Режущая пластина и фреза с охлаждением

Группа изобретений относится к обработке материалов резанием и может быть использована при обработке изделий из труднообрабатываемых материалов. Режущая пластина содержит по меньшей мере одну главную режущую кромку, по меньшей мере одну опорную поверхность, расположенную напротив передней поверхности. Крепежное отверстие содержит участок с зажимными частями в форме поверхности второго порядка. Поверхности зажимных частей крепежного отверстия последовательно чередуются по кругу с охлаждающими канавками, проходящими вдоль отверстия от опорной поверхности и по передней поверхности с расширением к каждой главной режущей кромке. Фреза содержит корпус в виде тела вращения, на периферии которого выполнены гнезда для размещения и закрепления винтами режущих пластин. Гнезда имеют боковые поверхности и опорную поверхность, в которой расположено отверстие с резьбой для крепежного винта. Вдоль оси вращения в корпусе расположено центральное отверстие для смазочно-охлаждающей жидкости, а от него в радиальном направлении к гнездам проходят отверстия меньшего диаметра. Конструктивные особенности выполнения режущей пластины и фрезы обеспечивают повышение стойкости режущих пластин и фрезы за счет эффективного охлаждения режущих пластин и зоны резания. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относиться к группе устройств, включающих режущие пластины и конструкцию фрез для их использования при обработке материалов резанием, в частности изделий из труднообрабатываемых материалов, в том числе из титана и его сплавов.

Уровень техники

Для повышения производительности фрезерования изделий из титана и его сплавов применяют фрезы с механическим креплением режущих пластин, в том числе с износостойкими покрытиями. В процессе фрезерования режущие пластины подвергаются значительным переменным механическим и термическим воздействиям, что существенно влияет на их стойкость.

При этом для повышения стойкости режущих пластин особое внимание уделяется использованию смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), в том числе подаче их непосредственно в зону резания, как правило, для охлаждения и удаления стружки.

Так в зависимости от конструкции фрез с механическим креплением режущих пластин СОЖ может быть подана путем внешнего полива (например, патент RU №2348492), что существенно снижает эффективность охлаждения и удаления стружки из зоны резания.

Известны конструкции фрез с механическим креплением режущих пластин (например, патент на изобретение US №5542793, патент на полезную модель RU №150005), в которых СОЖ подается непосредственно к режущим пластинам по специальным радиальным каналам, идущим от центрального канала, выполненного соосно с корпусом фрез.

Такой способ подачи СОЖ существенно повышает эффективность охлаждения, но он также не достаточно эффективен. Это обусловлено тем, что СОЖ в большей степени попадает не непосредственно в зону резания под формируемую стружку, а сверху на формируемую стружку и режущую пластину в целом, охлаждает их сверху и, тем самым, вызывает их сложное напряженно-деформированное состояние, что существенно затрудняет процесс резания, в том числе формирование стружки и охлаждение.

В настоящее время широко применяются режущие' пластины, имеющие твердосплавную основу и закрепляемые в гнездах режущего инструмента с помощью винтов. При этом размеры и форма крепежных отверстий обычно должны обеспечить механическую прочность режущих пластин и надежность их закрепления в гнездах корпусов фрез, а также позволить использовать крепежный винт для фрез с большим количеством эффективных зубьев.

Известны конструкции фрез с режущими пластинами, в которых СОЖ подают в зону резания через отверстия, выполненные в теле пластин. Однако такая конструкция режущих пластин весьма трудоемка и не достаточно надежна при использовании их для фрезерования изделий из титана и его сплавов.

Перспективным является использование крепежных отверстий режущих пластин и резьбовых отверстий в гнездах корпуса фрез в качестве каналов для подачи СОЖ непосредственно в зону резания, в том числе под формируемую стружку.

При этом конструкция режущих пластин и крепежного винта должна обеспечить возможность подачи СОЖ непосредственно в зону резания под формируемую стружку, сохранив надежность крепления пластин в гнездах корпуса фрез и максимально снизив влияние конструкции винта на свободу схода стружки по передней поверхности пластин.

Задачей настоящего изобретения является создание конструкции режущих пластин повышенной стойкости за счет эффективного охлаждения непосредственно зоны резания и самих режущих пластин.

Задачей настоящего изобретения также является создание конструкции фрез повышенной стойкости, обеспечивающих использование указанных выше режущих пластин.

Технический результат от использования предложенного технического решения заключается в повышении стойкости режущих пластин и фрез в целом за счет эффективного охлаждения непосредственно зоны резания и самих режущих пластин в объеме.

Раскрытие изобретения

Указанный технический результат достигается посредством совокупности признаков, приведенных в соответствующих пунктах формулы изобретения.

Режущая пластина включает, по меньшей мере, одну главную режущую кромку, расположенную на пересечении передней и задней поверхностей, по меньшей мере, одну опорную поверхность, расположенную напротив передней поверхности.

Между передней и опорной поверхностями проходит крепежное отверстие для крепежного винта. Оно содержит участок с зажимными частями, выполненными в форме поверхности второго порядка с выпуклостью вовнутрь отверстия и предназначенными для взаимодействия с головкой крепежного винта. Ось отверстия является осью симметрии режущей пластины.

Согласно изобретению поверхности зажимных частей крепежного отверстия последовательно чередуются по кругу с охлаждающими канавками, идущими вдоль отверстия от опорной поверхности и по передней поверхности с расширением к каждой главной режущей кромке.

Охлаждающие канавки имеют, по меньшей мере, первый и второй участки, где первый участок, являющийся переходным от поверхности крепежного отверстия к передней поверхности, выполнен выпуклым, а второй участок, сопряженный с первым участком, выполнен вогнутым относительно опорной поверхности пластины.

При этом точка A3 пересечения линии, проходящей через ось отверстия и центр тяжести А2 фигуры проекции второго участка каждой охлаждающей канавки на виде сверху со стороны передней поверхности на опорную поверхность режущей пластины, с главной режущей кромкой смещена к вершине главной режущей кромки, а острый внутренний угол между этой линией и линией, проходящей через ось отверстия и центр тяжести А1 фигуры проекции первого участка на виде сверху на режущую пластину выбран из диапазона 3-18 градусов.

В соответствии с одним предпочтительным исполнением режущей пластины выше зажимных частей ее крепежного отверстия в направлении к передней поверхности с выходом на охлаждающие канавки выполнены кольцевые, эквидистантные крепежному отверстию канавки, наибольший диаметр которых больше наибольшего диаметра головки крепежного винта, а отношение этого диаметра к диаметру, вписанному в проекцию режущей пластины на ее виде сверху, выбрано из соотношения 0,3-0,8.

В соответствии с другим предпочтительным исполнением режущей пластины охлаждающие канавки в поперечном сечении имеют вогнутую форму, и включают, по меньшей мере, дно канавки и боковые поверхности, между которыми выполнен плавный переход.

В соответствии с другим предпочтительным исполнением режущей пластины поверхности зажимных частей крепежного отверстия имеют форму поверхности псевдосферы, имеющей сужение к центру пластины.

В соответствии с другим предпочтительным исполнением режущей пластины центры тяжестей фигур проекций вторых участков охлаждающих канавок лежат на окружности, эквидистантной окружности, вписанной в проекцию режущей пластины на ее виде сверху, причем отношение диаметра указанной окружности к диаметру вписанной в режущую пластину окружности выбрано из соотношения 0,7-0,9.

В соответствии с другим предпочтительным исполнением режущей пластины на виде сверху на переднюю поверхность она имеет многоугольную или круглую форму.

Предложенная фреза содержит корпус, выполненный в виде тела вращения, на периферии которого выполнены гнезда для размещения и закрепления с помощью винтов режущих пластин.

При этом гнезда имеют боковые поверхности и опорную поверхность, в которой расположено отверстие с резьбой для крепежного винта.

Вдоль оси вращения в корпусе расположено центральное отверстие для смазочно-охлаждающей жидкости, а от него в радиальном направлении к гнездам проходят отверстия меньшего диаметра.

Согласно изобретению, по меньшей мере, вдоль части длины отверстия с резьбой для крепежного винта выполнена выемка, имеющая выход в это отверстие, к опорным поверхностям гнезд и к радиальным отверстиям меньшего диаметра, а в гнездах установлены режущие пластины, выполненные по одному из исполнений, указанных выше, и закреплены винтами, головки которых имеет круговой буртик, выступающий за их головку, причем низ буртика расположен выше первого участка охлаждающей канавки.

В соответствии с одним предпочтительным исполнением фрезы дополнительно в опорной поверхности гнезд ее корпуса вокруг отверстия для крепежного винта расположено кольцевое высвобождение.

В соответствии с другим предпочтительным исполнением фрезы дополнительно в опорной поверхности гнезд ее корпуса вокруг отверстия для крепежного винта расположен обводной канал.

В соответствии с другим предпочтительным исполнением фрезы буртик крепежного винта имеет плоский или фасонный низ.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания, но только в качестве примера, изобретение будет описано с отсылками к приложенным чертежам, на которых изображены режущая пластина и фреза с охлаждением.

На фиг. 1 изображена в перспективе режущая пластина;

на фиг. 2 изображен вид сверху на режущую пластину, изображенную на фиг. 1;

на фиг. 3 изображен разрез фиг. 2 по линии I-I с указанием расположения крепежного винта при закрепленной режущей пластине;

на фиг. 4 изображен разрез фиг. 2 по линии II-II с указанием расположения крепежного винта при закрепленной режущей пластине;

на фиг. 5 изображен увеличенный фрагмент III вида сверху на охлаждающую канавку режущей пластины, изображенной на фиг. 2;

на фиг. 6 изображена в перспективе торцевая фреза в сборе с режущей пластиной, изображенной на фиг. 1;

на фиг. 7 изображен разрез корпуса фрезы, изображенной на фиг. 6;

на фиг. 8 изображено в перспективе гнездо торцевой фрезы для закрепления режущей пластины, изображенной на фиг. 1, с указанием кольцевого высвобождения вокруг отверстия для крепежного винта;

на фиг. 8а изображено в перспективе гнездо торцевой фрезы для закрепления режущей пластины, изображенной на фиг. 1, с указанием обводного канала вокруг отверстия для крепежного винта;

на фиг. 9 изображен вид сверху на опорную поверхность гнезда корпуса фрезы, изображенной на фиг.6, для закрепления режущей пластины, изображенной на фиг. 1;

на фиг. 10 изображен разрез фиг. 9 по линии IV-IV с указанием канала подвода СОЖ к режущей пластине, изображенной на фиг.1;

на фиг. 11 изображен увеличенный фрагмент режущей пластины и крепежного винта, изображенных на фиг. 3, с указанием варианта конструкции буртика головки винта при закрепленной режущей пластине.

Детальное описание чертежей

Рассмотрим предложенную конструкцию режущей пластины 10, изготовленную из твердого сплава путем прессования и спекания. Здесь в качестве примера на фиг. 1 - 5,11 изображена четырехгранная режущая пластина для больших подач.

Согласно изобретению режущая пластина 10 включает, по меньшей мере, одну главную режущую кромку 12, расположенную на пересечении передней 14 и задней 16 поверхностей, по меньшей мере, одну опорную поверхность 18, расположенную напротив передней поверхности 14.

Также следует понимать, что в соответствии с одним из предпочтительных исполнений режущая пластина 10 может быть выполнена круглой или быть многогранной, т.е. иметь несколько граней и соответственно главных режущих кромок на виде сверху на переднюю поверхность. При этом главные режущие кромки 12 могут чередоваться с угловыми режущими кромками 46 и соответственно иметь вершины 12а.

Для режущей пластин с круговой режущей кромкой за счет их определенного позиционирования в гнездах корпуса фрез с учетом углов резания, также существует разделение режущей кромки на участки главных режущих кромок, имеющих вершины, При этом за счет конфигурации и расположения охлаждающих канавок, описанных ниже, у режущих пластин с круговой режущей кромкой также обеспечивается достижение заявленного технического результата.

Обязательным конструктивным элементом для рассматриваемой режущей пластины является крепежное отверстие 20 для крепежного винта 22, проходящее между передней 14 и опорной 18 поверхностями и содержащее участок 24 с зажимными частями 24а, выполненными в форме поверхности второго порядка с выпуклостью вовнутрь отверстия 20 и предназначенными для взаимодействия с головкой 26 крепежного винта 22. При этом ось 28 отверстия 20 является осью симметрии режущей пластины 10.

В качестве поверхности второго порядка для зажимных частей 24а крепежного отверстия 20 могут быть использованы, например, поверхности сферы, тора или конуса. Также в соответствии с одним из предпочтительных исполнений режущей пластины 10 поверхности зажимных частей 24а крепежного отверстия 20 могут имеют форму поверхности псевдосферы, имеющей сужение к центру пластины,

Согласно изобретению поверхности зажимных частей 24а крепежного отверстия 20 последовательно чередуются по кругу с охлаждающими канавками 30, идущими вдоль отверстия 20 от опорной поверхности 18 и по передней поверхности 14 с расширением к каждой главной режущей кромке 12.

Охлаждающие канавки 30 предназначены для подачи СОЖ непосредственно в зону резания к режущим кромкам 12. Они имеют, по меньшей мере, первый 32 и второй 34 участки, где первый участок 32, являющийся переходным от поверхности крепежного отверстия 20 к передней поверхности 14, выполнен выпуклым, а второй участок 34, сопряженный с первым участком 32, выполнен вогнутым относительно опорной поверхности 18 пластины 10.

В рассматриваемом примере крепежное отверстие 20 выполнено с разнесенными зажимными частями 24а, то есть эти части не лежат на одной окружности и разделены полостями, которые представляют собою охлаждающие канавки 30. Однако, конструктивно крепежное отверстие 20 может быть выполнено обычным, у которого зажимные части 24а лежат на одной окружности и также разделены охлаждающими канавками 30.

Конструктивно охлаждающие канавки 30 должны быть выполнены таким образом, чтобы СОЖ была направлена непосредственно в зону резания, а именно, ближе к вершине 12а режущей кромки 12.

Поэтому в предложенной режущей пластине 10 линия 44, проходящая через ось 28 отверстия 20 и центр тяжести А2 фигуры проекции второго участка 34 каждой охлаждающей канавки 30 на виде сверху со стороны передней поверхности 14 на опорную поверхность 18 режущей пластины 10 не проходит по середине главной режущей кромки 12, при этом точка A3 пересечения указанной линии с главной режущей кромкой 12 смещена к вершине 12а главной режущей кромки 12, а острый внутренний угол α между этой линией 44 и линией 44а, проходящей через ось 28 отверстия 20 и центр тяжести А1 фигуры проекции первого участка 32 на виде сверху на режущую пластину 10 выбран из диапазона 3-18 градусов.

Диапазон изменения внутреннего угла α обусловлен следующими обстоятельствами. Минимальная граница указанного диапазона определяет минимальное значения угла, при котором сохраняется эффективное охлаждения зоны резания. При дальнейшем уменьшении этого угла СОЖ будет направлена в основном только на вершину 12а режущей пластины 10, а сама режущая кромка 12 будет охлаждаться не эффективно.

Максимальная граница указанного диапазона угла α определяет максимальное значение этого угла, при котором обеспечивается подача СОЖ, как на вершину 12а режущей кромки, так и напрямую на первую половину режущей кромки 12. При дальнейшем увеличении указанного угла возникает распыление струи СОЖ, что отрицательно влияет на эффективность охлаждения.

Выбор конкретного значения угла α из указанного выше диапазона зависит от конкретного обрабатываемого материала, режимов и условий обработки, что является обычной инженерной задачей.

При этом следует заметить, что начало охлаждающей канавки 30 также, как и точка А1, смещено в сторону вершины 12а режущей кромки 12, а именно к диагонали режущей пластины. В данном случае это обусловлено необходимостью обеспечения прочности режущей пластины 10, имеющей большой задний угол.

В то же время расширение охлаждающей канавки в направлении режущей кромки 12 позволяет обеспечить подачу СОЖ, как к вершине режущей кромки 12а, так и к ее первой наиболее нагруженной половине.

Таким образом, координаты рассмотренных выше центров тяжестей фигур проекций первого 32 и второго 34 участков охлаждающей канавки 30 являются конструктивными элементами, определяющими конфигурацию и расположение элементов охлаждающих канавок 30, что является существенным для адресной подачи СОЖ.

Благодаря описанной выше конструкции охлаждающей канавки СОЖ подается непосредственно в зону резания и охлаждает стружку снизу, начиная с самого начала ее формирования. Это обеспечивает не только интенсивное охлаждение режущей кромки 12, но и равномерное охлаждение самой стружки. При этом обеспечивается наиболее равномерное завивание стружки за счет снижения в ней напряжений. Так как режущая пластина при этом омывается СОЖ, как по передней поверхности, так и по отверстию, то напряженно-деформированное состояние режущей пластины также снижается, что в совокупности приводит к существенному повышению ее стойкости.

Режущая пластина 10 имеет ряд предпочтительных исполнений, которые позволяют повысить полученный технический результат.

Так согласно одному из предпочтительных исполнений режущей пластины 10 выше зажимных частей 24а крепежного отверстия 20 в направлении к передней поверхности 14 с выходом на охлаждающие канавки 30 выполнены кольцевые, эквидистантные крепежному отверстию 20 канавки 36.

Наибольший диаметр 48 этих канавок больше наибольшего диаметра 26а головки 26 крепежного винта 20, а отношение этого диаметра к диаметру 50, вписанному в проекцию режущей пластины на ее виде сверху, выбрано их соотношения 0,3-0,8.

Указанный диапазон изменения наибольшего диаметра 48 канавок 36 обусловлен следующими обстоятельствами. Минимальное значение этого диаметра определено максимальным значением наибольшего диаметра 26а головки 26 крепежного винта 22.

Так при дальнейшем увеличении этого диаметра возникает необходимость уменьшать головку крепежного винта, что отрицательно повлияет на условия подачи СОЖ в зону резания и, тем самым, существенно снизится охлаждение зоны резания.

При увеличении указанного диаметра выше верхнего предела будет уменьшена прочность режущей пластины и снижена эффективность охлаждения за счет появления зазора между головкой крепежного винта и канавкой 36. Выбор конкретного значения наибольшего диаметра 48 канавок 36 зависит от геометрических размеров режущей пластины и крепежного винта, что также является обычной инженерной задачей.

При закреплении режущей пластины 10 в гнезде корпуса фрезы головка крепежного винта входит в указанную канавку, что дает возможность расположить верхнюю часть головки винта ниже режущей кромки 12 и защитить ее от износа стружкой.

Согласно другому предпочтительному исполнению режущей пластины 10 ее охлаждающие канавки 30 в поперечном сечении имеют вогнутую форму, и включают, по меньшей мере, дно 40 канавки и боковые поверхности 42, между которыми выполнен плавный переход.

В частности выполнение плавного перехода между дном охлаждающей канавки и ее боковыми поверхностями снижает турбулентность потока подаваемой СОЖ и способствует повышению прочности режущей пластины, в связи с отсутствием явных концентраторов механических напряжений.

Согласно другому предпочтительному исполнению режущей пластины 10 центры тяжестей А2 фигур проекций вторых участков 34 охлаждающих канавок 30 лежат на окружности 54, эквидистантной окружности, вписанной в проекцию режущей пластины на ее виде сверху, причем отношение диаметра указанной окружности к вписанной окружности выбрано из соотношения 0,7-0,9.

Пределы указанного диапазона обусловлены следующими обстоятельствами. Расположение указанных выше центров тяжести А2 на окружности, эквидистантной окружности, вписанной в режущую пластину на ее виде сверху, обеспечивает симметричность расположения охлаждающих канавок на передней поверхности пластины, что повышает ее прочность и облегчает условия прессования.

При этом указанные значения соотношения диаметров определены из условия обеспечения эффектного охлаждения зоны резания. При этом, как при уменьшении, так и при увеличении указанного соотношения за указанные пределы эффективность охлаждения существенно падает. Выбор конкретного соотношения указанных диаметров зависит от геометрических размеров режущих пластин и конфигурации их передней поверхности.

На фиг. 6-10 изображена фреза и ее конструктивные элементы, обеспечивающие использование режущей пластины 10. В соответствии с изобретением фреза 56 содержит корпус 58, выполненный в виде тела вращения. На его периферии выполнены гнезда 60 для размещения и закрепления с помощью крепежных винтов 22 режущих пластин, причем гнезда 60 имеют боковые поверхности 62 и опорную поверхность 64, в которой расположено отверстие 66 с резьбой 68 для крепежного винта 22.

Вдоль оси вращения 70 в корпусе 58 расположено центральное отверстие 72 для смазочно-охлаждающей жидкости, а от него в радиальном направлении к гнездам 60 проходят отверстия 74 меньшего диаметра.

Согласно изобретению, по меньшей мере, вдоль части длины отверстия 66 с резьбой 68 для крепежного винта 22 выполнена выемка 76, имеющая выход в это отверстие 66, к опорным поверхностям 64 гнезд 60 и к радиальным отверстиям 74 меньшего диаметра, выполненным в корпусе 58 фрезы 56.

При этом в гнездах 60 корпуса 58 установлены режущие пластины 10, выполненные по одному из предпочтительных исполнений, указанных выше, и закреплены винтами 22, головки 26 которых имеет круговой буртик 26b, выступающий за их головку, причем его низ 26с расположен выше первого участка 32 охлаждающей канавки 30.

Такое расположение крепежного винта 22 позволяет направить поток СОЖ в первый участок 32 охлаждающей канавки 30, Далее по второму участку 34 СОЖ поступает непосредственно в зону резания.

При этом, как видно на фиг. 10, выемка 76 имеет выход в резьбовое отверстие 66, но большая часть длины резьбы 68 при этом сохраняется. Такое конструктивное исполнение рассматриваемого элемента продиктовано необходимостью, с одной стороны, сохранения прочности корпуса фрезы в зоне гнезда 60, так как размеры этого участка крайне ограничены, а, с другой стороны, необходимостью сохранения максимальной длины резьбы 68 для обеспечения устойчивости крепежного винта 22 и надежного крепления режущей пластины 10 в гнезде 60.

Таким образом, рассматриваемый узел выполнен компактным, а крепежный винт 22 относительно коротким, но в то же время обеспечена подача СОЖ к охлаждающим канавкам 30 режущей пластины 10.

В соответствии с одним предпочтительным исполнением фрезы дополнительно в опорной поверхности 64 гнезда 60 вокруг отверстия 66 крепежного винта 22 выполнено кольцевое высвобождение 64а или обводной канал 64b.

При этом наличие выемки 64а или обводного канала 64b малой глубины позволяет, не нарушая устойчивости крепежного винта 22, обеспечить более равномерное распределению СОЖ, поступающей через радиальные каналы 74 и выемку 68, а далее в зону охлаждающих канавок 30.

В соответствии с другим предпочтительным исполнением фрезы дополнительно буртик 26b крепежного винта 22, расположенный на его конце выше крепежной головки, имеющей, например, конусную поверхность, контактирующую с зажимными поверхностями 24а режущей пластины 10, имеет плоский или фасонный 26d низ 26 с.

Выполнение низа 26 с буртика 26b крепежного винта 22 фасонным, например, с кольцевой выемкой, как показано на фиг.11, позволяет создать завихрения СОЖ в зоне первого участка 32 охлаждающей канавки 30 и, тем самым, дополнительно направить поток жидкости на поверхность второго участка 34 охлаждающей канавки 30, что дополнительно улучшит охлаждение зоны резания.

Использование предложенного изобретения.

В качестве примера рассмотрим режущую пластину 10, предназначенную для фрезерования с большой подачей изделий из титанового сплава. Она имеет четыре главные режущие кромки 12 с вершинами 12а, расположенные с чередованием с угловыми режущими кромками 46.

Эту пластину из сплава HCS35X устанавливали в гнездо 60 торцовой фрезы 58 и закрепляли специальным крепежным винтом 22, имеющим конусную головку 26 и круговой буртик 26b с плоским низом.

Крепежный винт 22 ввинчивали в резьбовое отверстие 66 гнезда 60 корпуса торцовой фрезы диаметром 50 мм. Так как резьбовое отверстие 66 имеет участок полной резьбы и участок с частичной резьбой, как показано на фиг. 10, то крепежные винты за счет участка частичной резьбы надежно крепили режущие пластины 10 в гнездах 60 фрезы.

При этом конусная поверхность головки крепежного винта 22 контактировала с зажимными частями 24а крепежного отверстия 20 режущей пластины 10, как показано на фиг. 4.

Далее устанавливали фрезу в шпиндель фрезерного станка мод. ФП-27ТС и фрезеровали в однозубом режиме по плоскости поверхность заготовки из титанового сплава ВТ22 с внутренней подачей СОЖ на следующих режимах резания: Vc=30 м/мин., fz=1 мм/ зуб; ар=1 мм, ае=30 мм. При этом стойкость одной режущей кромки при износе по задней поверхности 0,44 мм составила 39,8 мин., что существенно выше стойкости режущих пластин обычной конструкции.

При этом подача СОЖ обеспечивалась по центральному и радиальным каналам фрезы и далее по охлаждающим канавкам 30 режущих пластин, как показано на фиг. 3, где она благодаря буртику 26b головки 26 крепежного винта 22 направлялась через первый участок 32 охлаждающей канавки 30 на ее второй вогнутый участок 34 и далее к вершине 12а режущей кромки 12.

При этом именно вогнутый участок 34 охлаждающей канавки 30 режущей пластины 10 позволил опустить головку крепежного винта ниже режущих кромок 12, но в то же время обеспечить адресную подачу СОЖ в зону резания.

Таким образом, за счет описанных выше конструктивных элементов режущей пластины и ее узла крепления на фрезе обеспечено интенсивное охлаждения непосредственно в зоне резания, что позволило повысить стойкость режущих пластин и фрезы в целом при сохранении ее надежности и технологичности изготовления режущих пластин, крепежных винтов и гнезд корпуса фрезы.

Хотя настоящее изобретение было описано с определенной степенью детализации, следует понимать, что его различные изменения и модификации, например, наличие при вершинах режущих кромках зачищающих фасок, могут быть выполнены без отхода от существа и объема изобретения, изложенного в приведенной ниже формуле изобретения.

1. Режущая пластина (10), содержащая по меньшей мере одну главную режущую кромку (12), расположенную на пересечении передней (14) и задней (16) поверхностей, по меньшей мере одну опорную поверхность (18), расположенную напротив передней поверхности (14), и крепежное отверстие (20) для крепежного винта (22), проходящее между передней (14) и опорной (18) поверхностями и содержащее участок (24) с зажимными частями (24а), выполненными в форме поверхности второго порядка, выпуклой внутрь отверстия (20), и предназначенными для взаимодействия с головкой (26) крепежного винта (22), при этом ось (28) отверстия (20) является осью симметрии режущей пластины (10), отличающаяся тем, что поверхности зажимных частей (24а) крепежного отверстия (20) выполнены с последовательным чередованием по кругу с охлаждающими канавками (30), проходящими вдоль отверстия (20) от опорной поверхности (18) и по передней поверхности (14) с расширением к каждой главной режущей кромке (12) и имеющими по меньшей мере первый (32) и второй (34) участки, при этом первый участок (32), являющийся переходным от поверхности крепежного отверстия (20) к передней поверхности (14), выполнен выпуклым, а второй участок (34), сопряженный с первым участком (32), выполнен вогнутым относительно опорной поверхности (18), причем точка (A3) пересечения линии (44), проходящей через ось (28) отверстия (20) и центр тяжести (А2) фигуры проекции второго участка (34) каждой охлаждающей канавки (30) на виде сверху со стороны передней поверхности (14) на опорную поверхность (18) режущей пластины (10), с главной режущей кромкой (12) смещена к вершине (12а) главной режущей кромки (12), а острый внутренний угол между этой линией (44) и линией (44а), проходящей через ось (28) отверстия (20) и центр тяжести (А1) фигуры, образованной проекцией первого участка (32) на виде сверху на режущую пластину (10), выбран из диапазона 3-18°.

2. Режущая пластина по п. 1, отличающаяся тем, что выше зажимных частей (24а) крепежного отверстия (20) в направлении к передней поверхности (14) с выходом на охлаждающие канавки (30) выполнены кольцевые, эквидистантные крепежному отверстию (20) канавки (36), наибольший диаметр (48) которых больше наибольшего диаметра (26а) головки (26) крепежного винта (22), а отношение этого диаметра к диаметру (50), вписанному в проекцию режущей пластины на ее виде сверху, выбрано из соотношения 0,3-0,8.

3. Режущая пластина по п. 1, отличающаяся тем, что охлаждающие канавки (30) в поперечном сечении выполнены вогнутой формы и включают, по меньшей мере, дно (40) канавки и боковые поверхности (42), между которыми выполнен плавный переход (42а).

4. Режущая пластина по п. 1, отличающаяся тем, что поверхности зажимных частей (24а) крепежного отверстия (20) имеют форму псевдосферы, имеющей сужение к центру пластины.

5. Режущая пластина по п. 1, отличающаяся тем, что центры тяжестей фигур, образованных проекциями вторых участков (34) охлаждающих канавок (30), лежат на окружности (54), эквидистантной окружности, вписанной в проекцию режущей пластины на ее виде сверху, причем отношение диаметра указанной окружности к диаметру вписанной в режущую пластину (10) окружности выбрано из соотношения 0,7-0,9.

6. Режущая пластина по одному из пп. 1-5, отличающаяся тем, что на виде сверху на переднюю поверхность (14) она имеет многоугольную или круглую форму.

7. Фреза (56), содержащая корпус (58), выполненный в виде тела вращения, на периферии которого выполнены гнезда (60) для размещения и закрепления посредством винтов (22) режущих пластин, имеющие боковые поверхности (62) и опорную поверхность (64), в которой выполнено отверстие (66) с резьбой (68) для крепежного винта (22), при этом вдоль оси вращения (70) в корпусе (58) выполнено центральное отверстие (72) для смазочно-охлаждающей жидкости, от которого в радиальном направлении к гнездам (60) проходят отверстия (74) меньшего диаметра, отличающаяся тем, что по меньшей мере вдоль части длины отверстия (66) с резьбой (68) для крепежного винта (22) выполнена выемка (76), имеющая выход в указанное отверстие (66) к опорным поверхностям (64) гнезд (60) и к радиальным отверстиям (74) меньшего диаметра, при этом в гнездах (60) установлены режущие пластины (10), выполненные по одному из пп. 1-6 и закрепленные винтами (22), головки (26) которых имеют круговой буртик (26b), выступающий за их головку, из условия, что низ буртика расположен выше первого участка (32) охлаждающей канавки (30) режущей пластины (10).

8. Фреза по п. 7, отличающаяся тем, что в опорной поверхности (64) гнезд (60) вокруг отверстия (66) для крепежного винта (22) выполнено кольцевое высвобождение (64а).

9. Фреза по п. 7, отличающаяся тем, что в опорной поверхности (64) гнезда (60) вокруг отверстия (66) для крепежного винта (22) выполнен обводной канал (64b).

10. Фреза по п. 7, отличающаяся тем, что буртик (26b) крепежного винта (22) имеет плоский или фасонный (26d) низ (26с).



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к обработке материалов резанием и может быть использована на операциях снятия фасок с использованием режущего инструмента с упруго закрепленными в его корпусе режущими пластинами.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при фрезеровании профиля железнодорожных колес. Сборная фасонная фреза содержит корпус с посадочными поверхностями для установки на шпиндель станка, тангенциальные режущие пластины и расположенные под ними опорные пластины.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при фрезеровании профиля головки рельсов. Сборная фасонная фреза содержит корпус с посадочными поверхностями для установки на шпиндель станка и режущие пластины.

Настоящее изобретение относится к держателю (10) фрезерного инструмента, содержащему первую часть (16) держателя, имеющую первое гнездо (13а) режущей пластины для приема первой режущей пластины (12а) и имеющую второе гнездо (13b) режущей пластины для приема второй режущей пластины (12b); вторую часть (18) держателя, которая выполнена с возможностью изменения положения относительно первой части (16) держателя вдоль продольной оси (32) для регулировки ширины фрезерования, при этом вторая часть (18) держателя содержит третье гнездо (13c) режущей пластины для приема третьей режущей пластины (12c) и четвертое гнездо (13d) режущей пластины для приема четвертой режущей пластины (12d).

Изобретение относится к металлорежущему инструменту, в частности к фрезам и сменным режущим пластинам, используемым для фрезерования изделий из высокопрочных сталей и труднообрабатываемых материалов, а также для обработки алюминия.

Группа изобретений относится к вариантам выполнения фрез, предназначенных для обработки деталей на фрезерных станках. Она состоит из корпуса в виде тела вращения, на поверхности которого с неравномерным торцовым шагом размещены зубья.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обработки стенок цилиндра двигателей внутреннего сгорания. Устройство содержит оправку и по меньшей мере один режущий элемент, расположенный на режущем кольце, которое выполнено с возможностью вращения и разъемной фиксации на оправке, и имеющий шлицевой контур с множеством расположенных рядом друг с другом в направлении оси вращения ножей.

Группа изобретений относится к обработке материалов резанием и может быть использована при обработке изделий из алюминия, а также из высокопрочных сталей и труднообрабатываемых материалов.

Демпфирующие элементы для систем крепления инструментов предназначены для амортизации колебаний и ударов, которые возникают в процессе обработки резанием при закреплении инструментов с силовым замыканием в гнезде для инструмента или на самом инструменте.

Изобретение относится к режущей пластине для фрезерования или прорезания пазов и т.п. и режущему инструменту, снабженному данной режущей пластиной.

Группа изобретений относится к обработке материалов резанием и может быть использована при обработке изделий из труднообрабатываемых материалов. Режущая пластина содержит по меньшей мере одну главную режущую кромку, по меньшей мере одну опорную поверхность, расположенную напротив передней поверхности. Крепежное отверстие содержит участок с зажимными частями в форме поверхности второго порядка. Поверхности зажимных частей крепежного отверстия последовательно чередуются по кругу с охлаждающими канавками, проходящими вдоль отверстия от опорной поверхности и по передней поверхности с расширением к каждой главной режущей кромке. Фреза содержит корпус в виде тела вращения, на периферии которого выполнены гнезда для размещения и закрепления винтами режущих пластин. Гнезда имеют боковые поверхности и опорную поверхность, в которой расположено отверстие с резьбой для крепежного винта. Вдоль оси вращения в корпусе расположено центральное отверстие для смазочно-охлаждающей жидкости, а от него в радиальном направлении к гнездам проходят отверстия меньшего диаметра. Конструктивные особенности выполнения режущей пластины и фрезы обеспечивают повышение стойкости режущих пластин и фрезы за счет эффективного охлаждения режущих пластин и зоны резания. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 12 ил.

Наверх