Резьбонарезной режущий инструмент и двухсторонняя индексируемая резьбонарезная режущая пластина для него

Режущая пластина (14) включает две противоположные торцевые поверхности (16) и общую периферию (18), продолжающуюся между ними. Периферия (18) включает пять идентичных периферийных секций (34) и пять идентичных периферийных сегментов (32). Каждый периферийный сегмент (32) продолжается между двумя смежными периферийными секциями (34), а каждая периферийная секция (34) включает две смежные опорные секции (40), расположенные между двумя передними поверхностями (36). На виде сверху каждой торцевой поверхности (16) каждая опорная секция (40) лежит на участке воображаемой пятиконечной звезды, которая включает пять внешних вершин (24), чередующихся с пятью внутренними вершинами (26). Режущая пластина (14) включает пять режущих участков (28), каждый из которых связан с соответствующей внешней вершиной (24), продолжается наружу и включает в себя две противоположные режущие вершины (30). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Объект настоящего изобретения относится к резьбообразующим или резьбонарезным режущим инструментам.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Режущие инструменты данной области техники являются известными и раскрыты, например, в патенте США 5004379.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с объектом настоящего изобретения предложена двухсторонняя индексируемая резьбонарезная режущая пластина. Режущая пластина содержит две противоположные торцевые поверхности и общую периферию, которая продолжается между ними. Периферия содержит только пять идентичных периферийных секций и только пять идентичных периферийных сегментов. Каждый периферийный сегмент продолжается между двумя смежными периферийными секциями и каждая периферийная секция содержит две смежные опорные секции, расположенные между двумя передними поверхностями. На виде сверху каждой торцевой поверхности каждая опорная секция лежит на участке воображаемой пятиконечной звезды, имеющей пять внешних вершин, чередующихся с пятью внутренними вершинами, при этом внешние вершины расположены радиально снаружи внутренних вершин, а каждая внешняя вершина образует концевую точку звезды и может располагаться в пределах одного из периферийных сегментов. Кроме того, режущая пластина содержит пять режущих участков, каждый из которых связан с соответствующим периферийным сегментом и внешней вершиной, продолжается наружу и может иметь две противоположные режущие вершины.

В соответствии с объектом настоящего изобретения дополнительно предложен корпус инструмента, который содержит верхнюю и нижнюю поверхности, которые продолжаются между двумя боковыми поверхностями. Корпус инструмента содержит цельное неразъемное гнездо на переднем конце корпуса инструмента. Гнездо содержит: базовую поверхность; три разнесенных выступа, которые продолжаются от базовой поверхности; и первую, вторую и третью опорные поверхности, которые, соответственно, расположены на каждом выступе. Каждая опорная поверхность является поперечной относительно базовой поверхности и даже может быть перпендикулярной к ней.

Вторая и третья опорные поверхности расположены сзади первой опорной поверхности и сходятся назад от переднего конца корпуса инструмента. Первая и вторая опорные поверхности расположены снизу третьей опорной поверхности и сходятся вниз от верхней поверхности.

В соответствии с объектом настоящего изобретения дополнительно предложен резьбонарезной режущий инструмент, который содержит корпус инструмента и режущую пластину, закрепленную в нем посредством винта. Одна из торцевых поверхностей опирается на базовую поверхность, а три смежные опорные секции смежных периферийных секций соответственно опираются на первую, вторую и третью опорные поверхности.

Следует понимать, что выше изложена сущность изобретения и что любой из вышеприведенных аспектов может дополнительно содержать или быть дополнительно определен с помощью любого из признаков, описанных во взаимосвязи с любым из других аспектов или описанных ниже. Например, нижеследующие признаки могут быть применимыми к любому из вышеприведенных аспектов предмета изобретения заявки:

режущие вершины расположены между параллельными торцевыми плоскостями P, образованными самыми внутренними участками торцевых поверхностей.

Режущая пластина может иметь плоскость SP симметрии, которая расположена посередине между торцевыми поверхностями, и ось S симметрии, которая является перпендикулярной к ней. На виде сверху каждой торцевой поверхности режущая пластина имеет пятикратную поворотную симметрию вокруг оси S симметрии.

Режущая пластина может содержать сквозное отверстие пластины, которое продолжается между торцевыми поверхностями. Отверстие пластины может иметь ось B отверстия пластины, вокруг которой режущая пластина имеет пятикратную поворотную симметрию.

Каждая торцевая поверхность может содержать торцевые опорные поверхности, которые могут размещаться смежно периферии.

На виде сверху каждой торцевой поверхности каждая внешняя вершина может иметь первый внутренний угол α, образованный двумя противоположными опорными секциями, каждая из которых расположена на соответствующей стороне внешней вершины.

Любые две противоположные опорные секции, связанные с образованной внешней вершиной, могут сходиться наружу.

Первый внутренний угол α может устанавливаться в пределах от 30° до 120°.

На виде сверху каждой торцевой поверхности каждый режущий участок может иметь второй внутренний угол β, образованный двумя противоположными передними поверхностями, каждая из которых расположена на соответствующей стороне режущего участка.

Противоположные передние поверхности, связанные с образованной внешней вершиной, могут сходиться внутрь.

Второй внутренний угол β может устанавливаться в пределах от 32° до 72°.

На виде сверху каждой торцевой поверхности любые две смежные режущие вершины расположены на противоположных концах соответствующего периферийного сегмента.

Каждая опорная секция может располагаться между передней поверхностью и смежной опорной секцией.

Любые два смежных выступа отделены углублением, соответственно расположенным на заднем и нижнем концах гнезда.

Первая опорная поверхность обращена вверх к верхней поверхности.

Гнездо может содержать крепежное отверстие, которое открывается к базовой поверхности и имеет продольную ось крепежного отверстия.

Опорные поверхности могут быть плоскими.

Каждая опорная поверхность может иметь воображаемую центральную линию N, которая может быть нормальной к ней, и направлена так, что она не пересекается с осью C отверстия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для лучшего понимания предмета настоящего изобретения и для того, чтобы показать, как он может быть осуществлен на практике далее будет сделана ссылка на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг. 1 представляет собой изометрическое изображение собранного резьбонарезного режущего инструмента;

фиг. 2 представляет собой изометрическое изображение с пространственным разнесением элементов резьбонарезного режущего инструмента на фиг. 1;

фиг. 3 представляет собой боковой вид сверху режущего инструмента на фиг. 1, на котором показаны четыре основных направления: вверх (Du), вниз (Dd), вперед (Df) и назад (Dr);

фиг. 4 представляет собой вид спереди режущего инструмента на фиг. 1;

фиг. 5 представляет собой изометрическое изображение режущей пластины; и

фиг. 6 представляет собой вид сверху режущей пластины на фиг. 5.

Там, где это целесообразно, ссылочные позиции могут повторяться среди чертежей для обозначения соответствующих или аналогичных элементов.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В дальнейшем описании будут описаны различные аспекты предмета настоящего изобретения. Для целей пояснения конкретные конфигурации и детали изложены с достаточной подробностью для обеспечения полного понимания предмета настоящего изобретения. Однако для специалиста в данной области также будет очевидным, что предмет настоящего изобретения может быть осуществлен без конкретных конфигураций и деталей, представленных здесь. Кроме того, в нижеследующем описании, слова «вперед», «назад», «вверх» и «вниз» и их любые синонимы или аналогичные формы выражения направленности относятся к соответствующим направлениям Df, Dr, Du, Dd, показанным на фиг. 3.

Со ссылкой на фиг. 1 и 2. Резьбонарезной режущий инструмент 10 включает в себя корпус 12 инструмента и двухстороннюю индексируемую резьбонарезную режущую пластину 14, которая может прикрепляться к нему посредством винта 15.

Режущая пластина 14 включает в себя две противоположные, и идентичные, торцевые поверхности 16 и общую периферию 18, которая продолжается между ними. Режущая пластина имеет воображаемую плоскость SP симметрии, которая расположена посередине между торцевыми поверхностями 16. Режущая пластина 14 является зеркально симметричной относительно плоскости SP симметрии (фиг. 4). Самый тонкий участок режущей пластины 14 задает две параллельные торцевые плоскости P, которые также являются параллельными относительно плоскости SP симметрии. Другими словами, на виде сверху периферии 18 режущей пластины 14 (фиг. 4) самые внутренние участки торцевых поверхностей 16 задают торцевые плоскости P. Еще один другой способ определения торцевых плоскостей P заключается в том, что участки торцевых поверхностей 16, которые находятся ближе всего к плоскости SP симметрии, задают, или лежат в, торцевые плоскости P.

В соответствии с настоящим примером, каждая торцевая поверхность 16 включает в себя пять торцевых опорных поверхностей 20. На виде сверху каждой торцевой поверхности 16 торцевые опорные поверхности могут размещаться смежно периферии 18. Каждая торцевая опорная поверхность 20 может выступать наружу от соответствующих торцевых поверхностей 16. Торцевые опорные поверхности 20 могут представлять собой самый внешний участок режущей пластины 14 в направлении, перпендикулярном относительно торцевых плоскостей P (фиг. 4). Режущая пластина имеет ось S симметрии, которая является перпендикулярной относительно торцевых плоскостей P. На виде сверху каждой торцевой поверхности 16 режущая пластина 14 имеет пятикратную поворотную симметрию вокруг оси S симметрии. Режущая пластина 14 может включать в себя сквозное отверстие 22 пластины, которое открывается к обеим торцевым поверхностям 16. Отверстие 22 пластины имеет ось B отверстия пластины, которая может быть соосной с осью S симметрии.

Обратим внимание на фиг. 3 и 6. Режущая пластина 14 имеет пять режущих участков 28, каждый из которых может включать в себя две противоположные режущие вершины 30. Режущая пластина 14, следовательно, может иметь десять режущих вершин 30. Каждый режущий участок 28 продолжается наружу от оси S симметрии. Все режущие вершины 30 расположены между плоскостями P (фиг. 4).

Периферия 18 имеет пять периферийных сегментов 32 и пять периферийных секций 34. Каждая периферийная секция 34 продолжается между двумя смежными периферийными сегментами 32. Каждая периферийная секция 34 может включать в себя две передние поверхности 36, четыре режущие кромки 38 и две опорные секции 40 (40a, 40b).

В каждой периферийной секции 34 две опорные секции 40 могут быть смежными, идентичными и расположенными между двумя передними поверхностями 36. На данном виде сверху торцевой поверхности 16 опережающая в направлении по часовой стрелке первая опорная секция 40a является передней (или «опережающей») в направлении по часовой стрелке по сравнению с замыкающей в направлении по часовой стрелке второй опорной секцией 40b, которая является задней (или «замыкающей») в направлении по часовой стрелке. Каждая опорная секция 40 может располагаться между передней поверхностью 36 и смежной опорной секцией 40.

На виде сверху каждой из торцевых поверхностей 16 опорные секции 40 могут лежать на участках боковой стенки воображаемой пятиконечной звезды (см. фиг. 6), которая задает пять внешних вершин 24, чередующихся с пятью внутренними вершинами 26. На том же виде каждая внешняя вершина 24 связана с режущим участком 28 и периферийным сегментом 32, при этом внешние вершины 24 расположены радиально снаружи внутренних вершин 26, причем каждая внешняя вершина 24 образует концевую точку звезды и может располагаться в пределах одного из периферийных сегментов 32. Каждая внутренняя вершина 26 связана с периферийной секцией 34 составляет внешний угол, образованный на пересечении линий, образованных двумя смежными опорными секциями 40, и располагается вблизи внешней поверхности режущей пластины 14 рядом с серединой периферийной секции 34. На том же виде каждая внешняя вершина 24 имеет первый внутренний угол α, образованный двумя противоположными опорными секциями 40, каждая из которых расположена на соответствующей стороне внешней вершины 24. Другими словами, угол α может быть образован любыми двумя смежными опорными секциями 40, причем каждая из указанных двух опорных секций 40 принадлежит к другой периферийной секции 34. На том же виде опорные секции 40, которые задают угол α, сходятся наружу, т.е. от оси S симметрии. Угол α может устанавливаться в пределах от 30° до 120°. В соответствии с настоящим примером, первый внутренний угол α может устанавливаться на 73°. На том же виде каждый режущий участок 28 имеет второй внутренний угол β, образованный двумя противоположными передними поверхностями 36, каждая из которых расположена на соответствующей стороне режущего участка 28. Другими словами, угол β может быть образован любыми двумя смежными передними поверхностями 36, каждая из которых принадлежит к другой периферийной секции 34. На том же виде передние поверхности 36, которые задают угол β, сходятся внутрь, т.е. по направлению к оси S симметрии. Угол β может устанавливаться в пределах от 32° до 72°. В соответствии с настоящим примером, второй внутренний угол β может устанавливаться на 57°. Каждая режущая кромка 38 может быть образована на стыке, или пересечении, участка каждой торцевой поверхности 16 с участком периферийной секции 34. Только каждая режущая кромка 38 может быть образована на стыке между участком каждой торцевой поверхности 16 и участком передней поверхности 36. Каждая передняя поверхность 36 может проходить между двумя смежными режущими кромками 38. Каждая режущая вершина 30 может быть образована на соединении, пересечении или стыке между двумя смежными режущими кромками 38 одной и той же периферийной секции 34. Режущие кромки 38 могут образовывать острый угол между ними (фиг. 4). Режущие кромки 38 могут быть прямыми.

Каждый периферийный сегмент 32 может проходить между двумя режущими вершинами 30 на одном режущем участке 28. В соответствии с настоящим примером, на виде сверху каждой торцевой поверхности 16 периферийные сегменты 32 могут быть прямыми. В рабочем положении, т.е. когда режущий инструмент 10 механически обрабатывает заготовку, периферийные сегменты 32 могут быть выполнены таким образом, чтобы иметь задний угол относительно заготовки. Другими словами, каждый периферийный сегмент 32 может включать в себя участки, расположенные рядом с режущими вершинами 30, которые могут функционировать в качестве областей заднего угла. В соответствии с настоящим примером на виде, перпендикулярном относительно оси S симметрии (фиг. 4), каждый периферийный сегмент 32 на режущей вершине 30 может иметь криволинейную форму на его самом внешнем участке, наиболее отдаленном от оси S симметрии.

Корпус 12 инструмента имеет верхнюю и нижнюю поверхности 42, 44 и две боковые поверхности 46, которые продолжаются между ними. На переднем конце 48 корпуса инструмента корпус 12 инструмента включает в себя неразъемное цельное гнездо 50. Другими словами, кроме винта 15, который фиксирует или прикрепляет режущую пластину 14 в гнезде 50, гнездо 50 не включает в себя каких-либо съемных частей. Эта неразъемная цельная конструкция может способствовать снижению производственных затрат для корпуса 12 инструмента. Гнездо 50 может включать в себя базовую поверхность 52 и первый, второй и третий выступы 54, 55, 57. Базовая поверхность 52 может быть параллельной относительно боковых поверхностей 46, и она может включать в себя резьбовое крепежное отверстие 56, которое имеет продольную ось C крепежного отверстия. Выступы 54, 55, 57 продолжаются наружу от базовой поверхности 52. Каждая пара смежных выступов 54 разнесена посредством углубления 58, которое, в собранном положении режущей пластины 14, предназначено для размещения режущего участка 28 режущей пластины 14. Каждый из выступов 54, 55, 57 имеет соответствующую опорную поверхность, а именно первую, вторую и третью опорные поверхности 60, 62, 64. Опорные поверхности 60, 62, 64 могут быть плоскими. Опорные поверхности 60, 62, 64 являются поперечными относительно базовой поверхности 52 и могут быть перпендикулярными к ней. Каждая опорная поверхность 60, 62, 64 обращена в направлении, которое не пересекается с осью C крепежного отверстия. Другими словами, каждая опорная поверхность 60, 62, 64 имеет воображаемую центральную линию N (см. фиг. 3), которая является нормальной к опорной поверхности 60, 62, 64 и направлена таким образом, что она не пересекает ось C крепежного отверстия. В собранном положении в результате этой ориентации опорных поверхностей 60, 62, 64, опорные усилия могут отклоняться от оси C крепежного отверстия, и, следовательно, усилия могут создаваться против вращения режущей пластины 14 в гнезде 50.

Две из трех опорных поверхностей 60, 62, 64, т.е. вторая и третья опорные поверхности 62, 64, расположены сзади относительно первой опорной поверхности 60. Вторая и третья опорные поверхности 62, 64 сходятся назад (в направлении Dr), от переднего конца 48 корпуса инструмента. Две из трех опорных поверхностей, т.е. первая и вторая опорные поверхности 60, 62, расположены снизу относительно, или под, третьей опорной поверхности 64. Первая и вторая опорные поверхности 60, 62 сходятся вниз (в направлении Dd) к нижней поверхности 44. Первая опорная поверхность 60 расположена ближе всего к переднему концу 48 корпуса инструмента. Первая опорная поверхность 60 может быть обращена вверх к верхней поверхности 42. Другими словами, воображаемая центральная линия N, которая является нормальной к первой опорной поверхности 60, может быть направлена вверх. Во время операций резания эта направленность первой опорной поверхности 60 может способствовать увеличению до максимума сил реакции, или поддерживания, против сил резания. Это также уменьшает, или предотвращает, вращение режущей пластины 14 в гнезде 50.

В собранном положении режущая пластина 14 может прикрепляться, или фиксироваться, в гнезде 50 посредством винта 15, который завинчивается в крепежное отверстие 56 в гнезде 50. Торцевая опорная поверхность 20 одной торцевой поверхности 16 опирается на базовую поверхность 52. Три опорные секции 40 смежных периферийных секций 34 соответственно опираются на три опорные поверхности 60, 62, 64 гнезда 50. В частности, опережающие в направлении по часовой стрелке опорные секции 40a, принадлежащие двум разнесенным периферийным секциям 34a и 34c, опираются на опорные поверхности 60 и 64 соответственно, тогда как замыкающая в направлении по часовой стрелке опорная секция 40b, принадлежащая промежуточной периферийной секции 34b, опирается на промежуточную опорную поверхность 62. Таким образом, только одна из двух смежных опорных поверхностей 40а, 40b, принадлежащих трем последовательным периферийным секциям 34a, 34b, 34c, опирается на гнездо в образованный момент времени. Два режущих участка 28 располагаются в соответствующих углублениях 58 в гнезде 50 пластины. В соответствии с настоящим примером, ось C крепежного отверстия не является соосной с осью B отверстия пластины. Эта эксцентричность используется таким образом, что винт толкает режущую пластину 14 на опорные поверхности 60, 62, 64 в гнезде. Это трехточечное опирание между опорными секциями 40 и опорными поверхностями 60, 62, 64 обеспечивает надежную фиксацию, которая предохраняет режущую пластину 14 от перемещения или поворачивания в гнезде 50 во время механической обработки, а также воспроизводимость.

Вышеприведенное описание включает иллюстративные варианты осуществления и подробности для осуществления, если необходимо, заявленного предмета изобретения и не исключает непоказанные варианты осуществления и подробности из формулы изобретения.

1. Двухсторонняя индексируемая резьбонарезная режущая пластина (14), содержащая:

две противоположные торцевые поверхности (16) и общую периферию (18), продолжающуюся между ними и содержащую пять идентичных периферийных секций (34) и пять идентичных периферийных сегментов (32),

при этом каждый периферийный сегмент (32) продолжается между двумя смежными периферийными секциями (34),

каждая периферийная секция (34) содержит две смежные опорные секции (40), расположенные между двумя передними поверхностями (36),

на виде сверху каждой торцевой поверхности (16) каждая опорная секция (40) лежит на участке воображаемой пятиконечной звезды, имеющей пять внешних вершин (24), чередующихся с пятью внутренними вершинами (26), причем внешние вершины (24) расположены радиально снаружи внутренних вершин (26), а каждая внешняя вершина (24) образует концевую точку звезды, и

пять режущих участков (28), каждый из которых связан с соответствующим периферийным сегментом (32) и внешней вершиной (24), продолжается наружу и имеет две противоположные режущие вершины (30).

2. Резьбонарезная режущая пластина (14) по п. 1, в которой режущие вершины (30) расположены между параллельными торцевыми плоскостями (P), образованными наиболее внутренними участками торцевых поверхностей (16).

3. Резьбонарезная режущая пластина (14) по п. 1, которая содержит сквозное отверстие (22), которое продолжается между торцевыми поверхностями (16), причем отверстие (22) имеет ось (B) пластины, вокруг которой режущая пластина (14) имеет пятикратную поворотную симметрию.

4. Резьбонарезная режущая пластина (14) по п. 1, в которой каждая торцевая поверхность (16) содержит торцевые опорные поверхности (20), которые расположены смежно периферии (18).

5. Резьбонарезная режущая пластина (14) по п. 1, в которой на виде сверху каждой торцевой поверхности (16) каждая внешняя вершина (24) имеет первый внутренний угол (30°≤α≤120°), образованный двумя противоположными опорными секциями (40), каждая из которых расположена с соответствующей стороны от внешней вершины (24).

6. Резьбонарезная режущая пластина (14) по п. 5, в которой две противоположные опорные секции (40), связанные с внешней вершиной (24), сходятся наружу.

7. Резьбонарезная режущая пластина (14) по п. 1, в которой на виде сверху каждой торцевой поверхности (16) каждый режущий участок (28) имеет второй внутренний угол (32°≤β≤72°), образованный двумя противоположными передними поверхностями (36), каждая из которых расположена на соответствующей стороне режущего участка (28).

8. Резьбонарезная режущая пластина (14) по п. 7, в которой противоположные передние поверхности (36), связанные с внешней вершиной (24), сходятся внутрь.

9. Резьбонарезная режущая пластина (14) по п. 1, в которой на виде сверху каждой торцевой поверхности (16) две противоположные режущие вершины (30) расположены на противоположных концах периферийного сегмента (32), связанного с режущим участком (28), к которому они принадлежат.

10. Резьбонарезная режущая пластина (14) по п. 1, в которой каждая опорная секция (40) расположена между передней поверхностью (36) и смежной опорной секцией (40).

11. Резьбонарезной режущий инструмент (10), содержащий корпус (12) и режущую пластину (14) по п. 1, закрепленную в нем посредством винта (15), при этом корпус (12) содержит верхнюю и нижнюю поверхности (42, 44), продолжающиеся между двумя боковыми поверхностями (46), и цельное неразъемное гнездо (50) на переднем конце (48) инструмента, причем гнездо (50) содержит:

базовую поверхность (52),

три разнесенных выступа (54, 55, 57), продолжающихся от базовой поверхности (52), и первую, вторую и третью опорные поверхности (60, 62, 64), соответственно расположенные на каждом выступе (54, 55, 57), при этом каждая опорная поверхность (60, 62, 64) является поперечной относительно базовой поверхности (52),

причем вторая и третья опорные поверхности (62, 64) расположены сзади первой опорной поверхности (60) и сходятся назад от переднего конца (48) инструмента, а

первая и вторая опорные поверхности (60, 62) расположены снизу третьей опорной поверхности (64) и сходятся вниз от верхней поверхности (42).

12. Резьбонарезной режущий инструмент (10) по п. 11, в котором любые два смежных выступа (54) отделены углублением (58), соответственно расположенным на заднем и нижнем концах гнезда (50).

13. Резьбонарезной режущий инструмент (10) по п. 11 или 12, в котором первая опорная поверхность (60) обращена вверх к верхней поверхности (42).

14. Резьбонарезной режущий инструмент (10) по п. 11, в котором гнездо (50) содержит крепежное отверстие (56), которое открывается к базовой поверхности (52), причем крепежное отверстие имеет продольную ось (C), причем каждая опорная поверхность (60, 62, 64) имеет воображаемую центральную линию (N), которая является нормальной к ней, и направлена так, что она не пересекается с осью (C) крепежного отверстия.

15. Резьбонарезной режущий инструмент (10) по п. 11, в котором одна из торцевых поверхностей (16) опирается на базовую поверхность (52), а

три смежные опорные секции (40) смежных периферийных секций (34a, 34b, 34c) соответственно опираются на первую, вторую и третью опорные поверхности (60, 62, 64).