фиг. 1-3, каждая впадина 46 имеет траекторию GP впадины, определяемую множеством вершин конуса впадин из ряда параллельных сечений, взятых в параллельных плоскостях, каждая из которых перпендикулярна первой оси A1 и пересекает впадину 46 вдоль ее осевой протяженности.

Во всем описании и пунктах формулы для каждого поперечного сечения, взятого в плоскости, перпендикулярной первой оси A1 и пересекающей впадину 46, связанная вершина конуса впадин располагается в центре отрезка связанного профиля минимального радиуса, причем минимальный радиус составляет +0,20 / -0,00 мм.

Согласно настоящему изобретению, как показано на фиг. 2, каждая траектория GP впадины проходит до конечной точки NP траектории впадины, расположенной на первом расстоянии d1 в осевом направлении назад от концевой точки РТ, причем первое расстояние d1 превышает тридцать процентов диаметра DC резания, то есть d1 > 0,30*DC.

Увеличение осевой длины каждой траектории GP впадины благодаря тому, что первое расстояние d1 превышает тридцать процентов диаметра DC резания, выгодным образом способствует увеличению объема впадины и эффективному отведению стружки.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первое расстояние d1 может превышать сорок процентов диаметра DC резания, то есть d1 > 0,40*DC.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая траектория GP впадины может проходить в направлении, противоположном направлению DR вращения, то есть в осевом направлении назад от концевой части 24.

Кроме того, в некоторых вариантах настоящего изобретения каждая конечная точка NP траектории впадины может быть расположена радиально дальше от первой оси А1, чем любая из точек NR перехода режущей кромки.

Расположение каждой конечной точки NP траектории впадины на максимальном радиальном расстоянии от точек NR перехода режущей кромки улучшает отведение стружки вдоль впадины 46.

Как показано на фиг. 6, в поперечном сечении, взятом в первой горизонтальной плоскости PH1, перпендикулярной первой оси А1 и пересекающей множество внутренних режущих кромок 34, каждая впадина 46 может иметь вогнутый первый профиль P1.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждый первый профиль P1 может иметь непрерывную кривизну.

Непрерывная кривизна каждого первого профиля P1 улучшает отведение стружки в соответствующей области впадины.

Как показано на фиг. 6, первый профиль P1 имеет минимальный первый радиус R1, измеренный вдоль первого отрезка S1 профиля, причем первый отрезок S1 содержит первую вершину NA1 конуса впадин.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения минимальный первый радиус R1 может превышать шесть процентов диаметра DC резания, то есть R1 > 0,06*DC.

Минимальный первый радиус R1 каждого первого профиля P1, превышающий шесть процентов от диаметра DC резания, способствует плавному движению стружки по впадине 46 и снижает риск застревания стружки.

Кроме того, минимальный первый радиус R1 каждого первого профиля P1, превышающий шесть процентов диаметра DC резания, увеличивает прочность сердечника концевой части 24.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения минимальный первый радиус R1, предпочтительно, может превышать восемь процентов диаметра DC резания, то есть R1 > 0,08*DC.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения минимальный первый радиус R1 может составлять менее пятнадцати процентов диаметра DC резания, то есть R1<0,15*DC.

Как показано на фиг. 6, каждый первый профиль P1 может иметь крайнюю радиально внутреннюю первую точку NI1, расположенную на его первом отрезке S1.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый отрезок S1 может образовывать угол более 15 градусов в первой центральной точке E1 минимального первого радиуса R1.

Расположение крайней радиально внутренней первой точки NI1 каждого первого профиля P1 на первом участке S1 позволяет более эффективно расположить по окружности множество впадин 46, то есть получить конфигурацию режущей головки, в которой N превышает 2, то есть N > 2.

Как показано на фиг. 7, в поперечном сечении, взятом во второй горизонтальной плоскости РН2, перпендикулярной первой оси А1 и пересекающей множество передних кромок 28, каждая впадина 46 может иметь вогнутый второй профиль Р2.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждый второй профиль P2 может иметь непрерывную кривизну.

Непрерывная кривизна каждого второго профиля P2 улучшает отведение стружки в соответствующей области впадины.

Как показано на фиг. 7, второй профиль P2 имеет минимальный второй радиус R2, измеренный вдоль второго отрезка S2 профиля, причем второй отрезок S2 содержит вторую вершину NA2 конуса впадин.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения минимальный второй радиус R2 может превышать шесть процентов диаметра DC резания, то есть R2 > 0,06*DC.

Минимальный второй радиус R2 каждого второго профиля P2, превышающий шесть процентов диаметра DC резания, способствует плавному движению стружки по впадине 46 и снижает риск застревания стружки.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения минимальный второй радиус R2, предпочтительно, может превышать восемь процентов диаметра DC резания, то есть R2 > 0,08*DC.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения минимальный второй радиус R2 может составлять менее пятнадцати процентов диаметра DC резания, то есть R2<0,15*DC.

Минимальный второй радиус R2 может составлять от восьмидесяти пяти до ста пятнадцати процентов от минимального первого радиуса R1, то есть 0,85*R1 < R2<1,15*R1.

Как показано на фиг. 7, каждый второй профиль P2 может иметь радиально крайнюю внутреннюю точку NI2, расположенную на его втором отрезке S2.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения второй отрезок S2 может образовывать угол более 15 градусов во второй центральной точке E2 минимального второго радиуса R2.

Расположение радиально крайней внутренней точки NI2 каждого второго профиля P2 на втором отрезке S2 позволяет более эффективно распределять по окружности множество впадин 46, то есть получать конфигурации режущих головок, в которых N больше 2, то есть N > 2.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых N равно 3, как показано на фиг. 6 и 7, первый профиль P1 может образовывать кривую погони с первой начальной точкой NS1, расположенной в окружном направлении перед первой конечной точкой NE1, а второй профиль P2 может образовывать кривую погони со второй начальной точкой NS2, расположенной в окружном направлении перед второй конечной точкой NE2.

Термин «кривая погони» в описании и формуле ссылается на форму кривой, описанную в https://en.wikipedia.org/wiki/Pursuit_curve по состоянию на 2 июля 2019 года, то есть кривую, отслеживаемую преследователем при преследовании цели, при этом цель движется по прямой и всегда по касательной к преследователю.

Как показано на фиг. 1, канавка 44 головки и связанная с ней впадина 46 пересекаются вдоль линии GFB границы впадины и канавки. Как показано на фиг. 7, в поперечном сечении, взятом в третьей горизонтальной плоскости PH3, перпендикулярной первой оси А1 и пересекающей множество передних кромок 28, каждая впадина 46 пересекает свою связанную канавку 44 головки в точке IG пересечения впадины и канавки, причем граница GFB впадины и канавки содержит совокупность таких точек IG пересечения впадины и канавки в различных подобных горизонтальных плоскостях.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая подобная точка IG пересечения впадины и канавки, за исключением собственно связанной точки NR перехода режущей кромки, может быть расположена в окружном направлении перед своей точкой NR перехода режущей кромки.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вторая и третья горизонтальные плоскости PH2, PH3 могут совпадать.

Как показано на фиг. 8, в поперечном сечении, взятом в третьей вертикальной плоскости PV3, содержащей первую ось А1 и пересекающей заднюю поверхность 36, задняя поверхность 36 может иметь вогнутый задний профиль PC.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждый вогнутый задний профиль РС может иметь задний радиус РС в диапазоне от пятидесяти до ста пятидесяти процентов диаметра DC резания, то есть 0,50*DC < РС < 1,50*DC.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждый вогнутый задний профиль PC может иметь непрерывную кривизну и плавно проходить к первой оси A1.

Далее рассмотрим фиг. 9 и 10, на которых изображен поворотный режущий инструмент 48 согласно настоящему изобретению, содержащий режущую головку 20 и хвостовик 50 с продольной осью L.

Хвостовик 50 содержит N канавок 52 хвостовика, чередующихся в окружном направлении с N поясков 54, причем каждая канавка 52 хвостовика может проходить по спирали вдоль продольной оси L.

Как показано на фиг. 9 и 10, режущая головка 20 может иметь нижнюю поверхность 56, обращенную назад в осевом направлении, хвостовик 50 может иметь опорную поверхность 58, перпендикулярную продольной оси L, а режущая головка 20 может быть установлена с возможностью снятия на хвостовик 50 таким образом, чтобы нижняя поверхность 56 соприкасалась с опорной поверхностью 58.

Вариант, в котором режущую головку 20 устанавливают на хвостовик 50 с возможностью снятия, позволяет изготавливать режущую головку 20 из достаточно твердого материала, например, из карбида вольфрама, а хвостовик 50 из менее твердого и менее дорогого материала, например, из быстрорежущей стали. Хвостовик 50 можно использовать повторно после утилизации изношенной или поврежденной режущей головки 20.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая канавка 44 головки может пересекать нижнюю поверхность 56 и взаимодействовать с одной из канавок 52 хвостовика.

Кроме того, в некоторых вариантах настоящего изобретения нижняя поверхность 56 может быть перпендикулярна первой оси A1, опорная поверхность 58 может быть перпендикулярна продольной оси L, а первая ось A1 может быть соосна продольной оси L.

Как показано на фиг. 2, нижняя поверхность 56 находится на втором расстоянии d2 в осевом направлении назад от концевой точки PT, а первое расстояние d1 может превышать семьдесят процентов второго расстояния d2, то есть d1 > 0,70*d2.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения режущая головка 20 может содержать установочный выступ 60, отходящий в осевом направлении назад от нижней поверхности 56.

В других вариантах осуществления настоящего изобретения (не показанных на фигурах) режущая головка 20 и хвостовик 50 могут входить в состав неразъемной конструкции, и каждая канавка 44 головки может сливаться с одной из канавок 52 хвостовика.

Как показано на фиг. 9-10, промежуточная часть 22 режущей головки 20 может содержать N поверхностей 62 передачи крутящего момента, обращенных в направлении DR вращения, хвостовик 50 может содержать N приводных выступов 64, причем каждый приводной выступ 64 содержит приводную поверхность 66, обращенную в направлении DR вращения, и каждая поверхность 62 передачи крутящего момента может соприкасаться с одной из приводных поверхностей 66.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первое расстояние d1 может составлять менее девяноста процентов второго расстояния d2, то есть d1<0,90*d2.

В вариантах настоящего изобретения, в которых N равно 3, величина первого расстояния d1, меньшая девяноста процентов второго расстояния d2, обеспечивает достаточное пространство для зацепления множества приводных выступов 64 с режущей головкой 20, не препятствуя плавному движению стружки между впадинами 46 и канавками 52 хвостовика.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая поверхность 62 передачи крутящего момента может пересекать одну из периферийных поверхностей 26.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых N равно 3, как показано на фиг. 1-3, каждая впадина 46 может пересекать одну из поверхностей 62 передачи крутящего момента в радиально крайней точке NO впадины.

В некоторых вариантах настоящего изобретения, как показано на фиг. 3, три радиально крайние точки NO впадины могут определять воображаемую вторую окружность С2 со вторым диаметром D2, превышающим семьдесят процентов диаметра DC резания, то есть D2 > 0,70*DC.

Вариант, в котором воображаемая вторая окружность С2 имеет второй диаметр D2, превышающий семьдесят процентов диаметра DC резания, способствует увеличению объема впадины и эффективному отведению стружки.

Хотя настоящее изобретение было описано с определенной степенью детализации, различные изменения и модификации могут быть выполнены без отклонения от сути или объема изобретения, заявленного в нижеследующей формуле.

Изобретение относится к режущей головке и к поворотному режущему инструменту с такой режущей головкой для использования в процессах резания металла в целом и сверления в частности. Режущая головка (20) выполнена с возможностью вращения вокруг первой оси (A1) в направлении (DR) вращения и содержит промежуточную часть (22) и концевую часть (24). Промежуточная часть содержит множество передних кромок (28), определяющих диаметр (DC) резания, а концевая часть содержит крайнюю переднюю в осевом направлении концевую точку (NT) и множество фронтальных поверхностей (30) с внешними (32) и внутренними режущими кромками (34). Внешняя передняя поверхность (40), примыкающая к каждой внешней режущей кромке, имеет положительный внешний передний угол, а внутренняя передняя поверхность (42), примыкающая к каждой внутренней режущей кромке, имеет отрицательный внутренний передний угол. Каждая внешняя передняя поверхность расположена в канавке (44) головки, пересекающей одну из передних кромок, а каждая внутренняя передняя поверхность расположена во впадине (46), пересекающей одну из канавок головки. Каждая впадина проходит до конечной точки (NP) траектории впадины, расположенной на первом расстоянии в осевом направлении назад от концевой точки, причем первое расстояние превышает тридцать процентов диаметра резания. Обеспечивается эффективное отведение стружки. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Режущая головка (20), выполненная с возможностью вращения вокруг первой оси (А1) в направлении (DR) вращения и содержащая:

промежуточную часть (22), содержащую целое число N, N≥2 периферийных поверхностей (26), отстоящих друг от друга по окружности, причем каждая периферийная поверхность (26) содержит переднюю кромку (28), причем множество передних кромок (28) определяют диаметр (DC) резания; и

концевую часть (24), содержащую крайнюю переднюю в осевом направлении концевую точку (NT) на первой оси (А1) и N фронтальных поверхностей (30), причем каждая фронтальная поверхность (30) содержит радиально проходящую фронтальную режущую кромку (31), содержащую внешнюю режущую кромку (32), проходящую радиально внутрь от одной из передних кромок (28), и внутреннюю режущую кромку (34), проходящую радиально внутрь от указанной внешней режущей кромки (32), причем каждая внутренняя режущая кромка (34) примыкает к связанной с ней внешней режущей кромке (32) в точке (NR) перехода режущей кромки,

причем:

в поперечном сечении, взятом в первой вертикальной плоскости (PV1), параллельной первой оси (А1) и пересекающей любую из внешних режущих кромок (32), внешняя передняя поверхность (40), прилегающая к указанной внешней режущей кромке (32), наклонена под положительным внешним передним углом (α1); и

в поперечном сечении, взятом во второй вертикальной плоскости (PV2), параллельной первой оси (А1) и пересекающей любую из внутренних режущих кромок (34), внутренняя передняя поверхность (42), прилегающая к указанной внутренней режущей кромке (34), наклонена под отрицательным внутренним передним углом (α2),

причем:

каждая внешняя передняя поверхность (40) расположена в канавке (44) головки, проходящей в осевом направлении назад от концевой части (24) и пересекающей одну из передних кромок (28); и

каждая внутренняя передняя поверхность (42) расположена во впадине (46), проходящей в осевом направлении назад от концевой части (24) и пересекающей одну из канавок (44) головки,

и причем:

каждая впадина (46) имеет траекторию (GP) впадины, определяемую множеством вершинных точек впадины из ряда сечений, взятых в плоскостях, перпендикулярных первой оси (А1) и пересекающих впадину (46) вдоль ее осевой протяженности;

каждая траектория (GP) впадины проходит до конечной точки (NP) траектории впадины, расположенной на первом расстоянии (d1) в осевом направлении назад от концевой точки (РТ); и

первое расстояние (d1) превышает тридцать процентов диаметра (DC) резания.

2. Режущая головка (20) по п. 1, в которой в поперечном сечении, взятом в первой горизонтальной плоскости (РН1), перпендикулярной первой оси (А1) и пересекающей множество внутренних режущих кромок (34), каждая впадина (46) имеет вогнутый первый профиль (Р1);

первый профиль (Р1) имеет минимальный первый радиус (R1), измеренный вдоль первого отрезка (S1) профиля, причем первый отрезок (S1) содержит первую вершинную точку (NA1) впадины; и

минимальный первый радиус (R1) превышает шесть процентов диаметра (DC) резания.

3. Режущая головка (20) по п. 2, в которой каждый первый профиль (Р1) имеет крайнюю радиально внутреннюю первую точку (NI1), расположенную на его первом отрезке (S1).

4. Режущая головка (20) по п. 2, в которой каждый первый профиль (Р1) имеет непрерывную кривизну.

5. Режущая головка (20) по п. 1, в которой в которой в поперечном сечении, взятом во второй горизонтальной плоскости (РН2), перпендикулярной первой оси (А1) и пересекающей множество передних кромок (28), каждая впадина (46) имеет вогнутый второй профиль (Р2);

второй профиль (Р2) имеет минимальный второй радиус (R2), измеренный вдоль второго отрезка (S2) профиля, причем второй отрезок (S2) содержит вторую вершинную точку (NA2) впадины; и

минимальный второй радиус (R2) превышает шесть процентов диаметра (DC) резания.

6. Режущая головка (20) по п. 5, в которой каждый второй профиль (Р2) имеет крайнюю радиально внутреннюю вторую точку (NI2), расположенную на его втором отрезке (S2).

7. Режущая головка (20) по п. 5, в которой каждый второй профиль (Р2) имеет непрерывную кривизну.

8. Режущая головка (20) по п. 1, в которой в поперечном сечении, взятом в любой вертикальной плоскости, параллельной первой оси (А1) и пересекающей любую из внешних режущих кромок (32), внешняя передняя поверхность (40), прилегающая к указанной внешней режущей кромке (32), наклонена под положительным внешним передним углом (α1).

9. Режущая головка (20) по п. 1, в которой в поперечном сечении, взятом в любой вертикальной плоскости, параллельной первой оси (А1) и пересекающей любую из внутренних режущих кромок (34), внутренняя передняя поверхность (42), прилегающая к указанной внутренней режущей кромке (34), наклонена под отрицательным внутренним передним углом (α2).

10. Режущая головка (20) по п. 1, в которой в поперечном сечении, взятом во второй вертикальной плоскости (PV2), отрицательный внутренний передний угол (α2) превышает 5 градусов.

11. Режущая головка (20) по п. 1, в которой каждая траектория (GP) впадины проходит в направлении, противоположном направлению (DR) вращения, то есть в осевом направлении проходит назад от концевой части (24).

12. Режущая головка (20) по п. 1, в которой каждая конечная точка (NP) траектории впадины расположена радиально дальше от первой оси (А1), чем любая из точек (NR) перехода режущей кромки.

13. Режущая головка (20) по п. 1, в которой каждая фронтальная поверхность (30) содержит заднюю поверхность (36), примыкающую к связанным с ней внешней и внутренней режущим кромкам (32, 34); и

в поперечном сечении, взятом в третьей вертикальной плоскости (PV3), содержащей первую ось (А1) и пересекающей заднюю поверхность (36), задняя поверхность (36) имеет вогнутый задний профиль (PC).

14. Режущая головка (20) по п. 13, в которой каждый вогнутый задний профиль (PC) имеет непрерывную кривизну и плавно проходит к первой оси (А1).

15. Режущая головка (20) по п. 13, в которой концевая часть (24) содержит N кромок (38) резца; и

каждая кромка (38) резца образована двумя смежными задними поверхностями (36) и проходит радиально от концевой точки (NT) до одной из внутренних режущих кромок (34).

16. Режущая головка (20) по п. 13, в которой:

в поперечном сечении, взятом в первой вертикальной плоскости (PV1), задняя поверхность (36) наклонена под положительным внешним задним углом (β1),

в поперечном сечении, взятом во второй вертикальной плоскости (PV2), задняя поверхность (36) наклонена под положительным внутренним задним углом (β2), и

внутренний задний угол (β2) больше внешнего заднего угла (β1).

17. Режущая головка (20) по п. 16, в которой:

внутренний задний угол (β2) непрерывно увеличивается при измерении в ряде параллельных поперечных сечений, взятых в параллельных вертикальных плоскостях, постепенно приближающихся к первой оси (А1)

18. Режущая головка (20) по п. 1, в которой множество точек (NR) перехода режущей кромки определяет воображаемую первую окружность (С1) с первым диаметром (D1), и

первый диаметр (D1) превышает тридцать процентов диаметра (DC) резания.

19. Режущая головка (20) по п. 1, в которой режущая головка (20) имеет N-кратную вращательную симметрию относительно первой оси (А1).

20. Режущая головка (20) по п. 1, в которой N=3.

21. Вращающийся режущий инструмент (48), содержащий: режущую головку (20) по п. 1; и

хвостовик (50) с продольной осью (L) и N канавками (52) хвостовика, чередующихся в окружном направлении с N поясками (54).

22. Вращающийся режущий инструмент (48) по п. 21, в котором: режущая головка (20) содержит нижнюю поверхность (56),

обращенную назад в осевом направлении;

хвостовик (50) содержит опорную поверхность (58), перпендикулярную продольной оси (L), и

режущая головка (20) установлена с возможностью снятия на хвостовик (50) таким образом, что нижняя поверхность (56)контактирует с опорной поверхностью (58).