Съемный сегмент режущего инструмента с упругим зажимом и режущий инструмент для него
Сегмент (100) предназначен для съемной установки в гнездо (154) в режущем инструменте (150), образованном в периферийной поверхности его корпуса (152). Каждый сегмент (100) имеет продольную ось (А), продолжающуюся в направлении спереди назад (DF, DR) и верхний и нижний концы (102, 104), расположенные на противоположных сторонах от оси (А). Нижний конец (104) имеет две разнесенные друг от друга нижние опорные поверхности (108, 110). На верхнем конце (102) переднего конца (114) образован участок (112) для удержания режущей пластины. На верхнем конце (102) образован упругий удерживающий рычаг (116), отнесенный назад от участка (112) для удержания режущей пластины. Удерживающий рычаг (116) имеет верхнюю опорную поверхность (118). На виде сбоку сегмента (100) верхняя и нижние опорные поверхности (118, 108, 110) выполнены прямыми. Режущий инструмент (150) содержит по меньшей мере один сегмент (100) режущего инструмента, съемно установленный в гнезде (154) для сегмента. Достигается повышение надежности крепления сегмента независимо от крепления режущей пластины. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[001] Изобретение по существу относится к режущим инструментам, содержащим режущие пластины, удерживаемые на их окружности, и, более конкретно, к таким режущим инструментам со съемными сегментами, которые удерживают режущие пластины.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[002] Режущие инструменты, такие как пазовые или шлицевые фрезы и пилы, имеют множество режущих пластин, которые удерживаются на их периферийной поверхности. Режущие пластины могут удерживаться в элементах режущего инструмента, которые могут отсоединяться от корпуса. Такие известные элементы режущего инструмента соединяются с корпусом разными способами. Некоторые режущие пластины или элементы режущего инструмента удерживаются в соответствующих гнездах или углублениях кулачком, сохраняющим их положение.
[003] Режущие инструменты с сегментами режущего инструмента или режущие пластины, описанные выше, показаны, например, в следующих патентных публикациях США: US 4604004, US 4898054, US 6325574, US 4492140, US 3887975, US 2860863, US 341187 и US 207003, а также в патентных публикациях Германии DE 8513350 U1 и DE 10010223 B4.
[004] Задачей настоящего изобретения является создание улучшенного нового сегмента режущего инструмента, который упруго удерживается в корпусе оправки и выполнен с возможностью отсоединения от нее, независимо от удержания режущей пластины в сегмента режущего инструмента
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[005] Согласно аспекту настоящего изобретения предлагается сегмент режущего инструмента, имеющий продольную ось сегмента, продолжающуюся в направлении спереди назад, и содержащий:
верхний конец и нижний конец, расположенные на противоположных сторонах от оси сегмента, при этом нижний конец имеет две разнесенные нижние опорные поверхности,
участок удержания режущей пластины, образованный на верхнем конце, расположенный на переднем конце сегмента режущего инструмента, и
упругий удерживающий рычаг, образованный на верхнем конце, отнесенный назад от участка удержания режущей пластины, при этом удерживающий рычаг имеет верхнюю опорную поверхность,
причем котором на виде сбоку на сегмент режущего инструмента верхняя и нижние опорные поверхности прямые.
[006] Согласно аспекту настоящего изобретения предлагается режущий инструмент, содержащий корпус, имеющий по меньшей мере одно гнездо для сегмента, образованное на его периферийной поверхности, и по меньшей мере один сегмент инструмента, описанный выше, удерживаемый в этом по меньшей мере одном гнезде для сегмента.
[007] В корпусе режущего инструмента каждое гнездо для сегмента имеет верхнюю поверхность гнезда и противоположную нижнюю поверхность гнезда, при этом верхняя поверхность гнезда имеет верхнюю зажимную поверхность, а нижняя поверхность гнезда имеет две разнесенные друг от друга нижние зажимные поверхности, при этом верхняя опорная поверхность сегмента режущего инструмента упирается в верхнюю зажимную поверхность гнезда для сегмента, нижние опорные поверхности сегмента режущего инструмента упираются в нижние зажимные поверхности гнезда для сегмента, а удерживающий рычаг упруго прижат в сторону оси сегмента. По меньшей мере одна режущая пластина удерживается в участке для удержания режущей пластины по меньшей мере одного сегмента режущего инструмента.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[008] Для лучшего понимания настоящего изобретения и для иллюстрации, как оно может быть реализовано на практике, далее приведены ссылки на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 - схематический иллюстративный вид сбоку режущего инструмента по варианту настоящего изобретения;
фиг. 2 - вид в перспективе части режущего инструмента по фиг. 1;
фиг. 3 - вид сбоку части режущего инструмента по фиг. 2;
фиг. 4 - разнесенный вид сбоку части режущего инструмента по фиг. 2;
фиг. 5 - вид сбоку части режущего инструмента по другому варианту настоящего изобретения;
фиг. 6 - разнесенный вид сбоку части режущего инструмента оп фиг. 5;
фиг. 7 - вид сбоку части режущего инструмента по еще одному варианту настоящего изобретения.
[009] Следует понимать, что для простоты и ясности иллюстраций элементы, показанные на чертежах, не обязательно показаны в масштабе. Например, размеры некоторых элементов могут быть увеличены относительно других элементов для ясности, или несколько физических компонентов могут быть включены в один функциональный блок или элемент. Далее, там, где это уместно, ссылочные позиции могут повторяться на разных чертежах для обозначения соответствующих или аналогичных элементов.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[010] Ниже следует описание разных аспектов настоящего изобретения. Для целей пояснения, приведены конкретные конфигурации и детали, позволяющие получить глубокое понимание настоящего изобретения. Однако специалистам в данной области техники следует понимать, что изобретение может быть реализовано на практике без конкретных деталей, приведенных в описании. Кроме того, описание хорошо известных признаков может быть опущено или упрощено, чтобы не усложнять описание.
[011] На фиг. 1-4 представлены разные виды режущего инструмента 150 по варианту настоящего изобретения. Режущий инструмент 150 содержит корпус 152, имеющий две боковые поверхности 155 корпуса и периферийную поверхность 156, продолжающуюся меду ними. В периферийной поверхности 156 корпуса 152 образовано множество гнезд 154 для сегментов. Режущий инструмент 150 также содержит множество сегментов 100 режущего инструмента и каждый сегмент 100 режущего инструмента удерживается с возможностью отсоединения в соответствующем гнезде 154 для сегмента. Режущий инструмент 150 показан как вращающийся режущий инструмент, имеющий центральную ось В вращения. При работе режущий инструмент 150 вращается вокруг центральной оси В для взаимодействия с деталью для срезания материала с обрабатываемой детали.
[012] Как показано на фиг. 3, 4, каждое гнездо 154 для сегмента имеет верхнюю поверхность 158 гнезда и противоположную нижнюю поверхность 160 гнезда. Задняя поверхность 178 гнезда проходит между верхней поверхностью 158 гнезда и нижней поверхностью 160 гнезда. Верхняя поверхность 158 гнезда имеет верхнюю зажимную поверхность 162, а нижняя поверхность 160 гнезда имеет две разнесенные друг от друга нижние зажимные поверхности 168, 170.
[013] Сегмент 100 режущего инструмента имеет продольную ось А сегмента, продолжающуюся в направлении DF, DR спереди назад. Сегмент 100 режущего инструмента содержит верхний конец 102 и нижний конец 104, расположенные на противоположных сторонах от оси А сегмента. Нижний конец 104 имеет нижнюю поверхность 106 с двумя разнесенными друг от друга нижними опорными поверхностями 108, 110. Сегмент 100 режущего инструмента имеет две боковые поверхности 107 сегмента и периферийную поверхность 109 сегмента, продолжающуюся между ними. Задняя поверхность 134 сегмента проходит в задней части сегмента 100 режущего инструмента между нижней поверхностью 106 и задней частью упругого рычага 116.
[014] Участок 112 удержания режущей пластины образован в верхнем конце 102 на переднем конце 144 сегмента 100 режущего инструмента. Упругий удерживающий рычаг 116 образован на верхнем конце 102 и имеет верхнюю опорную поверхность 118. Удерживающий рычаг 116 отнесен назад от участка 112 удержания режущей пластины.
[015] Как показано на фиг. 3 и 4, при виде сбоку на сегмент 100 режущего инструмента верхняя и нижние опорные поверхности 118, 108 110 являются прямыми. При виде сбоку сегмента 100 режущего инструмента верхняя опорная поверхность 118 проходит вдоль верхней линии I1, а нижние опорные поверхности проходят вдоль линии I2. В некоторых вариантах верхняя линия I1 и нижняя линия I2 могут быть параллельных друг другу в некоторых положениях режущего инструмент 150 (например, когда сегмент 100 режущего инструмента установлен в гнездо 154 для сегмента). Следует отметить, что такие верхняя и нижние опорные поверхности 118, 108, 110 (т.е. прямые на виде сбоку) легче в изготовлении, например, по сравнению с опорной поверхностью, которые изогнуты при виде сбоку. Далее, такие опорные поверхности легче шлифовать по сравнению с изогнутыми опорными поверхностями. Следует понимать, что верхняя и нижние опорные поверхности 118, 108, 110 могут быть V-образными поверхностями для прочного упора между сегментом 100 режущего инструмента и гнездом 154 для сегмента. Далее следует отметить, что нижние опорные поверхности 108, 110 могут быть двумя разнесенными друг от друга секциями одной прямой поверхности, т.е., нижней поверхности 106.
[016] В режущем инструменте 150 каждый из по меньшей мере одного сегмента 100 режущего инструмента съемно удерживается в соответствующем гнезде 154 для сегмента так, что верхняя опорная поверхность 118 сегмента 100 режущего инструмента прочно упирается в верхнюю зажимную поверхность 162 гнезда 154 для сегмента. Далее, нижние опорные поверхности 108, 110 сегмента 100 режущего инструмента прочно упираются в нижние зажимные поверхности 168, 170 гнезда 154 для сегмента, соответственно. Когда сегмент 100 режущего инструмента вставляется в гнездо 154 для сегмента, удерживающий рычаг 116 упруго прижимается в направлении оси А сегмента. Движение удерживающего рычага 116 возможно благодаря образованному рядом с ним зазору 117. Между верхней и нижними опорными поверхностями 118, 108, 110 сегмента 100 режущего инструмента и верхней и нижними зажимными поверхностями 162, 168, 170 гнезда 154 для сегмента, соответственно, возникает прочная фрикционная посадка.
[017] В каждом из сегментов 100 режущего инструмента удерживается режущая пластина 122, расположенная в участке 112 для удержания режущей пластины. Участок 112 для удержания режущей пластины может содержать любое устройство для удержания режущей пластины 122. Сегмент 100 режущего инструмента, показанный на чертежах настоящей заявки, содержит упругий удерживающий участок с фрикционной посадкой для удержания режущей пластины 122 посредством фрикционной посадки (т.е. без крепежного элемента, такого как винт и пр., например, как показано в US7163361, содержание которого включено сюда путем отсылки). Таким образом, участок 112 удержания режущей пластины не имеет резьбового отверстия для приема зажимного винта или другого зажима для удержания режущей пластины. Однако можно применять любой другой тип удержания режущей пластины, например такой, который содержит крепежный элемент, как показано в US7090443, содержание которого включено в настоящее описание путем отсылки.
[018] В любом случае, упругий удерживающий рычаг 116 отнесен назад от участка 112 для удержания режущей пластины. Таким образом, силы, приложенные к сегменту 100 режущего инструмента при его удержании в гнезде 154 для режущего инструмента, не влияют на милы, приложенные к режущей пластине 122 при ее удержании в участке 112 для удержания режущей пластины, и не мешают им. Следовательно, можно снимать и устанавливать режущие пластины 122 на сегмент 100 режущего инструмента, когда сегмент 100 режущего инструмента установлен на корпусе 152 режущего инструмента.
[019] На фиг. 5, 6 показан другой вариант настоящего изобретения. В этом варианте режущий инструмент 150 содержит корпус 152 режущего инструмента и по меньшей мере один сегмент 140 режущего инструмента. Сегмент 140 режущего инструмента подобен сегменту 100 режущего инструмента, однако нижняя поверхность 106 сегмента 140 режущего инструмента имеет запирающее углубление 124, образованное между нижними опорными поверхностями 108, 110. Запирающее углубление 124 утоплено от нижней поверхности 106 в направлении оси А сегмента и адаптировано для частичного приема запирающего элемента 126.
[020] Нижняя поверхность 160 гнезда 154 для сегмента имеет углубление 166, образованное между нижними зажимными поверхностями 168, 170. Когда сегмент 140 режущего инструмента вставлен в гнездо 154 для сегмента, углубление 166 гнезда обращено к запирающему углублению 124 сегмента 140 режущего инструмента. Углубление 166 гнезда и запирающее углубление 124, таким образом, совместно образуют запирающее отверстие 172, адаптированное для приема в нем запирающего элемента 126. Запирающее отверстие 172 имеет внутреннюю поверхность 176. Запирающий элемент 126 может быть кулачковым элементом для прочного запирания соответствующего сегмента 140 режущего инструмента в гнезде 154 для сегмента при повороте кулачкового элемента вокруг оси С кулачка, проходящей поперечно оси А сегмента.
[021] Участок кулачкового элемента 126 имеет контур (напр., спиральный или овальный) для взаимодействия с участком внутренней поверхности 176 запирающего отверстия 172, т.е. для одновременного взаимодействия с углублением 166 гнезда и запирающим углублением 124 при повороте вокруг оси С. Когда кулачковый элемент 126 повернут вокруг оси С, контур 174 участка прижимается к соответствующему участку стенок запирающего углубления 124 и углубления 166 гнезда. При этом сегмент 140 режущего инструмента более прочно удерживается в гнезде 154 для сегмента.
[022] Сегмент 100, 140 режущего инструмента далее может иметь отверстие 132 под ключ, открытое по меньшей мере на одной из боковых поверхностей 107 сегмента, а корпус 152 может иметь отверстие 164 под ключ, открытое по меньшей мере на одной из боковых поверхностей 155 оправки. Отверстия 132, 164 под ключ в сегменте и в инструментальной оправке адаптированы для одновременного приема соответствующих зубцов установочного ключа, который служит для установки и извлечения в гнездо 154 для сегмента и из него. Приводной ключ выполнен с возможностью вставлять сегмент 100, 140 режущего инструмента в гнездо 154 при повороте его в первом направлении, и извлекать сегмент 100, 140 режущего инструмента из гнезда при повороте в противоположном направлении. Если применяется второй вариант (фиг. 5-6), сегмент 140 режущего инструмента вставляют в гнезд 154, а затем в запирающее отверстие 172 вставляют запирающий элемент 126 и поворачивают его вокруг оси С кулачка для фиксации сегмента 140 в гнезде 154 для сегмента.
[023] Сегмент 100, 140 режущего инструмента дополнительно может содержать стопорной участок 128, расположенный на его переднем конце 114. Стопорной участок 128 выступает из нижней поверхности сегмента 100, 140 режущего инструмента в направлении от оси А сегмента. Стопорной участок 1287 имеет обращенную по существу назад стопорную поверхность 130, продолжающуюся поперечно оси А сегмента. При сборке режущего инструмента 150 сегмент 100, 140 вставляют в соответствующее гнездо 154 для сегмента до тех пор, пока стопорная поверхность 130 не упрется в периферийную поверхность 156 корпуса 152. Сегмент 100, 140 режущего инструмента и гнездо 154 для сегмента образованы так, что между сегментом 100, 140 режущего инструмента и поверхностью 178 гнезда 145 для сегмента контакт отсутствует, т.е. сегмент 100, 140 режущего инструмента останавливается до того, как задняя поверхность 134 сегмента войдет в контакт с задней поверхностью 178 гнезда.
[024] Режущий инструмент 150 имеет множество сегментов 100, 140 режущего инструмента и, следовательно, множество режущих пластин 122, например, во вращающемся режущем инструменте 150, показанном на фиг. 1. Для обеспечения эффективного резания необходимо, чтобы режущие кромки всех режущих пластин 122 находились на одинаковом расстоянии от оси В режущего инструмента 150. Когда все сегменты 100, 140 режущего инструмента имеют стопорной участок 128, они останавливаются на периферийной поверхности 156 корпуса 152 на одинаковом расстоянии от центральной оси В. Таким образом, стопорные участки 128 одинаково позиционируют режущие кромки относительно центральной оси В. Следует понимать, что легче определить положение режущих кромок, выставляя сегмент 100, 140 режущего инструмента по периферийной поверхности 156, чем выставляя его по задней поверхности 178 гнезда, положение которой может быть разным в разных гнездах 154 для сегмента.
[025] На фиг. 7 показана часть режущего инструмента 150' по еще одному варианту настоящего изобретения. Режущий инструмент 150' имеет гнездо 154' для сегмента. Согласно этому варианту сегмент 100' режущего инструмента аналогичен сегменту 100, но сегмент 100' режущего инструмента образован без стопорного участка 128. Вместо этого, когда сегмент 100' режущего инструмента установлен в гнездо 154' для сегмента, задняя поверхность 134 сегмента 100' режущего инструмента упирается в заднюю поверхность 178 гнезда 154' для сегмента. В этом варианте положение режущей кромки режущей пластины 122 определяется упором сегмента 100' режущего инструмента в заднюю поверхность 178 гнезда 145' для сегмента.
[026] На фиг. 1 режущий инструмент 150 показан как дисковая вращающаяся пазовая или шлицевая фреза с множеством гнезд 154 для сегментов 100 режущего инструмента. Однако режущий инструмент по настоящему изобретению может быть резцом любого другого типа и может содержать по меньшей мере один сегмент режущего инструмента с удерживаемой в нем режущей пластиной, например токарным резцом с единственным гнездом для сегмента с единственным сегментом, установленным в нем.
[027] Корпус 152 по настоящему изобретению может быть выполнен из стали. Сегмент 100, 140 также может быть выполнен из стали. Режущая пластина 122 может быть выполнена из твердого материала, подходящего для обработки металлов резанием, например, из цементированного карбида и пр.
[028] Хотя настоящее изобретение было описано со ссылками на один или более конкретный вариант, это описание является иллюстративным и не должно рассматриваться как ограничивающее настоящее изобретение показанными вариантами. Следует понимать, что специалистам в данной области техники очевидны различные изменения, не показанные конкретно в описании, которые, тем не менее, входят в объем настоящего изобретения.
1. Сегмент (100, 140, 100') режущего инструмента, имеющий продольную ось (А), продолжающуюся в направлении (DF-DR) спереди назад, содержащий:
верхний конец (102) и нижний конец (104), расположенные на противоположных сторонах от оси (А), при этом нижний конец имеет две разнесенные друг от друга нижние опорные поверхности (108, 110),
участок (112) удержания режущей пластины, образованный в верхнем конце (102) на переднем конце (114) сегмента (100, 140, 100'), и
упругий удерживающий рычаг (116), образованный на верхнем конце (102) и отнесенный назад от участка (112) удержания режущей пластины, при этом удерживающий рычаг (116) имеет верхнюю опорную поверхность (118),
причем на виде сбоку сегмента (100, 140, 100') верхняя и нижние опорные поверхности (118, 108, 110) выполнены прямыми.
2. Сегмент по п. 1, в котором на виде сбоку сегмента (100, 140, 100') верхняя опорная поверхность (118) и нижние опорные поверхности (108, 100) расположены параллельно друг другу.
3. Сегмент по п. 1, в котором участок (112) удержания режущей пластины содержит гнездо (120) для режущей пластины, выполненное с возможностью приема и удержания режущей пластины (122) посредством фрикционной посадки.
4. Сегмент (100) по п. 1, в котором нижний конец (104) дополнительно содержит запирающее углубление (124), расположенное между нижними опорными поверхностями и выполненное с возможностью частичного приема запирающего элемента (126).
5. Сегмент (100, 140) по п. 1, дополнительно содержащий стопорный участок (128), расположенный на переднем конце (114) сегмента (100, 140) и имеющий обращенную назад стопорную поверхность (130), продолжающуюся поперечно оси (А).
6. Режущий инструмент (150, 150’), содержащий:
корпус (152), имеющий по меньшей мере одно гнездо (154, 154') для сегмента, образованное в его периферийной поверхности (156), и
по меньшей мере один сегмент (100, 140, 100') по любому из пп. 1-5, удерживаемый в по меньшей мере одном гнезде (154, 154') для сегмента.
7. Инструмент по п. 6, в котором:
в корпусе (152) каждое гнездо (154, 154') имеет верхнюю поверхность (158) гнезда и противоположную нижнюю поверхность (160) гнезда, при этом верхняя поверхность (158) гнезда имеет верхнюю зажимную поверхность (162), а нижняя поверхность (160) гнезда имеет две разнесенные друг от друга нижние зажимные поверхности (168, 170),
в каждом сегменте (100, 140, 100') режущего инструмента верхняя опорная поверхность (118) упирается в верхнюю зажимную поверхность (162) соответствующего гнезда (154) для сегмента, нижние опорные поверхности (108, 110) упираются в нижние зажимные поверхности (168, 170) соответствующего гнезда (154, 154') для сегмента, а удерживающий рычаг (116) упруго поджат к оси (А) сегмента, и
по меньшей мере одна режущая пластина (122) удерживается в участке (112) удержания режущей пластины по меньшей мере одного сегмента (100, 140, 100') режущего инструмента.
8. Инструмент (150) по п. 6, в котором:
по меньшей мере один сегмент (100, 140) дополнительно содержит стопорный участок (128), расположенный на переднем конце (114) и имеющий обращенную назад поверхность (130), продолжающуюся поперечно оси (А) сегмента, при этом
стопорная поверхность (130) упирается в периферийную поверхность (156) корпуса (152).
9. Инструмент (150) по п. 6, в котором:
нижний конец (104) по меньшей мере одного сегмента (100) режущего инструмента дополнительно имеет запирающее углубление (124), расположенное между нижними опорными поверхностями (108, 110),
нижняя поверхность (160) гнезда по меньшей мере одного гнезда (154) для сегмента имеет углубление (166) гнезда, образованное между нижними зажимными поверхностями (168, 170), при этом углубление (166) гнезда обращено к запирающему углублению (124) и образует вместе с ним запирающее отверстие (172), выполненное с возможностью приема запирающего элемента (126) в нем.
10. Инструмент (150) по п. 9, в котором запирающий элемент (126) выполнен в виде кулачкового элемента для прочного запирания соответствующего сегмента (100) в его гнезде (154) для сегмента при повороте кулачкового элемента вокруг оси (С) кулачка, проходящей поперечно оси (А) сегмента.
11. Инструмент (150) по п. 10, в котором кулачковый элемент (126) имеет участок с контуром (174) для взаимодействия с внутренней поверхностью (176) запирающего отверстия (172) при повороте кулачкового элемента вокруг оси (С) кулачка.
12. Инструмент (150, 150') п. 6, в котором сегмент (100, 140, 100') имеет отверстие (132) под ключ и корпус имеет отверстие (164) под ключ, при этом отверстия (132, 164) под ключ в сегменте и в корпусе выполнены с возможностью приема зубцов приводного ключа.
13. Инструмент (150, 150') по п. 6, в котором режущая пластина удерживается в участке (112) для удержания режущей пластины посредством фрикционной посадки.
