Режущий инструмент с пластинами, расположенными по задней грани - RU2290278C2

Чертежи

Показать все 10 чертежа(ей)

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к режущему инструменту, содержащему две пластины, установленные по задней грани, и имеющему возможность выполнения операций резания посредством перекрытия контуров режущих пластин.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Режущие инструменты, содержащие пластины, установленные по задней грани, известны. Такой инструмент представлен, например, в патенте США 5529440, выданном Schmidt. Как показано в этом патенте, единственная режущая пластина установлена по задней грани на переднем конце державки. При выполнении операции отрезки или прорезки пазов при помощи такого инструмента ширина паза ограничивается длиной рабочей кромки режущей пластины.

Другой инструмент, содержащий пластины, установленные по задней грани, показан в опубликованной заявке Японии 06-262422 А, поданной Naoaki. Как показано на фиг.6 этой заявки, режущие пластины расположены диаметрально противоположно на периферии дискового корпуса. Описанное устройство дает возможность перекрытия рабочих кромок режущих пластин для получения более широкого паза, чем тот, который может быть получен единственной режущей пластиной.

Недостатком такого инструмента является то, что в случае повреждения гнезда под пластину вследствие разрушения режущей пластины необходимо заменять весь дисковый корпус. Более того, в таком инструменте диаметр резания фиксирован и зависит от диаметра дискового корпуса.

Задачей настоящего изобретения является создание режущего инструмента, который значительно уменьшает или предотвращает вышеуказанные недостатки.

Другой задачей вышеуказанного изобретения является создание режущего инструмента для отрезки зафиксированной трубы посредством резания вокруг нее, нелимитированного диаметром трубы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с изобретением режущий инструмент (10) содержит пластинчатую державку (12) и установленные на ней две режущие пластины (14, 16);

державка (12) имеет переднюю часть для установки пластин (20) и заднюю часть (18), определенные в продольном направлении (А) от переднего конца державки к заднему, правую сторону (19) и левую сторону (21), расположенные между верхней стороной (23) и нижней стороной (25), правая сторона (19) и левая сторона (21) открыты в противоположных направлениях, поперечных к продольному направлению от переднего конца к заднему;

часть для установки пластин (20) имеет правую боковую поверхность (34) и противоположно направленную левую боковую поверхность (36), гнездо под верхнюю пластину (42), расположенное сверху по отношению к гнезду под нижнюю пластину (44), и вытянутую в направлении назад выборку (46) между гнездами под верхнюю и нижнюю пластины;

каждое из двух гнезд под пластину имеет заднюю стенку (48), расположенную поперечно к продольному направлению (А) и преимущественно перпендикулярно к правой и левой боковым поверхностям (34, 36), нижнюю стенку (50), прилегающую к задней стенке (48) и преимущественно перпендикулярную к правой и левой боковым поверхностям (34, 36), боковую стенку (52), перпендикулярную к задней и нижней стенкам, и резьбовое отверстие (54), проходящее от боковой стенки (52) к примыкающей правой или левой боковой поверхности (34, 36), боковая стенка (52) одного из гнезд открыта в основном в том же направлении, как правая сторона (19) державки (12), а боковая стенка (52) другого гнезда открыта в основном в том же направлении, как левая сторона (21) державки;

каждая из двух режущих пластин (14, 16) имеет верхнюю поверхность (56), нижнюю поверхность (58) и боковую поверхность (60), соединяющую верхнюю и нижнюю поверхности, по крайней мере, одну режущую кромку (67), расположенную на боковой поверхности (60) между верхней и нижней поверхностями, сквозное отверстие (66), расположенное между верхней и нижней поверхностями;

каждая из двух режущих пластин (14, 16) расположена в одном из гнезд (42, 44) так, что нижняя поверхность (58) пластины опирается на боковую стенку (52) гнезда и удерживается крепежным винтом (70), который проходит через сквозное отверстие (66) и взаимодействует с резьбовым отверстием (54).

В соответствии с вариантом настоящего изобретения боковая стенка каждого гнезда наклонена под острым углом (δ) по отношению к примыкающей боковой поверхности (34, 36) части для установки пластин (20).

Обычно угол наклона (δ) равен 2°.

Как правило, боковая стенка (52) первого из двух гнезд примыкает к правой боковой поверхности (34), а боковая стенка (52) второго гнезда примыкает к левой боковой поверхности (36) части для установки пластин (20).

В основном задняя часть (18) вытянута назад от части для установки пластин (20) в продольном направлении (А) и имеет в основном призматическую форму с правой боковой поверхностью (22) и левой боковой поверхностью (24), соединенными верхней и нижней поверхностями (26, 28).

Как правило, правая боковая поверхность (22) задней части (18) параллельна ее левой боковой поверхности (24).

Как правило также, на виде сбоку на пластинчатую державку (12) верхняя боковая поверхность (26) параллельна нижней боковой поверхности (28).

Предпочтительно, расстояние (W) между правыми и левыми боковыми сторонами (22, 24) задней части (18) значительно меньше, чем высота (H1) между верхней и нижней поверхностями (26, 28).

В соответствии со специфическим вариантом изобретения верхняя поверхность (26) и нижняя поверхность (28) наклонены под острым углом (α) по отношению к левой боковой поверхности (24) задней части (18).

Предпочтительно, часть для установки пластин (20) имеет размер по высоте (Н2) больше размера по высоте (H1) между верхней и нижней поверхностями задней части державки.

В основном нижние стенки (50) гнезд (42, 44) расположены под острым углом (β ).

Обычно острый угол (β) выбран из диапазона 0°-50°.

Как правило также, резьбовое отверстие (54) расположено приблизительно перпендикулярно к примыкающим боковым поверхностям (34, 36) части для установки пластин (20).

В основном каждая из двух режущих пластин имеет многоугольную форму.

В соответствии со специфическим вариантом изобретения каждая из двух режущих пластин имеет две пары диаметрально противоположных идентичных режущих кромок (67).

Предпочтительно, на виде спереди на режущий инструмент (10) две режущие кромки (67) перекрываются между плоскостями (Р5, Р6), проходящими через внутренние вершины (80, 82) режущих кромок и параллельными боковым поверхностям (34, 36) части для установки пластин (20).

Предпочтительно также, каждая из двух режущих пластин (14, 16) выступает наружу по отношению к боковой поверхности державки, примыкающей к верхней поверхности (56) режущей пластины.

Как правило, каждая из двух режущих пластин имеет, по крайней мере, по одной режущей кромке (67), равно удаленной от вершины (Q) острого угла (β ).

В основном режущий инструмент (10) имеет ширину реза (W1) между 6 и 10 мм.

Обычно задняя часть (18) и часть для установки пластин (20) выполнены за одно целое.

В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения обе режущие пластины (14, 16) идентичны.

Как правило, каждая из режущих пластин выполнена из твердого сплава.

Как правило также, пластинчатая державка (12) выполнена из инструментальной стали.

К настоящему изобретению относится также сборный режущий инструмент (72), содержащий множество режущих инструментов (10) в соответствии с изобретением, при этом множество режущих инструментов закреплено на кольцевом диске (74), имеющем ось вращения (О), а каждая режущая кромка (67) расположена на равном расстоянии от оси вращения (О).

Предпочтительно, множество режущих инструментов равномерно распределено по торцевой поверхности (76) указанного диска (74).

Как правило, часть для установки пластин (20) каждого режущего инструмента направлена внутрь к оси вращения (О).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для лучшего понимания настоящего изобретения и чтобы показать, как то же самое может быть выполнено на практике отсылки будут сделаны к приложенным чертежам на которых:

на фиг.1 показан вид в перспективе на режущий инструмент в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг.2 показан вид сбоку на режущий инструмент на фиг.1;

на фиг.3 показан вид спереди на режущий инструмент на фиг.1;

на фиг.4 показан вид в перспективе на пластинчатую державку, показанную на фиг.1;

на фиг.5 показан вид сбоку на державку на фиг.4;

на фиг.6 показан вид спереди на державку на фиг.4;

на фиг.7 показан вид в перспективе одной из режущих пластин на фиг.1;

на фиг.8 показан вид снизу на режущую пластину на фиг.7;

на фиг.9 показан вид сбоку на режущую пластину на фиг.7;

на фиг.10 показан вид спереди на режущую пластину на фиг.7; и

на фиг.11 показан вид со стороны торца на предпочтительный вариант сборного режущего инструмента, использующего множество режущих инструментов согласно фиг.1.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА

Рассмотрим фиг.1-11. Как показано, режущий инструмент 10 содержит пластинчатую державку 12 и две установленные на ней режущие пластины 14 и 16. Державка выполнена из инструментальной стали, а режущие пластины - из твердого сплава, например, на основе карбида вольфрама. Державка 12 имеет заднюю часть 18 высотой H1, которая согласно предпочтительному варианту изобретения выполнена за одно целое с передней частью для установки пластин 20 с высотой Н2. Продольное направление А от переднего конца к заднему определено от передней части 20 к задней части 18. В соответствии с предпочтительным вариантом задняя часть 18 вытянута назад от части для установки пластин 20 в продольном направлении А. Пластинчатая державка 12 имеет правую сторону 19 и левую сторону 21, расположенные между ее верхней стороной 23 и нижней стороной 25.

Задняя часть 18 имеет в основном призматическую форму с правой боковой поверхностью 22, параллельной левой боковой поверхности 24, и верхнюю поверхность 26, параллельную на виде сбоку на пластинчатую державку 12 нижней поверхности 28. Ширина W задней части 18 значительно меньше ее высоты H1. Для того, чтобы гарантировать закрепление державки 12 на станке, как показано, например, на фиг.11, в соответствии с одним из вариантов верхняя поверхность 26 и нижняя поверхность 28 наклонены под острым углом α по отношению к левой боковой поверхности 24. В соответствии с другим вариантом, не показанным на фигурах, державка удерживается на корпусе посредством винтов, проходящих через сквозные отверстия между правой стороной и левой стороной пластинчатой державки.

Часть для установки пластин 20 имеет правую боковую поверхность 34, параллельную левой боковой поверхности 36, нижнюю часть 38 с нижней поверхностью, совпадающей с нижней поверхностью 28 задней части 18, и верхнюю часть 40, выступающую вверх по отношению к верхней поверхности 26 задней части 18. Следовательно, высота Н2 части для установки пластин 20 больше, чем высота H1 задней части 18. Часть 20 имеет верхнее гнездо под пластину 42, расположенное на ее верхнем участке 40, и нижнее гнездо 44, расположенное на ее нижнем участке 38. Верхнее гнездо расположено сверху по отношению к нижнему гнезду 44 и отделено от него вытянутой внутрь выборкой 46.

Оба гнезда сходны между собой и поэтому ниже будет описано одно из них. Верхнее гнездо 42 имеет заднюю стенку 48, расположенную поперечно по отношению к продольному направлению А и преимущественно перпендикулярно к правой боковой поверхности 34. Нижняя стенка 50 расположена смежно и впереди по отношению к задней стенке 48 и преимущественно перпендикулярно к ней и правой боковой поверхности 34. Следует отметить, что могут использоваться режущие пластины, имеющие различную геометрию. Если, например, используется треугольная режущая пластина, тогда ясно, что нижняя стенка 50 не будет перпендикулярна к задней стенке 48, а будет составлять с ней соответствующий угол. Боковая стенка 52 расположена смежно с задней стенкой 48 и нижней стенкой 50 и перпендикулярна каждой из них. Боковая стенка 52 каждого гнезда наклонена под острым углом δ по отношению к смежной боковой поверхности части для установки пластин 20. Как правило, угол δ равен 2°. Резьбовое отверстие 54 проходит перпендикулярно от боковой стенки 52 к правой боковой поверхности 34. Понятно, что резьбовое отверстие 54 нижнего гнезда 44 проходит перпендикулярно от боковой стенки 52 нижнего гнезда под пластину к левой боковой поверхности 36. Следовательно, можно сказать, что каждое гнездо под пластину открыто на различные боковые поверхности части для установки пластин 20, а именно верхнее гнездо 42 открыто на левую сторону пластинчатой державки 12, а нижнее гнездо открыто на ее правую сторону.

Расстояние D1 от боковой стенки 52 верхнего гнезда 42 до правой боковой поверхности 34 выполнено меньше расстояния D2 этой стенки до плоскости левой боковой поверхности 36. Аналогично, расстояние D3 от боковой стенки 52 нижнего гнезда 44 до левой боковой поверхности 36 выполнено меньше расстояния D4 от этой стенки до плоскости правой боковой поверхности 34.

Плоскости Р1 и Р2 проходят через нижнюю стенку 50 каждого гнезда под пластину 42 и 44 соответственно. Плоскости Р1 и Р2 определяют расположенный внутри между ними острый угол β с вершиной Q, который, как правило, выбран из интервала от 0° до 50°.

В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения режущие пластины 14 и 16 идентичны и поэтому ниже будет описана одна из них. Режущая пластина имеет в основном призматическую форму и ограничена верхней поверхностью 56, нижней поверхностью 58 и боковой поверхностью 60, соединяющей между собой верхнюю и нижнюю поверхности. Боковая поверхность 60 состоит из двух параллельных верхней и нижней граней 62, 63 и двух параллельных передней и задней граней 64, 65, которые перпендикулярны к верхней и нижней граням 62, 63. Сквозное отверстие 66, имеющее ось В, проходит между верхней и нижней поверхностями 56, 58 перпендикулярно к ним.

Режущая пластина имеет вертикальную плоскость симметрии Р3, проходящую через ось В и параллельную передней и задней граням 64, 65, и горизонтальную плоскость симметрии Р4, проходящую через ось В и параллельную верхней и нижней граням 62, 63. В соединении между каждой верхней и нижней гранями 62, 63 и каждой передней и задней гранями 64, 65 определена режущая кромка 67. Каждая режущая кромка 67 наклонена под острым углом γ по отношению к плоскости симметрии Р4 и образована передней поверхностью 68, примыкающей к верхней и нижней граням 62, 63. Вогнутая задняя поверхность 69 выполнена на нижней поверхности 58, примыкающей к передней поверхности 68.

Каждая из режущих пластин удерживается в своем гнезде посредством крепежного винта 70, проходящего через сквозное отверстие 66 и взаимодействующего с резьбовым отверстием 54 в гнезде. Как уже указывалось, каждое из гнезд открыто на различную сторону части для установки пластин 20, поэтому закрепленные режущие пластины 14 и 16 обращены в различные стороны от режущего инструмента 10. Как видно на фиг.1 и 3, рабочие режущие кромки 67 режущих пластин 14 и 16 наклонены в противоположные стороны. Как лучше видно на фиг.3, на виде спереди на режущий инструмент 10 две рабочие режущие кромки 67 перекрываются между плоскостями Р5 и Р6, проходящими через внутренние вершины 80 и 82 режущих кромок и параллельными боковым поверхностям 34 и 36 части для установки пластин 20. Выборка 46 служит в качестве стружечной канавки для рабочей режущей кромки режущей пластины 16, установленной в нижнем гнезде 44.

В основном режущие пластины установлены так, что они имеют одинаковую ориентацию относительно заготовки, обрабатываемой режущим инструментом 10. Это значит, что каждая пластина имеет один и тот же передний и задний углы по отношению к заготовке.

Описанная выше режущая пластина имеет четыре режущие кромки, т.е. две пары диаметрально противоположных идентичных режущих кромок 67. Индексация такой режущей пластины происходит следующим образом: когда режущая кромка изнашивается, необходимо поставить взамен нее новую, режущая пластина при этом вынимается из гнезда и поворачивается на 180° вокруг оси В, чтобы представить диаметрально противоположную режущую кромку, как новую рабочую режущую кромку. Использование двух других режущих кромок происходит в другом гнезде.

В соответствии с другим вариантом режущей пластины по данному изобретению, она выполняется квадратной и имеет четыре идентичные режущие кромки, расположенные симметрично с поворотом на 90° между ними. В этом случае режущая пластина не имеет вертикальной или горизонтальной плоскостей симметрии.

В соответствии с еще одним вариантом режущей пластины по настоящему изобретению, показанному на фиг.7, ее нижняя поверхность 58 имеет зеркальную симметрию. В этом случае режущая пластина в зависимости от требуемого перекрытия между режущими кромками соседних режущих пластин может иметь восемь используемых режущих кромок.

В соответствии с другим вариантом режущей пластины по настоящему изобретению, она выполнена треугольной со 120° поворотной симметрией между ее тремя или шестью режущими кромками.

На фиг.11 показан вид с торца предпочтительного варианта сборного режущего инструмента 72 с осью вращения О, использующего множество режущих инструментов 10, закрепленных на диске 74. Режущие инструменты 10 равномерно распределены по периферии торца 76 сборного режущего инструмента 72 так, что части для установки режущих пластин 20 каждого режущего инструмента 10 направлены внутрь к оси вращения О. Каждая рабочая режущая кромка 67 расположена на равном расстоянии от оси вращения О. Каждая пластинчатая державка 12 удерживается на диске 74 крепежным механизмом, детально не описанным, поскольку он не является существенным признаком настоящего изобретения.

Сборный режущий инструмент 72 используется для резания трубы 78 с толщиной стенки Т. Труба 78 показана в виде эллипса, поскольку в этом случае плоскость резания сборного режущего инструмента 72 не перпендикулярна к оси трубы. Для осуществления резания труба устанавливается неподвижно в то время, как сборный режущий инструмент 72 вращается вокруг нее в направлении F. Движение сборного режущего инструмента 72 является сложением двух отдельных движений: первого, вращательного движения вокруг оси О, и второго, движения подачи по сходящейся внутрь спирали вокруг эллиптического контура трубы 78.

Посредством конструкции сборного режущего инструмента 72 и его перемещения в процессе операции достигается быстрое и экономичное резание трубы 78, поскольку ему необходимо резать только толщину Т трубы 78 и нет необходимости пересекать весь ее диаметр. Ширина реза W1 (см. фиг.3) на каждом режущем инструменте 10 получается в результате наложения длин рабочих режущих кромок пластин. Если требуются небольшие изменения ширины реза, в пределах 1 мм, возможно изменить размеры D1 и D3 для изменения величины перекрытия между двумя режущими пластинами без изменения размера самих режущих пластин.

В описанном выше случае, когда труба 78 режется наклонно к ее оси, режущие пластины сборного режущего инструмента с одной стороны подвергаются воздействию осевых сил, когда они входят в контакт с трубой, поскольку режущие пластины с другой стороны в контакт с трубой еще не вошли. Поскольку режущие пластины установлены в гнездах по задней грани, установленный в осевом направлении крепежный винт 70 помогает в противостоянии тем осевым силам, которые стремятся удалить режущие пластины из их гнезд. Это является преимуществом данного сборного режущего инструмента по отношению к сборным режущим инструментам, известным из уровня техники, которые используют режущие пластины, заклиненные в гнездах вдоль периферии корпуса пилы, и удерживаются в гнездах посредством упругих сил деформации корпуса. Такой известный корпус пилы, как показан в патенте США 5524518, автор Sundstrom, имеет меньшее сопротивление осевым силам по сравнению со сборным режущим инструментом по настоящему изобретению.

Хотя настоящее изобретение описано с определенной степенью детализации, следует понимать, что различные изменения и модификации могут быть выполнены без отхода от существа и объема притязаний изобретения, изложенных в формуле.

Реферат

Изобретение относится к области обработки резанием, отрезному режущему инструменту. Инструмент содержит пластинчатую державку и установленные на ней две режущие пластины, державка включает верхнее гнездо под пластину, расположенное сверху по отношению к нижнему гнезду под пластину, и вытянутую внутрь выборку между верхним и нижним гнездами, каждое из двух гнезд под пластину имеет заднюю стенку, расположенную поперечно к продольному направлению инструмента, нижнюю стенку, примыкающую к задней стенке, боковую стенку, перпендикулярную к задней и нижней стенкам, и резьбовое отверстие, проходящее от боковой стенки до противоположной боковой поверхности державки, каждая из двух режущих пластин имеет верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и боковую поверхность, соединяющую верхнюю и нижнюю поверхности, по крайней мере, одну режущую кромку, расположенную между верхней и нижней поверхностями, сквозное отверстие, расположенное между верхней и нижней поверхностями, каждая из двух режущих пластин расположена в одном из гнезд так, что нижняя поверхность пластины опирается на боковую стенку гнезда и удерживается в нем посредством крепежного винта, проходящего через сквозное отверстие и взаимодействующего с резьбовым отверстием. Сборный режущий инструмент содержит множество описанных выше режущих инструментов, закрепленных на кольцевом диске, имеющем ось вращения, при этом каждая режущая кромка расположена на равном расстоянии от оси вращения. Технический результат: расширение технологических возможностей при отрезке труб. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 11 ил.

Формула