Односторонняя трехходовая индексируемая режущая пластина для фрезерования, имеющая большое отношение объема пустот к объему материала, и содержащая пластину фреза для нее
Группа изобретений относится к обработке материалов резанием и может быть использована на операциях фрезерования с высокой подачей. Односторонняя трехходовая индексируемая режущая пластина содержит основную форму с положительным передним углом, переднюю поверхность, периферийную поверхность, содержащую боковые упорные поверхности, основную несущую поверхность и отверстие для винта, соединяющее переднюю и основную несущую поверхности. Пластина имеет режущую кромку, содержащую три основные подкромки и три дополнительные подкромки. Объем VF материала режущей пластины и объем VS пустот пластины удовлетворяют условию VS/VF≥0,30, а описанный диаметр DE кромки удовлетворяет условию DE<6 мм. Обеспечивается конструкционная прочность фрезерного инструмента малого диаметра. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 9 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к содержащим пластины фрезам и односторонним трехходовым индексируемым режущим пластинам для фрезерования (в дальнейшем в настоящем документе также называемым пластиной (пластинами)) для них. В частности, изобретение относится к относительно небольшим таким пластинам и держателям инструмента, выполненным с возможностью осуществления операций фрезерования с высокой подачей.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Для целей настоящего изобретения концевые фрезы теоретически могут быть разделены на две общие группы, а именно содержащие пластины фрезы и цельные концевые фрезы.
Содержащие пластины фрезы представляют собой фрезерные инструменты, которые содержат держатели инструмента с гнездами и сменные пластины, обычно индексируемые, выполненные с возможностью установки в эти гнезда. Преимущество содержащих пластины фрез состоит в том, что сменные пластины, которые выполнены из сравнительно дорогостоящего и более твердого материала, составляют относительно малую часть этого фрезерного инструмента. Держатели инструмента содержат хвостовик, который во время фрезерования прочно удерживается цангой или зажимным патроном.
В отличие от содержащих пластины фрез, которые регулярно требуют замены небольших пластин, а также менее регулярно требуют замены держателя инструмента, цельные концевые фрезы содержат выполненные за одно целое зубья, при этом после ее износа заменяют всю цельную концевую фрезу. Цельные концевые фрезы также содержат выполненный за одно целое хвостовик, который во время фрезерования прочно удерживается цангой или зажимным патроном. Соответственно, цельные концевые фрезы используют сравнительно намного более дорогостоящий материал, чем содержащие пластины фрезы. Несмотря на сравнительно более высокие затраты, одно из преимуществ цельных концевых фрез по сравнению с содержащими пластину фрезами состоит в том, что единый выполненный за одно целое корпус цельной концевой фрезы может быть изготовлен сравнительно меньшего диаметра (обычно менее 20 мм, при этом меньшие диаметры являются более популярными, например, диаметр, составляющий приблизительно 12 мм или менее), обеспечивающего возможность фрезерования в относительно меньших местоположениях, чем это возможно, или практикуется с содержащими пластину фрезами.
Соответственно, настоящее изобретение относится к пластинами и содержащим пластину фрезам, которые имеют ряд конструктивных признаков, делающих их функционально и экономически конкурентоспособными в отношении цельных концевых фрез при диаметрах резания инструмента (также называемых диаметром (диаметрами) резания), составляющих 20 мм и менее, в частности, находящихся в диапазоне от 9 до 16 мм. В частности, в диапазоне от 9 до 12 мм.
В представляющей интерес публикации EP 3050655 раскрыты односторонние двухходовые индексируемые пластины для держателей инструмента малого диаметра. Задача настоящего изобретения состоит в получении улучшенной трехходовой индексируемой режущей пластины для фрезерования и содержащей пластины фрезы для нее.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем изобретении предложена односторонняя трехходовая индексируемая режущая пластина для операций фрезерования с высокой подачей и для держателей инструмента малого диаметра. Три индексируемых положения обычно предпочтительны по сравнению с двумя индексируемыми положениями, раскрытыми в EP 3050655, к тому же, конструкция, выбранная в EP 3050655, умышленно была выбрана имеющей только два индексируемых положения, предположительно потому, что она представляла собой оптимальную конструкцию для держателей инструмента малого диаметра, представляемую этими изобретателями.
Примечательно, что трехходовые индексируемые режущие пластины во многих отношениях являются невыгодными по сравнению с двухходовыми индексируемыми режущими пластинами. Во-первых, вследствие того, что погрешности при изготовлении имеют большее воздействие на эксцентриситет (благодаря острому углу, образованному упорными поверхностями инструмента), который приводит к большей неустойчивости во время механической обработки. Во-вторых, вследствие того, что большие размеры режущей пластины создают больший момент при приложении сил резания к режущей кромке, который также приводит к большей неустойчивости во время машинной обработки. В-третьих и, возможно, это является наиболее существенным, поскольку трехходовые индексируемые пластины шире, они являются более проблематичными для конструирования для инструментов малого диаметра, как будет дополнительно объяснено ниже.
Тем не менее, в настоящем изобретении предложено, что даже для содержащих пластины фрез очень малого диаметра (то есть имеющих диаметр от 9 до 12 мм или, в частности, приблизительно 10 мм) трехходовая индексируемая пластина, например, в целом треугольной формы (по меньшей мере в отношении основных режущих кромок) может обеспечивать общее преимущество по сравнению с предшествующим уровнем техники.
Как упомянуто выше, трехходовые индексируемые пластины для операций фрезерования с высокой подачей сравнительно шире, чем, например, двухходовые индексируемые пластины типа, показанного в EP 3050655 (также US 2018015554 A1). Иначе говоря, они имеют относительно больший радиальный размер (то есть размер в направлении, перпендикулярном оси вращения при монтаже в держателе инструмента), ограничивающий их до традиционного использования с инструментами относительно большого диаметра. Причина этого заключается в том, что для обеспечения основной режущей кромки достаточного размера (основная режущая кромка для содержащей пластины фрезы для фрезерования с высокой подачей представляет собой кромку, которая обеспечивает эту операцию) и трехсторонней симметрии, радиальный размер пластины зависит от длины этой режущей кромки. Дело обстоит иначе в случае боковой несущей поверхности удлиненной пластины типа, показанного в EP 3050655, которая имеет радиальный размер, независимый от длины основной режущей кромки, и может быть минимально уменьшена в соответствии с минимальной прочностью стенки, требуемой вблизи ее отверстия для винта. Поскольку трехходовая индексируемая пластина не может иметь уменьшенный до минимума таким способом радиальный размер, инструмент, выполненный с возможностью удержания таких пластин, в своем сердечнике имеет уменьшенное количество материала. Такое уменьшение является менее существенным для сверел, которые имеют главным образом осевые силы или более большие диаметры, которые все еще имеют значительные размеры сердечника, но очень важно для настоящего изобретения, относящегося к фрезерным инструментам малого диаметра со значительными радиальными силами резания. Обратим внимание на фиг. 13 в EP 3050655, где можно видеть, что диаметр сердечника приблизительно соответствует ширине каждой из показанных режущих пластин. Следует понимать, что существует проблема, состоящая в том, что уменьшение диаметра сердечника может приводить к недопустимому изгибанию держателя инструмента. Хотя известны сверла относительно малого диаметра, следует понимать, что содержащие пластины фрезы подвергаются воздействию более больших радиальных сил, чем сверла, вследствие характера фрезерной операции, содержащей неосевое перемещение держателя инструмента.
Следовательно, в настоящем изобретении предложена содержащая пластину фреза для диаметров режущего инструмента, находящихся в диапазоне от 9 мм до 12 мм, и, в частности, диаметра режущего инструмента, составляющего приблизительно 10 мм, которую значительно труднее сконструировать, чем содержащие пластины фрезы с более большими диаметрами режущего инструмента, особенно при обеспечении трехходовых индексируемых пластин.
Следовательно, было объединено некоторое количество преимущественных признаков, каждый из которых был выполнен с возможностью обеспечения экономичного производства для того, чтобы содержащая пластину фреза малого диаметра была конкурентоспособна по сравнению с цельными концевыми фрезами, о которых будет сказано ниже.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложена односторонняя трехходовая индексируемая режущая пластина, имеющая основную форму с положительным передним углом и объемное отношение VS/VF объема VS пустот и объема VF материала, заданного количеством материала режущей пластины, удовлетворяющее следующему условию: VS/VF≥ 0,30.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предложена односторонняя трехходовая индексируемая режущая пластина, имеющая основную форму с положительным передним углом и содержащая: объем (VF) материала, заданный количеством материала режущей пластины, переднюю поверхность; основную несущую поверхность, расположенную противоположно передней поверхности; ось (AI) пластины, проходящую перпендикулярно основной несущей поверхности и через центр указанной пластины, при этом ось пластины задает: направление вверх, проходящее от основной несущей поверхности к передней поверхности, направление вниз, противоположное направлению вверх, и направление наружу, перпендикулярное направлениям вверх и вниз и проходящее от оси пластины; высоту (HI) режущей пластины, измеряемую параллельно оси пластины и проходящую от основной несущей поверхности к самой верхней точке передней поверхности; периферийную поверхность, соединяющую переднюю поверхность и основную несущую поверхность; режущую кромку, образованную по пересечению периферийной поверхности и передней поверхности, при этом на виде, параллельном оси (AI) пластины, режущая кромка задает воображаемую описанную окружность (CE) кромки, имеющую описанный диаметр (DE) кромки; и отверстие для винта, открывающееся к передней и основной несущей поверхностям, при этом отверстие для винта содержит: нижнюю часть отверстия для винта, расположенную на пересечении с основной несущей поверхностью; верхнюю часть отверстия для винта, расположенную на пересечении с передней поверхностью; объем (VS) пустот, вычисляемый как объем пустоты, проходящей от нижней части отверстия для винта к верхней части отверстия для винта, и окружность (CS) отверстия, на виде, параллельном оси (AI) пластины, заданную на пересечении передней поверхности и отверстия для винта, при этом окружность (CS) отверстия имеет диаметр (DS) отверстия; на виде снизу, параллельном оси (AI) пластины, основная несущая поверхность задает воображаемую основную описанную окружность (CB), имеющую основной диаметр (DB); периферийная поверхность содержит: первую, вторую, третью, четвертую, пятую и шестую боковые упорные поверхности; на виде сверху, параллельном оси (AI) пластины, режущая кромка задает вписанную окружность (CM) кромки, имеющую вписанный диаметр (DM) кромки, при этом режущая кромка содержит: ровно три основные подкромки и ровно три дополнительные подкромки, при этом основные подкромки чередуются с дополнительными подкромками, а на каждом пересечении между основными и дополнительными подкромками расположена угловая подкромка; причем: основной описанный диаметр (DB) меньше описанного диаметра (DE) кромки; и объемное отношение объема (VS) пустот к объему (VF) материала удовлетворяет следующему условию: VS/VF≥0,30.
Наличие основной формы с положительным передним углом обеспечивает возможность освобождения основной несущей поверхности пластины (то есть расположение на расстоянии от диаметра режущего инструмента, как показано на фиг. 9A), что является важным для настоящего изобретения, относящегося к содержащим пластину фрезам сверхмалого диаметра.
Кроме того, обеспечение возможности процесса прессования с минимально возможной механической обработкой, как раскрыто в EP 3050655 B1 (абзац [0034]), также способствует экономическому преимуществу настоящей конструкции. Следует отметить, что термин "основная форма с положительным передним углом", в частности, означает, что площади поперечного сечения вблизи основной несущей поверхности пластины меньше площадей поперечных сечений вдали от нее, но не требует, чтобы все периферийные поверхности были непрерывно наклонены. Например, некоторые части этих поверхностей пластины могут проходить параллельно оси пластины. Один способ определения основной формы с положительным передним углом состоит в том, что основной описанный диаметр DB меньше описанного диаметра DE кромки.
Количество материала самой пластины может быть уменьшено до минимума. Было обнаружено, что заданное выше объемное отношение VS/VF было успешно выполнено. Следует понимать, что размер пластины должен быть минимизирован, тогда как для конструкционной прочности необходим минимальный объем материала. Кроме того, уменьшение до минимума количества материала и обеспечение трех индексируемых положений могут обеспечивать экономическое преимущество.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предложена односторонняя трехходовая индексируемая режущая пластина, в которой отношение DS/DM диаметров толщин пластины для диаметра DS отверстия и вписанного диаметра DM кромки удовлетворяет следующему условию: DS/DM>0,60.
Этот аспект аналогичен приведенным выше аспектам в том, что он задает минимальный объем материала, необходимый для конструкционной прочности, хотя и другим способом. Исходя из чертежей следует отметить, что самая слабая конструктивная часть пластины представляет собой материал, расположенный приблизительно между диаметром DS отверстия и вписанным диаметром DM кромки. Соответственно, отношение DS/DM диаметров толщин пластины в соответствии с заданной выше величиной выполнено успешно.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предложена односторонняя трехходовая индексируемая режущая пластина с основными подкромками; в которой отношение LM/LS длин кромок для длины LM основной кромки и длины LS дополнительной кромки, каждая из которых содержит половину смежных угловых подкромок, удовлетворяет следующему условию: LM/LS>0,80.
Как правило, пластины для высокой скорости подачи имеют значительно большее отношение LM/LS длин кромок, чем задано выше. Причина этого состоит в том, что большинство операций с высокой подачей выполняется с помощью основной подкромки, и, таким образом, требуется выполнить ее длиннее, а также уменьшить время механической обработки. В одном неограничивающем, но предпочтительном варианте осуществления для обеспечения более быстрой скорости подачи длина основной кромки уменьшена.
В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения предложена односторонняя трехходовая индексируемая режущая пластина с основными подкромками, в которой описанный диаметр DE кромки удовлетворяет следующему условию: DE<6 мм.
Следует понимать, что уменьшение размера пластины также уменьшает размер стружки, которую может удалять такая пластина, что делает ее менее эффективной. Тем не менее, для размещения двух пластин в держателе инструмента малого диаметра резания требуется особенно небольшая пластина. И это несмотря на такой факт, что двухходовую индексируемую пластину аналогичного размера было бы намного проще размещать.
Поскольку режущая пластина в соответствии с настоящим изобретением является небольшой, было обнаружено, что деформация, вызываемая процессом спекания, находится в пределах приемлемых допусков, и можно обойтись без периферийного шлифования пластины. Таким образом, пластина может быть снабжена неотшлифованной нижней подповерхностью. Как известно в данной области техники, отшлифованные поверхности могут быть идентифицированы посредством шлифовочных штрихов и линий разрыва, где плоская отшлифованная поверхность заканчивается и начинается неотшлифованная поверхность.
Хотя каждый из упомянутых выше основных конструктивных признаков (а именно, объемное отношение, отношение диаметров толщин пластины, отношение длин кромок и малый описанный диаметр DE кромки) предполагается по отдельности преимущественным, следует понимать, что настоящее изобретение представляет, что любая комбинация любых таких признаков на основной форме с положительным передним углом сделает одностороннюю трехходовую индексируемую пластину даже более преимущественной.
Аналогично, любой из необязательных признаков, приведенных ниже, может быть применен к каждому приведенному выше аспекту.
Следует понимать, что большее объемное отношение VS/VF использует меньше материала. Следовательно, предпочтительно, что объемное отношение удовлетворяет следующему условию: VS/VF>0,35, или даже VS/VF>0,40. Теоретически предполагается, что аппроксимированное максимальное объемное отношение для допустимых современных условий резания удовлетворяет следующему условию: VS/VF<0,50. При этом наибольшее отношение, имеющее приемлемый запас прочности, будет составлять VS/VF<0,45.
Аналогично, большее отношение DS/DM диаметров толщин пластины использует меньше материала. Следовательно, предпочтительно, что объемное отношение удовлетворяет следующему условию: DS/DM>0,65. Теоретически предполагается, что аппроксимированное максимальное отношение диаметров толщин пластины для допустимых современных условий резания удовлетворяет следующему условию: DS/DM<0,80. При этом наибольшее отношение, имеющее приемлемый запас прочности, будет составлять DS/DM<0,75.
Большее отношение LM/LS длин кромок обеспечивает допустимую ширину резания, в то же время уменьшая длину основной кромки для высокой подачи. Следовательно, в некоторых вариантах осуществления отношение LM/LS длин кромок удовлетворяет следующему условию: LM/LS>0,80, более предпочтительно, LM/LS>1,0. Теоретически предполагается, что аппроксимированное максимальное отношение диаметров толщин пластины для экономичной механической обработки удовлетворяет следующему условию: LM/LS<1,2.
Длина LS дополнительной кромки представляет собой длину дополнительной кромки, содержащей половину смежных с ней угловых подкромок, а эффективная длина LR скошенной кромки представляет собой длину дополнительной кромки, измеренную вблизи освобожденной части периферийной поверхности. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления эффективная длина LR скошенной кромки удовлетворяет следующему условию: 0,4LS>LR>0,8LS.
Следует понимать, что хотя заданный выше описанный диаметр DE кромки допускает неотшлифованную нижнюю подповерхность, даже меньшие размеры более легко будут размещены в держателе инструмента. Следовательно, предпочтительно, что описанный диаметр DE кромки удовлетворяет следующему условию: DE<5,5 мм.
Теоретически предполагается, что аппроксимированный максимальный выполнимый размер для такой трехходовой индексированной пластины, выполненной с возможностью обеспечения допустимых современных условий резания, удовлетворяет следующему условию: DE>4 мм. При этом наибольший описанный диаметр DE кромки, имеющий приемлемый запас прочности, будет составлять DE>4,5 мм.
Предпочтительно, по всей режущей кромке образован положительный передний угол.
Предпочтительно, на виде сверху, параллельном оси AI пластины, все внутренние углы λ, образованные между основными и дополнительными подкромками, являются тупыми. Однако следует понимать, что только чередующиеся внутренние углы могут иметь идентичные значения.
Периферийная поверхность пластины может содержать нижнюю подповерхность и верхнюю подповерхность; при этом нижняя подповерхность проходит вверх или вверх и наружу от основной несущей поверхности и содержит первую, вторую, третью, четвертую, пятую и шестую боковые упорные поверхности; верхняя подповерхность соединяет нижнюю подповерхность и переднюю поверхность, при этом верхняя подповерхность начинается в направлении вверх на минимальной высоте HU верхней поверхности над основной несущей поверхностью.
Предпочтительно, нижняя подповерхность проходит только вверх (то есть перпендикулярно основной несущей поверхности). Предполагается, что это обеспечивает устойчивое установочное положение, а также упрощает фрезерную обработку гнезда держателя инструмента (допуская простое ортогональное фрезерование).
Предпочтительно, верхняя подповерхность проходит более наружу, чем нижняя подповерхность.
Следует понимать, что более большая минимальная высота HU верхней подповерхности предусматривает более большую высоту нижней подповерхности. Нижняя подповерхность обеспечивает несущую функцию и, следовательно, увеличенная до максимума ее высота обеспечивает более большую устойчивость пластине при установке в гнездо. Напротив, для режущей функции необходим достаточный размер верхней подповерхности. Следовательно, предпочтительно, что минимальная высота HU верхней подповерхности удовлетворяет следующему условию: 0,35HI ≤ HU ≤ 0,85HI и более предпочтительно 0,40HI≤HU≤0,60HI.
Верхняя подповерхность может содержать по меньшей мере одну нависающую часть, предпочтительно проходящую вокруг всей периферии пластины.
Предпочтительно, за исключением части периферийной поверхности вблизи каждой дополнительной кромки остальная часть периферийной поверхности вблизи режущей кромки параллельна оси пластины.
Предпочтительно, под частью каждой дополнительной подкромки образовано отводное углубление.
На виде снизу, параллельном оси AI, пластины первая, вторая, третья, четвертая, пятая и шестая боковые упорные поверхности расположены на неравном расстоянии от смежных частей режущей кромки. Наибольшее расстояние упорной поверхности от смежной части режущей кромки может быть расположено вблизи основной подкромки. Наименьшее расстояние упорной поверхности от смежной части режущей кромки может быть расположено вблизи дополнительной подкромки.
Предпочтительно, режущая пластина может иметь вращательную симметрию на 120° вокруг оси пластины. Иначе говоря, режущая пластина может иметь три идентичные стороны.
Режущая пластина может содержать три основные подкромки идентичного размера и три дополнительные подкромки идентичного размера.
В соответствии с одним предпочтительным примером каждая основная подкромка имеет длину LM кромки, которая удовлетворяет следующему условию: 1,8 мм<LM<2,8 мм.
Наиболее предпочтительно, основная несущая поверхность является отшлифованной. В варианте осуществления изобретения только основная несущая поверхность режущей пластины является отшлифованной. Это является наиболее экономичным для производства пластины. Следует понимать, что во всех случаях является преимущественным, когда нижняя подповерхность является неотшлифованной.
В том варианте осуществления изобретения, в котором необходимо проводить дополнительную операцию шлифовки передней поверхности, основная несущая поверхность и вся режущая кромка являются отшлифованными. Иначе говоря, операция шлифовки проводится не на всей периферийной поверхности, но только вдоль верхней части пластины, и, следовательно, вся кромка содержится внутри плоскости (то есть, лежит на ней). Следует понимать, что такая верхняя шлифовка пластины позволяет шлифовать множество пластин за один проход.
Также возможно производить режущую кромку, которая лежит на плоскости, параллельной основной несущей поверхности, то есть она является плоской на виде сбоку пластины. Как известно специалистам в данной области техники, более экономично шлифовать плоскую режущую кромку, чем такую кромку, которая является трехмерной и не лежит на плоскости.
Для обеспечения надлежащих рабочих характеристик ширина WL контактного участка режущей кромки, измеряемая перпендикулярно оси пластины и взятая в любом положении вдоль режущей кромки, удовлетворяет следующему условию: WL≤0,14мм. Предпочтительно, ширина WL контактного участка удовлетворяет следующему условию: 0,02мм≤WL≤0,14мм, или даже более предпочтительно 0,03мм≤WL≤0,11мм, и наиболее предпочтительно 0,04мм≤WL≤0,08мм.
В соответствии с шестым аспектом настоящего изобретения предложена односторонняя трехходовая индексируемая пластина, имеющая основную форму с положительным передним углом и содержащая: переднюю поверхность; основную несущую поверхность, расположенную противоположно передней поверхности; отверстие для винта, открывающееся к передней и основной несущей поверхностям, при этом отверстие для винта проходит по оси (AI) пластины, которая проходит перпендикулярно основной несущей поверхности и через центр пластины, при этом ось пластины задает направление вверх, проходящее от основной несущей поверхности к передней поверхности, направление вниз, противоположное направлению вверх, и направление наружу, перпендикулярное направлениям вверх и вниз и проходящее от оси пластины; периферийную поверхность, соединяющую переднюю поверхность и основную несущую поверхность, при этом периферийная поверхность содержит: верхнюю подповерхность, расположенную вблизи передней поверхности и содержащую нависающую часть; и нижнюю подповерхность, расположенную между верхней подповерхностью и основной несущей поверхностью, при этом нижняя подповерхность содержит шесть боковых упорных поверхностей; и режущую кромку, образованную по пересечению периферийной поверхности и передней поверхности, при этом режущая кромка содержит три основные подкромки, чередующиеся с тремя дополнительными подкромками, и угловую подкромку, расположенную у каждой основной и дополнительной подкромки и образующую тупой внутренний угол; причем: каждая дополнительная подкромка содержит первую кромочную часть, смежную с одной угловой подкромкой, и вторую кромочную часть, проходящую от первой кромочной части в направлении смежной угловой подкромки; нависающая часть верхней подповерхности содержит неосвобожденную поверхность, расположенную ниже первой кромочной части, и отводное углубление, расположенной ниже второй кромочной части; и отводное углубление имеет ступенчатую форму в направлении вдоль указанной каждой дополнительной подкромки.
Режущая пластина может содержать шесть идентичных боковых упорных поверхностей.
Основная несущая поверхность может образовывать внутренний прямой угол (β1) с каждой из шести боковых упорных поверхностей, образующих нижнюю подповерхность.
Вся верхняя режущая кромка может лежать на плоскости.
Режущая пластина дополнительно может быть задана следующим образом: объем (VF) материала, заданный количеством материала режущей пластины; высота (HI) режущей пластины, измеряемая параллельно оси пластины и проходящая от основной несущей поверхности к самой верхней точке передней поверхности; режущая кромка на виде сверху, параллельном оси (AI) пластины, задает вписанную окружность (CM) кромки, имеющую вписанный диаметр (DM) кромки, и воображаемую описанную окружность (CE) кромки, имеющую описанный диаметр (DE) кромки; и каждая основная подкромка имеет длину (LM) основной подкромки, которая содержит половину длин угловых кромок, смежных с ней; каждая дополнительная подкромка имеет длину (LS) дополнительной подкромки, которая содержит половину длин угловых кромок, смежных с ней; основная несущая поверхность на виде снизу, параллельном оси (AI) пластины, задает воображаемую основную описанную окружность (CB), имеющую основной диаметр (DB); отверстие для винта содержит: нижнюю часть отверстия для винта, расположенную на пересечении с основной несущей поверхностью; верхнюю часть отверстия для винта, расположенную на пересечении с передней поверхностью; объем (VS) пустот, вычисляемый как объем пустоты, проходящей от нижней части отверстия для винта к верхней части отверстия для винта; и окружность (CS) отверстия, на виде, параллельном оси (AI) пластины, заданная на пересечении передней поверхности и отверстия для винта, при этом окружность (CS) отверстия имеет диаметр (DS) отверстия; основной описанный диаметр (DB) меньше описанного диаметра (DE) кромки; и объемное отношение объема (VS) пустот к объему (VF) материала удовлетворяет следующему условию: VS/VF≥0,30.
В соответствии с седьмым аспектом настоящего изобретения предложен держатель инструмента, содержащий два гнезда, содержащие посадочную упорную поверхность, резьбовое отверстие гнезда, открывающееся к посадочной упорной поверхности; первую, вторую и третью поперечные упорные поверхности, которые являются прямыми и ориентированы перпендикулярно посадочной упорной поверхности; при этом каждая первая поперечная упорная поверхность расположена вблизи периферии инструмента и проходит в направлении наружу и вперед; каждая вторая поперечная упорная поверхность находится ближе к оси вращения, чем первая поперечная упорная поверхность, и отделена от первой поперечной упорной поверхности первым отводным углублением, при этом вторая поперечная упорная поверхность проходит в направлении внутрь и вперед; каждая третья поперечная упорная поверхность находится ближе к оси вращения, а также расположена более впереди, чем вторая поперечная упорная поверхность, и отделена от второй поперечной упорной поверхности вторым отводным углублением, при этом третья поперечная упорная поверхность проходит в направлении внутрь и вперед; и диаметр DT инструмента удовлетворяет следующему условию: DT<11 мм.
Режущая пластина дополнительно может быть задана следующим образом: объем (VF) материала, заданный количеством материала режущей пластины; высота (HI) режущей пластины, измеряемая параллельно оси пластины и проходящая от основной несущей поверхности к самой верхней точке передней поверхности; режущая кромка на виде сверху, параллельном оси (AI) пластины, задает вписанную окружность (CM) кромки, имеющую вписанный диаметр (DM) кромки, и воображаемую описанную окружность (CE) кромки, имеющую описанный диаметр (DE) кромки; и каждая основная подкромка имеет длину (LM) основной подкромки, которая содержит половину длин угловых кромок, смежных с ней; каждая дополнительная подкромка имеет длину (LS) дополнительной подкромки, которая содержит половину длин угловых кромок, смежных с ней; основная несущая поверхность на виде снизу, параллельном оси (AI) пластины, задает воображаемую основную описанную окружность (CB), имеющую основной диаметр (DB); отверстие для винта содержит: нижнюю часть отверстия для винта, расположенную на пересечении с основной несущей поверхностью; верхнюю часть отверстия для винта, расположенную на пересечении с передней поверхностью; объем (VS) пустот, вычисляемый как объем пустоты, проходящей от нижней части отверстия для винта к верхней части отверстия для винта; и окружность (CS) отверстия, на виде, параллельном оси (AI) пластины, заданная на пересечении передней поверхности и отверстия для винта, при этом окружность (CS) отверстия имеет диаметр (DS) отверстия; основной описанный диаметр (DB) меньше описанного диаметра (DE) кромки; и объемное отношение объема (VS) пустот к объему (VF) материала удовлетворяет следующему условию: VS/VF≥0,30.
В соответствии с седьмым аспектом настоящего изобретения предложен держатель инструмента, содержащий два гнезда, содержащие посадочную упорную поверхность, резьбовое отверстие гнезда, открывающееся к посадочной упорной поверхности; первую, вторую и третью поперечные упорные поверхности, которые являются прямыми и ориентированы перпендикулярно посадочной упорной поверхности; при этом каждая первая поперечная упорная поверхность расположена вблизи периферии инструмента и проходит в направлении наружу и вперед; каждая вторая поперечная упорная поверхность находится ближе к оси вращения, чем первая поперечная упорная поверхность, и отделена от первой поперечной упорной поверхности первым отводным углублением, при этом вторая поперечная упорная поверхность проходит в направлении внутрь и вперед; каждая третья поперечная упорная поверхность находится ближе к оси вращения, а также расположена более впереди, чем вторая поперечная упорная поверхность, и отделена от второй поперечной упорной поверхности вторым отводным углублением, при этом третья поперечная упорная поверхность проходит в направлении внутрь и вперед; и диаметр DT инструмента удовлетворяет следующему условию: DT<11 мм.
В соответствии с восьмым аспектом настоящего изобретения предложен держатель инструмента, содержащий: задний конец, передний конец, периферию инструмента, проходящую от заднего конца к переднему концу; ось вращения, проходящую через центр держателя инструмента, при этом ось вращения задает направление вперед, проходящее от заднего конца к переднему концу, направление назад, противоположное направлению вперед, направление наружу, перпендикулярное оси вращения и направленное от оси вращения к периферии инструмента, направление внутрь, противоположное направлению наружу; часть хвостовика, проходящую вперед от заднего конца; и режущую часть, проходящую вперед от части хвостовика к переднему концу, при этом режущая часть имеет диаметр (DT) инструмента на переднем конце и ровно две расположенные на расстоянии по окружности выемки, проходящие назад от пересечения переднего конца и периферии инструмента; при этом каждая из указанных выемок содержит гнездо, образованное на пересечении переднего конца и периферии инструмента; каждое из двух гнезд содержит: посадочную упорную поверхность, резьбовое отверстие гнезда, открывающееся к посадочной упорной поверхности; и первую, вторую и третью поперечные упорные поверхности, которые расположены поперек к посадочной упорной поверхности; причем каждая первая поперечная упорная поверхность расположена вблизи периферии инструмента и проходит в направлениях наружу и вперед; каждая вторая поперечная упорная поверхность находится ближе к оси вращения, чем первая поперечная упорная поверхность, и отделена от первой поперечной упорной поверхности первым отводным углублением, при этом каждая вторая поперечная упорная поверхность проходит в направлениях внутрь и вперед; каждая третья поперечная упорная поверхность находится ближе к оси вращения, а также расположена более впереди, чем вторая поперечная упорная поверхность, и отделена от второй поперечной упорной поверхности вторым отводным углублением, при этом каждая третья поперечная упорная поверхность проходит в направлениях внутрь и вперед; и диаметр (DT) инструмента удовлетворяет следующему условию: DT<11 мм.
Не предполагается, что были изготовлены держатели инструментов таких малых диаметров (с двумя гнездами, открывающимися частично в радиальном направлении, увеличивающими неустойчивость переднего конца этого держателя инструмента во время фрезерной операции и выполненных с возможностью размещения относительно широкой трехходовой индексируемой пластины).
Кроме того, следует понимать, что держатели инструмента в соответствии с настоящим изобретением относятся только к гнездам на переднем конце держателя инструмента.
Предпочтительно, на виде сверху посадочной упорной поверхности вторая и третья поперечные упорные поверхности не параллельны друг другу.
Предпочтительно, каждая выемка содержит только одно гнездо.
Предпочтительно, держатель инструмента содержит опорную перемычку, проходящую между двумя гнездами к самой передней точке, которая углублена от переднего конца держателя инструмента.
Следует понимать, что для таких держателей инструмента малого диаметра каждый элемент, добавляющий конструкционную прочность, является существенным. Принимая во внимание близкое расположение пластин, опорная перемычка не может быть добавлена между ними без риска повреждения. Был достигнут компромисс в виде опорной перемычки ограниченного размера, которая не проходит по всему пути к переднему концу инструмента.
Предпочтительно, опорная перемычка имеет тонкую удлиненную форму.
Предпочтительно, центральная часть самой передней поверхности опорной перемычки является плоской.
Предпочтительно, на виде сбоку держателя инструмента самая передняя поверхность опорной перемычки имеет вогнутую форму.
Предпочтительно, третья поперечная упорная поверхность по меньшей мере частично образована на опорной перемычке.
Предпочтительно, диаметр DT инструмента настолько мал, насколько это возможно для того, чтобы конкурировать с цельными концевыми фрезами. При описанных выше признаках был успешно испытан диаметр DT инструмента, удовлетворяющий условию DT<10 мм. Следует понимать, что диаметр инструмента, который измеряется на переднем конце держателя инструмента, незначительно меньше диаметра DC режущего инструмента. Теоретически предполагается, что аппроксимированный минимальный диаметр инструмента удовлетворяет условию DT> 9 мм.
Еще одна мера, предпринятая для размещения двух пластин в таком малом диаметре, состоит в регулировке их положения относительно друг друга.
Хотя для обеих пластин, как правило, предпочтительно, чтобы их передние поверхности были в целом выровнены, в случае держателя инструмента малого диаметра это невозможно (например потому, что пластины будут соприкасаться). Предпочтительное решение в соответствии с настоящим изобретением состоит в выравнивании пластин таким образом, что часть периферийной поверхности каждой пластины является смежной с другой пластиной. Что касается этого признака, его также можно описать, например, в отношении гнезд держателя инструмента следующим образом.
На виде переднего конца, который параллелен оси AR вращения: первая воображаемая линия удлинения, проходящая от переднего края одной из посадочных упорных поверхностей, может быть параллельна второй воображаемой линии удлинения, проходящей от переднего края другой посадочной упорной поверхности; центральная плоскость PC инструмента задана параллельно оси AR вращения и расположена между первой и второй линиями удлинения таким образом, что каждая посадочная упорная поверхность обращена к центральной плоскости PC инструмента; первое посадочное расстояние DS1 задано от первой линии удлинения к центральной плоскости PC инструмента; второе посадочное расстояние DS2 задано от второй линии удлинения к центральной плоскости PC инструмента; причем общее расстояние DS3, которое представляет собой сумму первого посадочного расстояния DS1 и второго посадочного расстояния DS2 удовлетворяет следующему условию: DS3<0,35DT. Предпочтительно, общее расстояние DS3 удовлетворяет следующему условию: DS3<0,30DT. Предпочтительно, минимальный размер составляет DS3>0,20DT.
Предпочтительно, каждое гнездо образовано и ориентировано в держателе инструмента идентично.
Предпочтительно, отверстие гнезда аналогично может быть сравнительно более большим в поперечном сечении по сравнению с расстоянием до поперечных упорных поверхностей. Это можно увидеть на основании диаметра отверстия гнезда и расстояний до поперечных поверхностей и понять с учетом размеров в соответствии с настоящим изобретением.
Предпочтительно, ось винта может быть смещена от центра посадочной упорной поверхности, то есть, может находиться незначительно ближе к тому месту, где первая и вторая поперечные упорные поверхности расположены ближе всего друг к другу, таким образом, что винт, удерживающий режущую пластину в гнезде, будет сдвигать эту режущую пластину к первой и второй поперечным упорным поверхностям.
В соответствии с девятым аспектом настоящего изобретения предложен держатель инструмента, содержащий: задний конец, передний конец, периферию инструмента, проходящую от заднего конца к переднему концу; ось вращения, проходящую через центр держателя инструмента и задающую направление вперед, проходящее от заднего конца к переднему концу, направление назад, противоположное направлению вперед, и направление наружу, перпендикулярное к оси вращения и направленное от оси вращения к периферии инструмента, часть хвостовика, проходящую вперед от заднего конца; и режущую часть, проходящую вперед от части хвостовика к переднему концу, при этом режущая часть имеет диаметр DT инструмента на переднем конце и ровно две расположенные на расстоянии по окружности выемки, проходящие назад от пересечения переднего конца и периферии инструмента; при этом каждая из указанных выемок содержит одно гнездо, образованное на пересечении переднего конца и периферии инструмента; причем опорная перемычка проходит между указанными гнездами к самой передней точке, которая углублена от переднего конца держателя инструмента.
В соответствии с десятым аспектом настоящего изобретения предложена содержащая пластину фреза, содержащая держатель инструмента в соответствии с одним из аспектов от седьмого до девятого и по меньшей мере одну пластину в соответствии с любым аспектом от первого до шестого, установленную на нем.
В соответствии с одиннадцатым аспектом настоящего изобретения предложена содержащая пластину фреза, содержащая: держатель инструмента в соответствии с любым из приведенных выше аспектов; и режущую пластину в соответствии с любым из приведенных выше аспектов, в которой режущая пластина установлена в одно из гнезд держателя инструмента; ровно одна из основных подкромок пластины проходит вперед от держателя инструмента; ровно одна из дополнительных подкромок пластины проходит вперед от держателя инструмента; и ровно одна из дополнительных подкромок пластины проходит наружу от периферии инструмента.
В соответствии с двенадцатым аспектом настоящего изобретения предложена содержащая пластину фреза, содержащая: две режущие пластины и держатель инструмента, при этом держатель инструмента содержит: задний конец, передний конец, периферию инструмента, проходящую от заднего конца к переднему концу; ось вращения, проходящую через центр держателя инструмента и задающую направление вперед, проходящее от заднего конца к переднему концу, направление назад, противоположное направлению вперед, и направление наружу, перпендикулярное оси вращения и направленное от оси вращения к периферии инструмента; часть хвостовика, проходящую вперед от заднего конца; и режущую часть, проходящую вперед от части хвостовика к переднему концу, при этом режущая часть имеет диаметр DT инструмента на переднем конце и ровно две расположенные на расстоянии по окружности выемки, проходящие назад от пересечения переднего конца и периферии инструмента; при этом каждая из указанных выемок содержит одно гнездо, образованное на пересечении переднего конца и периферии инструмента; каждое гнездо имеет установленную в нем режущую пластину, каждое гнездо открывается в направлении наружу таким образом, что основная подкромка каждой режущей пластины проходит в направлении вперед за передний конец держателя инструмента, удлинение режущей пластины в направлении наружу дополнительно задает диаметр DC режущего инструмента; при этом каждая из режущих пластин содержит идентичную режущую кромку, образованную вдоль пересечения периферийной поверхности с ее передней поверхностью; каждая режущая кромка на виде, параллельном оси AI пластины, задает воображаемую описанную окружность CE кромки, имеющую описанный диаметр DE кромки; причем отношение RIM содержащей пластины фрезы, заданное как (DE+DE)/DC, удовлетворяет следующему условию: RIM> 0,9.
Предпочтительно, отношение RIM содержащей пластины фрезы удовлетворяет следующему условию: RIM>1,0. Предпочтительно, максимальный размер составляет DS3< 1,4, предпочтительно, DS3<1,2.
Предпочтительно, на виде переднего конца, который параллелен оси AR вращения, периферийная поверхность каждой пластины является смежной к части периферийной части другой пластины.
Предпочтительно, общее расстояние DS3 больше высоты HI режущей пластины.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания настоящей заявки и также для того, чтобы показать, как указанный предмет может быть выполнен на практике, теперь будет выполнена ссылка на сопутствующие чертежи, полученные из маштабируемой модели, на которых:
на фиг. 1A показан вид сбоку содержащей пластины фрезы, содержащей держатель инструмента и пластины в соответствии с настоящим изобретением, повернутый для того, чтобы показать вид сбоку одной из указанных пластин;
на фиг. 1B показан вид сбоку содержащей пластины фрезы по фиг. 1A, повернутый для того, чтобы показать вид спереди одной из указанных пластин;
на фиг. 1C показан вид спереди с торца содержащей пластины фрезы по фиг. 1B;
на фиг. 2 показан перспективный вид одной из пластин по фиг. 1A;
На фиг. 3 показан вид сверху пластины по фиг. 2;
на фиг. 4A показан вид в разрезе, выполненный по линии IVA, показанной на фиг. 3;
на фиг. 4B показан вид в разрезе, выполненный по линии IVB, показанной на фиг. 3;
на фиг. 4C показан вид в разрезе, выполненный по линии IVC, показанной на фиг. 3;
на фиг. 5A показан вид сбоку пластины по фиг. 2;
на фиг. 5B показан вид сверху пластины по фиг. 5A;
на фиг. 5C показан вид снизу пластины по фиг. 5A;
на фиг. 6 показан вид в разрезе, выполненный по линии VI-VI, показанной на фиг. 5B;
на фиг. 7A показан вид сбоку держателя инструмента содержащей пластины фрезы по фиг. 1A, повернутый для того, чтобы показать вид сбоку одного из гнезд;
на фиг. 7B показан вид сбоку держателя инструмента по фиг. 7A, повернутого для того, чтобы показать вид сбоку спереди одного из гнезд;
на фиг. 7C показан вид спереди с торца держателя инструмента по фиг. 7A;
на фиг. 7D показан перспективный вид части держателя инструмента по фиг. 7A;
на фиг. 8A показан перспективный вид гнезда держателя инструмента по фиг. 7A;
на фиг. 8B показан вид сбоку гнезда по фиг. 8A;
на фиг. 8C показан вид сверху (то есть, по оси) гнезда по фиг. 8A, который также представляет собой вид сверху посадочной упорной поверхности указанного гнезда;
на фиг. 9A показан вид пластин, показанный на фиг. 1C, без держателя инструмента и винтов, схематично изображающий инструмент, описывающий окружность диаметра резания;
на фиг. 9B показан вид сбоку пластин, показанных на фиг. 9A, также соответствующий ориентации пластин, как показано на фиг. 1B; и
на фиг. 9C показан вид сбоку пластин, показанных на фиг. 9B, и винтов для установки их в держатель инструмента, повернутый таким образом, чтобы соответствовать ориентации пластин, как показано на фиг. 1A.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1А-1С проиллюстрирована содержащая пластину фреза 10, выполненная с возможностью выполнения операций фрезерования с высокой подачей.
Содержащая пластину фреза 10 содержит держатель 12 инструмента, режущие пластины 14 и винты 16 для закрепления режущих пластин 14 в держателе 12 инструмента.
Содержащая пластину фреза 10 выполнена с возможностью вращения вокруг оси AR вращения, которая проходит в продольном направлении через ее центр.
Ось AR вращения задает противоположные по оси направление DF вперед и направление DR назад, а также противоположные режущее и нережущее направления DK, DN.
Держатель 12 инструмента содержит задний конец 13A передний конец 13B и периферию 13C инструмента, проходящую между ними.
Держатель 12 инструмента дополнительно содержит часть 18 хвостовика и режущую часть 20, проходящую перед ним.
Режущая часть 20 содержит ровно две выемки 21. Каждая выемка 21 содержит гнездо 22 (см. фиг. 8A), образованное на пересечении переднего конца 13B и периферии 13C инструмента.
В данных примерах режущие пластины 14, винты 16 и гнезда 22 являются идентичными, следовательно, признаки, описанные в отношении одного, рассматриваются применимыми ко всем.
Теперь будет описана режущая пластина 14 со ссылкой на фиг. 2-6.
Режущая пластина 14 представляет собой одностороннюю трехходовую индексируемую режущую пластину, имеющую основную форму с положительным передним углом. Она содержит переднюю поверхность 24, основную несущую поверхность 26, периферийную поверхность 28, отверстие 30 для винта и режущую кромку 32.
Ось AI пластины (фиг. 6) проходит перпендикулярно основной несущей поверхности 26 и через центр пластины 14. Ось AI пластины обеспечена для того, чтобы способствовать заданию направлений и признаков режущей пластины 14. В общем, хотя является наиболее предпочтительным, чтобы отверстие для винта в соответствии с настоящим изобретением было расположено в центре пластины и перпендикулярно основной несущей поверхности, что приводит к тому, что ось пластины также проходит через центр отверстия для винта, следует понимать, что возможно, что отверстие для винта может быть наклонено или не совершенно центрировано относительно режущей пластины, что приводит к тому, что ось отверстия для винта (не показана) не соосна с осью AI пластины (несмотря на то, что в настоящем предпочтительном примере они соосны). Тем не менее учитывая, что настоящее изобретение стремится минимизировать использование материала, несомненно, для целей конструкционной прочности предпочтительным является перпендикулярное и центрированное отверстие для винта, показанное в примере. Следовательно, в данном примере ось AI пластины также проходит через центр отверстия 30 для винта.
Со ссылкой на фиг. 6, отверстие 30 для винта может содержать нижнюю часть 31 отверстия для винта и верхнюю часть 33 отверстия для винта.
На фиг. 5B показана окружность CS отверстия, задающая диаметр DS отверстия.
Ось AI пластины задает противоположные направления DU, DD вверх и вниз, а также, как показано в примере на фиг. 5C, противоположные направления DI, DO внутрь и наружу. Не подразумевается, что направление DO наружу задает одно конкретное направления, но оно задает все возможные направления наружу на 360° от оси AI пластины, в примере показаны четыре такие направления. Это также верно в противоположном направлении, в отношении направления DI внутрь, хотя показан только один такой пример. Это также верно для направлений DI, DO внутрь и наружу, показанных в отношении содержащей пластины фрезы 10, показанной на фиг. 1C.
Как показано, например, на фиг. 4А-4С и 6, предпочтительно, передняя поверхность 24 может иметь наклон внутрь и вниз от режущей кромки 32 для образования острого внутреннего угла α для целей образования стружки. Острый внутренний угол α, образованный между передней поверхностью 24 и периферийной поверхностью 28, также называется положительным передним углом. Такой положительный угол компенсирует ориентацию посадочных упорных поверхностей, которые в этом неограничивающем, но предпочтительном примере проходят наклонно к оси AR вращения и сами по себе не обеспечивают положительный угол резания.
Как показано, основная несущая поверхность 26 в целом является плоской, но следует понимать, что это определение не исключает возможные включения небольших закругленных переходных кромок между периферийной поверхностью 28 и основной несущей поверхностью 26, как показано, например, на фиг. 7 в EP 3050655. Во показанном варианте осуществления изобретения, предусмотрена фаска 27 (фиг. 5A и 5C). Для целей настоящих спецификации и формулы изобретения, основная несущая поверхность 26 рассматривается самой нижней поверхностью, то есть не содержащей какие-либо скошенные или закругленные области. Таким образом, на фиг. 5C основная несущая поверхность 26 на виде, параллельном оси AI пластины, задает воображаемую основную описанную окружность CB, имеющую основной диаметр DB.
Со ссылкой на фиг. 5C, основная форма с положительным передним углом режущей пластины 14 означает, что основная несущая поверхность 26 имеет меньший основной диаметр DB, чем описанный диаметр DE режущих кромок 32 (фиг. 5B).
Со ссылкой на фиг. 2, 5C и 6, периферийная поверхность 28 содержит нижнюю подповерхность 34 и верхнюю подповерхность 36. Нижняя подповерхность 34 является неотшлифованной и проходит вверх от основной несущей поверхности 26, а также содержит первую, вторую, третью, четвертую, пятую и шестую боковые упорные поверхности 38A, 38B, 38C, 38D, 38E, 38F (далее в настоящем документе эти идентичные боковые упорные поверхности будут идентифицированы в общем как "боковая упорная поверхность (поверхности) 38"). Закругленные по радиусу части 39 (фиг. 2) проходят между боковыми упорными поверхностями 38, но в показанном примере они не имеют упорной функции.
Следует отметить, что упорные поверхности 38 пластины служат в качестве несущих поверхностей, которые образуют внутренний прямой угол β1 с основной несущей поверхностью 26, как лучше всего видно из фиг. 6.
Каждая из боковых упорных поверхностей 38 в целом является плоской. Для конкретики, на фиг. 3 показана преувеличенная схематичная выпуклость 40. Выпуклость 40, как правило, происходит в результате процесса спекания. Поскольку пластины в соответствии с настоящим изобретением являются небольшими, деформация, приводящая к такой выпуклости 40, является допустимо малой для того, чтобы они не требовали шлифования. В общем, такие выпуклости и вогнутости (не показаны, которые для целей настоящей спецификации могут рассматриваться как направленные внутрь "выпуклости") измеряются как максимальное расстояние от плоскости, соединяющей смежные углы пластины, до такой выпуклости.
Таким образом, утверждается, что пластина имеет неотшлифованную нижнюю подповерхность. Несмотря на то, что, например, на фиг. 2, например, на неотшлифованной нижней подповерхности показана линия 42 разрыва, это представляет собой только следствие этого конкретного чертежа, показывающего линию кривизны. Фактический продукт, который не был отшлифован, не имеет заметной линии и плавно переходит от в целом плоской части к закругленной по радиусу части 39.
Верхняя подповерхность 36 содержит нависающую часть 44, в этом примере проходящую вокруг всей пластины 14 (примеры показаны на фиг. 4A - 4C).
Со ссылкой на фиг. 2, режущая пластина 14 может содержать шесть угловых кромок 46A, 46B, 46C, 46D, 46E, 46F (далее в настоящем документе в общем называемых "угловой кромкой (кромками) 46"), три идентичных основных подкромки 48A, 48B, 48C (далее в настоящем документе в общем называемых “основной подкромкой (подкромками) 48”) и три идентичные дополнительные подкромки 47A, 47B, 47C (далее в настоящем документе в общем называемых “дополнительной подкромкой (подкромками) 47”).
Со ссылкой на фиг. 5B, в связи с режущей кромкой 32 показана воображаемая описанная окружность CE кромки, имеющая описанный диаметр DE кромки, и воображаемая вписанная окружность CM кромки, имеющая вписанный диаметр DM кромки. Описанная окружность CE кромки представляет собой окружность наименьшего диаметра, которая окружает все части проходящей по периферии режущей кромки 32, тогда как вписанная окружность CM кромки представляет собой окружность наибольшего диаметра, которая полностью умещается внутри проходящей по периферии режущей кромки 32.
Размеры различных признаков показаны следующим образом: каждая угловая подкромка 46 может иметь радиус R (фиг. Fig.5C); и каждая основная подкромка 48 может иметь длину LM основной подкромки, измеряемую от центра граничащих угловых подкромок 46, при этом длина LM основной подкромки представляет собой фактический размер, применимый во время операций с высокой подачей. Кроме того, каждая дополнительная подкромка 47 (измеряемая от центра граничащих угловых подкромок 46) может иметь длину LS дополнительной кромки; каждая скошенная часть 43 дополнительной подкромки 47, то есть та ее часть, которая имеет под собой освобожденную часть периферийной поверхности, то есть отводное углубление 53, может иметь эффективную длину LR скошенной кромки; и ширина WL контактного участка режущей кромки показана на фиг. 4B.
Со ссылкой на фиг. 6, объем VS пустот режущей пластины 14 задан границами отверстия 30 для винта. В частности, высота HS отверстия для винта задана от основной несущей поверхности 26 к верхнему краю 49 отверстия 30 для винта (также обозначено на фиг. 4). Иначе говоря, объем VS пустот вычисляют как объем пустоты, проходящей от нижней части отверстия 30 для винта, заданного на нижней плоскости PL, перпендикулярной к оси AI пластины к верхней части отверстия 30 для винта, заданного на верхней плоскости PT, перпендикулярной к пересечению отверстия 30 для винта и передней поверхности 24, то есть, на высоте верхнего края 49. Более точно, верхний край 49 находится на пересечении изогнутого угла 51 и передней поверхности 24.
Объем VF материала представляет собой объем реального материала, из которого изготовлена режущая пластина 14.
Предпочтительно, каждая боковая упорная поверхность 38 проходит вверх от основной несущей поверхности 26 под прямым углом β1, показанным на фиг. 6.
Высота HI режущей пластины проходит от основной несущей поверхности 26 к самой верхней точке передней поверхности 24 (отмечая, что режущая кромка представляет собой часть передней поверхности 24).
Нависающая часть 44 имеет самую низкую точку 60 (фиг. 6) на минимальной высоте HU верхней подповерхности над основной несущей поверхностью 26.
Верхняя подповерхность 36 (фиг. 6A) начинается в направлении вверх на минимальной высоте HU верхней подповерхности над основной несущей поверхностью 26, при этом минимальная высота HU верхней подповерхности измеряется параллельно оси AI пластины.
Как видно из фиг. 2, дополнительная подкромка 47A имеет первую кромочную часть 54, смежную с одной угловой подкромкой 46В, и вторую кромочную часть 56, которая проходит от первой кромочной части 54 в направлении смежной угловой подкромки 46A.
Со ссылкой на фиг. 2, 4A и 4B, отводное углубление 53 образовано под второй кромочной частью 56 каждой дополнительной подкромки 47. Отводное углубление 53 является настолько коротким, насколько это возможно, в направлении вдоль (ниже) дополнительной подкромки 47 для того, чтобы обеспечивать требуемую возможность функции обработки наклонных поверхностей без ослабления смежных частей режущей кромки. Например, под первой частью 54 дополнительной подкромки 47A нет отвода у нависающей части 44, как показано на фиг. 2 и 4A. Это приводит к вертикальному прохождению плоской неосвобожденной поверхности 55, которая проходит ниже первой кромочной части 54 и вдоль нее. Напротив, ниже второй кромочной части 56 дополнительной подкромки 47A нависающая часть 44 наклонена внутрь в направлении основной несущей поверхности 26, благодаря чему образует отводное углубление 53, находящееся ниже второй кромочной части 56 и вдоль нее, как показано на фиг. 2 и 4B. Иначе говоря, отводное углубление 53 можно описать, как имеющее ступенчатую форму в направлении вдоль дополнительной подкромки 47.
Такая ступенчатая форма обеспечивает прочность остальной части режущей кромки. Альтернативно, может быть использована постепенно снижающаяся форма в направлении вдоль дополнительной подкромки 47.
На фиг. 4 показан отводной угол ε. В частности, другие поверхности, смежные с передней поверхностью 24, на видах в разрезе 4А-4С, перпендикулярны к ней, что, тем самым, обеспечивает предпочтительную более прочную опору режущей кромки.
Со ссылкой на фиг. 5C, наибольшее расстояние 57 упорной поверхности от смежной части режущей кромки показано вблизи основной подкромки 48. Наименьшее расстояние 59 показано вблизи дополнительной подкромки 47. В частности, вблизи отводного углубления 53.
Теперь со ссылкой на фиг. 7A-8C, на которых показано гнездо 22, содержащее посадочную упорную поверхность 62, резьбовое отверстие 64 гнезда, открывающееся к посадочной упорной поверхности 62 и задающее минимальную вписанную окружность IP отверстия гнезда и связанный минимальный диаметр DP отверстия гнезда, первую, вторую и третью поперечные упорные поверхности 66A, 66B, 66C (коллективно называемые "поперечными упорными поверхностями 66"), перпендикулярные к посадочной упорной поверхности 62.
Между поперечными упорными поверхностями 66 находятся первое и второе поперечные углубления 67A, 67B (коллективно называемые "поперечными углублениями 67"). Использование поперечных углублений 67 способствует заданию контактных точек пластины 14 и гнезда 22. Отметим, что эти контактные точки показаны на фиг. 8A с помощью штриховых линий.
Аналогично, отверстие 64 гнезда может быть сравнительно большим в поперечном сечении по сравнению с расстоянием до поперечных упорных поверхностей. Это можно увидеть исходя из диаметра DP отверстия гнезда и расстояний от отверстия 64 гнезда до поперечных упорных плоскостей 66.
Первая, вторая и третья поперечные упорные поверхности 66A, 66B, 66C предпочтительно ориентированы под тем же ортогональным внутренним углом β1 что и упорные поверхности 38 пластины.
Предпочтительно, ось AS винта может быть смещена от центра посадочной упорной поверхности 62, то есть может находиться незначительно ближе к тому месту, где поперечные упорные поверхности 66 расположены ближе всего друг к другу (то есть к области, обозначенной в целом 68), таким образом, что винт, удерживающий режущую пластину в гнезде 22, будет сдвигать эту режущую пластину к этим поперечным поверхностям.
Как показано на фиг. 7A, гнездо предпочтительно наклонено в направлении DF вперед и режущем направлении DC по отношению к оси AR вращения, как показано посредством угла μ наклона гнезда. Предпочтительно, угол μ наклона гнезда может удовлетворять условию 2°≤μ≤9°, и более предпочтительно 5°≤μ≤8°.
Со ссылкой на фиг. 7C, первая воображаемая линия L1 удлинения, проходящая от передней кромки 72 одной из посадочных упорных поверхностей 62, может быть параллельна второй воображаемой линии L2 удлинения, проходящей от передней кромки 74 другой посадочной упорной поверхности 62. Центральная плоскость PC инструмента содержит ось AR вращения, расположена между первой и второй линиями L1, L2 удлинения и параллельна им таким образом, что каждая посадочная упорная поверхность 62 обращена к центральной плоскости PC инструмента. Первое посадочное расстояние DS1 задано от первой линии L1 удлинения к центральной плоскости PC инструмента. Второе посадочное расстояние DS2 задано от второй линии L2 удлинения к центральной плоскости PC инструмента. Общее расстояние DS3 представляет собой сумму первого посадочного расстояния DS1 и второго посадочного расстояния DS2.
Альтернативно, общее расстояние DS3 может быть задано относительно пластины. Со ссылкой на фиг. 1C, общее расстояние DS3 больше высоты HI режущей пластины (показано только на фиг. 6, поскольку на фиг. 1C пластины наклонены). Следует понимать, что пространство ограничено заданными размерами. Также следует понимать, что если пластины расположены таким образом, что их периферийные поверхности удалены друг от друга, вместо настоящего расположения (то есть если пластина на правой стороне фиг. 7C была бы перемещена к низу страницы, а пластина на левой стороне - к верху страницы), тогда конструкционная прочность держателя инструмента для гнезда 22 будет ослаблена (поскольку меньше материала будет поддерживать пластину). Напротив, если пластины 14 перемещены в противоположном направлении, в выемках может быть недостаточно пространства для удаления стружки. Соответственно, в наиболее предпочтительной компоновке периферийные поверхности смежны друг с другом.
Со ссылкой на фиг. 9A и 9B, на последней из которых показаны относительные положения посаженных режущих пластин, как показано на виде спереди с торца этого инструмента, режущие пластины между собой имеют только небольшой зазор. Для облегчения этого были предусмотрены основные формы с положительным передним углом и такое их расположение, как показано на фиг. 9A (то есть, режущие кромки не являются смежными, а периферийная поверхность каждой пластины расположена вблизи части периферийной части другой пластины). Применение таких признаков представляет собой один способ установки относительно больших пластин (относительно диаметра держателя инструмента) в относительно малую описанную окружность CC режущего диаметра. Отношение для этих признаков описано выше.
Со ссылкой на фиг. 7A и 7D, благодаря близкому расположения пластин 14 предусмотрена опорная перемычка 70 ограниченной длины.
Опорная перемычка 70 проходит к самой передней точке 71A (в ее центре, также совпадающем с осью AR вращения), которая углублена назад от переднего конца 13B держателя 12 инструмента. Следует отметить, что показанная форма 71B окружности только указывает на плоскую поверхность. Как показано на фиг. 7A, самая передняя поверхность 71C имеет вогнутую форму.
При установке винт 16 закрепляет режущую пластину 14 таким образом, что основная несущая поверхность 26 упирается в посадочную упорную поверхность 62, а три из упорных поверхностей 38 пластины упираются в три поперечные упорные поверхности 66 гнезда. Следует понимать, что режущая пластина 14 может быть перепозиционирована в гнезде 22 три раза, и что точное обозначение, какая конкретно из упорных поверхностей находится в контакте в любое заданное время, не является важным.
Отметим, например, на основании фиг. 1A, что верхняя подповерхность 36 не находится в контакте с держателем 12 инструмента, и, следовательно, пластины с незначительно различными режущими кромками могут быть установлены в один и тот же держатель 12 инструмента
На фиг. 1B для операций с высокой подачей основная режущая подкромка 48 находится в контакте с заготовкой (не показана). Глубина AP резания относительно мала по сравнению с другими типами фрезерных операций.
Следует отметить, что в этом неограничивающем примере основная режущая подкромка 48 расположена на большом расстоянии от оси AR вращения (в примере показано расстоянием F). Как правило, это является недостатком, но обеспечивает содержащую пластины фрезу очень малого диаметра допустимой режущей шириной AE. Для операций обработки наклонных поверхностей только скошенная часть 43 находится в контакте с заготовкой (остальная часть дополнительной подкромки 47 не используется).
1. Односторонняя трехходовая индексируемая режущая пластина, имеющая основную форму с положительным передним углом и содержащая:
объем (VF) материала, заданный количеством материала режущей пластины;
переднюю поверхность;
основную несущую поверхность, расположенную противоположно передней поверхности;
ось (AI) пластины, проходящую перпендикулярно основной несущей поверхности и через центр указанной пластины, при этом ось пластины задает направление вверх, проходящее от основной несущей поверхности к передней поверхности, направление вниз, противоположное направлению вверх, и направление наружу, перпендикулярное направлениям вверх и вниз и проходящее от оси пластины;
высоту (HI) режущей пластины, измеряемую параллельно оси пластины и проходящую от основной несущей поверхности к самой верхней точке передней поверхности;
периферийную поверхность, соединяющую переднюю поверхность и основную несущую поверхность;
режущую кромку, образованную по пересечению периферийной поверхности и передней поверхности, при этом на виде, параллельном оси (AI) пластины, режущая кромка задает воображаемую описанную окружность (СЕ) кромки, имеющую описанный диаметр (DE) кромки; и
отверстие для винта, открывающееся к передней и основной несущей поверхностям, при этом отверстие для винта содержит:
нижнюю часть отверстия для винта, расположенную на пересечении с основной несущей поверхностью;
верхнюю часть отверстия для винта, расположенную на пересечении с передней поверхностью;
объем (VS) пустоты, вычисляемый как объем пустоты, проходящей от нижней части отверстия для винта к верхней части отверстия для винта, и
окружность (CS) отверстия заданную, на виде, параллельном оси (AI) пластины, на пересечении передней поверхности и отверстия для винта, при этом окружность (CS) отверстия имеет диаметр (DS) отверстия;
при этом на виде снизу параллельном оси (AI) пластины основная несущая поверхность задает воображаемую основную описанную окружность (СВ), имеющую основной диаметр (DB);
периферийная поверхность содержит первую, вторую, третью, четвертую, пятую и шестую боковые упорные поверхности;
на виде сверху, параллельном оси (AI) пластины, режущая кромка задает вписанную окружность (СМ) кромки, имеющую вписанный диаметр (DM) кромки, при этом режущая кромка содержит:
ровно три основные подкромки и ровно три дополнительные подкромки, при этом основные подкромки чередуются с дополнительными подкромками, а на каждом пересечении между основными и дополнительными подкромками расположена угловая подкромка;
причем
основной описанный диаметр (DB) меньше описанного диаметра (DE) кромки; и
объемное отношение объема (VS) пустот к объему (VF) материала удовлетворяет следующему условию: VS/VF≥0,30, и
описанный диаметр (DE) кромки удовлетворяет следующему условию: DE<6 мм.
2. Режущая пластина по п. 1, в которой объемное отношение удовлетворяет следующему условию: VS/VF≥0,35.
3. Режущая пластина по п. 1, в которой объемное отношение удовлетворяет следующему условию: 0,5>VS/VF.
4. Режущая пластина по п. 1, в которой отношение диаметров толщин пластины для диаметра (DS) отверстия и вписанного диаметра (DM) кромки удовлетворяет следующему условию: DS/DM>0,60.
5. Режущая пластина по п. 4, в которой отношение диаметров толщин пластины удовлетворяет следующему условию: 0,80>DS/DM.
6. Режущая пластина по п. 1, в которой отношение длин кромок для длины (LM) основной подкромки и длины (LS) дополнительной подкромки, каждая из которых содержит половину смежных угловых подкромок, удовлетворяет следующему условию: LM/LS>0,80.
7. Режущая пластина по п. 6, в которой отношение длин кромок удовлетворяет следующему условию: LM/LS>1,0.
8. Режущая пластина по п. 1, в которой длина (LS) дополнительной кромки представляет собой длину дополнительной кромки, содержащей половину смежных с ней угловых подкромок, а эффективная длина (LR) скошенной кромки представляет собой длину дополнительной подкромки, измеряемую вблизи освобожденной части периферийной поверхности, и удовлетворяет следующему условию: 0,4LS>LR>0,8LS.
9. Режущая пластина по п. 1, в которой за исключением части периферийной поверхности вблизи каждой дополнительной подкромки остальная часть периферийной поверхности вблизи режущей кромки параллельна оси пластины.
10. Режущая пластина по п. 1, в которой на виде сверху параллельном оси (AI) пластины все внутренние углы, образованные между основной и дополнительной подкромками, являются тупыми.
11. Режущая пластина по п. 1, в которой описанный диаметр (DE) кромки удовлетворяет следующему условию: DE>4 мм.
12. Режущая пластина по п. 1, в которой основная несущая поверхность представляет собой единственную отшлифованную поверхность указанной режущей пластины.
13. Режущая пластина по п. 1, в которой шесть боковых упорных поверхностей перпендикулярны к основной несущей поверхности.
14. Режущая пластина по п. 1, в которой отводное углубление образовано под частью каждой дополнительной подкромки.
15. Режущая пластина по п. 1, в которой на виде снизу, параллельном оси (AI) пластины, наибольшее расстояние между упорной поверхностью и смежной частью режущей кромки расположено вблизи основной подкромки.
16. Режущая пластина по п. 15, в которой на виде снизу, параллельном оси (AI) пластины, наименьшее расстояние между упорной поверхностью и смежной частью режущей кромки расположено вблизи дополнительной подкромки.
17. Держатель инструмента, содержащий:
задний конец;
передний конец;
периферию инструмента, проходящую от заднего конца к переднему концу;
ось вращения, проходящую через центр держателя инструмента, при этом ось вращения задает направление вперед, проходящее от заднего конца к переднему концу, направление назад, противоположное направлению вперед, направление наружу, перпендикулярное к оси вращения и направленное от оси вращения к периферии инструмента, и направление внутрь, противоположное направлению наружу;
часть хвостовика, проходящую вперед от заднего конца; и
режущую часть, проходящую вперед от части хвостовика к переднему концу, при этом режущая часть имеет диаметр (DT) держателя инструмента на переднем конце и ровно две расположенные на расстоянии по окружности выемки, проходящие назад от пересечения переднего конца и периферии инструмента;
при этом каждая из указанных выемок содержит гнездо, образованное на пересечении переднего конца и периферии инструмента;
причем каждое из двух гнезд содержит:
посадочную упорную поверхность;
резьбовое отверстие гнезда, открывающееся к посадочной упорной поверхности; и
первую, вторую и третью поперечные упорные поверхности, которые расположены поперек к посадочной упорной поверхности;
причем:
каждая первая поперечная упорная поверхность расположена вблизи периферии инструмента и проходит в направлениях наружу и вперед;
каждая вторая поперечная упорная поверхность находится ближе к оси вращения, чем первая поперечная упорная поверхность, и отделена от первой поперечной упорной поверхности первым отводным углублением, при этом каждая вторая поперечная упорная поверхность проходит в направлениях внутрь и вперед;
каждая третья поперечная упорная поверхность находится ближе к оси вращения, а также расположена более впереди, чем вторая поперечная упорная поверхность, и отделена от второй поперечной упорной поверхности вторым отводным углублением, при этом каждая третья поперечная упорная поверхность проходит в направлениях внутрь и вперед; и
диаметр (DT) держателя инструмента удовлетворяет следующему условию: DT<11 мм,
на виде сверху посадочной упорной поверхности вторая и третья поперечные упорные поверхности не параллельны друг другу.
18. Держатель инструмента по п. 17, в котором между двумя гнездами к самой передней точке, которая углублена от переднего конца этого держателя инструмента, проходит опорная перемычка.
19. Держатель инструмента по п. 18, в котором опорная перемычка имеет тонкую удлиненную форму.
20. Держатель инструмента по п. 18, в котором:
(а) центральная часть самой передней поверхности опорной перемычки является плоской; или (b) на виде сбоку держателя инструмента самая передняя поверхность опорной перемычки имеет вогнутую форму или (с) выполнено одно и второе.
21. Держатель инструмента по п. 18, в котором третья поперечная упорная поверхность по меньшей мере частично образована на опорной перемычке.
22. Содержащая пластину фреза, содержащая
держатель инструмента по любому из пп. 17-21 и
режущую пластину по любому из пп. 1-16, установленную в одном из гнезд держателя инструмента; причем ровно одна из основных подкромок пластины проходит вперед от держателя инструмента; ровно одна из дополнительных подкромок пластины проходит вперед от держателя инструмента; и ровно одна из дополнительных подкромок пластины проходит наружу от периферии инструмента.
