ОТРЕЗНОЙ РЕЗЕЦ Российский патент 1996 года по МПК B23B27/04 

Заявляемое изобретение относится к обработке металлов резанием, более конкретно к обработке резанием на токарных станках и касается отрезных резцов.

Известен сборный отрезной резец, предназначенный для обработки деталей на токарном станке с прямым вращением шпинделя и возможностью установки с левой и правой сторон резцедержателя.

Сборный отрезной резец состоит из корпуса-плиты, крепежной планки, трех ее крепежных болтов, пластинчатого резца. Корпус отрезного резца выполнен в виде плиты, имеющей на фронтальной поверхности (стенке) продольный выступ, являющийся неподвижной упорной губкой и служащей для установки ребра пластинчатого резца. На задней стенке расположен продольный выступ-державка, предназначенный для закрепления в стенке. В верхней торцевой стенке корпуса имеется три резьбовых отверстия, в которые завернуты три крепежных болта. Крепежная планка накладывается на эту стенку корпуса и фиксируется тремя крепежными болтами. Пластинчатый резец ребром устанавливается на нижнюю неподвижную упорную губку корпуса, при этом плоскость резца контактирует с фронтальной стенкой корпуса-плиты, а противоположное ребро упирается в выступ подвижной закрепляющей крепежной планки. Крепежная планка подвижна под воздействием трех крепежных болтов. Длина неподвижной опорной губки больше, чем длина подвижной, закрепляющей. Концы неподвижных опорных губок вдоль фронтальной стенки выступают за концы подвижных закрепляющих губок.

Недостатком конструкции аналога является монолитность корпуса, имеющего нерегулируемые размеры державки, а также неизменное расстояние между неподвижной и подвижной губками, вследствие чего данный отрезной резец может быть использован только на одном типе станков и при закреплении только одного типа пластинчатых резцов (при постоянной величине их ширины), что снижает его технологические возможности. Рассматриваемая конструкция отрезного резца вследствие монолитности корпуса может быть использована только для обработки деталей на токарном станке или с прямым или с обратным вращением шпинделя, что также снижает его технические возможности. Существенным недостатком вышеупомянутой конструкции отрезного резца является то, что корпус-плита его с выступами на задней и фронтальной стенках имеют сложную конфигурацию, вследствие чего он трудоемок в изготовлении. Еще один недостаток этой конструкции усилие, создаваемое одним крепежным болтом мало для надежного крепления резца, поэтому их число увеличено до трех, они перегружены и из-за частого заворачивания и отворачивания три резьбовых отверстия в верхней торцевой стенке корпуса-плиты и три крепежных болта недолговечны. К тому же для закрепления и раскрепления этих трех болтов необходимо относительно много времени, например, по сравнению с одним болтом.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату, прототипом, является сборный отрезной резец, состоящий из корпуса-плиты, имеющей на фронтальной стенке неподвижную губку, на задней - державку, сверху центральное отверстие, снизу несквозной Т-образный паз; ползун, расположенный в данном пазу, имеет поперечную подвижную губку, а силовой винт постоянного диаметра расположен в центральном отверстии корпуса, а резьбовой его конец завернут в отверстии ползуна, причем концы неподвижных губок вдоль фронтальной стенки корпуса выступают за концы подвижных губок.

По сравнению с конструкцией-аналогом конструкция-прототип имеет следующие преимущества. Она имеет более эффективное и надежное крепление пластинчатого резца, что обеспечивается силовым болтом и ползуном. При этом затраты времени на закрепление и раскрепление резца в три раза меньше.

Основными недостатками конструкции сборного отрезного резца прототипа являются следующие.

Корпус этого отрезного резца выполнен монолитным и поэтому предназначен только для одного способа обработки детали или с прямым или с обратным вращением шпинделя, только для одного типа станков и только для закрепления одного типоразмера (по ширине) пластинчатых резцов. Технологические возможности такого отрезного резца ограничены. Из-за монолитности корпуса-плиты с выступами на задней и фронтальной стенках он имеет сложную конфигурацию и поэтому трудоемок в изготовлении. Поскольку подвижная губка - закрепляющая губка выполнена в виде двух поперечных консольных выступов-балок, то она при закреплении резца деформируется и является малопрочной. При недостаточной ее толщине отрезной резец становится небезопасным, а при существенном увеличении толщины выступов-балок блок делается весьма громоздким.

Задачей изобретения является разработка "Отрезного резца", состоящего из унифицированных деталей (элементов), обеспечивающих возможность его трансформации в различные типы конструкции, предназначенные для целого ряда технологических потребностей. Т. е. поставлена задача разработать отрезной резец -трансформер.

Указанная задача решается за счет того, что при использовании в известном отрезном резце, в корпусе которого, имеющем с одной стороны выступ, предназначенный для взаимодействия с резцедержателем станка, и с противоположной стороны между неподвижной губкой корпуса, концы которой вдоль стенки корпуса выступают за концы подвижной губки ползуна, и последней размещен пластинчатый резец, закрепляемый с помощью силового винта, установленного в отверстии корпуса, при этом резьбовой конец силового винта предназначен для взаимодействия с резьбовым отверстием ползуна; в соответствии с изобретением, отрезной резец снабжен болтами, предназначенными для соединения между собой частей корпуса, выполненного сборным и состоящим из упорного бруса с неподвижной губкой, выполненной в виде выступа, и резьбовыми отверстиями, расположенными перпендикулярно неподвижной губке, по крайней мере одной дистанционной планки и планки с упомянутым выступом, предназначенным для взаимодействия с резцедержателем станка, при этом обе указанные планки имеют выступы с пазами между ними, причем в каждом из выступов параллельно их граням выполнены отверстия, соосные с указанными резьбовыми отверстиями упорного бруса, предназначенные для размещения указанных болтов, при этом на ползуне выполнены пазы, охватывающие выступы планок.

Вышеперечисленные детали в сборе образуют первую модификацию сборного отрезного резца при сборке их в следующем порядке (сверху-вниз): упорный брус, дистанционные планки, державка, скрепленные двумя болтами, при этом тело силового винта расположено в центральном резьбовом отверстии упорного бруса, упираясь в него головкой, а конец завернут в резьбовое отверстие ползуна, а между упорным брусом и ползуном, охватывая силовой винт, расположена пружина.

Вышеперечисленные детали в сборе образуют вторую модификацию сборного отрезного резца при сборке их в следующем порядке (сверху вниз): одна, две и более дистанционных планок, державка, еще одна, две (или ни одной) дистанционных планок, которые ставятся на упорный брус и вместе скрепляются двумя болтами, при этом тело силового винта расположено в резьбовом отверстии ползуна, упираясь в него головкой через втулку, а конец завернут в центральное резьбовое отверстие упорного бруса, а между ним и ползуном, охватывая силовой винт, расположена пружина.

Докажем существенность признаков.

Основным существенным признаком заявляемого отрезного резца является его трансформируемость, т.е. возможность одних и тех же деталей в зависимости от порядка их сборки реализовывать модификации: первую или вторую. Далее соответственно они будут называться отрезными резцами 1 и 2.

Отрезной резец 1 предназначен для закрепления пластинчатых резцов с работающим режущим лезвием внизу. Этот отрезной резец предназначен для обработки деталей с обратным вращением шпинделя. При этом его можно закреплять как с левой, так и с правой сторон резцедержателя станка.

Отрезной резец 2 предназначен для закрепления пластинчатых резцов с работающим лезвием наверху, поэтому он предназначен для обработки деталей на токарных станках с прямым вращением шпинделя. Его можно закреплять как с левой, так и с правой сторон резцедержателя станка.

Каждый из отрезных резцов 1 и 2 может быть легко трансформируем (изменен) в новые модификации. При замене только дистанционных планок (на планки с другой толщиной) будет происходить изменение расстояния между подвижной и неподвижной губками, что позволит закреплять пластинчатые резцы различной ширины. Применяемость отрезного резца по типоразмеру станков останется прежней, так как державка не заменялась.

При варьировании толщины планки-державки будет происходить изменение только толщины державки отрезного резца, что позволит закреплять его на различных по типоразмеру станках. Применяемость пластинчатых резцов останется прежней, так как из-за смены державки расстояние между закрепляющими губками не изменяется.

Вследствие изменения толщины дистанционных планок или державки происходит увеличение или уменьшение высоты пластинодержателя, поэтому для скрепления (соединения) его деталей также необходимо подбирать крепежные болты и силовой винт соответствующих длин.

Свойство трансформируемости сборного отрезного резца обеспечивает ему широкие технологические возможности, в частности, возможность установки его на станках различных типоразмеров и возможность закрепления в нем пластинчатых резцов различной ширины.

Это свойство обеспечивается вследствие конструкционных признаков деталей, входящих в отрезной резец, конструктивные особенности которого были перечислены выше. Это является следующим существенным признаком предлагаемого изобретения.

Существенным признаком конструкции заявляемого отрезного резца является высокий уровень технологичности изготовления входящих в него деталей, простота их сборки, разборки и переналадки, что обеспечивается простой конфигурацией заявляемых деталей. Изготовление деталей может быть произведено на автоматических станках при низкой квалификации рабочего, поскольку детали имеют плоские взаимоперпендикулярные одного типа поверхности.

Заявляемое техническое решение позволяет полностью решить поставленную задачу, в частности, обеспечивает возможность путем различной компоновки унифицированных деталей (элементов) собирать из них конструкции, предназначенные для многих технологических потребностей. Например, из этих деталей возможно собрать отрезной резец для обработки на токарном станке заготовок с прямым и обратным их вращением, или с возможностью закрепления в нем пластинчатых резцов различной ширины.

Заявляемое техническое решение с приведенной совокупностью характеризующих его признаков на настоящее время в Российской Федерации и за рубежом неизвестно и отвечает требованиям критерия "новизна".

Заявляемое техническое решение является оригинальным, в нем применяется нетрадиционный подход к решению проблемы, в частности, разработаны такие конфигурации и размеры деталей (элементов), которые в зависимости от вариантов их компоновки (сборки) образуют различные варианты отрезных резцов с отличающимися друг от друга технологическими функциональными свойствами. Такое техническое решение не является очевидно вытекающим из известного современного уровня техники и отвечает требованиям критерия "изобретательский уровень".

Заявляемое техническое решение может найти широкое применение на токарных и карусельных станках для выполнения операций наружного точения пазов и глубоких канавок, а также сложной формы поверхностей. Отрезной резец имеет технологически простые детали из недорогих конструкционных сталей; они могут быть изготовлены известными промышленными способами. Поэтому "Отрезной резец" отвечает требованиям критерия "промышленное применение".

Пример конкретной реализации.

На фиг. 1, 2, 3, 4 представлены модификации конструкции отрезного резца. На фиг. 1 отрезной резец 1 для обратного, а на фиг. 2 отрезной резец 2 для прямого вращения детали. На фиг. 3 изображен отрезной резец 1, а на фиг. 4 - отрезной резец 2 в разобранном виде с аксонометрическим раздельным изображением составляющих их деталей.

Обозначения цифр на фиг. 1, 2, 3, 4.

1 упорный брус с неподвижной губкой, 2, 3 дистанционные планки, 4 - державка для закрепления в резцедержателе станка, 5, 6 крепежные болты, скрепляющие детали 1, 2, 3, 4; 7 ползун с подвижной губкой, 8 силовой винт для привода ползуна; 9 пружина возврата ползуна, 10 втулка или кольцо, 11 пластинчатый резец, изображен прозрачным, 12 режущая (работающая) пластина.

Установка и закрепление отрезных резцов 1 и 2 в токарных станках, а также обслуживание их во время работы ничем не отличается от установки, закрепления и обслуживания их аналога и прототипа. Перед работой державка 4 отрезного резца 1 (или отрезного резца 2) устанавливается в паз резцедержателя станка и крепится его болтами. Пластинчатый резец 11 закрепляется между неподвижной губкой упорного бруса 1 и подвижной губкой ползуна 7. Силовое закрепление или раскрепление резца осуществляется при помощи винта 8. Раскреплению пластинчатого резца способствует пружина 9, осуществляющая отвод ползуна 7 с подвижной закрепляющей-раскрепляющей губки. После закрепления пластинчатого резца согласно видам, изображенным на фиг. 1 или 2, его пластина, обращенная к детали, подводится к поверхности обработки и выполняет процесс снятия припуска способом резания с образованием стружки. В отрезных резцах 1 и 2 могут использоваться пластинчатые резцы с режущими пластинами для выполнения точения наружных цилиндрических поверхностей, буртов, канавок, торцов, резьбы и др.

Технико-экономический эффект заключается в существенном увеличении (расширении) технологических функций предлагаемой конструкции, при обеспечении ее необходимой прочности, надежности, виброустойчивости и эргономичности, а также в снижении затрат на изготовление, возможности использования недорогих автоматизированных станков с обслуживанием малоквалифицированным персоналом.

Предлагаемая конструкция с экологических позиций существенно целесообразна. Применение ее в 2 3 и более раз экономит затраты металла на отрезные резцы. (Известно, что металлургические и рудодобывающие производства наиболее экологически вредные). Экономия в 2 раза, потому что одни и те же детали образуют отрезной резец 1 (для обратного вращения детали) и отрезной резец 2 (для прямого вращения детали). Так как каждая из деталей, входящих в отрезные резцы 1 и 2, может многократно использоваться в их переналадках, то экономия на затраты металла будет, по-видимому, в 3 и более раз.

Есть также экономия на энергозатратах для изготовления составляющих деталей отрезных резцов 1 и 2. Они существенно проще, чем их конкуренты - аналог и прототип. Снижение энергозатрат также улучшает экологическую обстановку энергопредприятий и механообрабатывающих предприятий. ЫЫЫ2

Использование: обработка металлов, обработка резанием на токарных станках. Сущность изобретения: корпус резца имеет с одной стороны выступ для взаимодействия с резцедержателем станка и с противоположной стороной между неподвижной губкой корпуса, концы которой вдоль стенки корпуса выступают за концы подвижной губки ползуна, в последней размещен пластинчатый резец, закрепляемый с помощью силового винта, установленного в отверстии корпуса, при этом резьбовой конец силового винта взаимодействует с резьбовым отверстием ползуна. Резец снабжен болтами, предназначенными для соединения между собой частей корпуса, выполненного сборным и состоящим из упорного бруса с неподвижной губкой, выполненной в виде выступа, и резьбовыми отверстиями, расположенными перпендикулярно неподвижной губке, корпус имеет также по крайней мере одну дистанционную планку и планку с упомянутым выступом для взаимодействия с резцедержателем станка. При этом обе указанные планки имеют выступы с пазами между ними, причем в каждом из выступов параллельно их граням выполнены отверстия, соосные с указанными резьбовыми отверстиями упорного бруса, предназначенные для размещения указанных болтов. При этом на ползуне выполнены пазы, охватывающие выступы планок. 4 ил.

Отрезной резец, в корпусе которого, имеющем с одной стороны выступ, предназначенный для взаимодействия с резцедержателем станка, а с противоположной стороны между неподвижной губкой корпуса, концы которой вдоль стенки корпуса выступают за концы подвижной губки ползуна, и последней размещен пластинчатый резец, закрепляемый с помощью силового винта, установленного в отверстии корпуса, при этом резьбовой конец силового винта предназначен для взаимодействия с резьбовым отверстием ползуна, отличающийся тем, что отрезной резец снабжен болтами, предназначенными для соединения между собой частей корпуса, выполненного сборным и состоящим из упорного бруса с неподвижной губкой, выполненной в виде выступа, и резьбовыми отверстиями, расположенными перпендикулярно неподвижной губке, по крайней мере одной дистанционной планки и планки с упомянутым выступом, предназначенным для взаимодействия с резцедержателем станка, при этом обе указанные планки имеют выступы с пазами между ними, причем в каждом из выступов параллельно их граням выполнены отверстия, соосные с указанными резьбовыми отверстиями упорного бруса, предназначенные для размещения указанных болтов, при этом на ползуне выполнены пазы, охватывающие выступы планок.