Режущий инструмент и сменная режущая головка для него, имеющая спиральные приводные поверхности

Сменная режущая головка (22) включает передний режущий участок (26) и задний установочный участок (28). Установочный участок включает охватываемый соединительный элемент (40), который выступает назад от базовой поверхности (42). Охватываемый соединительный элемент включает три разнесенных по периферии фиксирующих элемента (44) головки, причем каждый фиксирующий элемент имеет периферийную поверхность (46) головки, которая закручивается по спирали внутрь в направлении против направления (R) вращения и расходится. Корпус (24) включает охватывающий соединительный элемент (52), который продолжается назад от передней поверхности (54) корпуса. Охватывающий соединительный элемент включает три разнесенных по периферии фиксирующих элемента (56) корпуса, причем каждый фиксирующий элемент корпуса имеет периферийную поверхность (58), которая расходится назад. Когда режущий инструмент (20), который включает упомянутые режущую головку и корпус, находится в закрепленном положении, охватываемый соединительный элемент сменной режущей головки съемно удерживается в охватывающем соединительном элементе корпуса посредством самозапирающего механизма. Достигается повышение точности и надежности позиционирования головки относительно корпуса. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 16 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[001] Объект настоящей заявки относится к режущему инструменту такого типа, в котором режущая головка, имеющая охватываемый соединительный элемент, съемно удерживается в охватывающем соединительном элементе корпуса посредством самоблокирующего механизма.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[002] Режущие инструменты могут быть выполнены с соединительным механизмом для надежного удерживания сменной режущей головки на корпусе.

[003] Сменная режущая головка может включать охватываемый соединительный элемент, а корпус может включать охватывающий соединительный элемент.

[004] В некоторых таких режущих инструментах охватываемый соединительный элемент является наружной резьбой, а охватывающий соединительный элемент является внутренней резьбой. Образец такого режущего инструмента раскрыт для примера в патенте США 6,494,648.

[005] В других таких режущих инструментах режущий инструмент может включать сопрягаемые радиально продолжающиеся поверхности на сменной режущей головке и корпусе для приложения крутящей силы от корпуса к сменной режущей головке. Образцы таких режущих инструментов раскрыты в патенте США 7,407,350, международной заявке WO 2011/021275 и заявке на патент США 2012/0155978.

[006] В других таких режущих инструментах режущий инструмент может быть без упомянутых сопрягаемых радиально продолжающихся поверхностей на сменной головке и корпусе. Образец такого инструмента раскрыт для примера в патенте США 6,276,879.

[007] Задачей предмета настоящей заявки является создание режущего инструмента, имеющего улучшенные средства соединения сменной головки и корпуса.

[008] Другой задачей предмета настоящей заявки является создание режущего инструмента, имеющего соединительный механизм между сменной головкой и корпусом с улучшенным позиционированием сменной режущей головки по отношению к корпусу в закрепленном положении.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[009] В соответствии с первым объектом предмета настоящей заявки предложена сменная режущая головка для операций резания вращающимся инструментом, имеющая продольную ось, вокруг которой она вращается в направлении вращения и которая продолжается в направлении спереди назад, содержащая:

передний участок, образующий режущий участок, и задний участок, образующий установочный участок;

причем режущий участок содержит:

множество режущих элементов, продолжающихся радиально по отношению к продольной оси; а

установочный участок включает охватываемый соединительный элемент, выступающий назад от базовой поверхности, продолжающейся поперечно по отношению к продольной оси головки, и образующей границу между режущим участком и установочным участком, охватываемый соединительный элемент включает:

три разнесенных по периферии фиксирующих элемента головки, каждый из которых включает периферийную поверхность головки, закручивающуюся по спирали внутрь в направлении против направления вращения и расходящуюся назад по отношению к продольной оси головки.

[010] В соответствии с другим объектом предмета настоящей заявки предложен также режущий инструмент, содержащий:

сменную режущую головку; и

корпус, имеющий продольную ось, продолжающуюся в направлении спереди назад, содержащий охватывающий соединительный элемент, продолжающийся назад от передней поверхности корпуса, продолжающейся поперечно к продольной оси корпуса, охватывающий соединительный элемент включает;

три разнесенных по периферии фиксирующих элемента корпуса, каждый из которых включает углубленную периферийную поверхность корпуса, расходящуюся назад по отношению к продольной оси корпуса; и

заднюю поверхность корпуса, продолжающуюся поперечно к продольной оси корпуса и пересекающую каждый фиксирующий элемент корпуса, причем

охватываемый соединительный элемент дополнительно включает заднюю поверхность, пересекающую самый задний участок каждого фиксирующего элемента головки; а

сменная режущая головка выполнена с возможностью поворота между высвобожденным положением и закрепленным положением, причем в закрепленном положении:

охватываемый соединительный элемент съемно удерживается в охватывающем соединительном элементе;

каждая периферийная поверхность головки опирается на соответствующую периферийную поверхность корпуса;

базовая поверхность опирается на переднюю поверхность корпуса; а

задняя поверхность отнесена от задней поверхности корпуса.

[011] В соответствии с другим объектом предмета настоящей заявки предложен также корпус, имеющий продольную ось, продолжающуюся в направлении спереди назад, и направление вращения вокруг продольной оси, при этом корпус включает:

охватывающий соединительный элемент, продолжающийся назад от передней поверхности корпуса, продолжающейся поперечно к продольной оси корпуса, причем охватывающий соединительный элемент включает:

три разнесенных по периферии корпуса фиксирующих элемента, каждый фиксирующий элемент корпуса включает углубленную периферийную поверхность корпуса, расходящуюся назад по отношению к продольной оси корпуса, причем:

каждая периферийная поверхность корпуса закручивается по спирали внутрь в направлении против направления вращения; и

каждая периферийная поверхность корпуса образована в виде поднутрения соответствующего фиксирующего элемента корпуса и скрыта на виде спереди на корпус вдоль продольной оси; и

заднюю поверхность корпуса, продолжающуюся поперечно по отношению к продольной оси и пересекающую каждый фиксирующий элемент корпуса.

[012] Следует понимать, что вышеизложенное является кратким изложением, и признаки, описанные ниже, могут быть применимы в любой комбинации предмета настоящей заявки, например, любой из изложенных ниже признаков может быть применим к сменной головке или к режущему инструменту:

[013] Первый угол α может быть образован между продольной осью головки и линией, касательной к любой точке каждой периферийной поверхности головки, причем первый угол находится в диапазоне 35°≤α≤55°.

[014] Первый угол может быть углом в 45°.

[015] В каждом поперечном сечении охватываемого соединительного элемента, взятом в плоскости, пересекающей периферийную поверхность головки, и перпендикулярной продольной оси головки, причем каждая периферийная поверхность головки может лежать на спирали, имеющей центр и каждая периферийная поверхность головки может образовывать спиральный участок.

[016] Две концевые точки каждого спирального участка могут стягивать угол β периферийной поверхности по отношению к центру спирали, причем угол β периферийной поверхности может быть в диапазоне 30°≤β≤60°.

[017] Каждый центр спирали может совпадать с продольной осью головки.

[018] Каждая спираль может быть Архимедовой спиралью.

[019] Угол подъема спирали каждого спирального участка может быть менее 30°.

[020] Периферийные поверхности головки могут служить в качестве спиральных приводных поверхностей, используемых для передачи крутящего момента к ней. Режущий участок может быть выполнен без поверхности, обращенной против направления вращения, которая может служить в качестве приводной поверхности, используемой для передачи крутящего момента к сменной режущей головке.

[021] Периферийные поверхности головки могут служить в качестве спиральных приводных поверхностей, используемых для передачи к ней крутящего момента. Установочный участок может быть выполнен без поверхности, обращенной против направления вращения, которая может служить в качестве приводной поверхности, используемой для передачи крутящего момента к сменной режущей головке.

[022] Охватываемый соединительный элемент может быть выполнен без упругой прорези.

[023] Базовая поверхность может быть перпендикулярной к продольной оси головки.

[024] На виде сбоку, перпендикулярном продольной оси головки воображаемая описанная окружность режущего участка определяет его максимальный диаметр. Максимальный диаметр режущего участка может быть больше или равным 25мм.

[025] Воображаемая окружность базовой поверхности, описывающая наибольший размер базовой поверхности, взятый перпендикулярно продольной оси головки, имеет максимальный диаметр базовой поверхности. Воображаемая окружность охватываемого соединительного элемента, описывающая наибольший размер охватываемого соединительного элемента, взятый перпендикулярно к продольной оси головки, имеет максимальный диаметр охватываемого соединительного элемента, причем максимальный диаметр базовой поверхности может быть по меньшей мере в полтора раза больше, чем максимальный диаметр охватываемого соединительного элемента.

[026] При измерении в направлении вперед вдоль продольной оси головки от базовой поверхности режущий участок имеет максимальную длину. При измерении в направлении назад вдоль продольной оси головки от базовой поверхности установочный участок имеет максимальную длину. Максимальная длина режущего участка может быть по меньшей мере в два с половиной раза больше, чем максимальная длина установочного участка.

[027] При измерении в направлении назад вдоль продольной оси головки от базовой поверхности установочный участок имеет максимальную длину. Воображаемая окружность базовой поверхности, описывающая наибольший размер базовой поверхности, взятый перпендикулярно продольной оси головки, определяет ее максимальный диаметр. Максимальный диаметр базовой поверхности может быть по меньшей мере в три раза больше, чем максимальная длина установочного участка.

[028] Охватываемый соединительный элемент может иметь 3-кратную поворотную симметрию вокруг продольной оси головки.

[029] Сменная режущая головка включает единую интегральную в виде одного куска конструкцию.

[030] Каждая периферийная поверхность головки может лежать на участке криволинейной поверхности соответствующего воображаемого неправильного конуса. Конус может иметь спиральную базовую поверхность.

[031] Охватываемый соединительный элемент может дополнительно включать заднюю поверхность. Задняя поверхность может пересекать самый задний участок каждого фиксирующего элемента головки.

[032] Задняя поверхность может быть перпендикулярной по отношению к продольной оси головки.

[033] Каждый фиксирующий элемент головки может дополнительно включать фасочную поверхность, каждая фасочная поверхность может продолжаться между соответствующей ей периферийной поверхностью головки и задней поверхностью и может сходиться назад по отношению к продольной оси головки.

[034] Каждый фиксирующий элемент головки может дополнительно включать вогнутую поверхность, продолжающуюся между базовой поверхностью и каждой периферийной поверхностью головки.

[035] Корпус может дополнительно включать поверхность хвостовика, который может продолжаться назад от передней поверхности корпуса. Охватывающий соединительный элемент может открываться к поверхности хвостовика по трем разнесенным по периферии корпуса поверхностям канавок. Передняя поверхность корпуса включает три разнесенных участка.

[036] Каждая периферийная поверхность корпуса может закручиваться по спирали внутрь в направлении против направления вращения.

[037] Продольная ось головки может быть соосной с продольной осью корпуса.

[038] Периферийный участок передней поверхности корпуса может включать выступающую поверхность.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[039] Для лучшего понимания настоящей заявки и, чтобы показать, как то же самое может быть выполнено на практике, отсылки теперь будут сделаны к приложенным рисункам, на которых:

на фиг. 1 представлен вид спереди в перспективе на режущий инструмент;

на фиг. 2 представлен вид в перспективе сзади в разобранном виде режущего инструмента, показанного на фиг. 1;

на фиг. 3 представлен вид сзади в перспективе на сменную режущую головку, показанную на фиг. 1 и 2;

на фиг. 4 представлен вид спереди в перспективе сменной режущей головки, показанной на фиг. 3;

на фиг. 5 представлен вид спереди на сменную режущую головку, показанную на фиг. 3;

на фиг. 6 представлен вид сбоку на сменную режущую головку, показанную на фиг. 3;

на фиг. 7 представлен вид сзади на сменную режущую головку на фиг. 3;

на фиг. 8 представлен вид сбоку на охватываемый соединительный элемент, показанный на фиг. 6;

на фиг. 9 представлено поперечное сечение, взятое вдоль линии IX-IX, показанной на фиг. 8;

на фиг. 10 представлен вид спереди в перспективе на корпус, показанный на фиг. 1 и 2;

на фиг. 11 представлен вид спереди на корпус, показанный на фиг. 10;

на фиг. 12 представлен вид сбоку на корпус, показанный на фиг. 10 и 11;

на фиг. 13 представлено поперечное сечение, взятое по линии XIIV-XIIV, показанной на фиг. 12;

на фиг. 14 представлен вид сбоку на режущий инструмент, показанный на фиг. 1 и 2;

на фиг. 15 представлено поперечное сечение, взятое вдоль линии XV-XV, показанной на фиг. 14, когда режущий инструмент находится в высвобожденном положении; и

на фиг. 16 представлено поперечное сечение, взятое вдоль линии XV-XV, показанной на фиг. 14, когда режущий инструмент находится в закрепленном положении.

[040] Следует отметить, что для простоты и ясности иллюстрации элементы, показанные на фигурах, не обязательно изображены в масштабе. Например, размеры некоторых элементов могут быть увеличены по отношению к другим элементам для ясности или несколько физических компонентов могут быть включены в один функциональный блок или элемент. Где сочтено необходимым, номера позиций могут быть повторены на фигурах, чтобы указать соответствующие или аналогичные элементы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[041] В последующем описании будут представлены различные объекты предмета настоящей заявки. Для целей объяснения специфические формы и детали представлены достаточно подробно, чтобы обеспечить ясное понимание предмета настоящей заявки. Однако, специалисту следует понимать, что предмет настоящей заявки может быть реализовано без специфических форм и деталей, представленных здесь.

[042] Сначала обратим внимание на фиг. 1 и 2, показывающие режущий инструмент 20 типа, используемого для операций фрезерования, в частности фрезерования концевой фрезой, в соответствии с вариантами предмета настоящей заявки. Режущий инструмент 20 имеет сменную режущую головку 22, которая имеет продольную ось А, вокруг которой сменная режущая головка 22 вращается в направлении вращения R. Сменная режущая головка 22 может быть, как правило, выполнена из твердого сплава. Продольная ось А головки продолжается в направлении спереди D_F назад D_R. Режущий инструмент 20 имеет также корпус 24. Корпус 24 может быть, как правило, выполнен из стали. Сменная режущая головка 22 может быть съемно удерживаемой в корпусе 24 посредством соединительного механизма. Такой соединительный механизм, возможно, может быть полезным для других типов операций резания вращающимся инструментом, которые показаны выше, такие, как, например, прорезание пазов или канавок.

[043] Следует отметить, что использование терминов «вперед» и «назад» в описании и формуле изобретения касается относительного положения в направлении по продольной оси А головки налево и направо соответственно на фиг. 6, 8, 12 и 14.

[044] Рассмотрим теперь фиг. 3-7. Сменная режущая головка 22 имеет передний участок, который образует режущий участок 26, и задний участок, который образует установочный участок 28. В соответствии с некоторыми вариантами предмета настоящей заявки сменная режущая головка 22 может быть выполнена в виде единой интегральной из одного куска конструкции. Это обеспечивает преимущество в том, что сменная режущая головка 22 не имеет съемных режущих пластин (не показано). Такие съемные режущие пластины могут быть периодически заменяемыми, и это может быть технологическим процессом, связанным с затратой времени. Также имеется возможность, что винты (не показаны), например, которые могут быть использованы для удерживания с возможностью высвобождения сменных режущих пластин на сменной режущей головке 22 могут быть положены на другое место и/или потеряны в процессе операции смены.

[045] Как показано на фиг. 4 и 5, режущий участок 26 включает множество режущих элементов 30, которые продолжаются радиально по отношению к продольной оси А головки. В соответствии с некоторыми вариантами предмета данной заявки каждый режущий элемент 30 может включать заднюю поверхность 32, переднюю поверхность 34 и режущую кромку 36 на их пересечении. Режущая кромка 36 может продолжаться в направлении в основном параллельном продольной оси А головки. Задняя поверхность 32 может быть расположена по периферии сзади от режущей кромки 36, а передняя поверхность 34 может быть расположена по периферии впереди от режущей кромки 36, в обоих случаях по отношению к направлению R вращения. Ориентация режущей кромки 36 по отношению к направлению R вращения позволяет выполнение операции обработки металла резанием. Каждый режущий элемент 30 может включать поверхность 38 канавки головки для отвода стружки (не показана), которая производится в процессе операции резания.

[046] В соответствии с некоторыми вариантами предмета настоящей заявки режущий участок 26 может быть выполнен без поверхности, которая обращена против направления R вращения и служит в качестве приводной поверхности используемой для передачи крутящего момента к сменной режущей головке 22.

[047] Рассмотрим теперь фиг. 5. На виде сбоку перпендикулярном продольной оси А головки воображаемая окружность С_СР, которая описывает режущий участок 26, имеет максимальный диаметр D_CP режущего участка. В этом неограничивающем примере максимальный диаметр D_CP режущего участка может быть больше, или равен 25 мм. Это в частности применимо для сменной режущей головки 22, используемой для операции фрезерования. В другом неограничивающем примере максимальный диаметр D_CP режущего участка может быть менее, чем 25мм.

[048] Рассмотрим теперь фиг. 3 и 6, установочный участок 28 включает охватываемый соединительный элемент 40, который выступает назад от базовой поверхности 42. Базовая поверхность 42 продолжается поперечно по отношению к продольной оси А головки и определяет границу между режущим участком 26 и установочным участком 28. То есть, режущий участок 26 образован спереди от базовой поверхности 42, а установочный участок 28 образован позади от базовой поверхности 42. В соответствии с некоторыми вариантами предмета настоящей заявки охватываемый соединительный элемент может быть жестким. Базовая поверхность 42 может быть перпендикулярной к продольной оси А головки. Базовая поверхность 42 предназначена для опоры на соответствующую поверхность на корпусе 24, когда режущий инструмент 20 находится в закрепленном положении, как будет описано ниже.

[049] Рассмотрим теперь фиг. 3, 4, 7 и 9. Охватываемый соединительный элемент 40 включает три разнесенных по периферии фиксирующих элемента 44 головки. Каждый фиксирующий элемент 44 головки включает периферийную поверхность 46 головки, которая закручивается по спирали внутрь в направлении против направления R вращения. Иначе говоря, в каждом поперечном сечении охватываемого соединительного элемента 40, взятом в плоскости, пересекающей периферийную поверхность 46 головки и перпендикулярной продольной оси А головки, первая точка Р1 любой периферийной поверхности 46 головки находится ближе к продольной оси А головки, чем вторая точка Р2 той же самой периферийной поверхности 46 головки, причем вторая точка Р2 расположена по периферии дальше в направлении R вращения по отношению к первой точке Р1. Каждая периферийная поверхность 46 расходится назад по отношению к продольной оси А головки. Иначе говоря, каждая периферийная поверхность 46 головки в основном обращена в направлении вперед так, что охватываемый соединительный элемент 40 имеет в основном форму ласточкина хвоста, в которой фиксирующие элементы 44 головки продолжаются радиально от центрального участка охватываемого соединительного элемента 40.

[050] Следует отметить, что использование терминов «внутрь» и «наружу» в описании и формуле касается относительного положения в радиальном направлении в отношении продольной оси А головки и/или продольной оси С корпуса внутрь или наружу соответственно на фиг. 5, 7, 9, 11, 13, 15 и 16.

[051] Благодаря форме охватываемого соединительного элемента 40, обеспечен улучшенный соединительный механизм, в котором каждая периферийная поверхность 46 головки предназначена для опоры на соответствующую поверхность корпуса 24, когда режущий инструмент 20 находится в закрепленном положении, как будет описано ниже, чтобы обеспечить полное ограничение степеней свободы в соединении сменной режущей головки 22 и корпуса 24. Следует отметить, что охватываемый соединительный элемент 40, имеющий точно два охватываемых фиксирующих элемента 44 обеспечивает соединение, в котором сменная режущая головка 22 не имеет полностью ограниченных степеней свободы.

[052] Как показано на фиг. 8 в соответствии с некоторыми вариантами предмета настоящей заявки первый угол α образован между продольной осью А головки и линией Т касательной в любой точке каждой периферийной поверхности 46 головки. Первый угол α может быть больше или равным 35° и меньше или равным 55°. В частности, первый угол α может быть постоянным и иметь значение 45°.

[053] В соответствии с некоторыми вариантами предмета настоящей заявки каждая периферийная поверхность 46 может лежать на участке криволинейной поверхности соответствующего воображаемого неправильного конуса, имеющего спиральную базовую поверхность (не показан).

[054] Рассмотрим теперь фиг. 9, в соответствии с некоторыми вариантами предмета настоящей заявки в каждом поперечном сечении охватываемого соединительного элемента 40, взятом в плоскости, пересекающей периферийную поверхность 46 головки и перпендикулярной продольной оси А головки, каждая периферийная поверхность 46 головки может лежать на спирали S, которая имеет центр S_C спирали. Каждая периферийная поверхность 46 головки может образовывать спиральный участок SP. Две концевые точки каждого спирального участка SP могут образовывать первую и вторую концевые точки РЕ1, РЕ2, первая концевая точка РЕ1 находится по периферии позади второй концевой точки РЕ2 по отношению к направлению R вращения. Две концевые точки РЕ1, РЕ2 являются точками наиболее удаленными друг от друга на одном спиральном участке SP. Эквивалентно можно утверждать, что поскольку каждый спиральный участок SP лежит на периферийной поверхности 46 головки, то первая и вторая концевые точки РЕ1, РЕ2 образованы в оконечностях каждой периферийной поверхности 46 головки в каждом упомянутом поперечном сечении. Две концевые точки РЕ1, РЕ2 могут стягивать угол β по отношению к центру S_C спирали. Угол β периферийной поверхности может быть больше или равен 30° и меньше или равен 60°. Каждая спираль S может быть Архимедовой спиралью. Угол подъема δ каждого спирального участка SP может быть меньше, чем 30°. Каждый центр S_C спирали может совпадать с продольной осью А головки. Угол подъема δ определяет величину силы, которая может быть приложена для самоблокирования сменной режущей головки 22 в корпусе 24. Следует отметить, что использование термина «угол подъема» в описании и формуле изобретения относится к углу спирали по отношению к окружности, центр которой совпадает с центром S_C спирали.

[055] В соответствии с некоторыми вариантами предмета настоящей заявки охватываемый соединительный элемент 40 может дополнительно включать заднюю поверхность 48. Задняя поверхность 48 может пересекать самый задний участок каждого фиксирующего элемента 44 головки. Задняя поверхность 48 может быть перпендикулярной по отношению к продольной оси А головки. Как лучше всего видно на фиг. 8, каждый фиксирующий элемент 44 головки может дополнительно включать фасочную поверхность 50. Каждая фасочная поверхность 50 может продолжаться между соответствующей периферийной поверхностью 46 головки и задней поверхностью 48 и может сходиться назад по отношению к продольной оси А головки. Фасочная поверхность 50 может иметь усеченную коническую форму. Фасочная поверхность 50 предназначена для направления охватываемого соединительного элемента 40 в правильное положение в соответствующем охватывающем соединительном элементе. Как видно на фиг. 6 каждый фиксирующий элемент 44 головки может дополнительно включать вогнутую поверхность 66, продолжающуюся между базовой поверхностью 42 и каждой периферийной поверхностью 46 головки.

[056] Рассмотрим теперь фиг. 7, в соответствии с некоторыми вариантами предмета настоящей заявки воображаемая окружность C_BS базовой поверхности, которая описывает наибольший размер базовой поверхности 42, взятый перпендикулярно к продольной оси А головки, может определять максимальный диаметр D_BS базовой поверхности. Воображаемая окружность C_MCM охватываемого соединительного элемента, которая описывает наибольший размер охватываемого соединительного элемента 40, взятый перпендикулярно продольной оси А головки может определять максимальный диаметр D_MCM охватываемого соединительного элемента. Максимальный диаметр D_BS может быть по меньшей мере в полтора раза больше, чем максимальный диаметр D_MCM охватываемого соединительного элемента.

[057] Рассмотрим теперь фиг. 6, в соответствии с некоторыми вариантами предмета настоящей заявки при измерении в направлении продольной оси А головки режущий участок 26 имеет максимальную длину L_CP, а установочный участок 28 имеет максимальную длину L_MP. Максимальная длина L_CP режущего участка измерена в направлении D_F вперед от базовой поверхности 42 до крайней спереди точки режущей головки. Максимальная длина L_MP установочного участка измерена в направлении D_R назад от базовой поверхности 42 до задней поверхности 48. Максимальная длина L_CP режущего участка может быть по меньшей мере в два с половиной раза больше, чем максимальная длина L_MP установочного участка. Это особенно применимо, когда сменная режущая головка 22 предназначена для операции фрезерования. В другом неограничивающем примере максимальная длина L_CP режущего участка может быть больше, чем максимальная длина L_MP установочного участка менее, чем в два с половиной раза. Это особенно применимо, когда сменная режущая головка предназначена для операции прорезания пазов или канавок. Максимальный диаметр D_BS базовой поверхности может быть по меньшей мере в три раза больше, чем максимальная длина L_MP установочного участка.

[058] В соответствии с некоторыми вариантами предмета настоящей заявки периферийные поверхности 46 головки могут служить в качестве спиральных приводных поверхностей, применяемых для передачи крутящего момента к сменной режущей головке 22. Установочный участок 28 может быть выполнен без поверхности, которая обращена против направления R вращения, которая служит в качестве приводной поверхности для обеспечения передачи крутящего момента к сменной режущей головке 22.

[059] В соответствии с некоторыми вариантами предмета настоящей заявки охватываемый соединительный элемент 40 может быть выполнен без упругой прорези. Рассмотрим теперь фиг. 7, охватываемый соединительный элемент 40 может иметь 3-х кратную поворотную симметрию вокруг продольной оси А головки. В этом неограничивающем примере число режущих элементов 30 также может быть три. Также в этом неограничивающем примере сменная режущая головка 22 может иметь 3-кратную поворотную симметрию вокруг ее продольной оси А.

[060] Другим объектом предмета настоящей заявки является режущий инструмент 20, который имеет сменную режущую головку 22 и корпус 24. Охватываемый соединительный элемент 40 сменной режущей головки 22 включает заднюю поверхность 48. Задняя поверхность 48 пересекает самый задний участок каждого фиксирующего элемента 44 головки. Рассмотрим теперь фиг. 10-12, корпус 24 имеет продольную ось С, которая продолжается в направлении спереди D_F назад D_R. Корпус 24 включает охватывающий соединительный элемент 52, который продолжается назад от его передней поверхности 54. Передняя поверхность 54 корпуса продолжается поперечно по отношению к его продольной оси С. Охватывающий соединительный элемент 52 включает три разнесенных по периферии фиксирующих элемента 56 корпуса. Каждый фиксирующий элемент 56 корпуса включает углубленную периферийную поверхность 58, которая расходится назад по отношению к продольной оси С корпуса. Иначе говоря, каждая углубленная периферийная поверхность 58 корпуса в основном обращена в направлении D_R назад. Как видно на фиг. 11 и 12, каждая периферийная поверхность 58 корпуса образована в виде поднутрения соответствующего фиксирующего элемента 56 и, таким образом, не видна на виде спереди на корпус 24 вдоль продольной оси С. Охватывающий соединительный элемент 52 включает заднюю поверхность 60 корпуса, которая продолжается поперечно по отношению к продольной оси С корпуса и пересекает каждый его фиксирующий элемент 56.

[061] Рассмотрим теперь фиг. 13, в соответствии с некоторыми вариантами предмета настоящей заявки в каждом поперечном сечении охватывающего соединительного элемента 52, взятом в плоскости пересекающей периферийную поверхность 58 корпуса и перпендикулярной к его продольной оси С, две охватывающие концевые точки этой периферийной поверхности 58 образуют первую и вторую охватывающие концевые точки FPE1, FPE2, первая охватывающая концевая точка FPE1 находится по периферии позади второй охватывающей концевой точки FPE2 по отношению к направлению R вращения. Две охватывающие концевые точки FPE1, FPE2 являются наиболее удаленными друг от друга точками на одной периферийной поверхности 58 в каждом поперечном сечении охватывающего соединительного элемента 52, взятом в плоскости, пересекающей периферийную поверхность 58 корпуса и перпендикулярной его продольной оси С.

[062] Рассмотрим теперь фиг. 15 и 16, сменная режущая головка 20 выполнена с возможностью поворота между высвобожденным положением и закрепленным положением. В закрепленном положении охватываемый соединительный элемент 40 съемно удерживается в охватывающем соединительном элементе 52. Как лучше всего видно на фиг. 14 и 16, каждая из периферийных поверхностей 46 головки опирается на соответствующую периферийную поверхность 58 корпуса. Базовая поверхность 42 опирается на переднюю поверхность 54 корпуса. Задняя поверхность 48 отнесена от задней поверхности 60 корпуса.

[063] Далее, в закрепленном положении в соответствии с некоторыми вариантами предмета настоящей заявки в каждом поперечном сечении режущего инструмента 20, перпендикулярном продольной оси А головки и взятом в плоскости, пересекающей периферийную поверхность 46 головки и периферийную поверхность 58 корпуса, каждая первая точка РЕ1 на периферийной поверхности 46 головки может быть отнесена от охватывающей первой концевой точки FPE1 на соответствующей ей периферийной поверхности 58 корпуса. Каждая вторая концевая точка РЕ2 на периферийной поверхности 46 головки может совпадать со второй охватывающей концевой точкой FPE2 на соответствующей ей периферийной поверхности 58 корпуса. Следует отметить, что использование термина «соответствующая» в описании по отношению к периферийной поверхности 46 головки периферийной поверхности 58 корпуса относится к периферийной поверхности 46 головки и периферийной поверхности 58 корпуса, которые опираются друг на друга, когда режущий инструмент 20 находится в закрепленном положении.

[064] В соответствии с некоторыми вариантами предмета настоящей заявки корпус 24 может дополнительно включать поверхность 62 хвостовика, которая продолжается назад от передней поверхности 54 корпуса. В этом неограничивающем примере охватывающий соединительный элемент 52 корпуса может открываться к поверхности 62 хвостовика по трем разнесенным по периферии поверхностям 64 канавки. В этом случае передняя поверхность 54 корпуса может быть образована в виде трех разнесенных участков. В другом неограничивающем примере охватывающий соединительный элемент 52 не может открываться к поверхности 62 хвостовика корпуса. Иначе говоря, охватывающий соединительный элемент 52 является закрытым. В этом случае передняя поверхность 54 может быть выполнена в виде единого непрерывного участка.

[065] Как лучше всего видно на фиг. 13, в соответствии с некоторыми вариантами предмета настоящей заявки каждая периферийная поверхность 58 корпуса может закручиваться по спирали внутрь в направлении против направления R вращения. Продольная ось А головки может быть соосной с продольной осью С корпуса. Периферийный участок передней поверхности 54 корпуса может включать выступающую поверхность 68. Иначе говоря, выступающая поверхность 68 выступает в направлении DF вперед от передней поверхности 54 корпуса. Выступающая поверхность 68 предназначена для того, чтобы гарантировать, что контакт базовой поверхности 42 с передней поверхностью 54 корпуса происходит по периферийному участку его передней поверхности 54, чтобы обеспечить твердую опору и не в области, например, вблизи продольной оси С корпуса.

[066] Другим объектом предмета настоящей заявки является корпус 24, определенный выше. Каждая периферийная поверхность 58 корпуса закручивается по спирали внутрь в направлении против направления R вращения.

[067] Сборка режущего инструмента 20 совершается путем выполнения следующих шагов. Охватываемый соединительный элемент 40 вставляется в охватывающий соединительный элемент 52 так, что каждый фиксирующий элемент 44 головки расположен по оси впереди и по периферии между каждой соседней парой фиксирующих элементов 56 корпуса (как лучше всего видно на фиг. 15). Сменная режущая головка 22 затем смещается назад до тех пор, пока базовая поверхность 42 в начальной стадии войдет в контакт с передней поверхностью 54 корпуса. Следует отметить, что фиксирующие элементы 44 головки и фиксирующие элементы 56 корпуса спроектированы так, что имеется достаточное пространство между каждой соседней парой фиксирующих элементов 56 корпуса, позволяющее размещение фиксирующего элемента 44 головки. В этом положении режущий инструмент 20 находится в высвобожденном положении.

[068] Следует отметить, что, как видно на фиг. 15, в высвобожденном положении в каждом поперечном сечении режущего инструмента 20 перпендикулярном продольной оси А головки, взятом в плоскости, пересекающей периферийную поверхность 46 головки и периферийную поверхность 58 корпуса, расстояние от первой концевой точки РЕ1 на каждой периферийной поверхности 46 головки до продольной оси А головки меньше, чем расстояние от соответствующей второй охватывающей концевой точки FPE2 на соответствующей периферийной поверхности 58 корпуса до продольной оси А головки. Благодаря спиральной форме периферийной поверхности 46 головки, расстояние от второй концевой точки РЕ2 на каждой периферийной поверхности 46 головки до продольной оси А головки больше, чем расстояние от соответствующей первой охватывающей концевой точки FPE1 на соответствующей периферийной поверхности 58 корпуса до продольной оси А головки.

[069] Сменная режущая головка 22 поворачивается в направлении против направления R вращения до тех пор, пока каждая периферийная поверхность 46 головки в начальной стадии войдет в контакт с соответствующей периферийной поверхностью 58 корпуса. Дальнейший поворот сменной режущей головки 22 в направлении против направления R вращения раздвигает периферийные поверхности 58 корпуса посредством воздействия на соответствующие фиксирующие элементы 56, упруго смещаемые в радиальном направлении наружу по отношению к продольной оси С корпуса. Это происходит вследствие увеличения радиуса периферийной поверхности 46 головки. Соответственно передняя поверхность 54 корпуса смещается вперед по оси до плотного контакта с базовой поверхностью 42. Задняя поверхность 48 отнесена от задней поверхности 60 корпуса. В этом закрепленном положении достигается посадка с натягом между сменной режущей головкой 22 и корпусом 24. Соединительный механизм, описанный выше, обеспечивает самоторможение между сменной режущей головкой 22 и корпусом 24.

[070] Следует отметить, что величина угла δ подъема, как описано выше, определяет величину поворотной силы, необходимой для выполнения закрепленного положения режущего инструмента 20. Иначе говоря, при приближении угла подъема к 0°, меньшая сила требуется для поворота сменной режущей головки 22 в корпусе 24. Однако, большее поворотное смещение (например, повороты и/или частичные повороты) сменной режущей головки 22 необходимо для выполнения самоблокирования. В качестве альтернативы, при увеличении угла подъема от 0°, большая сила требуется для поворота сменной режущей головки 22 в корпусе 24. Более того, благодаря тому, что периферийные поверхности 46 головки являются спиральными поверхностями, величина поворотной силы, требуемой для выполнения закрепленного положения, увеличивается плавно и постепенно.

[071] Следует также отметить, что особенность предмета настоящей заявки состоит в том, что охватываемый и охватывающий соединительные элементы 40, 52 обеспечивают улучшенный соединительный механизм в особенности для больших сменных режущих головок 22, у которых максимальный диаметр D_CP режущего участка может быть больше или равным 25мм.

[072] Конструкция сменной режущей головки 22 и корпуса 24 в соответствии с существом настоящей заявки и, в частности, форма и ориентация периферийных поверхностей 46 головки и периферийных поверхностей 58 корпуса гарантируют, что трение между этими поверхностями является достаточным для удержания их взаимного контакта, когда сменная режущая головка 22 и корпус 24 соединены вместе. Это позволяет посадку с натягом сменной режущей головки 22 и корпуса 24 в точно установленном взаимном осевом и радиальном положении. Следовательно, сменная режущая головка 22 точно расположена и надежно удерживается в корпусе 24 с помощью самоблокирования. Следует понимать из вышеизложенного, что периферийные поверхности 46 головки являются спиральными приводными поверхностями, применяемыми для передачи крутящего момента, к сменной режущей головке 22.

[073] Другая особенность предмета настоящей заявки состоит в том, что конструкция охватываемого соединительного элемента 40 позволяет шлифование периферийной поверхности 46 головки.

[074] Другая особенность предмета настоящей заявки состоит в том, что нет необходимости в поверхности на режущем участке 26 или установочном участке 28, которая обращена против направления R вращения и служит в качестве приводной поверхности, применяемой для передачи крутящего момента к сменной режущей головке 22.

[075] Еще одна особенность предмета настоящей заявки состоит в том, что нет необходимости в поверхности на корпусе 24, которая обращена в направлении R вращения и служит в качестве приводной поверхности для обеспечения передачи крутящего момента к сменной режущей головке 22.

[076] Еще одна особенность предмета настоящей заявки состоит в том, что размер установочного участка 28 является малым по отношению к размеру установочных участков других режущих инструментов, имеющих режущие участки сопоставимого размера. Следовательно, производство сменных режущих головок 22 в соответствии с существом настоящей заявки требует меньше материала.

[077] Хотя предмет настоящей заявки был описан с определенной степенью конкретности, следует понимать, что могут быть выполнены различные изменения и модификации, не выходящие за рамки сущности и объема изобретения в соответствии с формулой изобретения.

1. Сменная режущая головка (22) для операций резания вращающимся режущим инструментом, выполненная с возможностью вращения вокруг продольной оси (А) в направлении (R) вращения, продолжающейся в направлении спереди (D_F) назад (D_R), и содержащая:

передний участок, образующий режущий участок (26), и задний участок, образующий установочный участок (28),

причем режущий участок (26) содержит

множество режущих элементов (30), продолжающихся радиально по отношению к продольной оси (А) головки, а

установочный участок (28) включает охватываемый соединительный элемент (40), выступающий назад от базовой поверхности (42), продолжающейся поперечно по отношению к продольной оси (А) головки и образующей границу между режущим участком (26) и установочным участком (28), при этом охватываемый соединительный элемент (40) включает три разнесенных по периферии фиксирующих элемента (44) головки, каждый из которых включает периферийную поверхность (46) головки, закручивающуюся по спирали внутрь в направлении против направления (R) вращения и расходящуюся назад по отношению к продольной оси (А) головки, причем периферийные поверхности (46) головки выполнены в виде спиральных приводных поверхностей для передачи крутящего момента к сменной режущей головке (22).

2. Сменная режущая головка (22) по п. 1, в которой первый угол α образован между продольной осью (А) и линией (Т), касательной к любой точке на каждой периферийной поверхности (46) головки, причем первый угол α выбран из диапазона 35°≤α≤55°, предпочтительно первый угол (α) выбран равным 45°.

3. Сменная режущая головка (22) по п. 1, в которой в каждом поперечном сечении охватываемого соединительного элемента (40), взятом в плоскости, пересекающей периферийные поверхности (46) головки и перпендикулярной продольной оси (А) головки, каждая периферийная поверхность (46) головки лежит на спирали (S), имеющей центр (S_C) спирали, при этом каждая периферийная поверхность (46) головки образует спиральный участок (SP).

4. Сменная режущая головка (22) по п. 3, в которой две концевые точки (РЕ1, РЕ2) каждого спирального участка (SP) образуют угол β периферийной поверхности по отношению к центру (S_C) спирали, причем угол β периферийной поверхности находится в диапазоне 30°≤β≤60°.

5. Сменная режущая головка (22) по п. 3, в которой каждый центр спирали (S_C) совпадает с продольной осью (А) головки.

6. Сменная режущая головка (22) по п. 3, в которой каждая спираль (S) выполнена в виде Архимедовой спирали.

7. Сменная режущая головка (22) по п. 6, в которой угол (δ) подъема каждого спирального участка (SP) составляет менее 30°.

8. Сменная режущая головка (22) по п. 1, в которой за исключением периферийных поверхностей (46) головки, как режущий участок (26), так и установочный участок (28) выполнены без какой-либо поверхности, обращенной против направления (R) вращения, которая служит в качестве приводной поверхности, используемой для передачи крутящего момента к сменной режущей головке (22).

9. Сменная режущая головка (22) по п. 1, в которой воображаемая окружность (С_ВS) базовой поверхности, описывающая наибольший размер базовой поверхности (42), взятый перпендикулярно продольной оси (A) головки, имеет максимальный диаметр (D_BS) базовой поверхности,

воображаемая окружность (С_МСМ) охватываемого соединительного элемента, описывающая наибольший размер охватываемого соединительного элемента (40), взятый перпендикулярно к продольной оси (А) головки, имеет максимальный диаметр (D_MCM) охватываемого соединительного элемента,

причем максимальный диаметр (D_BS) базовой поверхности по меньшей мере в полтора раза больше, чем максимальный диаметр (D_MCM) охватываемого соединительного элемента.

10. Сменная режущая головка (22) по п. 1, в которой

при измерении в направлении (D_F) вперед вдоль продольной оси (А) головки от базовой поверхности (42) режущий участок (26) имеет максимальную длину (L_CP),

при измерении в направлении (D_R) назад вдоль продольной оси (А) головки от базовой поверхности (42) установочный участок (28) имеет максимальную длину(L_MP), и

максимальная длина (L_CP) режущего участка по меньшей мере в два с половиной раза больше, чем максимальная длина (L_MP) установочного участка.

11. Сменная режущая головка (22) по п. 1, в которой

при измерении в направлении (D_R) назад вдоль продольной оси (А) головки от базовой поверхности (42) установочный участок (28) имеет максимальную длину (L_MP),

воображаемая окружность (С_BS) базовой поверхности, описывающая наибольший размер базовой поверхности (42), взятый перпендикулярно продольной оси (А) головки, определяет максимальный диаметр (D_BS) базовой поверхности, и

максимальный диаметр (D_BS) базовой поверхности по меньшей мере в три раза больше, чем максимальная длина (L_MP) установочного участка.

12. Сменная режущая головка (22) по п. 1, в которой охватываемый соединительный элемент (40) имеет 3-кратную поворотную симметрию вокруг продольной оси (А) головки.

13. Сменная режущая головка (22) по п. 1, в которой каждая периферийная поверхность (46) лежит на участке криволинейной поверхности соответствующего воображаемого неправильного конуса, имеющего спиральную базовую поверхность.

14. Сменная режущая головка (22) по п. 1, в которой охватываемый соединительный элемент (40) дополнительно включает заднюю поверхность (48), пересекающую самый задний участок каждого фиксирующего элемента (44) головки,

каждый фиксирующий элемент (44) головки дополнительно включает фасочную поверхность (50), продолжающуюся между задней поверхностью (48) и каждой периферийной поверхностью (46) головки и сходящуюся назад по отношению к продольной оси (А) головки.

15. Сменная режущая головка (22) по п. 14, в которой каждый фиксирующий элемент (44) головки дополнительно включает вогнутую поверхность (66), продолжающуюся между базовой поверхностью (42) и каждой периферийной поверхностью (46) головки.

16. Вращающийся режущий инструмент (20), содержащий:

сменную режущую головку (22) по любому из пп. 1-15 и

корпус (24), имеющий продольную ось (С), продолжающуюся в направлении спереди (D_F) назад (D_R), содержащий охватывающий соединительный элемент (52), продолжающийся назад от передней поверхности (54) корпуса, продолжающейся поперечно к продольной оси (C) корпуса, причем охватывающий соединительный элемент (52) включает:

три разнесенных по периферии фиксирующих элемента (56) корпуса, каждый из которых включает углубленную периферийную поверхность (58) корпуса, расходящуюся назад по отношению к продольной оси (С) корпуса, и

заднюю поверхность (60) корпуса, продолжающуюся поперечно по отношению к продольной оси (С) корпуса и пересекающую каждый фиксирующий элемент (56) корпуса, причем

охватываемый соединительный элемент (40) дополнительно включает заднюю поверхность (48), пересекающую самый задний участок каждого фиксирующего элемента (44) головки, и

сменная режущая головка (22) выполнена с возможностью поворота между высвобожденным положением и закрепленным положением, причем в закрепленном положении

охватываемый соединительный элемент (40) съемно удерживается в охватывающем соединительном элементе (52),

каждая периферийная поверхность (46) головки опирается на соответствующую периферийную поверхность (58) корпуса,

базовая поверхность (42) опирается на переднюю поверхность (54) корпуса, при этом

задняя поверхность (48) отнесена от задней поверхности (60) корпуса.

17. Режущий инструмент (20) по п. 16, в котором

корпус (24) дополнительно включает поверхность (62) хвостовика, продолжающуюся назад от передней поверхности (54) корпуса,

охватывающий соединительный элемент (52) открывается к поверхности (62) хвостовика по трем разнесенным по периферии корпуса поверхностям (64) канавок, и

передняя поверхность (54) корпуса включает три разнесенных участка.

18. Режущий инструмент (20) по п. 16, в котором каждая периферийная поверхность (58) корпуса закручивается по спирали внутрь в направлении против направления (R) вращения.

19. Режущий инструмент (20) по п. 16, в котором продольная ось (А) головки соосна с продольной осью (С) корпуса.

20. Режущий инструмент (20) по п. 16, в котором периферийный участок передней поверхности (54) корпуса включает выступающую поверхность (68).

21. Корпус (24) вращающегося режущего инструмента, имеющий продольную ось (С), продолжающуюся в направлении спереди (D_F) назад (D_R), и направление (R) вращения вокруг продольной оси (C), при этом корпус включает

охватывающий соединительный элемент (52), продолжающийся назад от передней поверхности (54) корпуса, продолжающейся поперечно к продольной оси (C) корпуса, причем охватывающий соединительный элемент (52) включает три разнесенных по периферии фиксирующих элемента (56) корпуса, каждый из которых включает углубленную периферийную поверхность (58) корпуса, расходящуюся назад по отношению к продольной оси (С) корпуса, причем каждая периферийная поверхность (58) корпуса закручивается по спирали внутрь в направлении против направления (R) вращения, и

каждая периферийная поверхность (58) корпуса образована в виде поднутрения соответствующего фиксирующего элемента (56) корпуса и скрыта на виде спереди на корпус (24) вдоль продольной оси (C), и

заднюю поверхность (60) корпуса, продолжающуюся поперечно по отношению к продольной оси (C) и пересекающую каждый фиксирующий элемент (56) корпуса, причем периферийные поверхности (58) корпуса выполнены в виде спиральных приводных поверхностей для передачи крутящего момента к сменной режущей головке (22).

22. Корпус (24) по п. 21, в котором за исключением периферийных поверхностей (58) корпуса (28) корпус (24) выполнен без какой-либо поверхности, обращенной против направления (R) вращения, которая служит в качестве приводной поверхности для передачи крутящего момента к сменной режущей головке (22).