РЕЖУЩАЯ ГОЛОВКА С ПОВЕРХНОСТЯМИ ПЕРЕДАЧИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА НА УСТАНОВОЧНОМ ВЫСТУПЕ И ВРАЩАЮЩИЙСЯ РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ С ТАКОЙ РЕЖУЩЕЙ ГОЛОВКОЙ Российский патент 2023 года по МПК B23B51/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к режущей головке с поверхностями передачи крутящего момента на установочном выступе и к вращающемуся режущему инструменту с такой режущей головкой для применения в процессах резки металлов и, в частности, для сверлильных работ.

Уровень техники

В области режущих инструментов, применяемых для сверлильных работ, известен ряд примеров вращающихся режущих инструментов с режущими головками с поверхностями передачи крутящего момента на установочном выступе.

В документе US 6,582,164 раскрыта съемная насадка с передним концом и задним концом. Передний конец содержит два режущих участка, расположенных по окружности поочередно с двумя стружкоотводными канавками, при этом задний конец ограничен валом, выполненным с возможностью ввода в соединительный канал корпуса сверлильного устройства и содержащим диаметрально противоположные наружные резьбы, проходящие от него. Каждая наружная резьба имеет убывающий радиус, образующий передаточную грань, взаимодействующую с передаточной гранью соответствующей внутренней резьбы корпуса сверлильного устройства для передачи вращательных усилий между корпусом сверлильного устройства и съемной насадкой.

В документе US 10,071,430 раскрыта режущая головка, сформированная с возможностью ввода в державку модульного вращающегося инструмента. Режущая головка содержит соединительный шпиндель, содержащий поверхности кручения и поверхности фиксации на своей внешней границе. Соединительный шпиндель поделен на переднюю часть штифта и заднюю часть штифта. Передняя часть шпинделя ограничена кольцевой канавкой. Упорные поверхности для предотвращения осевого выдергивания сформированы в переходной зоне между передней частью шпинделя и задней частью шпинделя. Поверхности кручения и поверхности фиксации расположены в разных частях шпинделя. Поверхности фиксации предпочтительно сформированы в передней части шпинделя, а поверхности кручения предпочтительно сформированы в задней части шпинделя.

Цель настоящего изобретения состоит в создании усовершенствованной режущей головки с поверхностями передачи крутящего момента на установочном выступе.

Целью настоящего изобретения также является оптимизация расположения режущих участков режущей головки.

Цель настоящего изобретения также состоит в обеспечении возможности эффективной и стабильной передачи крутящего момента между хвостовиком и режущей головкой.

Сущность изобретения

Согласно настоящему изобретению, предложена режущая головка с осью головки, задающей направление аксиально вперед и направление аксиально назад, при этом режущая головка выполнена с возможностью вращения вокруг оси головки в направлении вращения и содержит:

верхушечную часть с множеством из N режущих участков, расположенных по окружности поочередно с множеством из N канавок головки, и поверхностью основания верхушки, обращенной в направлении аксиально назад; и

установочный выступ, соединенный с верхушечной частью, проходящий аксиально назад от поверхности основания верхушки и содержащий:

торцевую поверхность, дальнюю относительно верхушечной части и обращенную в направлении аксиально назад, и

множество из N разнесенных по окружности участков кручения, аксиально отстоящих от множества из N разнесенных по окружности участков фиксации,

при этом каждый участок фиксации содержит обращенную радиально наружу поверхность фиксации,

при этом каждый участок кручения содержит проходящий радиально наружу выступ кручения и ближайший по окружности сзади по направлению вращения вырез кручения, при этом каждый выступ кручения содержит поверхность передачи крутящего момента, обращенную против направления вращения,

причем в первом поперечном сечении в первой плоскости головки, перпендикулярной оси головки и пересекающей множество участков фиксации:

воображаемая окружность фиксации с диаметром фиксации описывает множество поверхностей фиксации,

причем во втором поперечном сечении во второй плоскости головки, параллельной первой плоскости головки и пересекающей множество участков кручения:

каждая поверхность передачи крутящего момента по меньшей мере частично расположена за пределами воображаемого цилиндра фиксации, ограниченного воображаемой окружностью фиксации, и

каждый вырез кручения содержит заглубленную поверхность, расположенную внутри воображаемого цилиндра фиксации.

Кроме того, согласно настоящему изобретению, предложен вращающийся режущий инструмент, содержащий хвостовик, проходящий вдоль оси хвостовика, и режущую головку раскрытого выше типа, разъемно прикрепленную к гнезду для размещения головки в хвостовике у его переднего конца.

Передний конец хвостовика режущего инструмента содержит опорную поверхность хвостовика, поперечную оси хвостовика, при этом гнездо для размещения головки сформировано в опорной поверхности хвостовика,

причем в собранном положении:

поверхность основания верхушки обращена к опорной поверхности хвостовика;

ось головки совпадает с осью хвостовика;

каждая поверхность фиксации находится в соприкосновении с соответствующей обращенной радиально внутрь опорной поверхностью гнезда для размещения головки; и

каждая поверхность передачи крутящего момента находится в соприкосновении с соответствующей передаточной поверхностью гнезда для размещения головки, обращенной в направлении вращения.

Краткое описание чертежей

Для создания более полного представления об изобретении, оно далее будет раскрыто, исключительно в качестве примера, с отсылкой к прилагаемым чертежам, на которых штрихпунктирными линиями обозначены границы раздела частичных видов элемента и где:

Фиг. 1 - первый вид в аксонометрии режущей головки по некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 - второй вид в аксонометрии режущей головки по некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3 - вид сбоку режущей головки на Фиг. 1 и 2;

Фиг. 4 - вид в поперечном разрезе режущей головки на Фиг. 3 по оси IV-IV;

Фиг. 5 - вид в поперечном разрезе режущей головки на Фиг. 3 по оси V-V;

Фиг. 6 - детализированный вид режущей головки на Фиг. 5;

Фиг. 7 - вид в аксонометрии с пространственным разделением деталей вращающегося режущего инструмента по некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 8 - вид сбоку вращающегося режущего инструмента на Фиг. 7;

Фиг. 9 - вид с торца хвостовика по некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 10 - вид в поперечном разрезе хвостовика на Фиг. 9 по оси Х-Х;

Фиг. 11 - детализированный вид вращающегося режущего инструмента на Фиг. 8;

Фиг. 12 - вид в поперечном разрезе вращающегося режущего инструмента на Фиг. 8 по оси XII-XII;

Фиг. 13 - вид в поперечном разрезе вращающегося режущего инструмента на Фиг. 8 по оси XIII-XIII; и

Фиг. 14 - вид в поперечном разрезе вращающегося режущего инструмента на Фиг. 8 по оси XIV-XIV.

Осуществление изобретения

Первый аспект настоящего изобретения относится к режущей головке 20, выполненной с возможностью вращения вокруг оси АН головки в направлении R1 вращения. Ось АН головки задает направление DF аксиально вперед и направление DR аксиально назад режущей головки 20.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения режущая головка 20 может быть изготовлена предпочтительно путем прессования в форме и прокаливания спеченного карбида, например, карбида вольфрама, с нанесением или без нанесения покрытия.

В примерах на Фиг. 1-5 режущая головка 20 содержит верхушечную часть 22 и установочный выступ 24, соединенный с верхушечной частью 22.

Верхушечная часть 22 содержит множество из N режущих участков 26, расположенных по окружности поочередно с множеством из N канавок 28 головки, и поверхность 30 основания верхушки, обращенную в направлении DR аксиально назад.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждый режущий участок 26 может содержать проходящую радиально режущую кромку 32, а каждая канавка 28 головки может содержать область 34 подточки перемычки, примыкающую к участку соответствующей ей режущей кромки 32.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждый режущий участок 26 может содержать аксиально проходящую переднюю кромку 36, а верхушечная часть 22 может иметь диаметр DCU реза, образованный множеством передних кромок 36.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения поверхность 30 основания верхушки может быть перпендикулярна оси АН головки.

Более того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения поверхность 30 основания верхушки может содержать N разнесенных по окружности подповерхностей 30а основания верхушки.

В примерах на Фиг. 1 и 3 установочный выступ 24 проходит аксиально назад от поверхности 30 основания верхушки и содержит множество из N разнесенных по окружности участков 38 кручения, аксиально отстоящих от множества из N разнесенных по окружности участков 40 фиксации.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения множество участков 38 кручения может быть расположено аксиально в направлении назад от множества участков 40 фиксации.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения установочный выступ 24 может быть N-кратно вращательно симметричен относительно оси АН головки.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения указанное N может представлять собой целое число, равное трем, т.е. N=3.

В примерах на Фиг. 3 и 4 каждый участок 40 фиксации содержит обращенную радиально наружу поверхность 42 фиксации.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая поверхность 42 фиксации может быть выпуклой.

В примере на Фиг. 4 в первом поперечном сечении в первой плоскости РН1 головки, перпендикулярной оси АН головки и пересекающей множество участков 40 фиксации, воображаемая окружность СС фиксации с диаметром DC фиксации описывает множество поверхностей 42 фиксации.

Кроме того, в примере на Фиг. 4 в первом поперечном сечении в первой плоскости РН1 головки каждая поверхность 42 фиксации может совпадать с воображаемой окружностью СС фиксации.

Следует понимать, что в первом поперечном сечении в первой плоскости РН1 головки ни один из множества участков 40 фиксации не может проходить за пределы воображаемой окружности СС фиксации.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения множество участков 40 фиксации могут быть отделены друг от друга по окружности множеством канавок 28 головки.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая поверхность 42 фиксации может пересекать ближайшую по окружности спереди по направлению вращения канавку 28 головки.

В примерах на Фиг. 3 и 5 каждый участок 38 кручения содержит проходящий радиально наружу выступ 44 кручения и ближайший по окружности сзади по направлению вращения вырез 46 кручения.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения множество участков 38 кручения могут быть отделены друг от друга по окружности множеством канавок 28 головки.

В примерах на Фиг. 2 и 5 каждый выступ 44 кручения содержит поверхность 48 передачи крутящего момента, обращенную против направления R1 вращения.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая поверхность 48 передачи крутящего момента может быть планарной.

Расположение множества поверхностей 48 передачи крутящего момента на установочном выступе 24, а не на верхушечной части 22, обеспечивает преимущество, состоящее в возможности оптимизации размещения множества режущих участков 26 и областей 34 подточки перемычки, например, относительно области образования стружки и потока стружки, без необходимости создания дополнительного пространства для передачи крутящего момента между хвостовиком и верхушечной частью 22 режущей головки.

Следует понимать, что оптимизация размещения множества режущих участков 26 и множества канавок 28 головки имеет большую важность в случае верхушечных частей 22 с меньшими диаметрами реза и в случае режущих головок 20 со значением N больше двух, т.е. N>2.

Согласно настоящему изобретению, в примере на Фиг. 5 во втором поперечном сечении во второй плоскости РН2 головки, параллельной первой плоскости РН1 головки и пересекающей множество участков 38 кручения, каждая поверхность 48 передачи крутящего момента по меньшей мере частично расположена за пределами воображаемого цилиндра SC фиксации, ограниченного воображаемой окружностью СС фиксации, при этом каждый вырез 46 кручения содержит заглубленную поверхность 50, расположенную внутри воображаемого цилиндра SC фиксации.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения воображаемый цилиндр SC фиксации может содержать воображаемую внешнюю окружную поверхность IP, проходящую параллельно оси АН головки, при этом каждая поверхность 42 фиксации может совпадать с воображаемой внешней окружной поверхностью IP.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая поверхность 48 передачи крутящего момента может быть расположена полностью за пределами воображаемого цилиндра SC фиксации.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая заглубленная поверхность 50 может проходить радиально внутрь в направлении DR аксиально назад.

Более того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая заглубленная поверхность 50 может пересекать ближайшую по окружности сзади по направлению вращения канавку 28 головки.

Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая заглубленная поверхность 50 может отстоять по окружности от ближайшей по окружности спереди по направлению вращения поверхности 48 передачи крутящего момента и, таким образом, не пересекать ее.

В примерах на Фиг. 5 и 6 во втором поперечном сечении во второй плоскости РН2 головки каждый вырез 46 кручения содержит крайнюю радиально вовнутрь точку N1 выреза, расположенную в первой радиальной плоскости PR1, содержащей ось АН головки, а каждая поверхность 48 передачи крутящего момента содержит крайнюю радиально наружу точку N2 передачи, расположенную во второй радиальной плоскости PR2, содержащей ось АН головки.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая и вторая радиальные плоскости PR1, PR2, относящиеся к каждому участку 38 кручения, могут образовывать острый первый угол α1 закручивания меньше 45 градусов.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения на Фиг. 5 и 6 во втором поперечном сечении во второй плоскости РН2 головки каждая поверхность 48 передачи крутящего момента может образовывать нулевой или острый второй угол α2 закручивания меньше 30 градусов со второй радиальной плоскостью PR2.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, как в примерах на Фиг. 5 и 6, во втором поперечном сечении во второй плоскости РН2 головки каждая поверхность 48 передачи крутящего момента может быть обращена к соответствующей ей второй радиальной плоскости PR2. В таких вариантах осуществления каждая поверхность 48 передачи крутящего момента может быть расположена целиком впереди по направлению вращения от соответствующей ей второй радиальной плоскости PR2, за исключением крайней радиально наружу точки N2 передачи.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых каждая поверхность 4 8 передачи крутящего момента образует нулевой или острый второй угол α2 закручивания меньше 30 градусов со второй радиальной плоскостью PR2, обеспечена возможность эффективной передачи крутящего момента между хвостовиком и режущей головкой 20.

Следует понимать, что эффективность передачи крутящего момента повышена для режущих головок 20 со значением N больше двух, т.е. N>2.

В примере на Фиг. 5 во втором поперечном сечении во второй плоскости РН2 головки множество крайних радиально вовнутрь точек N1 выреза образуют воображаемую первую окружность СТ1 кручения с первым диаметром DT1 кручения.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый диаметр DT1 кручения может составлять менее семидесяти процентов диаметра DC фиксации, т.е. DT1<DC*0.70.

Кроме того, в примере на Фиг. 5 во втором поперечном сечении во второй плоскости РН2 головки множество крайних радиально наружу точек N2 передачи образуют воображаемую вторую окружность СТ2 кручения со вторым диаметром DT2 кручения.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения второй диаметр DT2 кручения может составлять более ста десяти процентов диаметра DC фиксации, т.е. DT2>DC*1.10.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, где второй диаметр DT2 кручения составляет более ста десяти процентов диаметра DC фиксации, обеспечена стабильная передача крутящего момента между хвостовиком и режущей головкой 20.

Следует понимать, что стабильность передачи крутящего момента повышена для режущих головок 20 со значением N больше двух, т.е. N>2.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения второй диаметр DT2 кручения может составлять более шестидесяти процентов диаметра DCU реза, т.е. DT2>DCU*0.60.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, где второй диаметр DT2 кручения составляет более шестидесяти процентов диаметра DCU реза, обеспечена эффективная передача крутящего момента между хвостовиком и режущей головкой 20.

Следует понимать, что эффективность передачи крутящего момента повышена для режущих головок 20 со значением N больше двух, т.е. N>2.

В примере на Фиг. 5 во втором поперечном сечении во второй плоскости РН2 головки каждый вырез 46 кручения содержит самую заднюю по направлению вращения точку N3 выреза.

Кроме того, в примере на Фиг. 5 во втором поперечном сечении во второй плоскости РН2 головки каждая самая задняя по направлению вращения точка N3 выреза образована у пересечения каждого выреза 46 кручения с ближайшей ему по окружности сзади по направлению вращения канавкой 28 головки.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения крайняя радиально вовнутрь точка N1 выреза каждого выреза 46 кручения может не совпадать с соответствующей ей самой задней по направлению вращения точкой N3 выреза.

В примерах на Фиг. 1 и 3 установочный выступ 24 может содержать торцевую поверхность 52, дальнюю относительно верхушечной части 22 и обращенную в направлении DR аксиально назад.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая торцевая поверхность 52 может быть перпендикулярна оси АН головки.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая заглубленная поверхность 50 может пересекать торцевую поверхность 52.

В примерах на Фиг. 1, 5 и 6 множество из N углублений 53 сформированы в установочном выступе 24 внутри воображаемого цилиндра SC фиксации, при этом каждое углубление 53 расположено между ближайшим по окружности спереди по направлению вращения выступом 44 кручения и ближайшей по окружности сзади по направлению вращения канавкой 28 головки.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждое углубление 53 может быть открыто в сторону торцевой поверхности 52.

Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждое углубление 53 может соответствовать одному из вырезов 46 кручения.

В примерах на Фиг. 2 и 3 каждый выступ 44 кручения может содержать аксиальную стопорную поверхность 54, обращенную в направлении DF аксиально вперед.

Следует понимать, что направление DF аксиально вперед противоположно направлению DR аксиально назад.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая аксиальная стопорная поверхность 54 может быть перпендикулярна оси АН головки.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая аксиальная стопорная поверхность 54 может быть расположена впереди по направлению вращения от соответствующей ей поверхности 48 передачи крутящего момента.

В примере на Фиг. 3 торцевая поверхность 52 может быть расположена на первом расстоянии DS1 аксиально в направлении назад поверхности 30 основания верхушки, при этом каждая аксиальная стопорная поверхность 54 может быть расположена на втором расстоянии DS2 аксиально в направлении вперед от торцевой поверхности 52.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения второе расстояние DS2 может составлять более половины аксиального расстояния DS1, т.е. DS2>DS1*0.50.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая поверхность 48 передачи крутящего момента может иметь аксиальную протяженность ЕА, составляющую более восьмидесяти процентов второго расстояния DS2, т.е. ЕА>DS2*0.80.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, где аксиальная протяженность ЕА составляет более восьмидесяти процентов второго расстояния DS2, обеспечена возможность эффективной передачи крутящего момента между хвостовиком и режущей головкой 20.

В примерах на Фиг. 7 и 8 второй аспект настоящего изобретения относится к вращающемуся режущему инструменту 56, содержащему хвостовик 58, проходящий вдоль оси AS хвостовика, и режущую головку 20, разъемно прикрепленную к гнезду 60 для размещения головки в хвостовике 58 у его переднего конца 62.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения хвостовик 58 может быть выполнен предпочтительно из инструментальной стали.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления режущая головка 20 может быть разъемно прикреплена к гнезду 60 для размещения головки без необходимости дополнительного крепежного элемента, например, закрепляющего винта.

В примерах на Фиг. 9 и 10 передний конец 62 содержит опорную поверхность 64 хвостовика, поперечную оси AS хвостовика, при этом гнездо 60 для размещения головки сформировано в опорной поверхности 64 хвостовика.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения опорная поверхность 64 хвостовика может быть перпендикулярна оси AS хвостовика.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения опорная поверхность 64 хвостовика может содержать крайнюю в направлении аксиально вперед точку N4 хвостовика 58.

В примерах на Фиг. 7 и 9 хвостовик 58 может содержать множество из N разнесенных по окружности канавок 66 хвостовика, проходящих от переднего конца 62 хвостовика вдоль оси AS хвостовика.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения множество из N канавок 66 хвостовика может быть расположено по окружности поочередно с множеством из N граней 68 хвостовика, при этом каждая канавка хвостовика 66 может проходить по спирали вдоль оси AS хвостовика.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения множество из N канавок 66 хвостовика могут быть сообщены с гнездом 60 для размещения головки.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, где множество из N канавок 66 хвостовика сообщены с гнездом 60 для размещения головки, может быть сформировано множество из N разнесенных по окружности выступов 70 хвостовика.

Кроме того, в вариантах осуществления настоящего изобретения, где множество из N канавок 66 хвостовика сообщено с гнездом 60 для размещения головки, опорная поверхность 64 хвостовика может содержать множество из N разнесенных по окружности опорных подповерхностей 64а хвостовика, при этом каждая опорная подповерхность 64а хвостовика расположена на одном из выступов 70 хвостовика.

В примерах на Фиг. 8 и 11-14, в собранном положении вращающегося режущего инструмента 56:

поверхность 30 основания верхушки обращена к опорной поверхности 64 хвостовика;

ось АН головки совпадает с осью AS хвостовика;

каждая поверхность 42 фиксации находится в соприкосновении с соответствующей обращенной радиально внутрь опорной поверхностью 72 гнезда 60 для размещения головки; и

каждая поверхность 48 передачи крутящего момента находится в соприкосновении с соответствующей передаточной поверхностью 74 гнезда 60 для размещения головки, обращенной в направлении R1 вращения.

Следует понимать, что гнездо 60 для размещения головки и канавки 66 хвостовика могут быть выполнены с возможностью упругого смещения множества выступов 70 хвостовика и упругого прижатия множества поверхностей 42 фиксации к множеству опорных поверхностей 72.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения поверхность 30 основания верхушки может находиться в соприкосновении с опорной поверхностью 64 хвостовика.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, где опорная поверхность 64 хвостовика содержит крайнюю в направлении аксиально вперед точку N4 хвостовика 58, ни один участок хвостовика 58 не проходит аксиально в направлении вперед от поверхности 30 основания верхушки режущей головки.

Расположение передаточных поверхностей 74 аксиально в направлении назад от верхушечной части 22 режущей головки обеспечивает преимущество, состоящее в возможности уменьшения степени износа от потока стружки на выступах 70 хвостовика, который может быть изготовлен из инструментальной стали твердостью ниже твердости спеченного карбида.

В примерах на Фиг. 8-10 гнездо 60 для размещения головки может содержать нижнюю поверхность 76, обращенную в направлении DF аксиально вперед.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нижняя поверхность 76 может пересекать множество канавок 66 хвостовика.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения торцевая поверхность 52 установочного выступа может отстоять от нижней поверхности 76.

В примерах на Фиг. 9 и 10 каждая передаточная поверхность 74 может быть расположена на радиально проходящем реберном участке 78 гнезда 60 для размещения головки.

В примерах на Фиг. 13 и 14 в поперечном сечении в первой и второй плоскостях PS1, PS2 хвостовика, перпендикулярных оси AS хвостовика и пересекающих множество реберных участков 78, множество поверхностей 48 передачи крутящего момента находятся в соприкосновении с множеством передаточных поверхностей 74.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вторая плоскость PS2 хвостовика может совпадать со второй плоскостью РН2 головки.

В примерах на Фиг. 13 и 14 каждый реберный участок 78 может занимать один из вырезов 46 кручения установочного выступа.

Следует понимать, что множество реберных участков 78 обеспечивают необходимую жесткость и прочность гнезда 60 для размещения головки, а множество вырезов 46 кручения обеспечивают необходимое пространство для вмещения множества реберных участков 78.

Также следует понимать, что по всему тексту описания и формулы изобретения значение слов «занимают» или «занимает» включает в себя значение «частично занимать», например, они означают конфигурацию, при которой часть каждого реберного участка 78 занимает один из вырезов 46 кручения установочного выступа.

В примерах на Фиг. 13 и 14 каждый реберный участок 78 может содержать продолговатую поверхность 80 ребра, расположенную внутри воображаемого цилиндра SC фиксации.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая продолговатая поверхность 80 ребра может отстоять от заглубленной поверхности 50 занимаемого ею выреза 46 кручения.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, где множество продолговатых поверхностей 80 ребра отстоят от множества заглубленных поверхностей 50, множество продолговатых поверхностей 80 ребра не входят в соприкосновение с установочным выступом 24 режущей головки, а множество заглубленных поверхностей 50 не входят в соприкосновение с гнездом 60 для размещения головки в хвостовике.

В примерах на Фиг. 9 и 10 каждая продолговатая поверхность 80 ребра может проходить радиально внутрь в направлении DR аксиально назад.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая продолговатая поверхность 80 ребра может пересекать одну из канавок 66 хвостовика.

В примерах на Фиг. 13 и 14 в поперечном сечении в первой плоскости PS1 хвостовика каждая поверхность 80 ребра имеет первую окружную протяженность ЕС1, а в поперечном сечении во второй плоскости PS2 хвостовика каждая поверхность 80 ребра имеет вторую окружную протяженность ЕС2.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вторая плоскость PS2 хвостовика может быть расположена аксиально в направлении назад от первой плоскости PS1 хвостовика, при этом вторая окружная протяженность ЕС2 может быть больше первой окружной протяженности ЕС1.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, где вторая окружная протяженность ЕС2 больше первой окружной протяженности ЕС1, обеспечено преимущество, состоящее в прочности множества реберных участков 78.

В примерах на Фиг. 9 и 10 каждая опорная поверхность 72 может быть расположена на проходящем по окружности уступном участке 82 гнезда 60 для размещения головки, при этом множество уступных участков 82 может быть расположено аксиально в направлении вперед от множества реберных участков 78.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая опорная подповерхность 64а хвостовика может быть расположена на одном из уступных участков 82, примыкающем к одной из опорных поверхностей 72.

В примере на Фиг. 12 в поперечном сечении в третьей плоскости PS3 хвостовика, перпендикулярной оси AS хвостовика и пересекающей множество уступных участков 82, множество поверхностей 42 фиксации находятся в соприкосновении с множеством опорных поверхностей 72.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения третья плоскость PS3 хвостовика может совпадать с первой плоскостью РН1 головки.

В примерах на Фиг. 10 и 11 каждый уступный участок 82 может содержать аксиальную стопорную поверхность 84, обращенную в направлении DR аксиально назад.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая аксиальная стопорная поверхность 84 может примыкать к одной из опорных поверхностей 72.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая аксиальная стопорная поверхность 84 может быть обращена к одной из аксиальных стопорных поверхностей 54 режущей головки.

В примере на Фиг. 11 каждая аксиальная стопорная поверхность 54 может отстоять от соответствующей ей аксиальной стопорной поверхности 84 на аксиальный зазор G1.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения аксиальный зазор G1 может составлять менее 0.3 мм, т.е. G1<0.3 мм.

Следует понимать, что в случаях с чрезмерными усилиями «выдергивания», действующими на режущую головку 20, поверхность 30 основания верхушки может не оставаться в соприкосновении с опорной поверхностью 64 хвостовика, при этом множество аксиальных стопорных поверхностей 54 могут входить в соприкосновение с множеством аксиальных стопорных поверхностей 84, тем самым предотвращая отсоединение режущей головки 20 от хвостовика 58. Таким образом, аксиальные стопорные поверхности 84 совместно образуют средство предотвращения выдергивания, выполненное с возможностью предотвращения отсоединения режущей головки 20 от хвостовика 58.

Также следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, кроме множества поверхностей 42 фиксации в соприкосновении с множеством опорных поверхностей 72, множества поверхностей 48 передачи крутящего момента в соприкосновении с множеством передаточных поверхностей 74, поверхностей 30 основания верхушки в соприкосновении с опорной поверхностью 64 хвостовика или множества аксиальных стопорных поверхностей 54 в соприкосновении с множеством аксиальных стопорных поверхностей 84, может отсутствовать какое-либо соприкосновение между режущей головкой 20 и хвостовиком 58.

Настоящее изобретение также относится к способу сборки вращающегося режущего инструмента 56, включающему в себя этапы, на которых:

придают поверхности 30 основания верхушки ориентацию, в которой она обращена к опорной поверхности 64 хвостовика; выравнивают ось АН головки с осью AS хвостовика;

выравнивают множество выступов 44 кручения в направлении вращения с множеством канавок 66 хвостовика;

вводят установочный выступ 24 в гнездо 60 для размещения головки; и

вращают режущую головка 20 вокруг ее оси АН головки против направления R1 вращения до тех пор, пока множество поверхностей 42 фиксации не будут прижаты к множеству опорных поверхностей 72, а множество поверхностей 48 передачи крутящего момента не войдут в соприкосновение с множеством передаточных поверхностей 74.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения на этапе d) способа сборки инструмента установочный выступ 24 можно вводить в гнездо 60 для размещения головки до тех пор, пока поверхность 30 основания верхушки не войдет в соприкосновение с опорной поверхностью 64 хвостовика.

В примерах на Фиг. 1, 3 и 4 каждый участок 40 фиксации может содержать направляющую поверхность 86 фиксации, ближайшую по окружности сзади по направлению вращения от соответствующей поверхности 42 фиксации.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая направляющая поверхность 86 фиксации может сужаться радиально внутрь в направлении, противоположном направлению R1 вращения.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая направляющая поверхность 86 фиксации может пересекать ближайшую ей по окружности сзади по направлению вращения канавку 28 головки.

Следует понимать, что наличие направляющей поверхности 86 фиксации на каждом участке 42 фиксации облегчает выполнение этапа е) сборки инструмента и предотвращает случайное зацепление между множеством участков 40 фиксации и множеством уступных участков 82.

Несмотря на то, что настоящее изобретение было раскрыто в определенной степени подробно, следует понимать, что в него могут быть внесены разнообразные изменения и модификации без отступления от существа и объема изобретения, определенного нижеследующей формулой изобретения.

Группа изобретений относится к режущей головке с поверхностями передачи крутящего момента на установочном выступе и к вращающемуся режущему инструменту с такой режущей головкой для применения в процессах резки металлов и, в частности, для сверлильных работ. Режущая головка выполнена с возможностью вращения вокруг оси головки, содержит верхушечную часть и установочный выступ, соединенный с ней и проходящий аксиально назад от нее. Установочный выступ содержит множество разнесенных по окружности участков кручения, аксиально отстоящих от множества разнесенных по окружности участков фиксации. Участки фиксации содержат поверхности фиксации, описанные воображаемой окружностью фиксации с диаметром фиксации. Участки кручения содержат выступы кручения и вырезы кручения, при этом каждый выступ кручения содержит поверхность передачи крутящего момента, по меньшей мере частично расположенную за пределами воображаемого цилиндра фиксации, ограниченного воображаемой окружностью фиксации, при этом каждый вырез кручения содержит заглубленную поверхность, расположенную внутри воображаемого цилиндра фиксации. Режущая головка разъемно прикреплена к гнезду для размещения головки в хвостовике, при этом каждая поверхность фиксации находится в соприкосновении с соответствующей опорной поверхностью гнезда, при этом каждая поверхность передачи крутящего момента находится в соприкосновении с соответствующей передаточной поверхностью гнезда. Обеспечивается оптимизация расположения режущих участков режущей головки и стабильной передачи крутящего момента между хвостовиком и режущей головкой. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Режущая головка (20) с осью (АН) головки, задающей направление (DF) аксиально вперед и направление (DR) аксиально назад, при этом режущая головка (20) выполнена с возможностью вращения вокруг оси (АН) головки в направлении (R1) вращения и содержит:

верхушечную часть (22) с множеством из N режущих участков (26), расположенных по окружности поочередно с множеством из N канавок (28) головки, и с поверхностью (30) основания верхушки, обращенной в направлении (DR) аксиально назад; и

установочный выступ (24), соединенный с верхушечной частью (22), проходящий аксиально назад от поверхности (30) основания верхушки и содержащий:

торцевую поверхность (52) установочного выступа, дальнюю относительно верхушечной части (22) и обращенную в направлении (DR) аксиально назад, и

множество из N разнесенных по окружности участков (38) кручения, аксиально отстоящих от множества из N разнесенных по окружности участков (40) фиксации,

при этом каждый участок (40) фиксации содержит обращенную радиально наружу поверхность (42) фиксации,

при этом каждый участок (38) кручения содержит проходящий радиально наружу выступ (44) кручения и ближайший по окружности сзади по направлению вращения вырез (46) кручения, при этом каждый выступ (44) кручения содержит поверхность (48) передачи крутящего момента, обращенную против направления (R1) вращения,

причем в первом поперечном сечении в первой плоскости (РН1) головки, перпендикулярной оси (АН) головки и пересекающей множество участков (40) фиксации:

воображаемая окружность (СС) фиксации с диаметром (DC) фиксации описывает множество поверхностей (42) фиксации,

причем во втором поперечном сечении во второй плоскости (РН2) головки, параллельной первой плоскости (РН1) головки и пересекающей множество участков (38) кручения:

каждая поверхность (48) передачи крутящего момента по меньшей мере частично расположена за пределами воображаемого цилиндра (SC) фиксации, ограниченного воображаемой окружностью (СС) фиксации, и

каждый вырез (46) кручения содержит заглубленную поверхность (50), расположенную внутри воображаемого цилиндра (SC) фиксации.

2. Режущая головка (20) по п. 1, в которой каждая заглубленная поверхность (50) проходит радиально внутрь в направлении (DR) аксиально назад.

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

каждый вырез (46) кручения содержит углубление (53), сформированное в установочном выступе (24), внутри воображаемого цилиндра (SC) фиксации;

каждое углубление (53) расположено между ближайшим по окружности спереди по направлению вращения выступом (44) кручения и ближайшей по окружности сзади по направлению вращения канавкой (28) головки; и

каждое углубление (53) пересекает торцевую поверхность (52).

4. Режущая головка (20) по п. 1, в которой множество участков (38) кручения расположены аксиально в направлении назад от множества участков (40) фиксации.

5. Режущая головка (20) по п. 1, в которой:

множество участков (38) кручения отделены друг от друга по окружности множеством канавок (28) головки, и

множество участков (40) фиксации отделены друг от друга по окружности множеством канавок (28) головки.

6. Режущая головка (20) по п. 5, в которой каждая заглубленная поверхность (50) пересекает ближайшую по окружности сзади по направлению вращения канавку (28) головки.

7. Режущая головка (20) по п. 5, в которой каждая поверхность (42) фиксации пересекает ближайшую по окружности спереди по направлению вращения канавку (28) головки.

8. Режущая головка (20) по п. 1, в которой в первом поперечном сечении в первой плоскости (РН1) головки каждая поверхность (42) фиксации совпадает с воображаемой окружностью (СС) фиксации.

9. Режущая головка (20) по п. 1, в которой во втором поперечном сечении во второй плоскости (РН2) головки:

каждый вырез (46) кручения содержит крайнюю радиально вовнутрь точку (N1) выреза, содержащуюся в первой радиальной плоскости (PR1), содержащей ось (АН) головки,

каждая поверхность (48) передачи крутящего момента содержит крайнюю радиально наружу точку (N2) передачи, содержащуюся во второй радиальной плоскости (PR2), содержащей ось (АН) головки, и

первая и вторая радиальные плоскости (PR1, PR2), относящиеся к каждому участку (38) кручения, образуют острый первый угол (α1) закручивания меньше 45 градусов.

10. Режущая головка (20) по п. 9, в которой во втором поперечном сечении во второй плоскости (РН2) головки:

каждый вырез (46) кручения содержит самую заднюю по направлению вращения точку (N3) выреза, и

крайняя радиально вовнутрь точка (N1) выреза каждого выреза (46) кручения не совпадает с соответствующей ей самой задней по направлению вращения точкой (N3) выреза.

11. Режущая головка (20) по п. 9, в которой во втором поперечном сечении во второй плоскости (РН2) головки:

множество крайних радиально наружу точек (N2) передачи образуют воображаемую вторую окружность (СТ2) кручения со вторым диаметром (DT2) кручения, и

второй диаметр (DT2) кручения составляет более ста десяти процентов диаметра (DC) фиксации.

12. Режущая головка (20) по п. 9, в которой во втором поперечном сечении во второй плоскости (РН2) головки:

множество крайних радиально вовнутрь точек (N1) выреза образуют воображаемую первую окружность (СТ1) кручения с первым диаметром (DT1) кручения, и

первый диаметр (DT1) кручения составляет менее семидесяти процентов диаметра (DC) фиксации.

13. Режущая головка (20) по п. 1, в которой:

каждый выступ (44) кручения содержит аксиальную стопорную поверхность (54), обращенную в направлении (DF) аксиально вперед, противоположном направлению (DR) аксиально назад.

14. Вращающийся режущий инструмент (56), содержащий в комбинации:

хвостовик (58), проходящий вдоль оси (AS) хвостовика и содержащий гнездо (60) для размещения головки у своего переднего конца (62), и

режущую головку (20) по п. 1, разъемно прикрепленную к гнезду (60) для размещения головки в собранном положении инструмента.

15. Вращающийся режущий инструмент (56) по п. 14, в котором:

передний конец (60) хвостовика содержит опорную поверхность (64) хвостовика, поперечную оси (А2) хвостовика, при этом гнездо (60) для размещения головки сформировано в опорной поверхности (64) хвостовика, при этом в собранном положении инструмента:

поверхность (30) основания верхушки обращена к опорной поверхности (64) хвостовика;

ось (АН) головки совпадает с осью (AS) хвостовика;

каждая поверхность (42) фиксации находится в соприкосновении с соответствующей обращенной радиально внутрь опорной поверхностью (72) гнезда (60) для размещения головки; и

каждая поверхность (48) передачи крутящего момента находится в соприкосновении с соответствующей передаточной поверхностью (74) гнезда (60) для размещения головки, обращенной в направлении (R1) вращения.

16. Вращающийся режущий инструмент (56) по п. 15, в котором:

каждая передаточная поверхность (74) расположена на радиально проходящем реберном участке (78) гнезда (60) для размещения головки, и

каждый реберный участок (78) занимает один из вырезов (46) кручения.

17. Вращающийся режущий инструмент (56) по п. 16, в котором:

каждый реберный участок (78) содержит продолговатую поверхность (80) ребра, расположенную внутри воображаемого цилиндра (SC) фиксации режущей головки (20).

18. Вращающийся режущий инструмент (56) по п. 17, в котором:

каждая продолговатая поверхность (80) ребра отстоит от заглубленной поверхности (50) занимаемого ею выреза (46) кручения.

19. Вращающийся режущий инструмент (56) по п. 17, в котором:

каждая продолговатая поверхность (80) ребра проходит радиально внутрь в направлении (DR) аксиально назад.

20. Вращающийся режущий инструмент (56) по п. 17, в котором:

хвостовик (58) содержит множество из N канавок (66) хвостовика, проходящих по спирали вдоль оси (AS) хвостовика и пересекающих опорную поверхность (64) хвостовика, и

каждая продолговатая поверхность (80) ребра пересекает одну из канавок (66) хвостовика.

21. Вращающийся режущий инструмент (56) по п. 16, в котором:

каждая опорная поверхность (72) расположена на проходящем по окружности уступном участке (82) гнезда (60) для размещения головки, и

множество уступных участков (82) расположены аксиально в направлении вперед от множества реберных участков (78).

22. Вращающийся режущий инструмент (56) по п. 21, в котором:

каждый уступный участок (82) содержит аксиальную стопорную поверхность (84), обращенную в направлении (DR) аксиально назад.

23. Вращающийся режущий инструмент (56) по п. 22, в котором:

каждый выступ (44) кручения содержит аксиальную стопорную поверхность (54), при этом каждая аксиальная стопорная поверхность (84) обращена к одной из аксиальных стопорных поверхностей (54).

24. Режущая головка (20) с осью (АН) головки, задающей направление (DF) аксиально вперед и направление (DR) аксиально назад, при этом режущая головка (20) выполнена с возможностью вращения вокруг оси (АН) головки в направлении (R1) вращения и содержит:

верхушечную часть (22) с множеством из N режущих участков (26), расположенных по окружности поочередно с множеством из N канавок (28) головки, и с поверхностью (30) основания верхушки, обращенной в направлении (DR) аксиально назад; и

установочный выступ (24), соединенный с верхушечной частью (22), проходящий аксиально назад от поверхности (30) основания верхушки и содержащий:

торцевую поверхность (52) установочного выступа, дальнюю относительно верхушечной части (22) и обращенную в направлении (DR) аксиально назад;

множество из N разнесенных по окружности участков (40) фиксации, каждый из которых содержит обращенную радиально наружу поверхность (42) фиксации, причем в первом поперечном сечении в первой плоскости (РН1) головки, перпендикулярной оси (АН) головки и пересекающей множество участков (40) фиксации, воображаемая окружность (СС) фиксации с диаметром (DC) фиксации описывает множество поверхностей (42) фиксации;

множество из N разнесенных по окружности участков (38) кручения, аксиально отстоящих от множества из N разнесенных по окружности участков (40) фиксации, каждый из которых содержит проходящий радиально наружу выступ (44) кручения, содержащий поверхность (48) передачи крутящего момента, обращенную против направления (R1) вращения, причем во втором поперечном сечении во второй плоскости (РН2) головки, параллельной первой плоскости (РН1) головки и пересекающей множество участков (38) кручения, каждая поверхность (48) передачи крутящего момента по меньшей мере частично расположена за пределами воображаемого цилиндра (SC) фиксации, ограниченного воображаемой окружностью (СС) фиксации; и

множество из N углублений (53), сформированных внутри воображаемого цилиндра (SC) фиксации и открытых в сторону торцевой поверхности (52), при этом каждое углубление (53) расположено между ближайшим по окружности спереди по направлению вращения выступом (44) кручения и ближайшей по окружности сзади по направлению вращения канавкой (28) головки;

причем участки (38) кручения расположены ближе к торцевой поверхности (52), чем участки (40) фиксации.