РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 1994 года по МПК B23B51/00 

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано, например, в качестве сверла или развертки для точной обработки отверстий.

Известен инструмент, содержащий режущую часть и хвостовик, размещенные на корпусе.

Известный инструмент имеет существенные недостатки, а именно: большой расход дорогостоящего металла, как правило быстрорежущей стали; низкие демпфирующие способности инструмента - резание происходит "скачками"; достаточно сложный и трудоемкий процесс обработки; возможная поломка инструмента при несовпадении его оси с осью обрабатываемого отверстия из-за высокой жесткости корпуса; невозможность обработки труднодоступных отверстий.

Цель изобретения - снижение металлоемкости и повышение надежности работы инструмента.

Указанная цель достигается тем, что режущий инструмент, содержащий хвостовик и режущую часть, имеет корпус в виде стержня с отверстием, один конец стержня запрессован в хвостовик, а на другом конце жестко зафиксирована рабочая часть, причем стержень выполнен из упругого полимерного материала, например из слоев базальтовых волокон с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, уложенных вдоль и под углом 45^о к продольной оси, причем размер волокон уменьшается от оси инструмента, а также тем, что используются углеволокна или кварцевые (стеклянные) волокна.

На фиг. 1 представлен общий вид режущего инструмента; на фиг. 2 - поперечный разрез стержня.

Режущий инструмент содержит хвостовик 1 и режущую часть 2, размещенные на центральном стержне 3, имеющем отверстие 4 для подачи в зону резания СОЖ. Один конец стержня 3 запрессован в хвостовике 1, а на другом конце жестко зафиксирована режущая часть 2. Центральный стержень 3 выполнен из упругого полимерного материала, например из слоев базальтовых волокон 5 с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, соединенных связующим вдоль и под углом 45^о к продольной оси. Размер волокон 5 уменьшается от оси инструмента.

Устройство работает следующим образом.

Инструмент хвостовиком 1 устанавливается в патрон станка (не показан), включаются вращение и подача СОЖ. Инструмент подводится к обрабатываемому отверстию и при несовпадении их осей происходит компенсация погрешности за счет деформации стержня 3, передающего крутящий момент режущей части 2, производящей обработку отверстия. Волокна 5, ориентированные вдоль оси, воспринимают осевое усилие резания, а под углом 45^о - радиальное (касательные напряжения при кручении расположены под углом 45^о к оси кручения). Чем дальше от оси инструмента, тем касательные напряжения больше - они передаются большим числом волокон меньшего сечения (толщина волокна приближается к идеальной молекулярной цепочке - обеспечивается максимальная прочность). Треугольное сечение волокон 5 позволяет обеспечить "лотную упаковку" с наименьшим количеством связующего, т. е. максимальную прочность центрального стержня 3. Этому также способствуют слои с винтовым расположением волокон 5.

При использовании углеродных волокон (прочность волокна 3,9 ГПа, модуль упругости 600 ГПа) достигается максимальная прочность стержня 3. Однако эти волокна не имеют промышленного выпуска, т. к. очень дороги. Базальтовые волокна по прочностным характеристикам уступают незначительно, дешевы, имеют промышленный выпуск. Кварцевые (стеклянные) волокна также широко используются в промышленности и имеют высокие прочностные характеристики. В качестве связующего может быть использовано связующее на основе полиэфирных смол ПН-1, ПН-10 или эпоксидных ЭД-22, ЭД-20. В процессе работы стержень 3 обладает достаточной упругостью для компенсации несоосности.

Использование: в качестве сверла или развертки для точной обработки отверстий. Сущность изобретения: инструмент содержит корпус, выполненный в виде центрального стержня, один конец которого запрессован в хвостовик, а на другом зафиксирована режущая часть. Стержень выполнен из поочередно размещенных слоев упругого полимерного материала, например волокон базальта или стекловолокна, и связующего вещества. При этом волокна полимерного материала расположены по спирали, а поперечное сечение упомянутых волокон представляет собой равносторонний треугольник, размеры которого уменьшаются с увеличением радиуса корпуса. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ, содержащий закрепленную на трубчатом многослойном корпусе режущую часть, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения металлоемкости, слои корпуса выполнены из поочередно размещенных упругого полимерного материала и связующего вещества, при этом волокна полимерного материала расположены по спирали вокруг оси корпуса, а поперечное сечение волокон представляет собой равносторонний треугольник, размеры которого уменьшаются с увеличением радиуса корпуса. 2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что в качестве упругого полимерного материала выбирают базальтовые волокна. 3. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что в качестве упругого полимерного материала выбирают стекловолокно.