RU2723080C2

RU2723080C2 - Режущий инструмент для добычи угля, механической обработки камней, для использования во время роторного бурения или обработки асфальта, бетона или подобных материалов, снабженный удлиненными в продольном направлении канавками

Info

Publication number: RU2723080C2
Application number: RU2018132560A
Authority: RU
Inventors: Томас РОСТВАЛЛ
Original assignee: Эпирок Дриллинг Тулз Актиеболаг
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2020-06-08
Also published as: RU2018132560A3; EP3417149C0; RU2018132560A; SE1650213A1; EP3417149B1; US10711529B2; SE539941C2; EP3417149A4; EP3417149A1; US20190292858A1; CN108699904A; WO2017142465A1

Abstract

Изобретение относится к режущему инструменту. Технический результат – повышение характеристик износа и охлаждения, позволяющего прикладывать меньшие режущие усилия. Режущий инструмент содержит наконечник, тело и хвостовик для прикрепления режущего инструмента к держателю инструмента. Тело имеет внешнюю поверхность тела, хвостовой конец тела, расположенный со стороны хвостовика, и наконечник тела, расположенный со стороны наконечника. Наконечник имеет внешнюю поверхность наконечника, острие наконечника и основание наконечника, прикрепляемое к наконечнику тела. Режущий инструмент содержит множество канавок, проходящих в сущности непрерывно через внешнюю поверхность наконечника и внешнюю поверхность тела, при этом каждая канавка имеет заранее определенное удлинение в продольном направлении режущего инструмента. 14 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Варианты осуществления в данном документе относятся к режущему инструменту.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Когда поверхностный слой мощеной области подвергается различным температурам, старению и по его поверхности ездят транспортные средства, он может износиться и стать неравномерным. Например, тяжелые транспортные средства, которые начинают движение и останавливаются перед светофором, вызывают стирание поверхностного слоя относительно более глубоких слоев. Поверхностный слой может быть фрезерован, и материал поверхностного слоя в некоторых случаях может быть переработан и использован в качестве добавки, когда укладывается новый поверхностный слой, чтобы заменить старый.

Процесс удаления поверхностного слоя может быть фрезерованием асфальта, профилированием или фрезерованием дорожного покрытия. Во время такого процесса может использоваться фрезерная машина или машина фрезерования дорожного покрытия, снабженные большим вращающимся барабаном или фрезером, оборудованным режущим инструментом. Барабан или фрезер, при вращении измельчают и удаляют поверхностный слой, например, дороги или парковки. Резка/фрезерование также обычно выполняется на различных видах бетонного покрытия, таких как автобусные остановки, мосты и взлетно-посадочные полосы.

Такой барабан может содержать множество держателей инструмента или участков крепления для режущего инструмента. Пример такого режущего инструмента раскрыт в US20140232172A1. В US20140232172A1 режущий инструмент содержит тело, хвостовик, который может быть прикреплен к барабану, и режущий элемент.

Режущие инструменты также используются в некоторых других областях применения, таких как добыча угля или механическая обработка камней и т.п. Режущие инструменты также могут быть использованы во время роторного бурения, такого как описано в WO2010099512A1. Режущие инструменты также могут называться фрезерными инструментами или фрезами.

Тело типа, раскрытого в US20140232172A1, может быть изготовлено из металла, а режущий элемент может быть изготовлен из твердого материала. Когда барабан с некоторым количеством режущих инструментов, прикрепленных к периферии барабана, вращается по мощеной поверхности, каждый режущий элемент на каждом режущем инструменте срезает материал и тем самым удаляется поверхностный слой мощеной поверхности.

US6199956B1 раскрывает бур с хвостовиком для резки угля и т.п. Головка бура содержит наконечник бура с выемками. Выемки могут облегчать введение круговых сил к головке бура. Режущий инструмент, раскрытый в US6199956B1, может использоваться в некоторых областях применения, но остается потребность в режущем инструменте, который может использоваться более длительное время, прежде чем он износится. Также остается потребность в режущем инструменте, который уменьшает силы между фрезеруемой поверхностью и держателем инструмента улучшенным образом. Кроме того, в некоторых фрезерных машинах и машинах фрезерования дорожного покрытия охлаждение режущего инструмента достигается за счет разбрызгивания воды на режущий инструмент. Однако, может быть проблематично охладить режущий инструмент или некоторые его части должным образом. Недостаточное охлаждение может привести к перегреву и высокому износу режущего инструмента. Таким образом, проблема, в этом отношении, заключается как в обеспечении должного охлаждения режущего инструмента, так и в том, что характеристики износа и требуемые режущие силы режущих инструментов уровня техники недостаточно хороши.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты осуществления в данном документе нацелены на обеспечение режущего инструмента с лучшими характеристиками износа и охлаждения, позволяющего прикладывать меньшие режущие усилия, приводящие силы и потребление топлива, чем у режущих инструментов уровня техники.

Согласно варианту осуществления, предложен режущий инструмент, содержащий наконечник, тело и хвостовик для закрепления режущего инструмента в держателе инструмента,

- тело имеет внешнюю поверхность тела, хвостовой конец тела, расположенный со стороны к хвостовику, и наконечник тела, расположенный со стороны наконечника,

- наконечник имеет внешнюю поверхность наконечника, острие наконечника и основание наконечника, основание наконечника прикреплено к наконечнику тела,

при этом режущий инструмент содержит множество канавок, проходящих по существу непрерывно через внешнюю поверхность наконечника и внешнюю поверхность тела, причем каждая канавка имеет заранее определенное удлинение в продольном направлении режущего инструмента.

Поскольку режущий инструмент содержит множество канавок, проходящих по существу непрерывно через внешнюю поверхность наконечника и внешнюю поверхность тела, причем каждая канавка имеет заранее определенное удлинение в продольном направлении режущего инструмента, режущий инструмент имеет превосходные характеристики износа. Канавки обеспечивают равномерный износ на протяжении его срока службы, т.е. режущий инструмент будет новым, пока он не износится. В процессе резки, фрезерования и другого использования режущего инструмента, материал, который обрабатывается режущим инструментом, будет оказывать воздействие на режущий инструмент через канавки, причем режущий инструмент будет вращаться вокруг его продольной оси. Удлинение канавки заранее определено, что приводит к тому, что воздействие от обрабатываемого материала, такого как асфальт или бетон, распределяются по режущему инструменту и могут быть учтены более точно. Следовательно, также гарантируется, что режущий инструмент может вращаться в обоих направлениях, т.е. как по, так и против часовой стрелки вокруг продольной оси. Это противодействует неравномерному и/или несимметричному износу тела и/или наконечника.

Поскольку канавки проходят по существу непрерывно через внешнюю поверхность тела и внешнюю поверхность наконечника, облегчается эффективный поток фрезеруемого материала и не нарушается переходом между поверхностями наконечника и тела. Этот относительно свободный поток фрезеруемого материала вдоль канавок будет снижать воздействие и износ стального тела, а также в некоторой степени наконечника. Снижается риск того, что фрезеруемый материал застрянет в переходной области между телом и наконечником. Непрерывные канавки также позволяют охлаждающей воде течь вдоль канавок по направлению к наконечнику, так что вода может достигать и охлаждать поверхность наконечника. В некоторых фрезерных машинах и машинах фрезерования дорожного покрытия охлаждение режущего инструмента достигается за счет разбрызгивания воды на режущий инструмент. Однако большая часть воды в действительности достигает поверхности стального тела, но не наконечника. Благодаря непрерывным канавкам согласно вариантам осуществления в данном документе большая часть воды достигает наконечника. Дополнительно «область охлаждения», т.е. внешняя поверхность наконечника, которая может передавать тепло от наконечника, увеличена за счет канавок. Таким образом, охлаждение наконечника увеличивается, приводя к уменьшенной температуре наконечника и уменьшению износа режущего инструмента. Эффективный поток снижает необходимые режущие силы и снижает потребление энергии машины, к которой присоединен режущий инструмент. В уровне техники поток охлаждающей воды и фрезеруемого материала вдоль внешней поверхности режущего инструмента прерывается на переходе между наконечником и телом. Вращение инструмента также улучшено за счет гладкого переходного участка между телом и наконечником. Это было доказано для снижения износа и воздействия, тем самым увеличивая срок службы режущего инструмента. Высокий износ может привести к изломам и несимметричному стиранию, что может увеличиться во время использования и будет сокращать срок службы режущего инструмента.

Кроме того, при относительно длинных непрерывных канавках уменьшается количество сплава твердого металла, необходимое для производства наконечника. Это делает изготовление режущего инструмента более дешевым. Непрерывные канавки также облегчают измельчение фрезеруемого материала и тем самым делают работу по фрезерованию более эффективной.

Таким образом, при использовании режущего инструмента согласно вариантам осуществления в данном документе достигается равномерность износа режущего инструмента. Равномерный износ режущего инструмента обеспечивается как для снижения требуемых режущих усилий, так и для снижения потребления энергии машиной, к которой прикреплен режущий инструмент.

Согласно некоторым вариантам осуществления, основание наконечника имеет длину наконечника в продольном направлении, и на участке канавок наконечника, где проходят канавки по внешней стороне поверхности наконечника через основную часть длины основания наконечника. Таким образом, материал, который соприкасается с наконечником, будет оказывать воздействие по касательной к наконечнику, при этом режущий инструмент может легко вращаться. Участки канавок на наконечнике позволят режущему инструменту вращаться на начальной стадии и/или когда он используется для неглубокого фрезерования, например, когда только наконечник находится в контакте с материалом, который подлежит удалению/обработке. Характеристики износа таким образом улучшены на ранней стадии срока эксплуатации режущего инструмента, тем самым увеличивается срок службы.

Согласно некоторым вариантам осуществления, тело имеет длину в продольном направлении и на участке канавок тела, где проходят канавки по внешней поверхности тела через основную часть длины тела. Это обеспечивает равномерный износ до тех пор, пока режущий инструмент не износится почти полностью. Кроме того, при относительно длинных участках канавок на теле количество, глубина и/или ширина канавок может быть относительно свободно сконструирована и/или их размеры могут быть заданы относительно свободно.

Согласно некоторым вариантам осуществления, наконечник содержит по существу цилиндрическую часть, которая проходит в продольном направлении между острием наконечника и основанием наконечника, и длина по существу цилиндрической части превышает 10 мм. Относительно тонкий наконечник будет изнашиваться предсказуемым и относительно контролируемым образом и сохранять тонкую режущую геометрию инструмента, так чтобы воздействие было ограничено, а вибрации исключены.

Согласно некоторым вариантам осуществления, тело имеет радиус, который непрерывно увеличивается вдоль гладкой кривой от наконечника тела до хвостового конца тела. Эта относительно гладкая и тонкая конфигурация режущего инструмента может называться режущим инструментом «в форме юбки». Тело с непрерывно увеличивающимся радиусом позволяет режущему инструменту изнашиваться предсказуемым и относительно контролируемым образом. Таким образом, вибрации остаются низкими, снижается шум и достигается хорошая экономия при низком потреблении топлива и долгом сроке службы режущего инструмента.

Согласно некоторым вариантам осуществления, наконечник имеет радиус, который непрерывно увеличивается вдоль гладкой кривой от цилиндрической части до дистальной части основания наконечника. Непрерывно увеличивающийся радиус наконечника позволяет режущему инструменту изнашиваться предсказуемым и относительно контролируемым образом. Таким образом, вибрации остаются низкими, снижается шум и достигается хорошая экономия при низком потреблении топлива и долгом сроке службы режущего инструмента.

Согласно некоторым вариантам осуществления, глубина участков канавок наконечника составляет по меньшей мере 0,5 мм. Глубина является максимальной глубиной участков канавок наконечника относительно радиуса наконечника рядом с канавкой. Требуемая минимальная глубина и ширина канавок может зависеть от или проектироваться под характеристики и шероховатости фрезеруемого материала. В некоторых вариантах осуществления глубина канавок составляет по меньшей мере половину ширины канавок, чтобы позволить фрезеруемому материалу проходить в канавки и оказывать воздействие по касательной на режущий инструмент. Таким образом, подвергаемая воздействию область поверхности, которая образует участок канавок наконечника, будет достаточно большой для передачи воздействия по касательной от материала, подлежащего обработке, на режущий инструмент. Это воздействие по касательной может вызывать вращение режущего инструмента вокруг его продольной оси во время резки/фрезеровки, тем самым достигается равномерный износ.

Согласно некоторым вариантам осуществления, глубина участков канавок тела составляет по меньшей мере 1 мм. Глубина - это максимальная глубина относительно радиуса тела вблизи канавок. Требуемая минимальная глубина и ширина канавок может зависеть от или проектироваться под характеристики и шероховатости фрезеруемого материала. В некоторых вариантах осуществления глубина канавок составляет по меньшей мере половину ширины канавок, чтобы позволить фрезеруемому материалу проходить в канавки и оказывать воздействие по касательной на режущий инструмент. Таким образом, подвергаемая воздействию область поверхности, которая образует участок канавок наконечника, будет достаточно большой для передачи воздействия по касательной от материала, подлежащего обработке, на режущий инструмент. Это воздействие по касательной может вызывать вращение режущего инструмента вокруг его продольной оси во время резки/фрезеровки, тем самым достигается равномерный износ.

Согласно некоторым вариантам осуществления, наконечник тела содержит выемки для удержания по меньшей мере части наконечника в выемке. Согласно некоторым вариантам осуществления, выемка содержит боковую стенку с по меньшей мере одной первой позиционирующей частью, основание наконечника имеет периферию, содержащую по меньшей мере одну вторую позиционирующую часть, а первая позиционирующая часть боковой стенки выемки расположена так, чтобы примыкать к по меньшей мере одной второй позиционирующей части основания наконечника. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одна первая позиционирующая часть и по меньшей мере одна вторая позиционирующая часть являются плоскими. По меньшей мере одна первая позиционирующая часть и по меньшей мере одна вторая позиционирующая часть могут иметь любую форму, которая предотвращает вращение основания наконечника относительно выемки вокруг продольной оси, такую как плоская, выгнутая и/или вогнутая форма. Благодаря позиционирующим частям предотвращается относительное вращение. Таким образом гарантируется, что участки канавок наконечника и участки канавок тела выровнены во время изготовления, тем самым сохраняя гладкий переход от канавок наконечника к канавкам тела. Позиционирующие части, предотвращающие вращение основания наконечника относительно выемки, также делают присоединение наконечника к телу более прочным.

Согласно некоторым вариантам осуществления, выемки имеют дно с поднятой частью, основание наконечника содержит углубление, а поднятая часть выемки проходит в углубление основания наконечника. Материал, из которого изготовлен наконечник, обычно относительно дорогой. При наличии углубления для основания наконечника требуется меньше материала и режущий инструмент может быть произведен с большей экономической эффективностью. Поднятая часть обеспечит наконечник относительно жестким креплением, которое может снизить риск выхода из строя, если инструмент попадет в камень или подобное. Кроме того, при выемках с поднятой частью и углублением в основании наконечника, поверхность соприкосновения между частями будет больше. Это обеспечивает лучшее соединение, например, когда части спаяны вместе твердым или мягким припоем.

Согласно некоторым вариантам осуществления поднятая часть содержит по меньшей мере один бурт, выступающий по направлению к основанию наконечника. Когда наконечник и тело должны быть соединены друг с другом, твердый или мягкий припой может быть залит в маленькую «чашу», образованную по меньшей мере одним буртом. Бурт снижает риск того, что твердый или мягкий припой распределится по желаемым поверхностям соприкосновения, что облегчит производство. Бурт также может называться окружающим буртом.

Согласно некоторым вариантам осуществления, радиус тела превышает не более чем в 4 раза, предпочтительно не более чем в 3 раза, радиуса цилиндрической части наконечника. Режущий инструмент таким образом может быть относительно «тонким», что позволяет ему изнашиваться предсказуемым и относительно контролируемым образом. Таким образом, режущие силы и вибрации остаются низкими, шум снижается и достигается хорошая экономия за счет низкого потребления топлива и длительный срок службы режущего инструмента.

Согласно некоторым вариантам осуществления наконечник изготавливается из твердого материала с твердостью по меньшей мере 1100 HV30, а тело изготавливается из легированной стали с твердостью по меньшей мере 400 HV30. В некоторых вариантах осуществления легированная сталь имеет твердость по меньшей мере 42 HRC. Было доказано, что наконечник с твердостью по меньшей мере 1100 HV30 и тело, изготовленное из легированной стали с твердостью по меньшей мере 400 HV30, служат исключительно хорошо во время работы по фрезерованию.

Согласно некоторым вариантам осуществления наконечник изготавливают из твердого материала с твердостью по меньшей мере 1200 HV30, а тело изготавливают из легированной стали или инструментальной стали с твердостью по меньшей мере 480 HV30. В некоторых вариантах осуществления легированная сталь или инструментальная сталь имеет твердость по меньшей мере 48 HRC. Доказано, что наконечник с твердостью по меньшей мере 1200 HV30 и тело, изготовленное из легированной стали или инструментальной стали с твердостью по меньшей мере 480 HV30, служат исключительно хорошо во время работы по фрезерованию.

Согласно некоторым вариантам осуществления, наконечник содержит нечетное количество канавок, такое как 3, 5, 7, 9 или 11 канавок. При нечетном количестве канавок силы со стороны материала будут нормально разными по разным сторонам режущего инструмента. Это улучшает вероятность начать вращение режущего инструмента и избежать неравномерного износа, что может сократить срок службы инструмента.

Режущий инструмент может использоваться, например, для добычи угля, механической обработки горной породы, в долоте вращательного бурения или при таких работах, как фрезерование асфальта, бетона и аналогичных материалов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Различные аспекты вариантов осуществления в данном документе, включая конкретные признаки и преимущества, будут без труда понятны из следующего подробного описания и сопроводительных чертежей, на которых:

Фиг. 1 иллюстрирует вид с боку режущего инструмента согласно некоторым вариантам осуществления,

Фиг. 2 является видом сбоку в перспективе режущего инструмента по Фиг.1,

Фиг. 3 является видом сверху режущего инструмента по Фиг.1,

Фиг. 4 является видом поперечного сечения режущего инструмента согласно некоторым вариантам осуществления,

Фиг. 5 является видом поперечного сечения режущего инструмента согласно некоторым вариантам осуществления, и

Фиг. 6 является видом поперечного сечения режущего инструмента согласно еще некоторым другим вариантам осуществления.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты осуществления в настоящем документе теперь будут описаны более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи. Одинаковые номера относятся к одинаковым элементам. Хорошо известные функции или конструкции не обязательно будут описаны подробно для краткости и/или ясности.

Фиг. 1 иллюстрирует вид сбоку режущего инструмента 10. Режущий инструмент 10 содержит наконечник 20, тело 30 и хвостовик 50 для прикрепления режущего инструмента 10 к держателю инструмента, бурильной головки или машины, таких как например, режущая или фрезерная машины.

Хвостовик 50 может быть прикреплен, например, к соединительной части, имеющей ответную форму, держателя инструмента вращающегося барабана или подобного ему. Хвостовик 50 может содержать одну или более бороздку, фланец 51, выступы или похожие части, которые могут использоваться для надежного крепления хвостовика 50 к держателю инструмента любого типа, такого как вышеупомянутый вращающийся барабан. В некоторых вариантах осуществления хвостовик 50 выполнен с возможностью закрепления в рукаве или манжете, которые в свою очередь закрепляются в держателе инструмента. Хвостовик 50 может быть прикреплен к держателю инструмента жестко или с возможностью вращения. Тело 30 и хвостовик 50 могут быть изготовлены как единая деталь или в некоторых вариантах осуществления могут быть изготовлены по отдельности и затем прикреплены друг к другу.

Как показано на Фиг. 1, тело 30 содержит внешнюю поверхность 31 тела, хвостовой конец 32 тела расположен со стороны хвостовика 50, а наконечник 33 тела расположен со стороны наконечника 20. Наконечник 20 содержит внешнюю поверхность 21 наконечника, острие 22 наконечника и основание 23 наконечника. Основание 23 наконечника прикреплено к наконечнику 33 тела 30. Тем самым, наконечник 20 выполнен в виде отдельной части, которая прикрепляется к наконечнику 33 тела 30.

Режущий инструмент 10 содержит множество канавок 40. Канавки 40 проходят по существу непрерывно через внешнюю поверхность 21 наконечника и внешнюю поверхность 31 тела. Удлинение канавок также показано на Фиг. 2. Каждая канавка 40 имеет заранее заданное удлинение в продольном направлении режущего инструмента. Продольное направление проходит в направлении продольной оси А, как проиллюстрировано. Продольная ось А может также называться центральной осью или осью вращения. Например, канавки 40 с 3 по 9 расположены на внешней поверхности 21 наконечника и внешней поверхности 31 тела. В некоторых вариантах осуществления, режущий инструмент 10 содержит нечетное количество канавок 40.

Как упомянуто выше, режущий инструмент 10 может использоваться для резки, фрезерования и/или другой обработки материала или его поверхности. Например, режущий инструмент 10 может использоваться для резки/фрезерования асфальта, бетона или аналогичного материала. Когда хвостовик 50 прикреплен к держателю инструмента или барабану любого типа и соприкасается с материалом, подлежащим резке, фрезерованию или подобной операции, некоторое количество материала будет соприкасаться с поверхностями канавок 40. Когда режущий инструмент 10 прикреплен к держателю инструмента с возможностью вращения, т.е. режущий инструмент может вращаться вокруг продольной оси А, материал, который соприкасается с канавками 40, будет вызывать вращение режущего инструмента 10. Из-за такого вращения различные части или окружные секций внешней поверхности 31 тела и внешней поверхности 21 наконечника будут соприкасаться с материалом, подлежащим резке/фрезерованию, излишнее время. Тем самым достигается равномерный износ режущего инструмента по его периферии, а выраженный несимметричный износ исключен.

В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1, основание 23 наконечника имеет длину 24 основания наконечника в продольном направлении. Участок 41 канавок наконечника канавок 40 проходит по внешней поверхности 21 наконечника через основную часть 25 длины 24 основания наконечника. Участок 41 канавок наконечника может проходить через более чем 50%, 60%, 70% или 80% длины 24 основания наконечника.

В варианте осуществления, проиллюстрированном на Фиг. 1, тело 30 имеет длину 34 тела в продольном направлении. Участок 42 канавок тела канавок 40 проходит по внешней поверхности 31 тела через основную часть 35 длины 34 тела. Участок 42 канавок тела может проходить через более чем 50%, 60%, 70% или 80% длины 34 тела.

В варианте осуществления, проиллюстрированном на Фиг. 1, участки 41 канавок наконечника выровнены с участками 42 канавок тела, когда наконечник 20 присоединен к телу 30. Благодаря выравниванию участков 41 канавок наконечника с участками 42 канавок тела, создаются канавки 40, проходящие в сущности непрерывно через внешнюю поверхность 21 наконечника и внешнюю поверхность 31 тела.

Наконечник 20 изготавливают из твердого материала, такого как сплав карбида. Например, наконечник 20 изготавливают из победита, твердосплавного карбида вольфрама, карбида кремния, кубического карбида, металлокерамики, поликристаллического кубического нитрида бора, кремниевого цементированного алмаза, алмазного композита, поликристаллического алмаза или любых других материалов с твердостью по меньшей мере 1100 HV30. HV30 -это твердость, измеренная с помощью измерения твердости по Виккерсу и обычно используемая для измерения твердости материалов. Поскольку твердость материала может быть измерена различными способами измерения, следует понимать, что наконечник 20 изготавливают из материала с твердостью по меньшей мере 1100 HV30 или соответствующей твердостью, измеренной с помощью других измерений. Наконечник 20 может иметь жесткость по меньшей мере 11 К1с. Жесткость, которая также может называться изломостойкостью, например, может быть измерена методом Палмквиста, как раскрыто в US20110000717A1.

Предпочтительно для измерения твердости используются стандарты ISO: ISO 3878:1983 (измерение твёрдости по Виккерсу для твердых материалов) и ISO 6507:2005 (измерение твёрдости по Виккерсу для металлических материалов). Если измерения были проведены в соответствии с другим установленным способом, могут быть использованы таблицы перевода для металлических материалов согласно ISO 18265:2013 (Конверсия твердости Металлических материалов). Для измерения жесткости предпочтительно используется стандарт ISO: ISO 28079:2009 (измерение по Палмквисту для твердых материалов).

Тело 30 изготавливают из легированной стали или инструментальной стали с твердостью по меньшей мере 400 HV30 или соответствующей твердостью, измеренной другими способами измерений. Например, 400 HV30 по существу равно 42 HRC. HV30 - это твердость, измеренная с помощью измерения твердости по Виккерсу и обычно используемая для измерения твердости твердых материалов, таких как победит, легированная сталь и пр. HRC это твердость, измеренная по Роквеллу и также обычно используемая для измерения твердости легированной стали и т.п.

Тело 30 может быть изготовлено, например, из слабо легированной стали, такой, как сталь, содержащая, в процентах веса: 1% Cr, 0,2% Mo, 0,8% Mn, 0,4% C, 0,3% Si, 0,025% P и 0,035% S. Наконечник 20 может содержать, например, 5-7% Co и 93-95% WC, например, 6% Co и 94% WC. Твердость зависит, например, от содержания кобальта и размера частиц материала.

В таблице 1 ниже проиллюстрированы результаты тестов, в которых были исследованы различные режущие инструменты с различными дизайном и характеристиками. Колонка А представляет режущий инструмент согласно уровню техники. В колонках В, С, D и Е проиллюстрированы характеристики режущих инструментов согласно вариантам осуществления, описанным в данном документе. Например, «улучшение производительности 15%» указывает, что режущий инструмент может использоваться на 15% дольше по сравнению с режущим инструментом А. Индекс стоимости -18% указывает, что твердосплавный наконечник стоит приблизительно на 18% меньше по сравнению с режущим инструментом А.

Исследования были произведены со стандартной машиной фрезерования дорожного покрытия шириной 2 м. Глубина резки была глубиной удаления в материале асфальта. Скорость резки была скоростью движения вперед машины фрезерования дорожного покрытия. Срок службы в практическом исследовании, м², соответствует общей фрезерованной площади. Длина наконечника соответствует длине или высоте победитового наконечника. Вес наконечника, г, соответствует весу победитового наконечника, который составляет основную часть стоимости фрезерного или режущего инструмента.

Таблица 1

Режущий инструмент	A	B	C	D	E
Длина наконечника (мм)	20.5	20.5	20.5	20.5	20.5
Режущая глубина (см)	4.0-5.0	4.0-5.0	4.0-5.0	4.0-5.0	4.0-5.0
Скорость резки (м/мин)	16.0-19.0	16.0-19.0	16.0-19.0	16.0-19.0	16.0-19.0
Срок службы в испытании, м²	10120	11600	11600	11600	11600
Улучшение производительности	-	+15%	+15%	+15%	+15%
Вес наконечника (г)	41.3	40.348	36.997	34.818	34.006
Индекс стоимости (стоимость твердосплавного наконечника)	-	-2%	-10%	-16%	-18%

Режущий инструмент В имеет более высокие характеристики вращения, чем А, что означает более равномерный износ и более долгий срок службы, по меньшей мере при резке некоторых видов материалов. Режущий инструмент В содержит меньше твердого сплава, чем А, следовательно, стоимость производства для В может быть ниже, чем для А, если другие характеристики одинаковы. Для некоторых вариантов осуществления стоимость твердосплавного наконечника составляет 50%-80% полной стоимости производства режущего инструмента. Кроме того, использование В, С, D и Е ведет к снижению потребления топлива из-за более низкой требуемой приводящей силы фрезера, чем для А.

Как показано на Фиг. 1, наконечник может содержать в сущности цилиндрическую часть 26, которая проходит длиной 27 в продольном направлении между острием 22 наконечника и основанием 23 наконечника. В некоторых вариантах осуществления длина 27 в сущности цилиндрической части 26 составляет 10 мм. В некоторых вариантах осуществления, острие 22 наконечника содержит скошенную или сужающуюся часть. Таким образом, форма острия 22 наконечника может рассматриваться как в сущности форма конической призмы.

Тело 30 может иметь радиус 38, который непрерывно увеличивается вдоль гладкой кривой от наконечника 33 тела к хвостовому концу 32 тела. Кроме того, наконечник может иметь радиус 28, который непрерывно увеличивается вдоль гладкой кривой от цилиндрической части 26 к отдаленной части основания 23 наконечника, т.е. к нижнему концу основания 23 наконечника на Фиг. 1, которое прикреплено к наконечнику 33 тела.

Длина 34 тела может превышать диаметр тела 30. Длина наконечника 20 может превышать диаметр основания 23 наконечника. В некоторых вариантах осуществления, радиус 38 тела превышает радиус 29 цилиндрической части наконечника не более, чем в 3 или 4 раза. Таким образом, режущий инструмент 10 может называться режущим инструментом тонкого типа.

Фиг. 2 иллюстрирует режущий инструмент 10 в перспективе. На Фиг. 2 проиллюстрированы наконечник 20, тело 30 и хвостовик 50. Основная часть режущего инструмента 10 может иметь форму, которая в сущности обладает симметрией вращения по отношению к продольной оси А (показанной на Фиг. 1) режущего инструмента 10.

На Фиг. 2 проиллюстрированы удлинения по существу непрерывных канавок 40 с участками 41 канавок наконечника и участками 42 канавок тела. В варианте осуществления, изображенном на Фиг. 2, наконечник 20 подогнан в выемку тела 30. Выемка дополнительно описывается в сочетании с Фиг. 4 – 6. Как проиллюстрировано, канавки 40 проходят так, что радиус 28 основания 23 наконечника у участков 41 канавок наконечника меньше, чем у соседних частей внешней поверхности 21 наконечника. Соответственно, канавки 40 проходят так, что радиус 38 тела 30 у участков 42 канавок тела меньше, чем у соседних частей внешней поверхности 31 тела. В некоторых вариантах осуществления основное направление участков 41 канавок наконечника в сущности выровнены с основным направлением участков 42 канавок тела. Форма и величина поперечного сечения канавок 40 может изменяться вдоль удлинения канавок 40. Поперечные сечения канавок могут быть, например, U-образными или в форме полукруга. Удлинение канавок 40 может превышать 15 мм. В некоторых вариантах осуществления удлинение канавок 40 превышает 20 мм, а в некоторых вариантах осуществления удлинение канавок 40 превышает 25 мм.

В некоторых вариантах осуществления глубина участков 41 канавок наконечника составляет по меньшей мере 0,5 мм, а в некоторых вариантах осуществления глубина участков 41 канавок наконечника составляет по меньшей мере 1 мм, относительно радиуса рядом с канавкой. В некоторых вариантах осуществления глубина участков 42 канавок тела составляет по меньшей мере 1 мм или по меньшей мере 2 мм относительно радиуса рядом с канавкой. В некоторых вариантах осуществления глубина канавок 40 составляет по меньшей мере половину ширины канавок 40 через по меньшей мере некоторые части продольного удлинения канавок 40.

Фиг. 3 иллюстрирует вид сверху на режущий инструмент 10 с его наконечником 20, телом 30 и канавками 40. Наконечник тела 30 содержит выемку 60 для крепкого удержания по меньшей мере части наконечника 20 в выемке 60. Выемка 60 дополнительно описывается в сочетании с Фиг. 4 – 6.

Выемка 60 содержит боковую стенку с по меньшей мере одной первой позиционирующей частью 62. Основание наконечника имеет периферию, содержащую по меньшей мере одну вторую позиционирующую часть 72. По меньшей мере одна первая позиционирующая часть 62 боковой стенки выемки расположена так чтобы примыкать к по меньшей мере одной второй позиционирующей части 72 основания наконечника. В варианте осуществления, проиллюстрированном на Фиг. 3, первая позиционирующая часть 62 содержит пять по существу плоских частей. Переход между наконечником и телом может иметь любую форму, которая предотвращает вращение наконечника 20 относительно тела 30. Другими словами, переход между наконечником 20 и телом 30 выполнен симметричным способом без возможности вращения, который также может называться переходом, имеющим некруглую цилиндрическую форму с симметрией, которая предотвращает вращение наконечника 20 относительно тела 30.

На Фиг. 4, Фиг. 5 и Фиг. 6 проиллюстрированы поперечные сечения наконечника 20 с основанием 23 наконечника, тело 30 и выемка 60.

В варианте осуществления, показанном на Фиг. 4 выемка 60 имеет нижнюю часть с поднятой частью 64. Основание 23 наконечника содержит углубление 74. Поднятая часть 64 выемки 60 проходит в углубление 74 основания 23 наконечника. Твердый или мягкий припой может располагаться в выемке для прочного крепления наконечника 20 к телу, например, путем пайки мягким или твердым припоем. Наконечник может быть прикреплен другими средствами, например, путем запрессовки. Выемка 60 и основание наконечника могут быть по существу ответной формы, так чтобы достигалось плотное соединение.

В некоторых вариантах осуществления поднятая часть 64 содержит по меньшей мере один бурт 65, выступающий со стороны основания 23 наконечника. Некоторые варианты осуществления могут содержать более чем один бурт, например, два или три бурта. Таким образом, припой может надежно удерживаться во время сборки. В некоторых вариантах осуществления низ выемки в сущности плоский.

На Фиг. 4 – 6 также показана глубина 48 участка канавки тела на соответствующем виде поперечного сечения.

В данном документе термины «содержащий» или «содержит» используются как открытые и включающие в себя один или более заявленных признаков, элементов, этапов, компонентов или функций, но без исключения присутствия или добавления одного или более других признаков, элементов, этапов, компонентов, функций или их групп.

Claims

1. Режущий инструмент (10), содержащий наконечник (20), тело (30) и хвостовик (50) для закрепления режущего инструмента (10) в держателе инструмента, причем

- тело (30) имеет внешнюю поверхность (31) тела, хвостовой конец (32) тела, расположенный со стороны хвостовика (50), и наконечник (33) тела, расположенный со стороны наконечника (20),

- наконечник (20) имеет внешнюю поверхность (21) наконечника, острие (22) наконечника и основание (23) наконечника, прикрепляемое к наконечнику (33) тела (30),

отличающийся тем, что режущий инструмент (10) содержит множество канавок (40), проходящих в сущности непрерывно через внешнюю поверхность (21) наконечника и внешнюю поверхность (31) тела, при этом каждая канавка имеет заранее заданное удлинение в продольном направлении режущего инструмента (10).

2. Режущий инструмент (10) по п. 1, в котором основание (23) наконечника имеет длину (24) основания наконечника в продольном направлении, при этом участок (41) канавки наконечника канавки (40) проходит по внешней стороне (21) через основную часть длины (24) основания наконечника.

3. Режущий инструмент (10) по п. 1 или 2, в котором тело (30) имеет длину (34) тела в продольном направлении, при этом участок (42) канавок тела канавок (40) проходит по внешней поверхности (31) тела через основную часть длины (34) тела.

4. Режущий инструмент (10) по п. 1, в котором наконечник (20) содержит по существу цилиндрическую часть (26), которая проходит в продольном направлении между острием (22) наконечника и основанием (23) наконечника, и длина (27) в сущности цилиндрической части (26) превышает 10 мм.

5. Режущий инструмент (10) по п. 1, в котором тело (30) имеет радиус (38), который непрерывно увеличивается вдоль гладкой кривой от наконечника (33) тела к хвостовому концу (32) тела.

6. Режущий инструмент (10) по п. 4, в котором наконечник (20) имеет радиус (28), который непрерывно увеличивается вдоль гладкой кривой от цилиндрической части (26) к дистальной части основания (23) наконечника.

7. Режущий инструмент (10) по п. 2, в котором глубина участков (41) канавок наконечника составляет по меньшей мере 0,5 мм.

8. Режущий инструмент (10) по п. 2, в котором глубина (48) участков (42) канавок тела составляет по меньшей мере 1 мм.

9. Режущий инструмент (10) по п. 1, в котором наконечник (33) тела содержит выемку (60) для удержания по меньшей мере части наконечника (20) в выемке (60).

10. Режущий инструмент (10) по п. 9, в котором выемка (60) содержит боковую стенку с по меньшей мере одной позиционирующей частью (62), основание (23) наконечника имеет периферию, содержащую по меньшей мере одну вторую позиционирующую часть (72), а по меньшей мере одна первая позиционирующая часть (62) боковой стенки выемки выполнена с возможностью упираться в по меньшей мере одну вторую позиционирующую часть (72) основания (23) наконечника.

11. Режущий инструмент (10) по п. 9 или 10, в котором выемка (60) имеет нижнюю часть с поднятой частью (64), причем основание (23) наконечника содержит углубление (74), а поднятая часть (64) выемки (60) проходит в углубление (74) основания (23) наконечника.

12. Режущий инструмент (10) по п. 11, в котором поднятая часть (64) содержит по меньшей мере один бурт (65), выступающий со стороны основания (23) наконечника.

13. Режущий инструмент (10) по пп. 4 и 5, в котором радиус (38) тела превышает радиус (29) цилиндрической части (26) наконечника (20) не более чем в 4 раза, предпочтительно не более чем в 3 раза.

14. Режущий инструмент (10) по п. 1, в котором наконечник (20) изготовлен из твердого материала с твердостью по меньшей мере 1100 HV30, а тело (30) изготовлено из легированной стали или инструментальной стали с твердостью по меньшей мере 400 HV30.

15. Режущий инструмент (10) по п. 1, в котором наконечник (20) содержит нечетное количество канавок (40).