Фрезерный вкладыш

 

Использование: сменные вкладыши для резки твердых металлов, применяемые с вращающейся фрезой. Сущность изобретения: фрезерный вкладыш имеет верхнюю, нижнюю и боковые поверхности, а также режущие кромки, образованные пересечением верхней и боковых поверхностей, при этом верхняя поверхность имеет центральную часть, параллельную нижней поверхности, и сопряженные с последней наклонные поверхности, прилегающие к режущим кромкам, при этом режущие кромки расположены двумя парами, соединяющимися в углах вкладыша, расположенных на одной диагонали последнего. При этом режущие кромки каждой пары и прилегающие к ним указанные наклонные поверхности расположены под углом к нижней поверхности вкладыша в направлении к их общему углу. Вкладыш выполнен призматической ромбовидной формы с четырьмя режущими кромками, каждая из которых является главной при соответствующем повороте вкладыша в гнезде фрезы. 5 з.п.ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к сменным вкладышам для резки твердых металлов, применяемых с вращающейся фрезой в виде преимущественно цилиндрического держателя с одним или несколькими углублениями по периферии, в которых устанавливается соответствующее число указанных съемных вкладышей.

Используемые во фрезах вкладыши обычно призматической формы имеют верхнюю, нижнюю и боковые поверхности; пересечение каждой боковой поверхности, являющейся задней гранью, с верхней поверхностью образует режущую кромку.

Вкладыш устанавливается в держателе таким образом, чтобы его режущая кромка находилась на окружной режущей траектории фрезы с наклоном относительно вращения фрезы на угол, который называется углом осевого наклона. Известно, что в некоторых фрезах режущие кромки вкладышей образуют положительные углы осевого наклона, а в других - отрицательные. Также известно, что в одной фрезе часть вкладышей имеет положительные углы наклона, а остальные отрицательные.

Осевой угол наклона режущей кромки вкладыша зависит от угла наклона опорной поверхности фрезы, на которой покоится вкладыш. Следовательно, опорные поверхности фрезы с вкладышами, имеющими положительные углы осевого наклона, не годятся для использования с вкладышами, углы осевого наклона которых отрицательные. Далее, если некоторые вкладыши фрезы имеют положительный угол осевого наклона, а углы осевого наклона остальных вкладышей отрицательные, то и фреза должна быть сконструирована так, чтобы ее опорные поверхности соответствовали этой необходимости.

Как уже предлагалось в нашем патенте, полученном в США под N 5052863, если вкладыш фрезы выполнен так, что режущая кромка наклонена относительно плоскости его основания, то режущие кромки вкладыша будут располагаться под положительными или отрицательными углами осевого наклона, в то время как опорные поверхности вкладышей могут располагаться единым образом параллельно оси вращения фрезы. При наличии таких вкладышей одна и та же фреза может быть использована с вкладышами, режущие кромки которых расположены как под положительными, так и под отрицательными углами осевого наклона.

Однако, даже при наличии таких видоизмененных вкладышей фрезу следует оснащать различными их типами в зависимости от того, какие углы осевого наклона требуются: положительные или отрицательные. Для этого нужен широкий выбор вкладышей.

Целью изобретения является разработка нового, усовершенствованного вкладыша фрезы, у которого указанные выше недостатки устранены или существенно сокращены.

В соответствии с изобретением представлен фрезерный вкладыш преимущественно ромбовидной формы, состоящий из верхней, нижней и боковых поверхностей, причем пересечение каждой боковой с верхней поверхностью образует режущую кромку, наклонных граней, образующих часть указанной верхней поверхностный соответствующих указанных режущих кромок, первой пары смежных режущих кромок, стыкующихся в первом общем углу вкладышей, второй пары смежных режущих кромок, стыкующихся во втором общем углу вкладышей, диагонально-противоположном указанному первому углу вкладышей, непосредственно кромок каждой из пар и связанных с ними наклонных граней, уклоняющихся в сторону нижней поверхности и к их общему углу.

Таким образом, фрезерный вкладыш в соответствии с данным изобретением может иметь, в зависимости от положения вкладыша на опорной поверхности, требуемый положительный или отрицательный угол осевого наклона. Следовательно, если, например, вкладыш установлен на опорной поверхности так, что рабочая режущая кромка имеет положительный угол наклона, то для того, чтобы установить соответствующую режущую кромку с отрицательным углом осевого наклона, следует повернуть соответствующий вкладыш относительно его опорной поверхности так, чтобы эта режущая кромка оказалась в рабочем положении.

Таким образом, оказывается очевидным, что один и тот же вкладыш может быть использован для фрезерования как с положительным, так и с отрицательным углом осевого наклона. Число вкладышей, необходимых при этом для работы, значительно сокращается.

Принимая далее во внимание тот факт, что вкладыш имеет ромбовидную форму, он может быть с успехом оснащен двумя парами режущих кромок, каждая из которых может иметь, в зависимости от необходимости, положительный или отрицательный угол осевого наклона. Вторая пара режущих кромок может быть резервной, используемой в случае износа первой пары.

Ниже приведен пример осуществления фрезерного вкладыша в соответствии с настоящим изобретением и со ссылкой на прилагаемые чертежи, среди которых: фиг. 1, 2, 3 являются перспективными изобретениями вкладыша различной конфигурации согласно изобретению; фиг. 4 изображает приведенный на фиг. 1, 2, 3 вкладыш, смонтированный на держателе фрезы с рабочей режущей кромкой под положительным углом осевого наклона; фиг. 5 является перспективным изображением вкладыша, показанного на фиг. 1, 2, 3, смонтированного на держателе фрезы с рабочей режущей кромкой под отрицательным углом осевого наклона; фиг. 6а - 6г являются схематическими фронтальными изображениями различных фрез с вкладышами согласно изобретению; фиг. 7а и 76 являются схематическими фронтальными изображениями фрезы для тавровых пазов с вкладышами согласно изобретению.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения.

Как это видно из фиг. 1, 2, 3, режущий вкладыш преимущественно ромбовидной формы образован верхней и нижней поверхностями 2 и 3, а также боковыми поверхностями 4, 5 и 6 (четвертая поверхность на чертеже не видна). Верхняя поверхность 2 вкладыша состоит из отлого опускающихся наклонных граней 2a и центральной планарной поверхности 2b. Вкладыш имеет центральную установочную расточку 8.

Каждая из боковых поверхностей 4, 5, 6 разделена линией 9 на узкие верхние задние участки 4a, 5a, 6a непрерывной кривизны и нижние планарные задние участки 4b, 5b, 6b.

Пересечение верхних задних участков 4a, 5a, 6a и четвертого, невидимого, заднего участка с соответствующими наклонными гранями 2a определяет положение соответствующих режущих кромок 10, 11, 12 и 13.

Как отмечалось в патенте США N 5052863, верхние задние участки 4a, 5a, 6a и верхний задний участок невидимой боковой поверхности имеют, совместно с наклонными гранями 2a непрерывную кривизну, в силу чего передние и задние углы остаются преимущественно инвариантными по всей длине режущих кромок 10, 11, 12, 13.

По аналогии с вкладышем, изображенном и описанном в предшествующем патенте США, режущие кромки 10, 11, 12, 13 имеют сами по себе определенную кривизну, в результате которой каждая режущая кромка является частью криволинейной стороны плоскости, пересекающей цилиндр, который является частью поверхности вращения режущей кромки под углом, соответствующим углу осевого наклона вкладыша во фрезе. Способ определения этой кривизны режущей кромки, равно как и кривизны верхних задних участков, изложен более подробно в предшествующем патенте.

Как это можно заметить, боковые поверхности 4 и 5 имеют общий угол 15, а боковые поверхности 6 и 7 имеют общий угол 16.

Режущие кромки 10 и 11 (образующие первую пару смежных режущих кромок) и ассоциирующиеся с ними наклонные грани 2a отлого опускаются к нижней поверхности 3 и общему углу 15 вкладыша. В то же время, режущие кромки 12, 13 (образующие вторую пару смежных режущих кромок) и ассоциирующиеся с ними наклонные грани отлого опускаются к нижней поверхности 3 и общему углу 16 вкладыша, который расположен по диагонали от угла 15. Таким образом, если смотреть последовательно на боковые поверхности 5 и 7, то будет видно, что режущие кромки 10 и 11 наклонены в противоположные стороны. Это же относится к ассоциирующимся с ними наклонным граням 2a. Аналогичным образом, при последовательных взглядах на боковые поверхности 4 и 6, будет видно, что режущие кромки 10, 12 наклонены в противоположные стороны (это же относится к ассоциированным наклонным граням 2a).

На фиг. 4 и 5 изображен вкладыш в соответствии с изобретением, который может быть установлен в держателе фрезы так, что рабочая режущая кромка имеет положительный или отрицательный угол осевого наклона в зависимости от необходимости.

Представленный на фиг. 4 и 5 цилиндрический держатель 21 фрезы имеет периферическое углубление 22 с опорной поверхностью 23, на которой покоится вкладыш 1, как это указано выше со ссылкой на фиг. 1, 2, 3. В случае установки вкладыша как показано на фиг. 4, режущая кромка 12 является рабочей кромкой, имеющей наклон в направлении к нижней поверхности вкладыша и оси вращения держателя, который определяет положительный угол γ⁺_A осевого наклона. При установке вкладыша в соответствии с фиг. 5, режущая кромка 11 является рабочей кромкой, имеющей наклон в направлении к нижней поверхности вкладыша и оси вращения держателя, который определяет отрицательный угол γ^-_A осевого наклона.

Вполне очевидно, что при использовании вкладышей в соответствии с изобретением их режущие кромки могут иметь как положительный, так и отрицательный угол осевого наклона в соответствии с необходимостью. Также очевидно то, что один и тот же держатель может быть использован для работы с вкладышами, имеющими положительный или отрицательный угол осевого наклона.

Хотя в примерах, иллюстрированных на фиг. 4 и 5, держатель фрезы имеет только один фрезерный вкладыш, изобретение может быть равным образом использовано в отношении фрез, держатель которых содержит несколько вкладышей независимо от того, установлены ли все вкладыши под положительным или отрицательным углом осевого наклона или же часть из них имеет положительный угол, а остальные смонтированы под отрицательным углом осевого наклона.

Фрезы такого типа изображены на фиг. 6а - 6г.

Фиг. 6а иллюстрирует фрезу для правосторонней обработки с положительным углом, у которой каждый вертикальный набор вкладышей (виден только один набор) состоит из вкладышей согласно изобретению.

Фиг. 6б иллюстрирует соответствующую фрезу для правосторонней обработки с отрицательным углом осевого наклона. Вкладыши этих двух видов могут быть установлены во фрезерном держателе, причем все, что следует сделать, чтобы преобразовать вкладыш одного типа во вкладыш другого типа, это надо изменить положение зажатых вкладышей на противоположное.

С другой стороны, фиг. 6в и 6г иллюстрируют возможность использования вкладышей согласно изобретению так, что их рабочие режущие кромки попарно размещены в противоположных направлениях (фиг. 6в) или образуют елочную структуру (фиг. 6г).

Во всех четырех случаях использования вкладышей согласно изобретению создается возможность получить инструмент с держателем одной общей формы, в то время как ранее каждый тип инструмента нуждался в держателе с опорной поверхностью, предназначенной исключительно для определенного вкладыша.

Еще одним примером инструмента, воплощающего уникальные характерные особенности вкладышей согласно изобретению является фреза для тавровых пазов. Фиг. 7а является схематическим фронтальным изображением подобного инструмента, находящегося в заготовке в процессе фрезерования таврового паза. В то время как верхний ряд вкладышей проводит правостороннюю обработку, нижний ряд вкладышей ведет левостороннюю обработку. Для обеспечения положительного осевого расположения рабочих режущих кромок как при правосторонней, так и левосторонней обработке, эти кромки разнесены, как показано на фиг. 7б, таким образом, чтобы они имели скос в противоположных направлениях, обеспечивал положительный угол осевого наклона.

Использование вкладышей согласно изобретению обеспечивает возможность их беспрепятственной установки во фрезах независимо от того ведется ли правосторонняя или левосторонняя обработка при положительном или отрицательном положении режущих кромок относительно оси и с применением держателя, пригодного для каждой из указанных комбинаций.

Несмотря на то, что изобретение было описано для специального случая применения вкладышей, боковые поверхности которых разделены на верхние задние участки криволинейного характера и нижние задние планарные участки, оно в равной степени применимо к вкладышам, лишенным подобного разделения.

Формула изобретения

1. Фрезерный вкладыш, имеющий верхнюю, нижнюю и боковые поверхности, а также режущие кромки, образованные пересечением указанных верхней и боковых поверхностей, при этом верхняя поверхность имеет центральную часть, параллельную нижней поверхности, и сопряженные с последней наклонные поверхности, прилегающие к режущим кромкам, при этом режущие кромки расположены двумя парами, соединяющимися в углах вкладыша, расположенных на одной диагонали последнего, при этом режущие кромки каждой пары и прилегающие к ним указанные наклонные поверхности расположены под углом к нижней поверхности вкладыша в направлении к их общему углу, отличающийся тем, что вкладыш выполнен призматической ромбовидной формы с четырьмя режущими кромками, каждая из которых является главной при соответствующем повороте вкладыша в гнезде фрезы.

2. Вкладыш по п.1, отличающийся тем, что на каждой боковой поверхности выполнен верхний криволинейный участок, прилегающий к режущей кромке, и нижний, преимущественно плоский участок.

3. Вкладыш по п.1, отличающийся тем, что упомянутые наклонные поверхности выполнены криволинейными.

4. Вкладыш по п.1 или 2, отличающийся тем, что упомянутые наклонные поверхности и верхние участки боковых поверхностей выполнены таким образом, чтобы при установке вкладыша на фрезе радиальные передние и задние углы были неизменными вдоль длины режущей кромки.

5. Вкладыш по п.1, отличающийся тем, что каждая режущая кромка представляет собой кривую, образованную пересечением цилиндра, являющегося частью поверхности вращения режущей кромки, плоскостью, наклоненной к оси указанного цилиндра под углом, равным осевому углу наклона вкладыша при установке последнего на фрезе.

6. Вкладыш по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что при установке вкладыша на фрезе каждая пара режущих кромок имеет режущую кромку, образующую положительный угол осевого наклона, и режущую кромку, образующую отрицательный угол осевого наклона.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7