Индексируемая режущая пластина

Индексируемая режущая пластина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Настоящее изобретение, в общем, относится к режущим инструментам и режущим пластинам, а более конкретно к индексируемым режущим пластинам и режущим инструментам, в которых они используются.

[0002] Для применений, таких как фрезерование металла, сменные режущие пластины сокращают время, необходимое для того чтобы починить сломанные режущие кромки на инструменте. Индексируемые режущие пластины позволяют индексировать одну и ту же режущую пластину, чтобы выставлять множество различных режущих кромок так, что после того как одна кромка износилась или сломалась, могла быть использована другая кромка, без необходимости в новой пластине. Чтобы продлить срок службы пластины, необходимо выполнять режущие пластины, которые являются индексируемыми множество раз. Поскольку пластина должна быть надежно закреплена относительно державки, на которой она установлена, обычно вдоль трех опорных поверхностей пластины с множеством поверхностей, и с помощью прижима, такого как болт, значительная часть площади поверхности пластины должна поддерживать пластину, часто ограничивая количество способов, которыми пластина может быть индексирована. Для некоторых применений, касающихся обработки, требуются маленькие режущие пластины или должны быть использованы маленькие державки, которые требуют малых режущих пластин. В таких применениях может быть трудным выполнить пластину, которая является индексируемой во множество положений, из-за ограниченной величины площади поверхности, которая доступна на пластине. Также может быть трудным обеспечить соответствующее усиление режущих кромок таких пластин, поскольку в конфигурациях, используемых для усиления режущих кромок, используют значительную площадь поверхности пластины. В заявке на патент США 2007/0071561, Международной публикации WO 2008/002204 и заявке на патент Японии 20100889250 описаны режущие пластины, содержащие задние поверхности по существу постоянной ширины. В патенте США 3,981,057 описана режущая пластина, содержащая три вспомогательных режущих кромки.

[0003] Необходимо создать индексируемую режущую пластину, которая облегчает выполнение множества режущих кромок на пластине, имеющей маленькую площадь поверхности. Также необходимо создать индексируемую режущую пластину, в которой режущие кромки пластины будут выполнены со значительным усилением, которое таким образом минимизирует использование площади поверхности пластины.

[0004] В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложена режущая пластина, содержащая по меньшей мере четыре режущие кромки, каждая из которых включает вспомогательную режущую кромку, отличающаяся тем, что каждая вспомогательная режущая кромка соединена с соответствующей разной боковой поверхностью режущей пластины, при этом каждая боковая поверхность имеет соответствующую переднюю поверхность.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0005] Признаки и преимущества настоящего изобретения хорошо понятны при прочтении нижеследующего подробного описания совместно с чертежами, на которых аналогичные ссылочные позиции обозначают аналогичные элементы и на которых:

[0006] Фиг. 1А представляет собой вид в перспективе участка режущего инструмента согласно одному аспекту настоящего изобретения, а фиг. 1В и 1С представляют собой виды в частичном разрезе по линиям 1В-1В и 1С-1С по фиг. 1В.

[0007] Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе режущей пластины согласно одному аспекту настоящего изобретения;

[0008] Фиг. 3А представляет собой вид сверху режущей пластины согласно одному аспекту настоящего изобретения и фиг. 3В-3Е представляет собой виды сбоку пластины по фиг. 3А;

[0009] Фиг. 4А представляет собой вид сверху режущей пластины согласно одному аспекту настоящего изобретения, фиг. 4В представляет собой вид сбоку пластины по фиг. 4А, и фиг. 4С и 4D являются видами частичных разрезов по линиям 4С-4С и 4D-4D по фиг. 4В.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010] На фиг. 1А-1С показаны участки режущего инструмента 21 согласно одному аспекту настоящего изобретения, включая державку 23 и режущие пластины 25, установленные на державке, согласно дополнительным аспектам. Конкретным проиллюстрированным инструментом 21 является вращающийся инструмент, такой как фреза, однако, аспекты настоящего изобретения применимы к другим видам инструментов, не обязательно ограниченным вращающимися инструментами. Пластины 25 выполнены индексируемыми во множество различных положений, так что когда выставленные рабочие кромки пластины изнашиваются, пластина может быть индексирована в другое положение, чтобы позволить другой кромке пластины быть рабочей кромкой.

[0011] Как видно, например, на фиг. 2 и 3A-3D режущая пластина 25 содержит по меньшей мере три, обычно четыре, режущие кромки 27а, 27b, 27с, 27d. Каждая режущая кромка 27а, 27b, 27с, 27d включает вспомогательную режущую кромку 29а, 29b, 29с, 29d, соответственно, и каждая вспомогательная режущая кромка соединена с соответствующей разной боковой поверхностью 31а, 31b, 31с, 31d режущей пластины, соответственно. Каждая боковая поверхность 31а, 31b, 31с, 31d имеет соответствующую переднюю поверхность 33а, 33b, 33с, 33d. Индексируемая режущая пластина может быть выполнена из непосредственно прессованного твердого сплава. Под термином «твердый сплав» в данном случае понимают WC, TiC, ТаС, NbC и т.д. в спеченном сочетании со связующим металлом, таким как, например, Со или Ni. Режущая пластина предпочтительно является по меньшей мере частично покрытой слоями, например, из Al₂O₃, TiN и/или TiCN. В некоторых случаях может быть оправданно, что режущие кромки состоят из напаянных сверхтвердых металлов, таких как CBN или PCD.

[0012] Режущая пластина 25 обычно содержит шесть сторон, из которых четыре содержат боковые поверхности 31а, 31b, 31с, 31d, а две другие содержат опорную поверхность 35а с первой стороны и опорную поверхность 35b со второй, противоположной стороны. Сквозное отверстие 37 продолжается в каждую боковую опорную поверхность 35а, 35b и между ними. Сквозное отверстие 37 выполнено сужающимся внутрь от около поверхности с первой стороны к поверхности со второй стороны, и от поверхности со второй стороны к поверхности с первой стороны, так что образуются две задние поверхности 39а и 39b. Как видно на фиг. 1С, пластина 25 зажата по отношению к державе 23 болтом 41, имеющим головку 43, которая упирается в одну из задних поверхностей, и конец с резьбой, который совпадает с резьбой в державке.

[0013] Державка 23 включает углубление 45, в которой установлена каждая пластина 25. Как видно на фиг. 1С, каждое углубление включает упорную поверхность 47 для упора одной из боковых опорных поверхностей 35а или 35b пластины 25. Каждая боковая поверхность 31а, 31b, 31с, 31d имеет соответствующие участки 49а, 49b, 49с, 49d боковой опорной поверхности (см. например фиг. 3А-3Е), и как показано на фиг. 1В, каждое углубление также включает упорные поверхности 51а и 51b с первой и второй сторон для упора двух из участков боковой опорной поверхности таким образом, что когда одна из боковых опорных поверхностей 35а или 35b упирается в упорную поверхность 47, пластина 25 опирается на три стороны. Как видно на фиг. 1А и 1В, углубление 53 обычно выполняют между упорными поверхностями 51а и 51b с первой и второй стороны и, как видно на фиг. 1С, углубление 55 выполнено между упорной поверхностью 47 и упорными поверхностями с первой и второй стороны, так чтобы неиспользуемые участки пластины, такие как режущие кромки, удерживались от контакта с поверхностями державки, тем самым минимизируя риск повреждения таких участков.

[0014] На чертежах показана пластина 25, которая в целях настоящего описания, будет называться «правосторонняя» пластина. Пластина может быть выполнена по-другому идентичной пластине, показанной на чертежах, за исключением того, что она является «левосторонней» и по существу зеркальным отображением пластины, показанной на чертежах. Левостороннюю пластину обычно будут использовать в тех же самых применениях, что и правостороннюю, за исключением того, что направление вращения режущего инструмента, с которым она используется, будет обычно противоположным направлению инструмента, в котором используются правосторонние пластины.

[0015] Каждая вспомогательная режущая кромка 29а, 29b, 29с, 29d расположена на пересечении двух боковых поверхностей, причем первая из двух боковых поверхностей является соответствующей боковой поверхностью, соединенной с вспомогательной режущей кромкой, а вторая из двух боковых поверхностей содержит переднюю поверхность, соединенную с другой режущей кромкой, и заднюю поверхность 57а, 57b, 57с, 57d, соединенную с соответствующей боковой поверхностью 31а, 31b, 31с, 31d. Например, как видно на фиг. 2 и 3А-3С, вспомогательная кромка 29а расположена на пересечении соответствующих ей боковой поверхности 31а и боковой поверхности 31b, которая «повторяет» вспомогательную кромку 29а, поскольку инструмент 21 (см. на фиг. 1А-1В) вращается вокруг своей оси, и которая содержит переднюю поверхность 33b и заднюю поверхность 57b; вспомогательная кромка 29b расположена на пересечении соответствующих ей боковой поверхности 31b и боковой поверхности 31а, которая «повторяет» вспомогательную кромку 29b и которая содержит переднюю поверхность 33а и заднюю поверхность 57а; вспомогательная кромка 29с расположена на пересечении соответствующих ей боковой поверхности 31с и боковой поверхности 31d, которая «повторяет» вспомогательную кромку 29с и которая содержит переднюю поверхность 33d и заднюю поверхность 57d; а вспомогательная кромка 29d расположена на пересечении соответствующих ей боковой поверхности 31d и боковой поверхности 31с, которая «повторяет» вспомогательную кромку 29d и содержит переднюю поверхность 33с и заднюю поверхность 57с.

[0016] В каждой боковой поверхности 31а, 31b, 31с, 31d соответствующая задняя поверхность 57а, 57b, 57с, 57d выступает относительно соответствующей передней поверхности 33а, 33b, 33с, 33d. Для каждой вспомогательной режущей кромки 29а, 29b, 29с, 29d верхний участок 59b, 59а, 59d, 59с, соответственно, каждой второй задней поверхности 57b, 57а, 57d, 57с, которая «повторяет» вспомогательную кромку в направлении резания, продолжается по всей длине вспомогательной режущей кромки на второй или последующей боковой поверхности, так что вспомогательная кромка поддерживается основным материалом. Конец 61а, 61b, 61с, 61d верхнего участка 59а, 59b, 59с, 59d каждой задней поверхности 57а, 57b, 57с, 57d на второй боковой поверхности расположен на конце 61b, 61а, 61d, 61с, соответственно, другого верхнего участка 59b, 59а, 59d, 59с, соответственно, другой задней поверхности 57b, 57а, 57d, 57с на первой боковой поверхности.

[0017] Каждая задняя поверхность 57а, 57b, 57с, 57d включает верхний участок 59а, 59b, 59с, 59d и нижний участок 63а, 63b, 63с, 63d. Нижний участок 63а, 63b, 63с, 63d обычно является параллельным или по существу параллельным плоскости боковой поверхности 31а, 31b, 31с, 31d, соответственно, поскольку он является боковой опорной поверхностью 49а, 49b, 49с, 49d. Как видно, например, на фиг. 4С плоскости Ра и Pb первой и второй боковых поверхностей 31а и 31b образуют острый угол В. Угол А измеряют между плоскостью Ра первой боковой поверхности и верхним участком 59b (воображаемым) задней поверхности 57b. По одному аспекту изобретения, угол А примерно на 10° больше, чем угол В. Другими словами, верхние участки 59а, 59b, 59с, 59d задней поверхности 57а, 57b, 57с, 57d следующей или второй боковой поверхности, образует первый угол А с плоскостью Ра соответствующей боковой стороны, а нижний участок 63а, 63b, 63с, 63d задней поверхности образует второй угол В с плоскостью Ра соответствующей поверхности. Ссылка на плоскость боковой поверхности не подразумевает, что боковая поверхность является планарной, а скорее означает, что плоскость является воображаемой опорной плоскостью. Как видно, например, на фиг. 4В, верхний участок 59d каждой задней поверхности 57d продолжается на первое расстояние d1 вдоль вспомогательной режущей кромки 29с; а нижний участок 63d задней поверхности продолжается на второе расстояние d2 вдоль вспомогательной режущей кромки. Второе расстояние d2 обычно меньше, чем первое расстояние d1, так что полный участок боковой поверхности 31d является доступным для использования в качестве боковой опорной поверхности 49d.

[0018] Как видно на фиг. 3A-3D, каждая вспомогательная режущая кромка 29а, 29b, 29с, 29d соединена с главной режущей кромкой 65а, 65b, 65с, 65d с образованием угла резания с вспомогательной режущей кромкой. Каждая главная режущая кромка 65а, 65b, 65с, 65d расположена на пересечении соответствующей боковой поверхности 31а, 31b, 31с, 31d и боковой опорной поверхности 35а или 35b. Как видно на фиг. 4D, на которой показана главная режущая кромка 65d, каждая главная режущая кромка может включать фасочный участок 67 и передний участок 69. Фасочный участок 67 может быть полезным для придания прочности главной режущей кромке 65d и, в аспекте изобретения, образует угол около 20° с плоскостью смежной боковой опорной поверхности 35b. Например, как видно, на фиг. 4А, фаска 69 может быть выполнена внутрь от боковой опорной поверхности 35а (или 35b, не показано на фиг. 4А) около каждого угла резания, образованного вспомогательной и главной режущими кромками, чтобы обеспечить дополнительный зазор и прочность. Помимо фасок 67 и 69 и сквозного отверстия 37, каждая боковая опорная поверхность 35а и 35b обычно является по существу плоской, чтобы содействовать устойчивой установке на державке 23. На фиг. 4А также показано, что угол X, измеренный, например, между верхними участками 59а и 59b задних поверхностей 57а и 57b вспомогательными режущими кромками 29b и 29а, больше чем угол Y, измеренный между плоскостью Pb и верхним участком 59b задней поверхности 57b, который, в свою очередь, больше, чем угол Z между плоскостями Ра и Pb двух боковых поверхностей (31а и 31b, не показанных на фиг. 4А).

[0019] В настоящей заявке использование термина, такого как «включающий», является неограниченным и имеет то же самое значение, что и термин «содержащий», и не препятствует наличию другой конструкции, материала или действий. Аналогичным образом, хотя использование термина, такого как «может», является неограниченным и отражает то, что конструкция, материал или действия не являются необходимыми, неиспользование таких терминов не отражает тот факт, что конструкция, материал или действия являются существенными. В такой степени, в которой конструкция, материал или действия, являются существенными в настоящее время, они определены как таковые.

[0020] Хотя настоящее изобретение было проиллюстрировано и описано в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, предполагается, что в нем могут быть выполнены изменения и дополнения, не выходящие за рамки объема изобретения, определенного в формуле изобретения.

[0021] Описание заявки на Европейский патент №10007763.5, на основании которой испрашивается приоритет по данной заявке, включено сюда путем ссылки.

1. Режущая пластина (25), содержащая по меньшей мере четыре режущих кромки, каждая из которых включает вспомогательную режущую кромку (29а, 29b, 29c, 29d), соединенную с соответствующей из боковых поверхностей (31а, 31b, 31c, 31d), при этом каждая боковая поверхность (31а, 31b, 31c, 31d) имеет соответствующие переднюю поверхность (33а, 33b, 33c, 33d) и заднюю поверхность (57а, 57b, 57c, 57d), каждая вспомогательная режущая кромка (29а, 29b, 29c, 29d) расположена на пересечении двух боковых поверхностей (31а, 31b, 31c, 31d), причем первая из двух боковых поверхностей (31а, 31b, 31c, 31d) является соответствующей боковой поверхностью (31а, 31b, 31c, 31d), соединенной со вспомогательной режущей кромкой (29а, 29b, 29c, 29d), а вторая из двух боковых поверхностей (31а, 31b, 31c, 31d) содержит переднюю поверхность (33а, 33b, 33c, 33d), соединенную с другой вспомогательной режущей кромкой (29а, 29b, 29c, 29d), отличающаяся тем, что верхний участок (59а, 59b, 59c, 59d) задней поверхности (57а, 57b, 57c, 57d) боковой поверхности (31а, 31b, 31c, 31d) продолжается на первое расстояние (d1) вдоль вспомогательной режущей кромки (29а, 29b, 29c, 29d), а нижний участок (63а, 63b, 63c, 63d) задней поверхности (57а, 57b, 57c, 57d) боковой поверхности (31а, 31b, 31c, 31d) продолжается на второе расстояние (d2) вдоль вспомогательной режущей кромки (29а, 29b, 29c, 29d), при этом второе расстояние (d2) меньше первого расстояния (d1).

2. Режущая пластина (25) по п. 1, отличающаяся тем, что содержит шесть сторон, сквозное отверстие (37), продолжающееся от боковой опорной поверхности (35а) с первой стороны к боковой опорной поверхности (35b) со второй, противоположной стороны.

3. Режущая пластина (25) по п. 2, отличающаяся тем, что сквозное отверстие (37) сужается внутрь от около боковой опорной поверхности (35а) с первой стороны к боковой опорной поверхности (35b) со второй стороны и от около боковой опорной поверхности (35b) со второй стороны к боковой опорной поверхности (35а) с первой стороны.

4. Режущая пластина (25) по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что на боковой поверхности (31а, 31b, 31c, 31d) задняя поверхность (57а, 57b, 57c, 57d) выступает относительно передней поверхности (33а, 33b, 33c, 33d).

5. Режущая пластина (25) по п. 4, отличающаяся тем, что на боковой поверхности (31а, 31b, 31c, 31d) верхний участок (59а, 59b, 59c, 59d) задней поверхности (57а, 57b, 57c, 57d), смежный вспомогательной режущей кромке (29а, 29b, 29c, 29d), продолжается по всей длине вспомогательной режущей кромки (29а, 29b, 29c, 29d).

6. Режущая пластина (25) по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что конец (61а, 61b, 61c, 61d) верхнего участка (59а, 59b, 59c, 59d) задней поверхности (57а, 57b, 57c, 57d) на первой боковой поверхности (31а, 31b, 31c, 31d) расположен на конце другого верхнего участка (59а, 59b, 59c, 59d) задней поверхности на второй боковой поверхности (31а, 31b, 31c, 31d).

7. Режущая пластина (25) по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что верхний участок (59а, 59b, 59c, 59d) задней поверхности (57а, 57b, 57c, 57d) на второй боковой поверхности (31а, 31b, 31c, 31d) образует первый угол с плоскостью первой боковой поверхности (31а, 31b, 31c, 31d), а нижний участок (63а, 63b, 63c, 63d) задней поверхности (57а, 57b, 57c, 57d) на второй боковой поверхности (31а, 31b, 31c, 31d) образует второй угол с плоскостью первой боковой поверхности (31а, 31b, 31c, 31d).

8. Режущая пластина (25) по п. 1, отличающаяся тем, что каждая вспомогательная режущая кромка (29а, 29b, 29c, 29d) соединена с главной режущей кромкой (65а, 65b, 65c, 65d) с образованием угла резания.

9. Режущая пластина (25) по п. 8, отличающаяся тем, что каждая главная режущая кромка (65а, 65b, 65c, 65d) расположена на пересечении опорной поверхности (31а, 31b, 31c, 31d) и боковой опорной поверхности (35а, 35b).

10. Режущая пластина (25) по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что каждая боковая опорная поверхность (35а, 35b) выполнена по существу плоской.

11. Режущая пластина (25) по п. 2, отличающаяся тем, что сквозное отверстие (37) продолжается в каждую боковую опорную поверхность (35а, 35b).