СБОРНЫЙ РЕЗЕЦ Российский патент 1995 года по МПК B23B27/16 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в областях, связанных с производством и эксплуатацией сборного режущего инструмента.

Известны конструкции сборного режущего инструмента с механически закрепляемыми режущими пластинами без центрального отверстия, закрепляемых с помощью прихвата.

Достоинством такой конструкции являются простота и универсальность закрепления и при гарантированном контакте пластины с боковыми поверхностями гнезда корпуса высокая стойкость.

Недостатком такой конструкции является большой разброс стойкости, наблюдаемое при обработке вязких материалов "вытягивание" пластины из гнезда корпуса, что свидетельствует о нестабильности закрепления и обусловлено негарантированным контактом ее с боковыми базовыми поверхностями гнезда корпуса.

Частично указанного недостатка лишена конструкция режущего инструмента, оснащенного режущими пластинами с центральным отверстием, с силовым замыканием при ее закреплении на боковые базовые поверхности (косая тяга, Г-образный рычаг, эксцентрик и др.). В то же время такие конструкции не обладают высокой стойкостью, присущей закреплению прихватом.

В большей степени указанных недостатков лишены конструкции инструмента с комбинированным закреплением режущей пластины как в направлении опорной, так и в направлении боковых базовых поверхностей.

Основным недостатком этой группы инструмента является ограниченная область применения, связанная с тем обстоятельством, что реализация такого комбинированного закрепления предполагает силовое замыкание режущей пластины на боковые базовые поверхности под углом 90^о или, что более благоприятно, в "угол гнезда". Соответственно этому располагаются и крепящие элементы. Во многих случаях это приводит к увеличению габаритов инструмента, что нецелесообразно, например, в расточных резцах (с главным углом в плане 45^о), оснащенных квадратной режущей пластиной, что приводит к увеличению нижнего предела растачиваемых отверстий. Аналогичные проблемы при закреплении пластин трехгранной формы в проходных резцах с углом в плане 90^о и более.

Прототипом является конструкция сборного резца, содержащего державку, на опорной поверхности гнезда которой своей нижней опорной поверхностью установлена режущая пластина, закрепляемая с помощью прихвата и крепежного элемента, имеющего головку, расположенную в отверстии режущей пластины, рычаг, упругую часть и цилиндрический стержень, установленный в отверстии державки.

Недостатком такой конструкции, кроме указанного ранее, является близкое расположение точки контакта прихвата к режущей кромке, трудность установки накладного стружколома.

Целью изобретения является расширение области применения комбинированного механического закрепления режущих пластин.

Это достигается тем, что на опорной поверхности гнезда державки своей нижней опорной поверхностью установлена режущая пластина, закрепляемая с помощью прихвата и крепежного элемента, имеющего головку, расположенную в отверстии режущей пластины, рычаг, упругую часть и цилиндрический стержень, установленный в отверстии державки, а на рычаге выполнена головка для взаимодействия с нижней опорной поверхностью режущей пластины и упругая часть крепежного элемента выполнена в виде шейки на его цилиндрическом стержне, при этом диаметр головки d₂ крепежного элемента выбран по формуле
d₂ d_отв 2(ε + δ₁), где d_отв диаметр отверстия в режущей пластине;
ε эксцентриситет осей крепежного элемента и отверстия режущей пластины;
δ₁ зазор между головкой крепежного элемента и отверстием режущей пластины, который выбран по формуле
δ₁ где Р_з усилие закрепления пластины прихватом;
l_ш длина шейки крепежного элемента;
l₁ расстояние от головки до шейки вдоль оси стержня крепежного элемента;
l_р длина рычага;
I_м момент инерции сечения шейки крепежного элемента;
Е модуль упругости материала крепежного элемента;
Q сила прижатия пластины к боковым граням гнезда державки, определяемая по формуле
Q ≅
где d_ш диаметр шейки крепежного элемента;
[σ] допускаемое изгибное напряжение материала крепежного элемента, при этом при снятой режущей пластине выступaние δ₂ головки рычага над опорной поверхностью гнезда державки выбрано по формуле:
δ₂ где I_р момент инерции сечения рычага.

Поставленная цель достигается также тем, что крепежный элемент выполнен сборным, состоящим из механически соединенных стержня с головкой и шейкой и рычага, установленного на стержне с возможностью поворота вокруг оси и зафиксированного от перемещения в осевом направлении головкой крепежного элемента и стопорным элементом.

Сущность изобретения заключается в независимости расположения основного прихвата (со стороны передней поверхности режущей пластины) относительно расположения рычага (со стороны опорной поверхности гнезда), что позволяет располагать основной прихват в любой наиболее благоприятной с точки зрения уменьшения необходимых габаритов инструмента позиции. Сущность изобретения заключается также в возможности при необходимости установки стандартного накладного стружколома, а также возможности реализации других видов закрепления режущей пластины без переделки конструкции. Например, винтом с конической фаской, эксцентриком, просто прихватом, Г-образным рычагом. Все это в конечном итоге обеспечивает решение поставленной задачи.

На фиг.1 и 2 показана конструкция резца.

Резец состоит из державки 1, в гнезде которой с пазом 2 (в направлении "угла гнезда") установлена режущая пластина 3, через центральное отверстие которой проходит крепежный элемент 4, имеющий головку 5, и шарнирно связанный с рычагом 6, содержащим нажимной элемент 7, а положение рычага относительно крепежного элемента в осевом направлении ограничено головкой и стопорным элементом 8. Основным крепящим элементом, приводящим весь механизм в действие, является прихват 9, соединенный с державкой винтом 10.

Сборка и работа резца осуществляются в следующей последовательности.

Рычаг 6 надевается через отверстие на цилиндрическую часть крепящего элемента 4, причем нажимной элемент 7 рычага должен быть направлен в сторону головки 5. Далее рычаг фиксируется в направлении оси винта стопорным элементом 8. Собранный таким образом узел ввинчивается крепежным элементом 4 в резьбовое отверстие державки так, чтобы рычаг 6 вошел в паз 2 гнезда державки 1, а нажимной элемент 7 на определенную по формуле величину выступал над опорной поверхностью гнезда державки. Далее на головку крепежного элемента надевается режущая пластина 3 и посредством винта 10 перемещается прихват 9. Прихват, войдя в контакт с передней поверхностью режущей пластины, далее начинает вместе с последней перемещать рычаг, который при повороте и за счет упругих деформаций перемещает головку крепежного элемента в направлении "угла гнезда" до момента касания опорной поверхностью режущей пластины опорной поверхности гнезда державки. Величина силы закрепления в направлении боковых базовых поверхностей определяется величиной выступа нажимного элемента рычага над опорной поверхностью гнезда, жесткостью и точностью размеров рычага и может регулироваться за счет резьбового соединения.

Такой вариант конструкции позволяет без переделок реализовать известные способы закрепления режущей пластины: прихватом, винтом через центральное отверстие, эксцентриком, Г-образным рычагом.

Использование: в машиностроении, в производстве и эксплуатации сборного режущего инструмента. Сущность изобретения: резец содержит державку, режущую пластину, прихват и крепящий элемент, выполненный в виде рычага, установленного на цилиндрической части винта с возможностью поворота вокруг оси и зафиксированного от перемещения в осевом направлении головкой винта и стопорным элементом. Геометрические размеры винта и рычага связаны приведенным соотношением. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. СБОРНЫЙ РЕЗЕЦ, на опорной поверхности гнезда державки которого своей нижней поверхностью установлена режущая пластина, закрепляемая с помощью прихвата и крепежного элемента, имеющего головку, расположенную в отверстии режущей пластины, рычаг, упругую часть и цилиндрический стержень, установленный в отверстии державки, отличающийся тем, что на рычаге выполнена головка для взаимодействия с нижней опорной поверхностью режущей пластины, а упругая часть крепежного элемента выполнена в виде шейки на его цилиндрическом стержне, при этом диаметр головки d₂ крепежного элемента выбран по формуле
d₂=d_отв-2(ε+δ₁),
где d_отв диаметр отверстия в режущей пластине;
ε эксцентриситет осей крепежного элемента и отверстия режущей пластины;
d₁ зазор между головкой крепежного элемента и отверстием режущей пластины, который выбран по формуле

где P_з усилие закрепления пластины прихватом;
l_ш длина шейки крепежного элемента;
l₁ расстояние от головки до шейки вдоль оси стержня крепежного элемента;
l_р длина рычага;
J_ш момент инерции сечения шейки крепежного элемента;
E модуль упругости материала крепежного элемента;
Q сила прижатия пластины к боковым граням гнезда державки, которая выбрана по формуле

где d_ш диаметр шейки крепежного элемента;
[σ] допускаемое изгибное напряжение материала крепежного элемента,
при этом при снятой режущей пластине выступание δ₂ головки рычага над опорной поверхностью гнезда державки выбрано по формуле

где J_р момент инерции сечения рычага. 2. Резец по п. 1, отличающийся тем, что крепежный элемент выполнен сборным, состоящим из механически соединенных стержня с головкой и шейкой и рычага, установленного на стержне с возможностью поворота вокруг оси и зафиксированного от перемещения в осевом направлении головкой крепежного элемента и стопорным элементом.