крепежное устройство для режущих пластин и режущая пластина, предназначенная для такого устройства

Формула изобретения

1. Устройство для крепления режущей пластины на державке с опорной пластиной между режущей пластиной и державкой или без нее, в котором режущая пластина имеет нижнюю сторону, а опорная пластина или державка - опорную поверхность, отличающееся тем, что нижняя сторона режущей пластины имеет канавки и плоские участки между ними, а опорная поверхность опорной пластины или державки - участок с ребрами, соответствующими указанным канавкам и предназначенными для взаимодействия с соответствующим количеством канавок, при этом, по крайней мере, часть указанных плоских участков между канавками на режущей пластине предназначена для взаимодействия в качестве опорных поверхностей режущей пластины с частью упомянутой опорной поверхности, не имеющей ребер.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что режущая пластина имеет две или более групп канавок, при этом канавки в каждой группе расположены параллельно.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что на режущей пластине между канавками в каждой группе расположены ребра, на верхних частях которых расположены плоские участки, предназначенные для взаимодействия в качестве опорной поверхности режущей пластины с упомянутой частью опорной поверхности, не имеющей ребер.

4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что на части опорной поверхности, не имеющей ребер, выполнены один или несколько приподнятых участков, предназначенных для взаимодействия в качестве опорных поверхностей с упомянутыми плоскими участками режущей пластины.

5. Устройство по любому из пп. 2 - 4, отличающееся тем, что режущая пластина имеет между группами канавок более глубокую центральную часть, не входящую в контакт с опорной поверхностью.

6. Устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что опорная поверхность имеет более глубокую среднюю часть, не входящую в контакт с нижней стороной режущей пластины.

7. Устройство для крепления режущей пластины и опорного элемента, содержащее режущую пластину, нижняя поверхность которой имеет канавки и плоские участки, расположенные между канавками, и опорный элемент, имеющий опорную поверхность, предназначенную для взаимодействия в качестве опоры непосредственно с режущей пластиной, при этом часть опорной поверхности имеет ребра, входящие в соответствующие канавки режущей пластины, а другая ее часть свободна от ребер и предназначена для взаимодействия, по крайней мере, с некоторыми из указанных плоских участков.

8. Устройство по п.7, в котором упомянутая нижняя поверхность имеет, по крайней мере, две группы канавок, при этом канавки в каждой группе расположены параллельно друг другу.

9. Устройство по п.8, в котором упомянутые плоские участки расположены между канавками в каждой группе.

10. Устройство по п.9, в котором свободная от ребер часть опорной поверхности выполнена плоской и завышенной по отношению к основанию ребер.

11. Устройство по п.10, в котором средняя часть нижней поверхности выполнена глубже указанных плоских участков и расположена без контакта с опорной поверхностью.

12. Устройство по п. 10, в котором средняя часть опорной поверхности выполнена глубже ее части, свободной от ребер, и расположена без контакта с указанной нижней поверхностью.

13. Устройство по п.7, в котором опорный элемент выполнен в виде опорной пластины.

14. Устройство по п.7, в котором опорный элемент выполнен в виде державки.

15. Режущая пластина для обработки металлов резанием, имеющая форму круга, верхнюю сторону, нижнюю сторону, боковые поверхности, расположенные между указанными верхней и нижней сторонами, и по крайней мере на нижней стороне - канавки или выемки, отличающаяся тем, что упомянутые канавки или выемки расположены радиально от центра к периферии.

16. Режущая пластина для обработки металлов резанием, имеющая верхнюю поверхность, нижнюю поверхность с несколькими группами канавок и ребер, расположенных в каждой группе параллельно, и боковые поверхности, расположенные между указанными верхней и нижней поверхностями, отличающаяся тем, что ребра между канавками имеют плоские опорные поверхности, а количество групп канавок и ребер равно двум или больше.

17. Круглая режущая пластина для обработки металлов резанием, имеющая круглые верхнюю и нижнюю поверхности и боковую поверхность, расположенную между ними, при этом, по крайней мере, нижняя поверхность имеет канавки, отличающаяся тем, что канавки на нижней поверхности расположены радиально от центра пластины.

18. Режущая пластина для обработки металлов резанием, имеющая верхнюю и нижнюю поверхности и боковые поверхности, расположенные между ними, при этом нижняя поверхность имеет, по крайней мере, две группы канавок, которые расположены в каждой группе параллельно друг другу, а между соседними канавками в каждой группе выполнены ребра, имеющие на концах плоские поверхности.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к устройству для крепления режущих пластин на державках для обработки резанием в основном металлов и режущим пластинам, предназначенным для закрепления с помощью такого устройства.

Различные режущие пластины, в том числе индексируемые, закрепляются на державках с помощью различных известных устройств. Наиболее часто встречаются такие, в которых режущая пластина имеет центральное сквозное отверстие, а гнездо под режущую пластину в державке имеет резьбовое отверстие. Запирающий винт вводится в центральное отверстие и затягивается в отверстии державки путем создания обычного крутящего момента, и часто также опорная пластина с центральным отверстием размещается между режущей пластиной и опорной поверхностью державки. Обычно, гнездо под режущую пластину имеет также две взаимно перпендикулярные опорные поверхности или три опорные точки для взаимодействия с двумя поверхностями режущей пластины, имеющими режущие кромки.

Недостаток этой конструкции состоит в том, что пластина легко приобретает определенную возможность перемещений после некоторого периода использования. Недостатком является также легко достигаемая перетяжка винта, в результате чего он может быть поврежден или сломан.

В другом известном устройстве державка содержит прихват или похожее зажимное приспособление, которое надавливает на верхнюю сторону пластины с тем, чтобы закрепить ее в гнезде. Сила давления со стороны прихвата может регулироваться винтом. Такие конструкции могут быть использованы, например, для закрепления режущих пластин без центрального отверстия как, например в случае отрезных пластин.

С тем, чтобы избежать указанных перемещений и достичь более стабильного закрепления режущей пластины, были предложены конструкции, в которых на нижней стороне режущей пластины и опорной поверхности гнезда были выполнены рифления, предназначенные для взаимодействия друг с другом. Такая конструкция раскрыта в US-A-2140941 и в US-A-2453464. Однако недостатком этих вариантов конструкции является то, что они требуют длительного шлифования рифлений на пластине или на державке, или на них обоих. Недостаток заключается также в том, что, даже если режущая пластина зафиксирована в направлении, перпендикулярном рифлениям, вертикальные перемещения могут возникать также легко, как в случае контакта двух плоских поверхностей, особенно при операциях обработки, склонных к возникновению вибраций.

В US-A-4437802 раскрыто, как режущая пластина закреплена в сверле. Режущая пластина имеет две канавки и опорная поверхность имеет два ребра, которые точно подогнаны по канавкам и полностью заполняют их поперечное сечение. В этом случае снова проблема состоит в том, что могут легко возникнуть осевые перемещения, особенно если сверло подвергается вибрациям. Более того, длительное шлифование необходимо и для канавок, и для ребер, чтобы достигнуть требуемой точности соединения.

Далее в DE-A-3533125 раскрыта фреза, в которой режущие пластины соединены с корпусом с помощью рифлений, чтобы повысить прочность и стабилизировать крепление. Недостаток этой конструкции, также как вариантов конструкций по упомянутым выше патентам, состоит в том, что при инденксировании режущей пластины ее невозможно повернуть менее, чем на половину оборота. Более того, требуется длительная прецизионная обработка для образования рифлений на корпусе.

Известно устройство для крепления режущих пластин на державках с или без опорной пластины между режущей пластиной и державкой, при этом режущая пластина имеет нижнюю сторону, а опорная пластина или державка - опорную поверхность (см. DE 1948160), выбранное в качестве ближайшего аналога для пунктов формулы 1 - 6.

Известно устройство с режущей пластиной и опорным элементом, в котором режущая пластина имеет нижнюю поверхность с канавками и плоские участки, расположенные между канавками, а опорный элемент имеет опорную поверхность, предназначенную для взаимодействия в качестве опоры непосредственно с режущей пластиной, при этом часть опорной поверхности имеет ребра, входящие в соответствующие канавки режущей пластины (см. DE 4423861), выбранное в качестве ближайшего аналога для пунктов формулы 7 - 14.

Известна режущая пластина для обработки металлов резанием, имеющая верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и боковые поверхности, расположенные между ними, при этом нижняя сторона режущей пластины имеет несколько групп канавок и ребер, расположенных в каждой группе параллельно (см. DE 3617119), выбранная в качестве ближайшего аналога по пунктам формулы 15 - 18.

Таким образом, задача данного изобретения состоит в том, чтобы обеспечить устройство для крепления режущих пластин, которое имеет возможность закреплять пластину с большим усилием и высокой стабильностью без малейшего риска смещения.

Задача изобретения состоит также в том, чтобы обеспечить устройство, дающее возможность стабильного и сильного крепления пластины в, по крайней мере, двух, предпочтительно в трех позициях.

Еще одной задачей изобретения является обеспечение сильного, свободного от смещений и стабильного крепления пластины без дорогого и длительного шлифования.

Задачей изобретения является создание режущей пластины, которая могла бы быть изготовлена методом прямого прессования и позволяла бы сильное и стабильное закрепление в двух или более позициях.

Задача изобретения состоит также в том, чтобы избежать необходимости в боковых опорных поверхностях или опорных точках, которые требуют высокой размерной точности.

Эти и другие задачи были решены путем формирования устройства крепления режущих пластин в державке в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения. С целью иллюстрации, но не ограничения, некоторые варианты конструкции описаны более детально применительно к прилагаемым чертежам.

Среди которых:

На фиг. 1 показано в изометрии в разобранном виде устройство для крепления режущей пластины в соответствии с изобретением.

На фиг. 2 показан вид снизу режущей пластины на фиг. 1.

На фиг. 3 - 5 показаны в изометрии в разобранном виде другие варианты конструкции согласно изобретения.

На фиг. 6 показано поперечное сечение первого базового варианта конструкции.

На фиг. 7 показано поперечное сечение второго базового варианта конструкции согласно изобретения.

На фиг. 1 показана борштанга или державка резца, хвостовая часть которых не является существенной для данного изобретения. Рабочая часть державки имеет базовую поверхность 2, на которой выполнены ребра 3, входящие в канавки 4 на нижней стороне опорной пластины 5. Ребра 3 и канавки 4 могут быть выполнены в соответствии с патентом Швеции по заявке 9401429-7 (соответствующей WO 95/29026), что дает возможность обойтись без боковых опорных поверхностей или точек в гнезде под пластину. Таким образом, как видно на фиг. 1, такое гнездо под пластину не требует каких-либо опорных поверхностей (боковых), что значительно упрощает его изготовление. Опорная пластина 5 закрепляется на базовой поверхности 2 посредством винта 6, который имеет наружную резьбу 6А, ввинчиваемую в отверстие 9, посредством чего нижняя сторона головки винта надавливает на опорную поверхность 7. В результате этого боковые поверхности канавок стягиваются с соответствующими боковыми поверхностями ребер 3. При этом образуется небольшой зазор между нижней стороной опорной пластины, с одной стороны, и поверхностями 2А, расположенными между ребрами 3, и поверхностями 2В, расположенными вне ребер, с другой стороны.

Однако следует отметить, что пограничный слой или зона контакта между ребрами 3 и канавками 4 не имеет отношения к данному изобретению. На фиг. 1 пограничным слоем, который существенен для данного изобретения, является таковой между опорной пластиной 5 и режущей пластиной 10. Этот пограничный слой будет описан ниже.

На верхней стороне опорной пластины 5 закреплена режущая пластина 10, в данном случае трехгранная односторонняя пластина для нарезания резьбы. Режущая пластина закреплена запирающим винтом 11, затянутым во внутренней резьбе 6В винта 6, закрепляющего опорную пластину. Обычно пластина 10 изготовлена из твердого сплава с покрытием или без него, хотя другие материалы также могут быть использованы, например различные керамические материалы. Нижняя поверхность режущей пластины 10 имеет во всех трех углах канавки 12, которые наиболее ясно видны на фиг. 2. Одна группа таких параллельных канавок вводится во взаимодействие с группой соответствующих ребер 13 на верхней стороне 15 опорной пластины. На нижней стороне режущей пластины между канавками 12 и снаружи от самой дальней от центра пластины канавки выполнены ребра, имеющие плоские опорные поверхности 14, предназначенные для воздействия на часть опорной пластины, где отсутствуют ребра, таким образом, как это более ясно показано на левой стороне фиг. 6 и 7.

На фиг. 6 и 7 показано существо данного изобретения, т.е. что ребра 16 с их плоскими опорными поверхностями 14 выполняют двойную функцию. С одной стороны ребра 16 служат для заклинивания и закрепления между ребрами 13 опорной пластины (или державки, если опорная пластина не используется), и с другой стороны плоские поверхности 14 ребер 16 выполняют функцию опорных поверхностей, которые взаимодействуют с частью верхней поверхности, на которой отсутствуют ребра, опорной пластины (или державки, если опорная пластина не используется). Как видно на фиг. 6 (а также на фиг. 7), боковые поверхности 13А ребер 13 опираются на боковые поверхности 12А канавок 12. Напротив, верхние части 13В, 14 ребер 13 и 16 соответственно не доходят до дна соответствующих канавок.

Для того, чтобы не вызывать статической неопределенности, режущая пластина 10 в соответствии с фиг. 6 выполнена с центральной более заглубленной средней частью 17, которая не имеет контакта с опорной пластиной. Другой принципиальный вариант конструкции показан на фиг. 7. В соответствии с ним нижняя поверхность пластины является плоской и расположена на одном уровне с плоскими опорными поверхностями 14 ребер. Взамен, опорная пластина 5 выполнена с более глубокой средней частью 18, чтобы получить статически определенную опору на три точки или три участка по углам пластины.

На фиг. 3 показан другой вариант конструкции в соответствии с данным изобретением. Этот вариант также имеет державку 1 с базовой поверхностью 2" и ребрами 3", которые взаимодействуют с канавками 4" на нижней стороне опорной пластины 5". Также, как на фиг. 1, индексируемая режущая пластина 10" закреплена на опорной пластине 5". Индексируемая режущая пластина 10" является двухсторонней и имеет на обоих сторонах канавки 12" и ребра 16", имеющие плоские опорные участки 14. Как можно заметить в сквозном отверстии пластины на фиг. 3, противоположная сторона пластины также имеет канавки и ребра, как видимая верхняя поверхность. Таким же образом, как на фиг. 1, ребра 16" размещаются между ребрами 13" на верхней поверхности опорной пластины с тем, чтобы установить и стабилизировать режущий угол 19. Для образования статически определенной опоры участок 20 на верхней стороне опорной пластины может быть немного завышен, чтобы служить опорой плоским поверхностям 14 пластины. Таким образом в этом случае ребра 16" пластины также выполняют двойную функцию, характерную для данного изобретения.

В соответствии с фиг. 1 и 3 ребра 13 и 13" соответственно расположены под рабочим углом режущей пластины, что также является предпочтительным вариантом конструкции. Однако они могут быть расположены и под нерабочими углами.

Изобретение может быть также использовано для круглых режущих пластин. Как показано на фиг. 4, опорная пластина 5"" опирается на державку 1"" таким же образом, как на фиг. 1 и 3. В этом случае режущая пластина 1"" также является двухсторонней, при этом нижняя сторона пластины в основном идентична ее верхней видимой стороне. Радиальные канавки 12"" расположены на двух противоположных главных сторонах пластины. Из них, например в 2 или 5, предпочтительно в 3, как показано на фиг. 4, входит равное число ребер 13"" на верхней стороне 15"" опорной пластины 5"", посредством чего описанным выше образом достигается взаимодействие боковых поверхностей канавок и ребер, как показано на фиг. 6 и 7. Любая другая опора между режущей и опорной пластинами может по существу иметь место на поверхности 15"", но предпочтительно эта опора выполняется в виде двух выступающих поверхностей 21, которые предназначены служить опорой для соответствующих, выполненных в виде секторов плоских участков 14"" на круглой пластине. Посредством этого также достигается статически определенное базирование на три точки или участка. На фиг. 5 показан вариант конструкции, аналогичный показанному на фиг. 4. Различие состоит в том, что в данном случае отсутствует опорная пластина. В связи с этим ребра 13"" и выступы 21 расположены прямо на державке.

Как должно быть очевидно для специалиста, новый участок режущей кромки 22 может быть индексирован путем отвинчивания запирающего винта и поворота круглой пластины в соответствии с фиг. 4 и 5 по крайней мере на двенадцатую часть оборота, поскольку канавки 12"" разделяют главные поверхности пластины на двенадцать секторов. Затем запирающий винт снова затягивается.

Описанный выше принцип позволяет получить ряд преимуществ. Достигается значительно более сильное и стабильное закрепление режущих пластин по сравнению с режущими пластинами, имеющими плоские нижние стороны. Более того, это достигается таким образом, что предъявляются значительно меньшие требования к точности изготовления, чем в случае, если вся нижняя сторона выполнена с канавками и ребрами, которые предназначены для взаимодействия с соответствующими канавками и ребрами на верхней стороне опорной пластины. Другое очевидное преимущество состоит в том, что улучшение прочности и стабильности крепления достигнуто без уменьшения возможности индексирования новых режущих кромок пластины. Как может быть ясно из предшествующего описания, изобретение применимо для пластин любой формы, таких как трехгранная, ромбическая, квадратная, прямоугольная, круглая, шестигранная и восьмигранная пластины, и для пластин для прорезки канавок.

Следует отметить, что устройство для крепления в соответствии с изобретением может быть также использовано при фрезеровании и сверлении.