Сменная режущая пластина

Авторы патента:


Сменная режущая пластина
Сменная режущая пластина
Сменная режущая пластина
Сменная режущая пластина
Сменная режущая пластина
Сменная режущая пластина

 


Владельцы патента RU 2554840:

ГОЦ Инна Эдуардовна (IL)
РАТ Орр (IL)
ГОЦ Эдуард Михайлович (IL)

Область использования: область металлообработки, в частности режущий инструмент, а именно сменные неперетачиваемые режущие пластины. Задача: повышение стойкости режущей пластины, повышение технологичности, а также приведение конструкции в соответствие с требованиями ИСО. Сущность изобретения: сменная режущая пластина с установочным отверстием и выпуклой криволинейной передней поверхностью, описанной параболой, отличающаяся тем, что передняя поверхность пластины по периметру вдоль режущих кромок снабжена канавкой для схода стружки с донной частью, выполненной по радиусу r, сопряженному с одной стороны радиусом R с режущей кромкой, а с другой стороны с выпуклой криволинейной передней поверхностью, математически описываемой формулой y=√x и вписанной в габариты пластины между канавкой и плоскостью около установочного отверстия, при этом ось x параболы расположена под углом 0<α≤15° к соответствующей оси режущей пластины. Высота режущих кромок совпадает с толщиной пластины, радиус канавки r меньше радиуса сопряжения R режущей кромки, при этом пластина в плане может иметь круглую или многоугольную форму. Границы пересечения параболических выпуклых криволинейных поверхностей y=√x в многоугольных режущих пластинах являются ребрами жесткости. Пластина может быть выполнена двусторонней. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к режущему инструменту, а именно к сменным неперетачиваемым режущим пластинам.

Известны режущие пластины, содержащие плоскую переднюю поверхность, см. например, каталог «Токарная обработка» фирмы Pramet, Чешская республика, 2004 г., стр.112 или Руководство по обработке, 2004. Pramet, стр.19, левая фигура. При осуществлении процесса резания такими пластинами стружка скользит по передней поверхности резца, причем зона соприкосновения стружки и передней поверхности представляет собой плоскость.

Известны режущие пластины с вогнутой поверхностью или с элементами в виде лунок (см. там же, стр.112 или Руководство по обработке, 2004. Pramet, стр.19, средняя и правая фигуры, копии прилагаются). Назначение указанных вогнутостей и лунок - выполнение функции стружколома. При осуществлении процесса резания такими пластинами стружка также скользит по вогнутой передней поверхности резца, при этом зона соприкосновения стружки и передней поверхности представляет собой вогнутую поверхность.

Недостатком указанных режущих пластин является низкая стойкость инструмента. Одна из основных причин низкой стойкости - большая площадь контакта между режущей пластиной и стружкой. Все образующееся при резании тепло передается через стружку режущему инструменту.

Известны режущие пластины с криволинейной режущей кромкой, см., например, изобретение «Режущая пластина» по патенту РФ №2201316 от 01.03.2001 г. В этом изобретении режущая пластина выполнена в виде многогранника и имеет криволинейную режущую кромку, образованную пересечением передней плоской поверхности и криволинейной боковой поверхности.

Контакт резца с обрабатываемым материалом осуществляется по криволинейной поверхности. В процессе резания стружка скользит по плоской передней поверхности резца, зона соприкосновения стружки и передней поверхности представляет собой плоскость.

При резании с положительным углом резания возникает сложный изгиб, где присутствуют напряжения сжатия и растяжения, что может привести к образованию трещин (см. Алексеев Г.А., Аршинов В.А., Кричевская P.M. Конструирование инструмента, М., «Машиностроение», 1978, стр.26). Кроме того, стойкость инструмента понижается из-за перегрева в процессе осуществления способа.

Как известно, при резании нагрев передней поверхности резца происходит вследствие трения и теплопередачи от нагретой стружки (см. Филоненко С.Н. Резание металлов. «Техника», г. Киев, 1974 год, стр.61). При достаточно большой площади контакта между передней поверхностью резца и стружкой значительная часть тепла от стружки успевает передаться инструменту.

Кроме того, при скольжении стружки по передней поверхности за счет трения скольжения происходит образование дополнительного количества тепла.

Известна сменная режущая пластина, описанная в заявке WO/2008/051103 (PCT/RU 2006/000551). В известной режущей пластине с передней, боковой и опорной поверхностями передняя поверхность выполнена выпуклой криволинейной, описанной кривой 2-го порядка, например параболой y=k√x, где k выбирается в пределах 0,15-0,5.

При этом режущая пластина может быть выполнена двухсторонней, а обе рабочие передние поверхности могут быть выполнены зеркально симметричными выпуклыми криволинейными.

Стружка и передняя поверхность образуют кинематическую пару высшего класса, при этом элементом кинематической пары является линия.

Таким образом, в сменной режущей пластине, выбранной в качестве прототипа, передняя поверхность описана монотонно возрастающей кривой второго порядка (параболы), вытянутой вдоль оси абсцисс (оси x), то есть вдоль оси передней поверхности (ось x параболы перпендикулярна оси установочного отверстия).

Введением коэффициента k<1 обеспечивается возможность получения острой режущей кромки. Кроме того, использование указанного коэффициента позволяет сохранить общую (максимальную) толщину S сменных режущих пластин в соответствии с требованиями ICO.

Однако указанный прототип характеризуется некоторыми недостатками.

Во-первых, при двухстороннем исполнении для установки пластины требуется подкладная вогнутая пластина, что противоречит требованиям ИСО.

Кроме того, при выполнении параболической передней поверхности для сохранения заданной ИСО толщины пластины пришлось вводить добавочный коэффициент k. Это привело к тому, что высота режущей кромки стала меньше толщины пластины.

Кроме того, вдоль режущей кромки по периметру пластины-прототипа отсутствует канавка. Поэтому стружка отходит в сторону заготовки, что приводит к налипанию и снижению качества обработанной поверхности, а также снижению стойкости самой пластины.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение стойкости заявляемой пластины, повышение технологичности, а также приведение конструкции в соответствие с требованиями ИСО.

Указанная задача решается за счет того, что в сменной режущей пластине с установочным отверстием и выпуклой криволинейной передней поверхностью, описанной параболой, согласно изобретению пластина выполнена с канавкой для схода стружки, расположенной на передней поверхности по периметру вдоль режущих кромок и имеющей донную часть, с радиусом r, сопряженным с одной стороны радиусом R с режущей кромкой, а с другой стороны с упомянутой выпуклой криволинейной передней поверхностью, вписанной в габариты пластины между канавкой и плоскостью, выполненной около установочного отверстия, и описываемой математически описываемой зависимостью у=√х, причем ось «у» расположена под углом относительно оси упомянутого установочного отверстия.

Высота режущих кромок выполнена равной толщине пластины.

Радиус канавки r выполнен меньше радиуса сопряжения R.

Режущая пластина в плане имеет круглую форму.

Режущая пластина в плане имеет многоугольную форму.

На режущей пластине выполнены ребра жесткости по границам пересечения параболических выпуклых криволинейных поверхностей у=√х.

Режущая пластина выполнена двусторонней.

Снабжение сменной режущей пластины канавкой вдоль режущих кромок обеспечивает снижение напряжений в зоне резания.

Параболическая поверхность, описанная формулой у=√х, вписана в габариты пластины, при этом образующая этой параболической поверхности по длине приближена к размеру передней поверхности, то есть расстоянию от установочного отверстия до режущей кромки. Такое сближение обеспечивается за счет смещения осей параболы относительно осей пластины на угол α.

Верхняя (нижняя) поверхность сменной режущей пластины представляет собой совокупность последовательно расположенных участков: режущая кромка, канавка, со стороны режущей кромки образованная радиусом R, переходящим в донную часть канавки с радиусом r, и далее в параболический участок, заканчивающийся плоским участком, примыкающим к установочному отверстию.

За счет такого выполнения сохраняется равенство толщины пластины и высоты режущей кромки. Получаемые пластины соответствуют требованиям ИСО, при этом отпадает необходимость в использовании нестандартных подкладных пластин.

Наличие канавки, образованной частью параболической поверхности и двумя радиусными зонами r и R, примыкающей к режущей кромке, позволяет повысить качество и повысить стойкость режущей пластины за счет минимизации площади контакта стружки с пластиной. Такая канавка может обеспечить частичное дробление стружки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:

Фиг.1 - пластина ромбическая (CNMG);

Фиг.2 - внешний вид пластины ромбической;

Фиг.3 - пластина круглая (RCMX);

Фиг.4 - внешний вид пластины круглой;

Фиг.5 - пластина треугольная ломаная (WNMG);

Фиг.6 - внешний вид пластины треугольной ломаной.

Заявляемая режущая пластина может иметь любую форму, например иметь в плане форму треугольника, ромба, круга и др.

Передняя поверхность пластины включает криволинейную параболическую поверхность 1. Ось x указанной параболы y=√x расположена по отношению к соответствующей оси режущей пластины под углом α, ось у параболы расположена относительно оси установочного отверстия также под углом α. Величина угла α выбирается, исходя из конкретных условий, но при этом угол α не превышает 15°. За счет выбора угла α обеспечивается соблюдение основного требования: передняя поверхность режущей пластины является выпуклой параболической, длина такой параболической поверхности приближена к максимально возможной величине (расстоянию от канавки до установочного отверстия), но толщина режущей пластины не превышает величину режущей кромки. При этом незначительная часть поверхности, приближенная к установочному отверстию, остается плоской и не участвует в процессе резания.

В заявляемой режущей пластине R>r.

Параболическая поверхность не выходит за пределы стандартной толщины пластины, что отвечает требования ИСО.

Пластина может быть односторонней или двухсторонней.

На прилагаемых чертежах приведены двухсторонние режущие пластины с параболической поверхностью 1 на передней поверхности. При этом передняя и опорная поверхности пластин идентичны.

Для установки пластин не требуется специальных подкладных пластин, что также отвечает требованиям ИСО.

Вдоль режущих кромок 2 пластины выполнена канавка 3. Канавка 3 образована со стороны режущей кромки радиусом R. Донная часть канавки образована радиусом r, равным 0,25-0,45 мм. Размер радиуса R составляет 1,0-1,5 мм, и в углах, при их наличии, 3,0-3,5 мм. Таким образом, r<R.

Наличие канавки 3 вдоль режущей кромки позволяет избежать кромочных напряжений.

Далее канавка 3 переходит в параболическую поверхность 1, описанную формулой y=√x. Причем оси параболы, в отличие от прототипа, не совпадают с осями режущей пластины. Они отклонены на угол α.

Размер угла α находится в заданных пределах: 0<α≤15°, причем величина угла определяется требованиями о вписании параболы в габариты пластины и необходимостью максимально приблизить параболическую поверхность к установочному отверстию.

Для пластин с высотой 4, 6 и 8 мм с длиной режущих кромок 6, 8, 10 и 12 мм и глубиной донной части канавки 1-1,5 мм угол α будет 15°. Угол α не может превышать 15°, поскольку более тонкие пластины не выпускаются.

Для пластин с высотой 9 и 12 мм и глубиной канавки 1,5-2,5 мм, длиной режущей кромки 16-19 мм угол составит 12°.

Обычно в сменных режущих пластинах глубина донной части канавки не превышает 3,0 мм, при такой канавке угол α всегда будет больше 0°.

Меньшие значения R и r выбираются для более тонких пластин.

На пластинах, имеющих в плане многоугольную форму, в зоне сопряжения криволинейных параболических участков передней 1 поверхности образованы ребра жесткости 4.

Примеры конкретного применения

Пластина ромбическая (CNMG).

Эта пластина двухсторонняя. На фиг.1 передняя параболическая поверхность 1, описанная параболой y=√x, расположена вдоль режущих боковых сторон.

На фиг.2 прямыми линиями показаны границы пересечения параболических поверхностей y=√x. Границы пересечения двух таких парабол, образующие параболу четвертой степени y=4√x, одновременно являются ребрами жесткости 4.

Вокруг центрального отверстия расположена плоская передняя поверхность, которая не участвует в стружкообразовании.

Большой радиус R и малый радиус r совместно с прилегающей к ним параболической поверхностью образуют вдоль режущих кромок канавку 3 для схода снимаемой стружки.

Внешний вид пластины CNMG показан в аксонометрическом изображении на фиг.2.

Пластина круглая (RCMX).

Такие пластины применяются в основном для обработки железнодорожных и трамвайных колес, других фасонных поверхностей с большими радиусными галтелями.

В круглой режущей пластине ребра жесткости отсутствуют.

Пластина треугольная ломаная (WNMG).

Это наиболее распространенный вид пластин.

Вокруг центрального отверстия плоский ломаный треугольник (см. фиг.5 и 6). Далее параболическая поверхность 1. В трех рабочих углах граничные параболы y=4√x, которые также являются ребрами жесткости 4 режущей пластины.

1. Сменная режущая пластина с установочным отверстием и выпуклой криволинейной передней поверхностью, описанной параболой, отличающаяся тем, что пластина выполнена с канавкой для схода стружки, расположенной на передней поверхности по периметру вдоль режущих кромок и имеющей донную часть с радиусом r, сопряженным с одной стороны радиусом R с режущей кромкой, а с другой стороны с упомянутой выпуклой криволинейной передней поверхностью, вписанной в габариты пластины между канавкой и плоскостью, выполненной около установочного отверстия, и описываемой математической зависимостью y=√x, причем ось «у» расположена под углом относительно оси упомянутого установочного отверстия.

2. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что высота режущих кромок выполнена равной толщине пластины.

3. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что радиус канавки r выполнен меньше радиуса сопряжения R.

4. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что она в плане имеет круглую форму.

5. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что она в плане имеет многоугольную форму.

6. Режущая пластина по п.5, отличающаяся тем, что на ней выполнены ребра жесткости по границам пересечения параболических выпуклых криволинейных поверхностей y=√x.

7. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена двусторонней.



 

Похожие патенты:

Индексируемая режущая пластина имеет противоположные боковые поверхности и два режущих участка, один из которых используется, когда режущая пластина крепится в державке пластины.

Режущий инструмент включает державку и механизм закрепления на ней режущих пластин. Для повышения ударной прочности режущего инструмента сменные режущие пластины расположены в державке стопкой, нижние из которых предназначены для использования в качестве опорных пластин.

Режущая пластина предназначена для установки в гнезде корпуса сборной режущей пластины или в гнезде корпуса сборного режущего инструмента и ограничена передней поверхностью, нижней поверхностью и боковой поверхностью, расположенной между ними.

Изобретение относится к области обработки материалов резанием, сборному режущему инструменту в виде резцов, расточного инструмента, сверл, фрез и разверток с механическим креплением сборных режущих пластин.

Режущий инструмент содержит индексируемую пластину (1), державку с элементом (20) державки и средство (14) для прикрепления пластины к державке. Выступающая вверх стенка державки и коническая задняя поверхность пластины выполнены с возможностью обеспечения прикрепления пластины к державке в определенном числе фиксированных взаимных положений.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в режущих инструментах с механическим креплением режущих пластин. Режущий инструмент содержит державку и режущую пластину, закрепленную прихватом.

Режущая многогранная пластина выполнена с рабочим и опорным основаниями и боковой поверхностью, образованной в поперечном сечении двумя пересекающимися линиями.

Изобретение относится к области обработки материалов резанием, сборному режущему инструменту с механическим креплением многогранных режущих пластин, предназначенному для черновой и чистовой обработки.

Способ включает установку режущих пластин повышенной длины, выполненных без отверстий для крепления, в пазу корпуса с направлением перемещения под острым углом к оси инструмента.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при высокоскоростной обработке вращающимся инструментом титановых и других материалов с низкой теплопроводностью.

Зажимное устройство для съемного закрепления режущей пластины в державке, применяемое в операциях обточки и фрезерования, содержит зажимной рычаг и исполнительный элемент. Зажимной рычаг включает в себя первый и второй элементы, продолжающиеся от центрального колена, причем первый элемент имеет зажимной концевой участок с двумя независимо упругими зажимными пальцами, отделенными зажимным пазом, а второй элемент функционально соединен с исполнительным элементом. Каждый из независимо упругих зажимных пальцев имеет ось вращения при упругой деформации и верхнюю зажимную область, находящуюся в зажимном контакте с режущей пластиной. При этом оси вращения при упругой деформации по существу параллельны ширине зажимного паза. Технический результат: повышение надежности крепления режущей пластины. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 6 ил.

Сборный режущий инструмент содержит корпус с по меньшей мере одним гнездом, в котором установлена режущая пластина, закрепляемая с помощью крепежного винта с головкой и резьбовой частью и дополнительного крепежного элемента. При этом режущая пластина имеет верхнюю поверхность, на которой расположена передняя поверхность, нижнюю опорную поверхность, боковую поверхность, расположенную между верхней и нижней опорной поверхностями, и сквозное ступенчатое отверстие, проходящее между верхней поверхностью и нижней опорной поверхностью. Нижняя опорная поверхность расположена в основном параллельно верхней поверхности, а пересечение боковой поверхности с передней поверхностью образует режущие кромки режущей пластины. Упомянутое ступенчатое отверстие имеет часть меньшего размера с участком для взаимодействия с головкой крепежного винта, прилегающую к верхней поверхности, и часть большего размера, прилегающую к нижней опорной поверхности. При этом гнездо или каждое гнездо корпуса ограничено нижней опорной стенкой для взаимодействия с нижней опорной поверхностью режущей пластины и боковой стенкой или стенками для взаимодействия с боковой поверхностью режущей пластины. Сборный режущий инструмент снабжен опорным винтом, имеющим головку с опорной поверхностью и установленным в отверстии, выполненном в гнезде корпуса. При этом дополнительный крепежный элемент выполнен в виде рычага, имеющего боковую опорную поверхность, резьбовое отверстие и два выступа, боковая опорная поверхность рычага предназначена для взаимодействия с дополнительной опорной стенкой, выполненной в гнезде или каждом гнезде корпуса, резьбовое отверстие предназначено для размещения резьбовой части крепежного винта, упомянутые выступы рычага расположены с противоположной стороны от его боковой опорной поверхности по отношению к его резьбовому отверстию. При этом один выступ предназначен для взаимодействия с упомянутой частью ступенчатого отверстия режущей пластины большего размера, а другой - с опорной поверхностью на головке опорного винта. При этом рычаг установлен в пазу, выполненном в нижней опорной стенке гнезда и ограниченном с одной стороны дополнительной опорной стенкой, а с другой - выходящим в отверстие корпуса для размещения опорного винта. Технический результат: повышение надежности крепления режущей пластины. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Режущая пластина имеет противолежащие верхнюю поверхность, боковую поверхность, расположенную между верхней и нижней опорной, и сквозное центральное отверстие с крепежной поверхностью, выходящей на верхнюю поверхность, причем ось сквозного отверстия пересекает верхнюю и нижнюю опорную поверхности и совпадает с осью симметрии режущей пластины. Со стороны нижней опорной поверхности выполнены два глухих паза, расположенных параллельно друг другу и симметрично относительно упомянутой оси симметрии режущей пластины и ограниченных боковой поверхностью. Сборный режущий инструмент содержит корпус, имеющий ось вращения, и по меньшей мере одно гнездо, в котором установлена упомянутая режущая пластина, закрепляемая крепежным винтом и двумя рычагами. Одно плечо каждого рычага взаимодействует с боковой поверхностью глухого паза режущей пластины, а другое - с дополнительным крепежным винтом, установленным в дополнительном резьбовом отверстии, выполненном в корпусе. Технический результат: повышение производительности обработки и повышение надежности крепления режущей пластины. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Нижняя упорная поверхность выемки корпуса инструмента, предназначенного для режущей пластины, включает в себя такую деталь, как круговой гребень, проходящий вокруг части отверстия с внутренней резьбой. Пластина, предназначенная для установки в выемке, включает в себя сквозное отверстие, имеющее цилиндрический участок, проходящий к нижней поверхности пластины, подлежащей установке на нижнюю упорную поверхность выемки. Участок наибольшего радиуса гребня имеет радиус, равный или меньше радиуса цилиндрического участка пластины. Технический результат: повышение надежности крепления режущей пластины. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Режущий инструмент содержит державку для удержания тангенциальной режущей пластины в гнезде под режущую пластину. Гнездо содержит нижнюю поверхность, заднюю поверхность и базовую поверхность. Базовая поверхность содержит три опорных выступа, выступающих от базовой поверхности. Каждый базовый опорный выступ содержит соответствующую базовую опорную поверхность. Три базовые опорные поверхности упираются в режущую пластину в трех точках для обеспечения прочной посадки режущей пластины в гнезде под режущую пластину. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к сборным вращающимся режущим инструментам, в частности к торцовым, дисковым или концевым фрезам. Инструмент содержит корпус с осью вращения и по меньшей мере одним гнездом, в котором установлена режущая пластина. Она имеет верхнюю поверхность, нижнюю опорную поверхность, боковую поверхность и ось симметрии, пересекающую верхнюю поверхность и нижнюю опорную поверхность. Режущие кромки пластины образованы на пересечении передней поверхности и боковой поверхности, два сквозных отверстия выходят на верхнюю поверхность и нижнюю опорную поверхность и расположены симметрично относительно упомянутой оси симметрии. Пластина закреплена двумя крепежными винтами с головками. Гнезда корпуса ограничены нижней опорной стенкой для взаимодействия с нижней опорной поверхностью режущей пластины и двумя боковыми опорными стенками для взаимодействия с боковой поверхностью режущей пластины. Одна из боковых опорных стенок расположена вдоль оси вращения корпуса, на нижней опорной стенке гнезда выполнены два резьбовых отверстия для взаимодействия с упомянутыми крепежными винтами. Инструмент снабжен двуплечим рычагом и зажимным элементом, предназначенными для компенсации действия центробежной силы, действующей при вращении инструмента. Обеспечивается надежное крепление режущей пластины. 6 ил.

Режущая пластина содержит: верхнюю поверхность, нижнюю поверхность, боковые поверхности, которые соединяют верхнюю поверхность и нижнюю поверхность друг с другом, отверстие, которое проходит через верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, и режущие кромки, которые образованы верхней поверхностью и боковыми поверхностями, При этом боковая поверхность главной режущей кромки из боковых поверхностей снабжена первой задней поверхностью, переходной поверхностью, продолжающейся от первой задней поверхности, и второй задней поверхностью, продолжающейся от переходной поверхности, первая задняя поверхность образована так, что задний угол или ширина задней поверхности изменяется вдоль режущей кромки, а переходная поверхность снабжена множеством ребер для усиления жесткости режущей кромки. Достигается повышение точности и жесткости режущей пластины. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована при резании материалов. Режущий элемент содержит режущую кромку, выполненную с возможностью отрезания материала от заготовки во время операции резания для формирования в ней обработанного угла α. Имеется по меньшей мере один из видов режущей кромки, в котором часть режущей кромки ограничена первой и второй линией, ориентированными тангенциально к указанной части режущей кромки в соответствующих точках А и В касания. Указанные линии формируют между собой режущий угол, соответствующий основному углу α в плане и имеющий вершину О. Для средней линии режущего угла, пересекающего часть режущей кромки в точке С, проекция С точки С части режущей кромки на линию OL, проходящую через вершину О перпендикулярно к плоскости одного вида, расположена между проекциями А' и В' соответствующих точек А и В части режущей кромки на линию OL. Приведены варианты выполнения режущего элемента, конструкция режущего инструмента, содержащего режущий элемент, раскрыты способы изготовления и модификации режущего элемента. Обеспечивается эффективное удаление стружки при резании, повышается качество обработки. 5 н. и 54 з.п. ф-лы, 95 ил.
Наверх