Режущая пластина
Режущая пластина предназначена для фиксации в корпусе режущего инструмента в форме диска или стержня, в частности для фрезерования коленчатых валов, имеет в основном форму параллелепипеда с двумя лицевыми поверхностями, расстояние между которыми определяет ширину режущей пластины, двумя передними поверхностями, расстояние между которыми определяет толщину режущей пластины, и одной верхней и одной нижней торцевыми поверхностями. Выпуклая краевая поверхность образована между каждой из лицевых поверхностей и верхней торцевой поверхностью и нижней торцевой поверхностью так, чтобы верхняя и нижняя торцевые поверхности и каждая выпуклая краевая поверхность образовывали с передней поверхностью режущую кромку, заканчивающуюся сбоку в режущих углах. Для получения режущей пластины для обработки углов в 90 градусов с максимальным количеством режущих кромок к каждой из выпуклых краевых поверхностей примыкает направленная вовнутрь наклонная поверхность, которая обеспечивает выступание соответствующего режущего угла. При этом скосы, расположенные под углом к внешней кромке, выполнены между направленными вовнутрь наклонными поверхностями на лицевых поверхностях на обеих сторонах плоской опорной поверхности, а ширина и толщина режущей пластины имеют равную величину или изменяются по отношению друг к другу не более чем на 20%. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.
Настоящее изобретение относится к режущей пластине, предназначенной для фиксации в корпусе режущего инструмента в форме диска или стержня, в частности для фрезерования коленчатых валов, которая в основном имеет форму параллелепипеда и снабжена двумя передними поверхностями, расстояние между которыми определяет ширину режущей пластины, двумя боковыми поверхностями, служащими в качестве режущих поверхностей, расстояние между которыми определяет толщину режущей пластины, и одной верхней и одной нижней торцевыми поверхностями, в которой одна выпуклая краевая поверхность расположена между каждой из передних поверхностей и верхней торцевой поверхностью и нижней торцевой поверхностью таким образом, чтобы каждая верхняя и нижняя торцевые поверхности и выпуклая краевая поверхность образовывали с боковой поверхностью режущую кромку (7), заканчивающуюся сбоку в режущих углах. Такие режущие пластины известны, например, из патента DE 19704931 С1.
При обработке шейки коленчатого вала с целью фрезерования угла в 90 градусов сначала необходимо обработать указанную шейку с помощью первой режущей пластины прежде, чем будет проведена обработка цилиндрической поверхности с помощью так называемой круглой режущей пластины. Производительность является относительно низкой при использовании для указанных операций обработки двух различных индексируемых многогранных режущих пластин, каждая из которых имеет четыре режущие кромки.
В патенте DE 19704931 С1 приведено описание режущей пластины, имеющей в основном корпус в форме параллелепипеда, выполненный в виде индексируемой режущей пластины с восемью используемыми режущими кромками. Указанная режущая пластина имеет две плоскости, расположенные параллельно друг другу, и поверхности большей площади, через которые проходит фиксирующее отверстие, и четыре боковые поверхности, примыкающие к нему, в частности две небольшие торцевые поверхности, расположенные параллельно друг другу, и более крупные продольные поверхности, при этом каждая из них снабжена в центральной части приблизительно вдоль их продольной оси выступающим стержнем, действующим в качестве опорной поверхности при фиксации режущей пластины внутри держателя инструмента. Большие по площади поверхности сходятся через закругленную кромку в краевые поверхности меньшего размера таким образом, чтобы на продольной стороне приблизительно четверть-круглые режущие кромки образовывали предельные линии к краевым поверхностям на участке угла. Длинные режущие кромки в виде предельных линий между большими поверхностями и каждая смежная продольная поверхность дугообразно изогнуты таким образом, чтобы образовывался корпус, являющийся зеркально-симметричным продольной центральной плоскости и поперечной центральной плоскости. Длинные режущие кромки с помощью каждого из своих торцов и закругленной кромки образуют угол в пределах 70-80 градусов между малой краевой поверхностью и большей краевой поверхностью. Несмотря на тот факт, что имеется восемь режущих кромок, отсутствует возможность обеспечивать фрезерование углов в 90 градусов с помощью такой режущей пластины ввиду того, что вторичные режущие кромки будут повторно фрезеровать боковые стороны угла в 90 градусов. Таким образом, применение указанных режущих пластин также ограничивается использованием четырех режущих кромок.
Целью настоящего изобретения является создание индексируемой режущей пластины для обработки углов в 90 градусов, являющейся приемлемой для выполнения всех необходимых для этого операций и одновременно имеющей максимальное количество эффективных режущих кромок.
Настоящая цель достигается путем использования режущей пластины в соответствии с пунктом формулы 1. В соответствии с настоящим изобретением у указанной режущей пластины направленная вовнутрь наклонная поверхность примыкает к выпуклой краевой поверхности, благодаря чему режущий угол выступает наружу. Кроме того, между направленными вовнутрь наклонными поверхностями на передней поверхности по обеим сторонам плоской опорной поверхности расположены скошенные поверхности, наклоненные к внешней кромке. Ширина и толщина режущей пластины варьируются по отношению друг к другу не более чем на 20%, но предпочтительно, чтобы они имели идентичный размер. Благодаря вышеописанной конструкции вторичные режущие кромки режущих пластин в соответствии с настоящим изобретением выступают таким образом, чтобы предотвращалось повторное фрезерование ими боковых сторон коленчатого вала. Ввиду того что толщина режущей пластины приблизительно равна по размеру ее ширине, указанная режущая пластина может быть использована как для обработки углов в 90 градусов, так и для обработки внешнего диаметра шатунной шейки коленчатого вала, благодаря чему режущая пластина в соответствии с настоящим изобретением позволяет заменить два типа обычно используемых индексируемых режущих пластин. Благодаря этому обеспечивается сокращение до минимума как издержек на хранение, так и издержек на изготовление режущих пластин, и, кроме того, большее количество эффективных проходов инструментом при обработке детали приводит к снижению производственных расходов. Дополнительные примеры осуществления настоящего изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Таким образом, в соответствии с дополнительным примером осуществления изобретения монтажный болт, который в фиксированном состоянии проходит через сквозное отверстие, расположенное перпендикулярно передней поверхности, должен быть короче, чем длина режущей кромки. Указанная конструкция предотвращает чрезмерное удлинение монтажного болта.
Передняя поверхность между двумя вышеописанными скосами предпочтительно имеет плоскую опорную поверхность, при этом опорные поверхности двух расположенных друг от друга на расстоянии передних поверхностей являются точно параллельными по отношению друг к другу.
В одном конкретном примере осуществления настоящего изобретения угол наклона наклонных поверхностей составляет 1-10 градусов по отношению к соответствующей опорной поверхности, предпочтительно 5 градусов. Угол наклона скошенных поверхностей к плоскости соответствующей опорной поверхности находится в пределах от 15 до 30 градусов, предпочтительно 25 градусов.
С целью создания надежной опоры соответствующие передние поверхности опорных поверхностей выполнены плоскими, и опорные поверхности примыкают к сквозному отверстию, в которое устанавливают монтажный болт. Опорные поверхности и линии, лежащие на выпуклых краевых поверхностях и выступающие от них наружу, лежат в одной плоскости с плоскостью опорных поверхностей.
Режущий угол вдоль режущей кромки предпочтительно выбран положительным и имеет наклон до 20 градусов, предпочтительно от 10 до 15 градусов. Для стабилизации режущей кромки скос, который предпочтительно установлен под углом скоса от 0 до 15 градусов, также может быть выполнен вдоль режущей кромки. В соответствии с одним примером осуществления настоящего изобретения радиус изгиба выпуклых краевых поверхностей находится в пределах от 1 мм до 1,5 мм и предпочтительно 1,2 мм.
Дополнительные примеры осуществления настоящего изобретения и преимущества режущей пластины описаны со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:
Фиг.1 и 2 - различные виды первого примера осуществления режущей пластины в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.3 - вид сверху со стороны передней поверхности другого примера осуществления режущей пластины;
Фиг.4 - вид сверху со стороны боковой поверхности режущей пластины в соответствии с Фиг.3;
Фиг.5 - детальный вид В в соответствии с Фиг.4;
Фиг.6 - вид в разрезе по линии Е-Е в соответствии с Фиг.4.
Режущая пластина в форме параллелепипеда снабжена противоположными передними поверхностями 10 и 11, сходящимися в верхней и нижней части по выпуклым краевым кромкам 1 и образующими одну верхнюю и нижнюю торцевые поверхности 5. Режущие поверхности образованы боковыми поверхностями 6, соединяющими вместе передние поверхности 10 и 11. Указанные боковые поверхности 6 связаны режущими кромками 7, образованными верхней и нижней поверхностями 5 и выпуклыми краевыми поверхностями 1, расположенными под углом 90 градусов в угловом участке 7' и имеющими направленную вовнутрь наклонную вторичную режущую кромку, образованную наклонной поверхностью 2, соединенной с краевой поверхностью 1. Указанная поверхность 2 проходит по всей ширине 3 режущей пластины, благодаря чему обеспечивается выступание наружу вторичной режущей кромки таким образом, чтобы предотвращалось повторное фрезерование указанной вторичной режущей кромкой при подаче режущего инструмента к обрабатываемой детали под прямым углом. Кроме того, каждая из двух передних поверхностей 10 и 11 снабжена двумя плоскими опорными поверхностями 8, расположенными параллельно друг другу. Фиксирующее отверстие 9, предназначенное для установки в нем монтажного болта 12, выполнено в опорных поверхностях. По обеим сторонам плоских опорных поверхностей 8 и между наклонными поверхностями 2 (вверху и внизу) выполнены скошенные поверхности 13 и 14. Ширина 4 и толщина 3 режущей пластины являются практически идентичными. Монтажный болт 12 не должен превышать по длине прямолинейную часть режущей кромки 7 с целью предотвращения избыточного удлинения болта. Режущую пластину устанавливают в держателе для инструмента таким образом, чтобы она контактировала с обрабатываемой деталью под углом точно в 90 градусов и прорезала углы точно в 90 градусов. Режущая пластина может быть предпочтительно применена для обработки коленчатого вала в тех случаях, когда маслоудерживающая закраина является настолько высокой, что противолежащая режущая кромка также не обеспечивает резание или не выступает.
В другом примере осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированном на Фиг.3 и 4, идентичные части обозначены одинаковыми позициями, как и части режущей пластины, проиллюстрированной на Фиг.1 и 2. Режущая пластина, проиллюстрированная на Фиг.3-6, также имеет форму параллелепипеда, ширина 4 режущей пластины, проиллюстрированной на Фиг.4, которая в основном определена расстоянием между углами 7' режущей кромки, приблизительно на 20% превышает толщину 3 режущей пластины. К каждому концу фиксирующего отверстия 9 сверху и снизу примыкают две небольшие опорные поверхности 8, имеющие трапециевидную форму, как показано на Фиг.3, и лежащие в одной плоскости, как показано линиями 15 на Фиг.4. Как видно из Фиг.4, линия 15, которая приблизительно образует переход наклонной поверхности 2 в изогнутую поверхность 1, образует с поверхностями 8 надежную опору в одной плоскости. Как видно из Фиг.5, угол α, на который вовнутрь наклонена вторая режущая кромка 17 по отношению к вертикали режущей кромки 7, составляет 5 градусов. Скос 18 расположен вдоль режущей кромки под углом β в (-) 15 градусов (см. Фиг.6). Угол резания γ составляет 12-15 градусов.
Поверхность 16 может быть снабжена стружкообразующими элементами, при этом используются известные формы предшествующего уровня техники в виде выступов или углублений. Стружкообразующие элементы главным образом предназначены для удаления стружки или для ломания стружки.
Режущая пластина в соответствии с настоящим изобретением может включать твердый сплав или металлокерамический корпус без покрытия либо снабженный однослойным или многослойным покрытием. Выбор материала для режущей пластины и для покрытия в основном зависит от обрабатываемого материала, который может представлять собой цветной металл, железо или металлическую отливку, например коленчатый вал. Более того, выбор материала определяется параметрами способа обработки, при которых для фрезерования коленчатых валов, выполняемого как внутреннее фрезерование и как внешнее фрезерование, предпочтительным является достижение высоких скоростей резания в пределах от более 160 м/мин до 300 м/мин.
1. Режущая пластина, предназначенная для фиксации в корпусе режущего инструмента в форме диска или стержня, в частности, для фрезерования коленчатых валов, имеющая в основном форму параллелепипеда с двумя лицевыми поверхностями (10, 11), расстояние между которыми определяет ширину (4) режущей пластины, двумя передними поверхностями (6), расстояние между которыми определяет толщину (3) режущей пластины, и одну верхнюю и одну нижнюю торцевую поверхности (5), при этом выпуклая краевая поверхность образована между каждой из лицевых поверхностей (10, 11) и верхней торцевой поверхностью (5) и нижней торцевой поверхностью (5) так, чтобы верхняя и нижняя торцевые поверхности (5) и каждая выпуклая (1) краевая поверхность образовывали с передней поверхностью (6) режущую кромку (7), заканчивающуюся сбоку в режущих углах (7'), отличающаяся тем, что к каждой из выпуклых краевых поверхностей (1) примыкает направленная внутрь наклонная поверхность (2), которая обеспечивает выступание соответствующего режущего угла (7'), при этом скосы (13, 14), расположенные под углом к внешней кромке, выполнены между направленными внутрь наклонными поверхностями (2) на лицевых поверхностях (10, 11) на обеих сторонах плоской опорной поверхности (8), а ширина и толщина режущей пластины имеют равную длину или изменяются по отношению друг к другу не более чем на 20%.
2. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью прохода крепежного винта (12) в фиксированном положении через сквозное отверстие (9), расположенное перпендикулярно лицевым поверхностям (10, 11), причем винт (12) имеет длину короче режущей кромки (7).
3. Режущая пластина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что между двумя наклонными поверхностями (2) лицевая поверхность предпочтительно снабжена плоской опорной поверхностью (8), при этом опорные поверхности (8) двух лицевых поверхностей (10, 11) расположены точно параллельно по отношению друг к другу.
4. Режущая пластина по п.3, отличающаяся тем, что угол наклона наклонной поверхности 2 составляет от 1 до 10°, предпочтительно 5° по отношению к соответствующей опорной поверхности (8).
5. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что угол наклона скошенной поверхности (13, 14) по отношению к плоскости опорной поверхности (8) составляет 15-30°, предпочтительно 25°.
6. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что опорные поверхности (8) на лицевой поверхности выполнены плоскими поверхностями, прилегающими к соответствующему сквозному отверстию (9) для установки в нем крепежного винта (12), и которые расположены в одной плоскости с линиями на соответствующих выпуклых краевых поверхностях и выступают за соответствующие выпуклые краевые поверхности.
7. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что передний угол (γ) вдоль режущей кромки (7) выполнен положительным и максимально составляет 20°, предпочтительно 10-15°.
8. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что наклонная поверхность (18), предпочтительно расположенная под углом (β) от 0° до -15°, образована вдоль режущей кромки (7).
9. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что радиус изгиба (R) выпуклых краевых поверхностей (1) составляет 1 - 1,5 мм, предпочтительно 1,2 мм.
