Вращающаяся режущая головка, имеющая жесткий установочный выступ, и вращающийся режущий инструмент
Группа изобретений относится к обработке материалов резанием и может быть использована при сверлении деталей на высоких скоростях подачи. Режущая головка, выполненная с возможностью вращения вокруг первой оси, имеет часть наконечника и присоединенный к ней жесткий установочный выступ. Часть наконечника имеет множество режущих частей, чередующихся по окружности с множеством канавок головки для стружки, и основную поверхность головки, обращенную в осевом направлении назад. Установочный выступ имеет вращательную симметрию вокруг первой оси, проходит по оси назад от основной поверхности головки и имеет множество разнесенных по окружности выпуклых зажимных поверхностей. Указанное множество режущих частей задает режущий диаметр, в указанное множество канавок головки для стружки вписана воображаемая первая окружность, имеющая первый диаметр, и указанное множество зажимных поверхностей описано воображаемой второй окружностью, имеющей второй диаметр. Первый диаметр больше второго диаметра, а второй диаметр составляет меньше 40% от режущего диаметра. Повышается стойкость режущего инструмента и производительность обработки. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 22 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к вращающемуся режущему инструменту и режущей головке, прикрепляемой к нему с возможностью отделения, имеющей жесткий установочный выступ, для использования при обработке металлов резанием в целом, а также для операций сверления в частности.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В области режущих инструментов, используемых для операций сверления, известны множество примеров режущих головок, прикрепляемых с возможностью отделения к хвостовикам инструментов, имеющим гнезда для размещения головки с "неограниченными по окружности" углублениями гнезда.
В US 5957631 раскрыт узел режущего инструмента для операций обработки вращательным резанием, содержащий сменную режущую головку и хвостовик инструмента, имеющие общую продольную ось и соответствующие периферийные поверхности. Режущая головка на своем заднем конце имеет установочную часть режущей головки, а хвостовик инструмента на своей передней поверхности имеет принимающую часть режущей головки. Каждая из установочной части режущей головки и принимающей части режущей головки хвостовика инструмента имеет по меньшей мере две соединительные части, связанные посредством связанных периферийных поверхностей режущей головки и хвостовика инструмента и соответствующие по форме и размерам. Каждая соединительная часть имеет основную поверхность, стенку передачи крутящего момента и фиксирующую стенку, причем фиксирующая стенка каждой соединительной части режущей головки имеет угловое расширение меньше соответствующего углового расстояния между смежными краями фиксирующих стенок двух различных соединительных частей хвостовика инструмента. Режущий инструмент монтируют посредством изначального размещения установочной части режущей головки относительно принимающей части режущей головки таким образом, чтобы вставлять фиксирующие стенки соединительных частей режущей головки между соответствующими фиксирующими стенками соединительных частей хвостовика инструмента, и последующего вращения режущей головки относительно хвостовика инструмента до тех пор, пока соединительные части режущей головки не перекроют полностью соответствующие соединительные части хвостовика инструмента, причем их основные поверхности и стенки передачи крутящего момента будут упираться друг в друга, а их фиксирующие стенки соосно взаимодействуют взаимно блокирующим образом с помощью охватываемой и охватывающей частей, что обеспечивает, таким образом, самозажим режущей головки на хвостовике инструмента.
В US 8021088 раскрыт режущий инструмент для обработки металла, имеющий режущую головку, устанавливаемую с возможностью отделения на переднем конце хвостовика инструмента самозажимным способом. Передний конец хвостовика инструмента снабжен парой соединительных частей хвостовика, каждая из которых имеет обращенную вперед опорную поверхность хвостовика. Между соединительными частями хвостовика задано углубление гнезда. В углублении гнезда находится множество фиксирующих поверхностей хвостовика, которые параллельны продольной оси хвостовика инструмента. Режущая часть имеет часть наконечника и фиксирующую часть, проходящую от нее в направлении назад. Часть наконечника содержит пару сегментов головки, каждый из которых имеет обращенную назад основную поверхность головки. Фиксирующая часть режущей головки имеет множество фиксирующих поверхностей головки, которые параллельны продольной оси режущей головки. В смонтированном инструменте обращенные вперед опорные поверхности хвостовика инструмента поддерживают обращенные назад основные поверхности режущей головки, в то время как указанное множество фиксирующих поверхностей головки упирается в указанное множество фиксирующих поверхностей хвостовика.
Задача настоящего изобретения состоит в предложении улучшенной режущей головки, имеющей жесткий установочный выступ.
Задача настоящего изобретения также состоит в предложении улучшенной режущей головки, подходящей для операций резания с высокими скоростями подачи.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в предложении улучшенной режущей головки, совместимой с хвостовиком инструмента, имеющего гнездо для размещения головки с "ограниченной по окружности" центральной выемкой.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с настоящим изобретением предложена режущая головка, выполненная с возможностью вращения вокруг первой оси в первом направлении вращения и содержащая:
часть наконечника, имеющая множество из N режущих частей, чередующихся по окружности с множеством из N канавок головки для стружки, и основную поверхность головки, обращенную в осевом направлении назад; и
жесткий установочный выступ, присоединенный к части наконечника и проходящий по оси назад от основной поверхности головки, при этом установочный выступ имеет N-кратную вращательную симметрию вокруг первой оси, и множество из N разнесенных по окружности выпуклых зажимных поверхностей, при этом каждая зажимная поверхность разделена пополам радиальной зажимной плоскостью биссектрисы, содержащей первую ось,
причем:
указанное множество режущих частей задает режущий диаметр, соответствующий окружности резания,
в разрезе, выполненном по первой плоскости, перпендикулярной первой оси и пересекающей часть наконечника, в указанное множество из N канавок головки для стружки вписана воображаемая первая окружность, имеющая первый диаметр на множестве из N радиально самых внутренних точек канавок головки, и
в разрезе, выполненном по второй плоскости, перпендикулярной первой оси и пересекающей установочный выступ, указанное множество из N зажимных поверхностей описано воображаемой второй окружностью, имеющей второй диаметр,
причем
первый диаметр больше второго диаметра, и
второй диаметр составляет меньше сорока процентов от режущего диаметра.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением предложен вращающийся режущий инструмент, содержащий хвостовик инструмента, проходящий по второй оси и имеющий гнездо для размещения головки, образованное на его переднем конце, при этом гнездо для размещения головки содержит опорную поверхность хвостовика, поперечную ко второй оси, и центральную выемку, образованную в опорной поверхности хвостовика, и режущую головку описанного выше типа, прикрепляемую с возможностью отделения к гнезду для размещения головки,
причем в смонтированном положении:
основная поверхность головки обращена к опорной поверхности хвостовика,
вторая ось совпадает с первой осью, и
установочный выступ удерживается с зажатием в центральной выемке.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания настоящее изобретение ниже описано только в качестве примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых штрихпунктирными линиями обозначены границы вырезов для частичных видов элемента, и на которых:
на фиг. 1 показан перспективный вид режущей головки в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 показан вид сбоку режущей головки, показанной на фиг. 1;
на фиг. 3 показан вид снизу режущей головки, показанной на фиг. 1;
на фиг. 4 показан вид в разрезе режущей головки, показанной на фиг. 2, выполненный по линии IV-IV;
на фиг. 5 показан вид в разрезе режущей головки, показанной на фиг. 2, выполненный по линии V-V;
на фиг. 6 показан вид в разрезе режущей головки, показанной на фиг. 2, выполненный по линии VI-VI;
на фиг. 7 показан перспективный вид режущей головки в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 8 показан вид сбоку режущей головки, показанной на фиг. 7;
на фиг. 9 показан вид снизу режущей головки, показанной на фиг. 7;
на фиг. 10 показан вид в разрезе режущей головки, показанной на фиг. 8, выполненный по линии X-X;
на фиг. 11 показан вид в разрезе режущей головки, показанной на фиг. 8, выполненный по линии XI-XI;
на фиг. 12 показан вид в разрезе режущей головки, показанной на фиг. 8, выполненный по линии XII-XII;
на фиг. 13 показан перспективный покомпонентный вид вращательного режущего инструмента в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 14 показан вид сбоку вращательного режущего инструмента, показанного на фиг. 13;
на фиг. 15 показан вид с торца хвостовика инструмента в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 16 показан вид в разрезе вращательного режущего инструмента, показанного на фиг. 14, выполненный по линии XVI-XVI;
на фиг. 17 показан вид в разрезе вращательного режущего инструмента, показанного на фиг. 16, выполненный по линии XVII-XVII;
на фиг. 18 показан перспективный покомпонентный вид вращательного режущего инструмента в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 19 показан вид сбоку вращательного режущего инструмента, показанного на фиг. 18;
на фиг. 20 показан вид с торца хвостовика инструмента в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 21 показан вид в разрезе вращательного режущего инструмента, показанного на фиг. 19, выполненный по линии XXI-XXI; и
на фиг. 22 показан вид в разрезе вращательного режущего инструмента, показанного на фиг. 21, выполненный по линии XXII-XXII.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В первом аспекте настоящее изобретение относится к режущей головке 20, 120, выполненной с возможностью вращения вокруг первой оси А1 в первом направлении R1 вращения.
Следует понимать, что в настоящих описании и формуле изобретения одинаковые ссылочные обозначения были использованы для тех признаков, который являются общими как для первого, так и для второго вариантов осуществления режущих головок 20, 120.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения режущая головка 20, 120 предпочтительно может быть выполнена посредством прессования и спекания спеченого карбида, такого как карбид вольфрама, и может быть снабжена покрытием или выполнена без него.
Как показано на фиг. 1-3 и 7-9, режущая головка 20, 120 содержит часть 22 наконечника и жесткий установочный выступ 24, присоединенный к части 22 наконечника.
Следует понимать, что режущая головка 20, 120 может иметь единую цельную конструкцию, а установочный выступ 24 может иметь такую же жесткость, что и часть 22 наконечника, и может быть выполнен без упругих передвижных элементов.
Как показано на фиг. 1-3 и 7-9, часть 22 наконечника имеет множество из N режущих частей 26, чередующихся по окружности с множеством из N канавок 28 головки для стружки, и основную поверхность 30 головки, обращенную в осевом направлении DR назад. Указанное множество режущих частей 26 задает режущий диаметр DC, соответствующий окружности СС резания, центрированной вокруг первой оси А1.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения N может составлять точно 3, а часть 22 наконечника может иметь три режущие части 26, чередующиеся по окружности с тремя канавками 28 головки для стружки.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения основная поверхность 30 головки может быть плоской.
Как показано на фиг. 1-3 и 7-9, каждая режущая часть 26 может иметь ведущую поверхность 32, обращенную вперед по оси и относительно первого направления R1 вращения, причем каждая ведущая поверхность 32 может пересекать смежную по окружности и вращательно переднюю канавку 28 головки для стружки для образования режущей кромки 34.
Следует понимать, что для тех вариантов осуществления настоящего изобретения, которые имеют три режущие части 26 и, таким образом, три режущие кромки 34, режущая головка 20, 120 преимущественно может быть использована при операциях резания с высокими скоростями подачи.
Также, как показано на фиг. 1-3 и 7-9, каждая режущая часть 26 может иметь поверхность 36 передачи крутящего момента, обращенную против первого направления R1 вращения.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в отношении первого направления R1 вращения каждая поверхность 36 передачи крутящего момента может сообщаться со смежной по окружности и вращательно задней канавкой 28 головки для стружки.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая поверхность 36 передачи крутящего момента может пересекать основную поверхность 30 головки.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая поверхность 36 передачи крутящего момента может быть плоской.
Как показано на фиг. 1-3 и 7-9, установочный выступ 24 проходит по оси назад от основной поверхности 30 головки и имеет N-кратную вращательную симметрию вокруг первой оси А1.
Следует понимать, что в настоящих описании и формуле изобретения N-кратная вращательная симметрия не содержит бесконечный порядок вращательной симметрии.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения установочный выступ 24 может быть полностью окружен основной поверхностью 30 головки.
Как показано на фиг. 1-3 и 7-9, установочный выступ 24 имеет множество из N разнесенных по окружности выпуклых зажимных поверхностей 38, причем каждая зажимная поверхность 38 разделена пополам радиальной зажимной плоскостью РВ биссектрисы, содержащей первую ось А1.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения установочный выступ 24 может иметь множество прилегающих поверхностей 40, чередующихся по окружности с указанным множеством зажимных поверхностей 38, причем каждая прилегающая поверхность 40 может пересекать две смежные по окружности зажимные поверхности 38.
Как показано на фиг. 4 и 10, в разрезе, выполненном по первой плоскости Р1, перпендикулярной первой оси А1 и пересекающей часть 22 наконечника, в указанное множество из N канавок 28 головки для стружки вписана воображаемая первая окружность С1, имеющая первый диаметр D1 на множестве из N радиально самых внутренних точек NH канавок головки.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая плоскость Р1 может быть расположена рядом с основной поверхностью 28 головки.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая точка NH канавки головки может содержаться в радиальной плоскости PF канавки, содержащей первую ось А1, причем каждая радиальная плоскость PF канавки может образовывать первый угол α1 со смежной по окружности радиальной зажимной плоскостью РВ биссектрисы.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый угол α1 может быть меньше тридцати пяти градусов, т.е. α1<35°.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в отношении первого направления R1 вращения каждая радиальная плоскость PF канавки может быть расположена вращательно перед своей смежной по окружности радиальной зажимной плоскостью РВ биссектрисы.
Как показано на фиг. 5 и 11, в разрезе, выполненном по второй плоскости Р2, перпендикулярной первой оси А1 и пересекающей установочный выступ 24, указанное множество из N зажимных поверхностей 38 описано воображаемой второй окружностью С2, имеющий второй диаметр D2.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в разрезе, выполненном по второй плоскости Р2, указанное множество зажимных поверхностей 38 может образовывать множество разнесенных зажимных дуг 42, совпадающих с воображаемой второй окружностью С2.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в разрезе, выполненном по второй плоскости Р2, никакая часть установочного выступа 42 не может проходить снаружи воображаемой второй окружности С2.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в разрезе, выполненном по второй плоскости Р2, каждая зажимная поверхность 38 может иметь первый периферийный угловой размер Е1, который составляет больше двадцати пяти градусов, т.е. E1>25°.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в разрезе, выполненном по второй плоскости Р2, указанное множество прилегающих поверхностей 40 может быть расположено внутри второй воображаемой окружности С2.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения первый диаметр D1 больше второго диаметра D2, а второй диаметр D2 составляет меньше сорока процентов от режущего диаметра DC, т.е. D2<0,40*DC.
Следует понимать, что в настоящем изобретении предложена режущая головка 20, 120, в которой указанное множество канавок 28 головки для стружки имеют преимущественно большой объем для эффективного удаления стружки без пересечения установочного выступа 24.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения второй диаметр D2 предпочтительно может быть меньше тридцати процентов режущего диаметра DC, т.е. D2<0,30*DC.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения второй диаметр D2 может быть больше десяти процентов режущего диаметра DC, т.е. D2>0,10*DC.
Как показано на фиг. 6 и 12, в разрезе, выполненном по третьей плоскости Р3, перпендикулярной первой оси А1 и пересекающей установочный выступ 24, установочный выступ 24 может быть описан воображаемой третьей окружностью С3, имеющей третий диаметр D3, который больше второго диаметра D2, т.е. D3>D2.
Как видно из фиг. 4 и 10, глубина HD канавки головки задана как радиальное расстояние между точками NH канавки головки и окружностью CC резания. Таким образом, глубина HD канавки головки составляет половину разности между режущим диаметром DC и первым диаметром D1 или HD=
(DC-D1). Поскольку одна задача настоящего изобретения заключается в предложении режущей головки с увеличенными канавками, глубина HD канавки головки предпочтительно составляет по меньшей мере 60% от половины режущего диаметра DC, т.е. 60% от радиуса резания.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вторая плоскость Р2 может быть расположена между первой и третьей плоскостями Р1, Р3.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения третий диаметр D3 может представлять собой максимальный диаметр любой воображаемой окружности, описывающей установочный выступ 24 в любом разрезе, перпендикулярном первой оси А1.
Как показано на фиг. 2, на которой изображен первый вариант осуществления режущей головки 20 в соответствии с настоящим изобретением, третья плоскость P3 может не пересекать указанное множество зажимных поверхностей 38, а каждая зажимная поверхность 38 может иметь частично цилиндрическую форму.
Кроме того, в первом варианте осуществления настоящего изобретения третья плоскость Р3 может пересекать множество из N разнесенных по окружности частей 44 осевого стопора, а воображаемая третья окружность С3 может описывать указанное множество частей 44 осевого стопора.
Следует понимать, что для некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения указанное множество частей 44 осевого стопора может образовывать выпуклость 46 на дальнем конце установочного выступа 24.
Как показано на фиг. 2, каждая радиальная зажимная плоскость РВ биссектрисы может пересекать одну из частей 44 осевого стопора.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждая часть 44 осевого стопора может иметь стопорную поверхность 48, обращенную по оси вперед.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения указанное множество частей 44 осевого стопора может быть разнесено по оси от указанного множества зажимных поверхностей 38 посредством кольцевой переходной канавки 50.
Как показано на фиг. 8, на которой изображен второй вариант осуществления режущей головки 120 в соответствии с настоящим изобретением, третья плоскость P3 может пересекать указанное множество зажимных поверхностей 38, а каждая зажимная поверхность 38 может иметь частично коническую форму.
Кроме того, во втором варианте осуществления настоящего изобретения установочный выступ 24 может проходить на первое расстояние L1 назад по оси от основной поверхности головки 30, причем третья плоскость Р3 может быть смещена на второе расстояние L2 от второй плоскости Р2, а второе расстояние L2 может быть больше половины первого расстояния L1, т.е. L2>L1/2.
Следует понимать, что для некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения установочный выступ 24 может иметь форму "ласточкиного хвоста".
Как показано на фиг. 13, 14, 18 и 19, во втором аспекте настоящее изобретение относится к вращающемуся режущему инструменту 52, 152, имеющему хвостовик 54, 154 инструмента, проходящий по второй оси А2, и режущую головку 20, 120, прикрепляемую с возможностью отделения к гнезду 56 для размещения головки хвостовика 54, 154 инструмента на его переднем конце 58.
Следует понимать, что в настоящих описании и формуле изобретения одинаковые ссылочные обозначения были использованы для тех признаков, которые являются общими как для первого, так и для второго вариантов осуществления режущих инструментов 52, 152.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения хвостовик 54, 154 инструмента предпочтительно может быть изготовлен из инструментальной стали.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления режущая головка 20, 120 может прикрепляться с возможностью отделения к гнезду 56 для размещения головки без потребности в дополнительных крепежных элементах, таких как зажимной винт.
Как показано на фиг. 15 и 20, гнездо 56 для размещения головки имеет опорную поверхность 60 хвостовика, поперечную ко второй оси А2, и центральную выемку 62, образованную в опорной поверхности 60 хвостовика.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения опорная поверхность 60 хвостовика может быть обращена вперед по оси, а центральная выемка 62 может проходить по второй оси А2.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения множество из N разнесенных по окружности канавок 64 хвостовика для стружки может проходить от переднего конца 58 хвостовика по второй оси А2.
В смонтированном положении вращающегося режущего инструмента 52, 152:
основная поверхность 30 головки обращена к опорной поверхности 60 хвостовика,
вторая ось А2 совпадает с первой осью А1, и
установочный выступ 24 удерживается с зажатием в центральной выемке 62.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения множество из N приводных элементов 66 может выступать по оси вперед от опорной поверхности 60 хвостовика, причем каждый приводной элемент 66 может содержать приводную поверхность 68, обращенную в первом направлении R1 вращения, и каждая приводная поверхность 68 может осуществлять контакт с одной из поверхностей 36 передачи крутящего момента.
Как показано на фиг. 16 и 21, в разрезе, выполненном по четвертой плоскости Р4, перпендикулярной первой оси А1 и пересекающей центральную выемку 62, в указанное множество из N канавок 64 хвостовика для стружки может быть вписана воображаемая четвертая окружность С4, имеющая четвертый диаметр D4 на множестве из N радиально самых внутренних точек NS канавок хвостовика.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения четвертый диаметр D4 может находиться в промежутке от девяноста процентов до ста десяти процентов от первого диаметра D1, т.е. D1*0,90<D4<D1*1,10.
Как видно из фиг. 16 и 21, глубина TD канавки инструмента задана как радиальное расстояние между точками NS канавки хвостовика и окружностью CC резания. Таким образом, глубина TD канавки инструмента составляет половину разности между режущим диаметром DC и четвертым диаметром D4 или TD=
(DC-D4). Поскольку одна задача настоящего изобретения заключается в предложении инструмента с увеличенными канавками, глубина TD канавки инструмента предпочтительно составляет по меньшей мере 60% от половины режущего диаметра DC, т.е. 60% от радиуса резания.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения четвертая плоскость Р4 может совпадать со второй плоскостью Р2.
Как показано на фиг. 15 и 20, указанное множество канавок 64 хвостовика для стружки может быть образовано в цилиндрической периферийной поверхности 70 хвостовика инструмента 54, 154.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения указанное множество канавок 70 хвостовика для стружки может проходить по спирали вдоль второй оси А2.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения указанное множество канавок 28 головки для стружки может соответствовать прохождению указанного множества канавок 70 хвостовика для стружки.
Как показано на фиг. 15, 16, 20 и 21, центральная выемка 62 может иметь множество из N разнесенных по окружности упорных частей 72, причем каждая упорная часть 72 может иметь обращенную радиально внутрь упорную поверхность 74, а указанное множество зажимных поверхностей 38 может осуществлять зажимной контакт с указанным множеством упорных поверхностей 74.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения указанное множество прилегающих поверхностей 40 может не находиться в контакте с центральной выемкой 62.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения указанное множество упорных частей 72 может чередоваться по окружности с множеством промежуточных частей 76, причем каждая промежуточная часть 76 может иметь промежуточную поверхность 78, пересекающую две смежные по окружности упорные поверхности 74.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения указанное множество упорных частей 72 может быть выполнено с возможностью упругого перемещения.
Следует понимать, что благодаря указанному множеству упорных поверхностей 74, чередующихся по окружности с указанным множеством промежуточных поверхностей 78, гнездо 56 для размещения головки может иметь "ограниченное по окружности" центральную выемку 62, что может улучшать упругость указанного множества упорных частей 72 и продлевать срок службы хвостовика 54, 154 инструмента.
Также следует понимать, что для тех вариантов осуществления настоящего изобретения, в которых режущая головка 20, 120 прикрепляется с возможностью отделения к хвостовику 54, 154 инструмента, имеющему "ограниченную по окружности" центральную выемку 62, и канавки 28 головки для стружки соответствуют канавкам 64 хвостовика для стружки, требуется, чтобы канавки 28 головки для стружки не пересекали установочный выступ 24.
Как показано на фиг. 16 и 21, в разрезе, выполненном по второй плоскости Р2, воображаемая пятая окружность С5, соосная со второй осью А2, может быть вписана в центральную выемку 62 и может осуществлять контакт с указанным множеством упорных поверхностей 74.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в разрезе, выполненном по второй плоскости Р2, указанное множество упорных поверхностей 74 может образовывать множество разнесенных упорных дуг 80, совпадающих с воображаемой пятой окружностью С5.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в разрезе, выполненном по второй плоскости Р2, указанное множество промежуточных поверхностей 78 может быть расположено снаружи воображаемой пятой окружности С5.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения воображаемая пятая окружность С5 может иметь пятый нагруженный диаметр DL5, причем пятый нагруженный диаметр DL5 может быть равен второму диаметру D2.
Следует понимать, что пятый нагруженный диаметр DL5 может быть измерен в присутствии направленных радиально наружу сил, приложенных к указанному множеству упорных поверхностей 74.
Также следует понимать, что при отсутствии направленных радиально наружу сил, приложенных к указанному множеству упорных поверхностей 74, воображаемая пятая окружность С5 может иметь пятый ненагруженный диаметр (не показан), меньший, чем пятый нагруженный диаметр DL5.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения основная поверхность 30 головки может осуществлять контакт с опорной поверхностью 60 хвостовика или множеством выступающих поверхностей 82, смещенных от нее.
Следует понимать, что в такой смонтированной конфигурации за исключением указанного множества зажимных поверхностей 38, осуществляющих зажимной контакт с указанным множеством упорных поверхностей 74, никакая другая часть установочного выступа 24 не может осуществлять контакт с центральной выемкой 62.
Как показано на фиг. 17, на которой изображен первый вариант осуществления режущего инструмента 52 в соответствии с настоящим изобретением, в разрезе, выполненном по одной из радиальных зажимных плоскостей РВ биссектрисы, зажимная поверхность 38 может иметь частично цилиндрическую форму и может проходить параллельно первой оси А1, причем с ней может совпадать связанная упорная поверхность 74.
Следует понимать, что в таких вариантах осуществления настоящего изобретения зажимной контакт между указанным множеством зажимных поверхностей 38 и указанным множеством упорных поверхностей 74 направлен исключительно радиально.
Как показано на фиг. 17, на которой изображен первый вариант осуществления режущего инструмента 52 в соответствии с настоящим изобретением, каждая упорная часть 72 может иметь остановочную поверхность 84, обращенную по оси назад, а указанное множество стопорных поверхностей 48 может быть разнесенных по оси от указанного множества остановочных поверхностей 84.
Следует понимать, что в случаях чрезмерных осевых "тянущих" сил, действующих на первый вариант осуществления режущей головки 20, основная поверхность 30 головки может не оставаться в контакте с опорной поверхностью 60 хвостовика, и указанное множество стопорных поверхностей 48 может осуществлять контакт с указанным множеством остановочных поверхностей 84, что, тем самым, препятствует отсоединению режущей головки 20 от хвостовика 54 инструмента.
Как показано на фиг. 22, на которой изображен второй вариант осуществления режущего инструмента 152 в соответствии с настоящим изобретением, в разрезе, выполненном по одной из радиальных зажимных плоскостей РВ биссектрисы, зажимная поверхность 38 может иметь частично коническую форму и может отклоняться от первой оси А1 по мере своего прохождения по оси назад, причем с ней может совпадать связанная упорная поверхность 74.
Следует понимать, что в таких вариантах осуществления настоящего изобретения зажимной контакт между указанным множеством зажимных поверхностей 38 и указанным множеством упорных поверхностей 74 направлен как по оси, так и радиально.
Настоящее изобретение также относится к способу монтажа вращающегося режущего инструмента 52, 152, включающему следующие этапы:
a) ориентирование основной поверхности 30 головки так, что она обращена к опорной поверхности 60 хвостовика;
b) выравнивание первой оси А1 со второй осью А2;
c) вращательное выравнивание указанного множества зажимных поверхностей 38 с указанным множеством промежуточных поверхностей 78;
d) вставку установочного выступа 24 в центральную выемку 62 и
e) вращение режущей головки 20, 120 вокруг своей первой оси А1 до тех пор, пока
указанное множество зажимных поверхностей 38 не будет удерживаться напротив указанного множества упорных поверхностей 74.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения на этапе d) установочный выступ 24 могут вставлять в центральную выемку 62 до тех пор, пока основная поверхность 30 головки не будет осуществлять контакт с опорной поверхностью 60 хвостовика или указанным множеством выступающих поверхностей 82.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения на этапе е) режущая головка 20, 120 может вращаться вокруг своей первой оси А1 в направлении, противоположном первому направлению R1 вращения до тех пор, пока каждая приводная поверхность 68 не будет осуществлять контакт с одной из поверхностей 36 передачи крутящего момента.
Несмотря на то что настоящее изобретение было описано с некоторой степенью детализации, следует понимать, что различные изменения и модификации могут быть осуществлены без отступления от сущности или объема настоящего изобретения, как определены в прилагаемой формуле изобретения.
1. Режущая головка (20, 120), выполненная с возможностью вращения вокруг первой оси (А1) в первом направлении (R1) вращения и содержащая:
часть (22) наконечника, имеющая множество из N режущих частей (26), чередующихся по окружности с множеством из N канавок (28) головки для стружки, и основную поверхность (30) головки, обращенную в осевом направлении (DR) назад; и
жесткий установочный выступ (24), присоединенный к части (22) наконечника и проходящий по оси назад от основной поверхности (30) головки, при этом установочный выступ (24) имеет N-кратную вращательную симметрию вокруг первой оси (А1), и множество N разнесенных по окружности выпуклых зажимных поверхностей (38), при этом каждая зажимная поверхность (38) разделена пополам радиальной зажимной плоскостью (РВ) биссектрисы, содержащей первую ось (А1),
причем:
указанное множество режущих частей (26) задает режущий диаметр (DC), соответствующий окружности (СС) резания,
в разрезе, выполненном по первой плоскости (Р1), перпендикулярной первой оси (А1) и пересекающей часть (22) наконечника, в указанное множество из N канавок (28) головки для стружки вписана воображаемая первая окружность (С1), имеющая первый диаметр (D1) на множестве из N радиально самых внутренних точек (NH) канавок головки, и
в разрезе, выполненном по второй плоскости (Р2), перпендикулярной первой оси (А1) и пересекающей установочный выступ (24), указанное множество из N зажимных поверхностей (38) описано воображаемой второй окружностью (С2), имеющей второй диаметр (D2),
причем
первый диаметр (D1) больше второго диаметра (D2), и
второй диаметр (D2) составляет меньше сорока процентов от режущего диаметра (DC).
2. Режущая головка (20, 120) по п. 1, в которой второй диаметр (D2) составляет меньше тридцати процентов от режущего диаметра (DC).
3. Режущая головка (20, 120) по п. 1, в которой:
каждая точка (NH) канавки головки для стружки содержится в радиальной плоскости (PF) канавки, содержащей первую ось (А1), причем каждая радиальная плоскость (PF) канавки образует первый угол (α1) со смежной по окружности радиальной зажимной плоскостью (РВ) биссектрисы, и
первый угол (α1) меньше тридцати пяти градусов.
4. Режущая головка (20, 120) по п. 1, в которой в разрезе, выполненном по второй плоскости (P2):
указанное множество зажимных поверхностей (38) образует множество разнесенных зажимных дуг (42), совпадающих с воображаемой второй окружностью (С2).
5. Режущая головка (20, 120) по п. 1, в которой N = 3.
6. Режущая головка (20, 120) по п. 1, в которой установочный выступ (24) полностью окружен основной поверхностью (30) головки.
7. Режущая головка (20, 120) по п. 1, в которой:
установочный выступ (24) имеет множество прилегающих поверхностей (40), чередующихся по окружности с указанным множеством зажимных поверхностей (38), и
каждая прилегающая поверхность (40) пересекает две смежные по окружности зажимные поверхности (38).
8. Режущая головка (20, 120) по п. 1, в которой:
в разрезе, выполненном по третьей плоскости (Р3), перпендикулярной первой оси (А1) и пересекающей установочный выступ (24), установочный выступ (24) описан воображаемой третьей окружностью (С3), имеющей третий диаметр (D3), который больше второго диаметра (D2), и
вторая плоскость (Р2) расположена между первой и третьей плоскостями (Р1, Р3).
9. Режущая головка (120) по п. 8, в которой:
третья плоскость (P3) пересекает указанное множество зажимных поверхностей (38), и
каждая зажимная поверхность (38) имеет частично коническую форму.
10. Режущая головка (20) по п. 8, в которой:
третья плоскость (P3) не пересекает указанное множество зажимных поверхностей (38), и
каждая зажимная поверхность (38) имеет частично цилиндрическую форму.
11. Режущая головка (20) по п. 8, в которой:
третья плоскость (Р3) пересекает множество из N разнесенных по окружности частей (44) осевого стопора, и
воображаемая третья окружность (С3) описывает указанное множество частей (44) осевого стопора.
12. Режущая головка (20) по п. 11, в которой:
каждая радиальная зажимная плоскость (РВ) биссектрисы пересекает одну из частей (44) осевого стопора.
13. Режущая головка (20) по п. 11, в которой:
каждая часть (44) осевого стопора имеет стопорную поверхность (48), обращенную по оси вперед.
14. Режущая головка (20, 120) по п. 1, в которой:
глубина (HD) канавки головки задана как радиальное расстояние между точками (NH) канавки головки и окружностью (CC) резания; и
глубина (HD) канавки головки составляет по меньшей мере 60% от половины режущего диаметра (DC).
15. Режущая головка (20, 120) по п. 1, в которой установочный выступ (24) выполнен без упругих передвижных элементов.
16. Режущая головка (20, 120) по п. 1, в которой множество из N канавок (28) головки для стружки пересекает основную поверхность (30) головки.
17. Режущая головка (20, 120) по п. 1, в которой каждая режущая часть (26) содержит режущую кромку (34), образованную на пересечении ведущую поверхность (32), обращенную вперед по оси, и смежную по окружности и вращательно переднюю канавку (28) головки для стружки, причем режущая кромка (34) проходит в направлении, поперечном к первой оси (А1).
18. Вращающийся режущий инструмент (52, 152), содержащий:
хвостовик (54, 154) инструмента, проходящий по второй оси (А2) и имеющий гнездо (56) для размещения головки, образованное на его переднем конце, при этом гнездо (56) для размещения головки содержит опорную поверхность (60) хвостовика, поперечную ко второй оси (А2), и центральную выемку (62), образованную в опорной поверхности (60) хвостовика, и
режущую головку (20,120) по любому из предыдущих пунктов, прикрепляемую с возможностью отделения к гнезду (56) для размещения головки,
причем в смонтированном положении:
основная поверхность (30) головки обращена к опорной поверхности (60) хвостовика,
вторая ось (А2) совпадает с первой осью (А1), и
установочный выступ (24) удерживается с зажатием в центральной выемке (62).
19. Вращающийся режущий инструмент (52, 152) по п. 18, в котором:
центральная выемка (62) имеет множество из N разнесенных по окружности упорных частей (72), причем каждая упорная часть (72) имеет обращенную радиально внутрь упорную поверхность (74), и
указанное множество зажимных поверхностей (38) осуществляет зажимной контакт с указанным множеством упорных поверхностей (74).
20. Вращающийся режущий инструмент (52, 152) по п. 19, в котором:
указанное множество упорных частей (72) выполнено с возможностью упругого перемещения.
21. Вращающийся режущий инструмент (52, 152) по п. 19, в котором:
указанное множество упорных частей (72) чередуется по окружности с множеством промежуточных частей (76), и
каждая промежуточная часть (76) имеет промежуточную поверхность (78), пересекающую две смежные по окружности упорные поверхности (74).
22. Вращающийся режущий инструмент (52, 152) по п. 19, в котором:
основная поверхность (30) головки осуществляет контакт с опорной поверхностью (60) хвостовика или множеством выступающих поверхностей (82), смещенных от нее, и
за исключением указанного множества зажимных поверхностей (38), осуществляющих зажимной контакт с указанным множеством упорных поверхностей (74), никакая другая часть установочного выступа (24) не осуществляет контакт с центральной выемкой (62).
23. Вращающийся режущий инструмент (52) по п. 19, в котором:
зажимная поверхность (38) имеет частично цилиндрическую форму; и
в разрезе, выполненном по одной из радиальных зажимных плоскостей (РВ) биссектрисы:
зажимная поверхность (38) проходит параллельно первой оси (А1), и
с ней совпадает связанная упорная поверхность (74).
24. Вращающийся режущий инструмент (152) по п. 19, в котором:
зажимная поверхность (38) имеет частично коническую форму; и
в разрезе, выполненном по одной из радиальных зажимных плоскостей (РВ) биссектрисы:
зажимная поверхность (38) отклоняется от первой оси (А1) по мере своего прохождения по оси назад, и
с ней совпадает связанная упорная поверхность (74).
25. Вращающийся режущий инструмент (52, 152) по п. 18, в котором:
множество из N разнесенных по окружности канавок (64) хвостовика для стружки проходит от переднего конца (58) хвостовика по второй оси (А2),
в разрезе, выполненном по четвертой плоскости (Р4), перпендикулярной первой оси (А1) и пересекающей центральную выемку (62), в указанное множество из N канавок (64) хвостовика для стружки вписана воображаемая четвертая окружность (С4), имеющая четвертый диаметр (D4) на множестве из N радиально самых внутренних точек (NS) канавок хвостовика, и
четвертый диаметр (D4) составляет от девяноста процентов до ста десяти процентов от первого диаметра (D1).
26. Вращающийся режущий инструмент (52, 152) по п. 25, в котором:
указанное множество канавок (26) головки для стружки является продолжением указанного множества канавок (64) хвостовика для стружки.
27. Вращающийся режущий инструмент (52, 152) по п. 25, в котором:
глубина (TD) канавки инструмента задана как радиальное расстояние между точками (NS) канавок хвостовика и окружностью (CC) резания; и
глубина (TD) канавки инструмента составляет по меньшей мере 60% от половины режущего диаметра (DC).
