Режущая вставка Советский патент 1993 года по МПК B23C5/10 

Изобретение относится к металлообработке, в частности к режущему инструменту.

Целью изобретения является повышение качества обработанной поверхности и повышение стойкости вставки за счет создания оптимальной геометрии ее режущей части.

На фиг. 1 схематично показан вид сбоку упрощенной фрезы со смонтированной на ней режущей вставкой в соответствии с изобретением; на фиг. 2 - вид в перспективе режущей вставки; на фиг. 3 - вид в плане режущей вставки; на фиг, 4 и 5 - соответственно виды сбоку и спереди режущей вставки; на фиг. 6-фреза, в которой используется режущая вставка в соответствии с изобретением; на фиг. 7, 8 и 9 - соответствующие поперечные сечения фрезы и режущей вставки, показанной на фиг. 1, выполненные по А-А, Б-Б и В-В, которые наложены на взаимодействующие круговые траектории резания; на фиг. 10 и 11 - соответственно поперечные сечения .режущей вставки, показанной на фиг. 2; на фиг, 12 - вид спереди

фрезы, показывающий торец режущей вставки в соответствии с изобретением, наложенным на круговую траекторию резания; на фиг. 13 - один из способов определения кривизны режущей кромки вставки.

Как показано на фиг. 1 вставка установлена в гнезде 1, выполненном в углублении 2, расположенном в держателе 3. Вставка выполнена с удлиненной режущей кромкой 4, которая в отличие от известных вставок непараллельна соответствующей кромке основания вставки, а располагается под острым углом а относительно соответствующей кромки 5 основания вставки. С другой стороны, основание вставки направлено под углом а относительно продольной оси вращающейся фрезы. Этот угол а соответствует осевому углу наклона известной вставки, имеющей параллельные друг другу режущую кромку и кромку основания. Осевой угол наклона ; или передний угол од режущей кромки 4 равен, таким образом, а +а.

Таким образом, очевидно, что режущая кромка 4 снабжена увеличенным передним

ел

с

со

о

г .

углом, не требуя при этом, чтобы гнездо вставки было направлено под углом относительно оси вращения фрезы большем, чем угол а который является обычным установочным углом, использующимся известными в.ставками. Таким образом, можно достигать увеличенного осевого переднего угла, не приводя при этом к конструкционному ослаблению держателя фрезы,

На фиг. 2-5 показана конкретная режущая вставка. Она, имея форму параллелепи- педа, снабжена двумя удлиненными боковыми режущими кромками 6 и 7, а также передней и задней режущими кромками 8 и 9. Режущая кромка 6 образована между боковой задней поверхностью 10 и идущей с наклоном вниз передней поверхностью 11, при этом режущая кромка 6 отделена от передней поверхности 11 узкой поверхностью 12 фаски. Аналогично режущая кромка 7 образована между аналогичной боковой задней поверхностью (не видно) и идущей с уклоном вниз передней поверхностью 13, при этом между режущей кромкой 7 и передней поверхностью 13 располагается узкая удлиненная поверхность 14 фаски. Передняя режущая кромка 8 образована между передней задней поверхностью 15 и идущей с углом вниз передней поверхностью 16, от которой она отделена передней поверхностью 17 фаски. Аналогично задняя режущая кромка 9 образована между задней передней поверхностью (ее не видно) и задней передней поверхностью 18, от которой она отделена задней поверхностью 19 фаски. Высота вставки у диаметрально противо- положных-ее углов 20/ и 21 больше, чем высота вставок у другой пары диаметрально противоположных углов 22 и 23. Таким образом следует, что передняя и задняя режущие кромки 8 и 9 наклонены в противоположные стороны, образуя острые утлы с соответствующими передней и задней кромками основания вставки.

Задняя поверхность 10 вставки разделена линией 24 на узкую верхнюю заднюю главную грань 25 и нижнюю широкую заднюю главную грань 26. Противоположная задняя главная грань вставки (не видна)разделена аналогично. В соответствии с изобретением задняя главная грань 25 и передняя поверхность 12 постоянно изогнуты так, что задний угол, замеренный в любой точке на режущей кромке 6 относительно касательной в этой точке к соответствующей кольцевой огибающей резания, остается неизменным вдоль длины режущей кромки, так же как и радиальный передний угол относительно любой точки вдоль режущей кромки 6. Таким образом, следует, что угол,

образованный между передней поверхностью 12 и частью задней грани 25, остается постоянным вдоль всей длины режущей кромки, В то время как верхняя узкая грань

25 задней поверхности постоянно изгибается, как описано выше, нижняя более широкая грань 26 задней поверхности остается, no-существу, плоской, тем самым облегчая быстрый монтаж и закрепление режущей

вставки на держателе. Форма и конфигурация задней поверхности 10 и передней поверхности 12 зеркально отражены в форме и конфигурации передней поверхности 13 и взаимодействующей с ней задней поверхности (не видна).

Конструкция и кривизна соответствующих поверхностей вставки, описанной только со ссылками на фиг. 2-5, представлены на фиг. 6, которая является схематичным

упрощенным видом в перспективе фрезы, у которой в целях упрощения показана только одна режущая вставка. Следует отметить, что кривизна, представленная на фигурах, значительно преувеличена в целях пояснения.

На фиг. 7, 8 и 9 приведены соответствующие поперечные сечения части вставки, выполненные по А-А, Б-Б и В-В на фиг. 1, которые показаны соответственно наложенными на круговые траектории, описываемые соответствующими точками на режущей кромке 4, лежащей на соответствующей секущей линии или плоскости.

Как показано на фиг. 7, радиальный угол

наклона /Зд образован между передней, поверхностью 12 и радиусом 27, идущим из центра круговой траектории 28 к точке 29 на режущей кромке. Кроме того, задний угол уд образован между задней поверхностью 10 и

касательной 30 к круговой траектории 28 в точке 29. Аналогично, как показано на фиг. 8, которая касается промежуточной точки 31 ка режущей кромке, радиальный передний угол рв образован между передней

поверхностью 32 и радиусом 33 в круговой траектории 34, тогда как задний угол ув образован между задней поверхностью 10 и касательной 35. И наконец, в точке 36 на задней кромке режущей кромки радиальный передний угол образован между передней поверхностью 37 и радиусом 38 с круговой траекторией 39, в то время как задний угол ус образован между задней поверхностью 10 и касательной 40.

Благодаря соответствующей непрерывной кривизне задней 10 и передней 12 поверхностей гарантируется, как показано на фиг. 7, 8 и 9, что задние углы уд, ув и Ус являются, no-существу, равными, остгзаясь

в основном неизменными по длине режущей кромки 4. Аналогично гарантируется, что радиальные передние углы , /9в и , no-существу, равны, оставаясь в основном . неизменными по длине режущей кромки 4. Таким образом, во всех точках по длине режущей кромки задний угол соответствует оптимальному эффективному минимальному заднему углу, гарантируя тем самым эффективный срок службы инструмента без ослабления режущей кромки. Аналогично радиальный передний угол / остается положительным вдоль главной части длины режущей кромки и даже на задней кромке его отрицательное значение является минимальным. Таким образом, поддерживается оптимальным радиальный передний угол Д

На фиг. 10 и 11 приведены поперечные сечения вставки, выполненные соответственно по ее передней и задней кромкам, при этом кривизна задней 10 и передней 12 поверхностей обеспечивает на всех этапах поддержание, no-существу, постоянного угла д между передней 12 и задней 10 поверхностями. С другой стороны, угол (р между задней поверхностью 10 и линией, перпендикулярной к основанию вставки, увеличивается с минимальной величины р/ на передней кромке вставки до максимальной величины рс на задней кромке вставки. В то же время угол, образованный между передней поверхностью 12 и плоскостью основания вставки, изменяется от максимума 0д на средней кромке вставки до минимума 9с на задней кромке вставки.

Рассмотрим теперь со ссылками на фиг. 4 и 12 геометрию и функционирование передней и задней граней вставки. Из фигур видно, что передняя режущая кромка 8 и задняя режущая кромка 9 идут с наклоном вниз к основанию вставки соответственно в противоположных направлениях. Из фиг. 12 видно, что наклон передней режущей кромки 8 является таким, что он совпадает с радиусом круговой траектории резания. Таким образом, гарантируется, что радиальный угол наклона в любой точке вдоль режущей кромки 8 не будет положительным (как эт.о имеет место у известных вставок) и, следовательно, возникающее усилие резания, например в процессе торцового фрезерования, будет небольшим.

Режущая кромка 4 вставки выполнена изогнутой с целью гарантирования получения гладкой обработанной поверхности с помощью фрезы. Конкретная кривизна режущей кромки 4 определяется следующим образом и как показано на фиг. 13. На этой

фигуре цилиндрическая поверхность 41 представляет собой оболочку, образованную в результате вращения режущей кром.- ки 4 вокруг оси. Если теперь секущая

плоскость 42 выполнена внутри цилиндрической поверхности 41 и под углом относительно оси вращения, соответствующим осевому углу наклона од, тогда кромка 43 плоскости 42 имеет кривизну, соответствующую требуемой кривизне режущей кромки 4. Как отмечалось выше, когда режущая кромка 4 выполнена с такой кривизной, то обработанная ею поверхность получается гладкой. Можно сказать, что кривизна режущей кромки 4 может быть представлена следующей зависимостью:

+

20

0

5

5

где г- радиус кривизны режущей кромки;

- длина хорды, соединяющей концы криволинейной режущей кромки;

D - диаметр цилиндрической оболочки режущей кромки;

«А осевой угол наклона (осевой передний угол).

Хотя изобретение было описано применительно к предпочтительной конструкции, имеющей две главные боковые режущие кромки, однако оно в равной мере применимо к вставкам, имеющим одну режущую кромку, а также к вставкам треугольной фор- мы, имеющим три режущие кромки. Кроме того, изобретение в равной степени применимо к вставкам, имеющим левосторонний изгиб или правостороннюю кривизну.

Режущие вставки изобретения могут применяться на фрезах, имеющих одну или более таких вставок, а также на фрезах, на которых вставки устанавливаются по спирали.

Формула изобретения 1. Режущая вставка, используемая в периферийной ротационной фрезе, содержащей цилиндрический держатель и большое число сменных расположенных по периферии режущих вставок, выполненных по крайней мере с одной режущей кромкой, образованной передней и затылованной задней поверхностями вставки, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества обработанной поверхности и повышения стойкости вставки за счет создания оптимальной геометрии ее режущей части, режущая кромка выполнена радиусной формы и составляет часть радиусной стороны плоскости, выполненной при пересечении цилиндра, который выполнен в виде поверхности вращения режущей кромки, расположенной под углом, равным осевому углу наклона вставки в держателе, вокруг его оси.

2. Вставка по п. 1, отличающаяся тем, что радиус г кривизны режущей кромки определяется из зависимости

где I - длина хорды, соединяющей концы изогнутой режущей кромки;

D - диаметр цилиндрической оболочки режущей кромки;

од - осевой передний угол.

3. Вставка по пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что передняя и затылованная задняя поверхности отдельно выполнены в виде непрерывной радиусной поверхности,

при этом передний и задний углы режущей кромки вставки, определенные относительно цилиндрического держателя, выполнены постоянными вдоль всей длины режущей кромки.

4. Вставка по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что затылованная задняя поверхность выполнена в виде постоянной радиусной поверхности в верхней части и в виде плоской поверхности в нижней части.

5. Режущая вставка по любому из пп, 1-4, отличающаяся тем, что режущая кромка выполнена под углом к соответствующей кромке основания вставки.

Использование: режущая вставка для периферийных ротационных фрез, имеющих цилиндрический держатель и большое число сменных установленных по периферии режущих вставок. Режущая кромка является изогнутой и составляет часть криволинейной стороны плоскости, которая пересекает цилиндр, образующий поверхность вращения упомянутой режущей кромки, под углом, соответствующим осевому переднему углу вставки во фрезе. 4 з.п. ф-лы, 13 ил.

Фиг./

Г а®

2WU

()f.(W