ТВЕРДОСПЛАВНЫЙ НАКОНЕЧНИК ВРАЩАЮЩЕГОСЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА Российский патент 1997 года по МПК E21C35/197 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано в производстве режущего инструмента для горных и дорожных машин.

Известен твердосплавный наконечник, используемый в режущем инструменте для дорожных машин, содержащий режущую, цилиндрическую, фланцевую и коническую опорную части [1] На конической поверхности опорной части известного твердосплавного наконечника выполнены равномерно расположенные по окружности сферические выступы, наличие которых позволяет создать равномерный зазор между двумя, предназначенными для пайки, поверхностями наконечника и инструмента, и тем самым обеспечить постоянную толщину паяного шва по всей поверхности паяного соединения.

Однако незначительная площадь паяного соединения наконечника и корпуса режущего инструмента, включающая в себя лишь поверхность усеченного конического выступа и нижнюю торцевую поверхность фланцевой части, снижает стойкость наконечника на излом, несмотря на постоянную толщину паяного шва. Это объясняется тем, что отсутствие паяного соединения твердосплавного наконечника и корпуса инструмента по периметру цилиндрической поверхности фланцевой части наконечника приводит к тому, что возникающий в процессе работы инструмента момент сил является причиной выламывания твердосплавного наконечника из гнезда корпуса при незначительных усилиях резания. В конечном итоге срок службы твердосплавного наконечника заканчивается еще задолго до момента его полного износа, что значительно снижает эффективность использования режущего инструмента в целом.

Известен твердосплавный наконечник для вращающегося режущего инструмента, который принят в качестве прототипа, содержащий режущую, цилиндрическую фланцевую и опорную части [2]
На конической поверхности опорной части наконечника выполнены равномерно расположенные по окружности выступы, которые при установке наконечника в гнездо корпуса инструмента входят в контакт с поверхностью кольцевой канавки, выполненной в гнезде, обеспечивая тем самым правильное взаимное расположение наконечника и корпуса инструмента перед проведением пайки.

Наличие паяного соединения известного наконечника и корпуса инструмента по периметру цилиндрической поверхности фланцевой части наконечника позволяет значительно увеличить площадь паяного шва и тем самым повысить прочность соединения.

Однако расположение выступов на конической поверхности опорной части известного наконечника по окружности одного диаметра, а значит, контактирование наконечника и корпуса инструмента в точках, соответствующих расположению выступов, концентрирует ударные нагрузки на наконечник и корпус инструмента при его работе в локальной зоне, ограниченной диаметром окружности, но которой расположены выступы, и не позволяет равномерно распределить эти нагрузки по всей опорной конической поверхности паяного соединения, что отрицательно сказывается на прочностных свойствах наконечника, определяющих его эксплуатационные характеристики. Срок службы инструмента также снижается наличием в гнезде корпуса инструмента кольцевой канавки, с которой контактируют выступы наконечника, являющейся по своей природе концентратором напряжений.

Наличие центрирующих выступов лишь на конической опорной поверхности известного наконечника недостаточно для жесткой фиксации наконечника в гнезде корпуса инструмента с целью выставления его относительно оси инструмента и отсутствия перекоса в условиях автоматизации процесса пайки.

Задачей настоящего изобретений является создание твердосплавного наконечника для поворотного режущего инструмента такой конструкции, которая обеспечила бы устранение характерных для наконечников известных конструкций недостатков при одновременном повышении эксплуатационных свойств предлагаемого наконечника.

Технический результат достигается тем, что в твердосплавном наконечнике вращающегося режущего инструмента, содержащем режущую, цилиндрическую фланцевую и опорные части, на конической поверхности последней из которых выполнена группа выступов одинаковой высоты, равномерно расположенных по окружности диаметром d₁, согласно изобретению, коническая поверхность опорной части наконечника снабжена группой дополнительных выступов одинаковой высоты, равномерно расположенных по окружности диаметром d₂, а цилиндрическая поверхность фланцевой части наконечника снабжена равномерно расположенными по окружности центрирующими элементами одинаковой высоты, при этом выступы, расположенные по окружности диаметром d₂, смещены в окружном направлении относительно выступов, расположенных по окружности диаметром d₁, которые в свою очередь смещены в окружном направлении относительно центрирующих элементов.

Технический результат достигается также тем, что отношение диаметров окружностей d₁ и d₂, на которых расположены группы выступов, составляет 1,3-1,5.

На фиг. 1 показан твердосплавный режущий наконечник; на фиг. 2 - вращающийся режущий инструмент с твердосплавным наконечником в сборе.

Твердосплавный режущий наконечник 1, согласно настоящему изобретению, содержит режущую 2, цилиндрическую фланцевую 3 и опорную 4 части. Режущая часть 2 наконечника выполнена в виде по меньшей мере двух сопрягаемых поверхностей, обеспечивающих по своей форме быструю приработку наконечника при резании и достаточную прочность при воздействии ударных нагрузок. Цилиндрическая поверхность фланцевой части 3 наконечника содержит равномерно расположенные по ее окружности продольные центрирующие элементы 5 одинаковой высоты, обеспечивающие фиксацию наконечника в гнезде корпуса относительно его оси и отсутствие перекоса в условиях автоматизации процесса пайки. Опорная часть 4 наконечника выполнена из сопрягающихся конической и усеченной сферической поверхностей, обеспечивающих дополнительную устойчивость наконечника в корпусе инструмента и увеличение площади паяного соединения. Коническая поверхность опорной части 4 наконечника содержит две группы сферических выступов 6 одинаковой высоты, равномерно расположенных на окружностях разных диаметров d₁ и d₂. При этом выступы 6, расположенные на окружности диаметром d₂, смещены в окружном направлении относительно выступов 6, расположенных на окружности диаметром d₁, которые в свою очередь смещены в окружном направлении относительно центрирующих элементов 5. Такое расположение выступов 6 и центрирующих элементов 5 относительно друг друга облегчает затекание припоя в процессе пайки в зазор между поверхностями наконечника и корпуса инструмента, а выполнение выступов 6 и центрирующих элементов 5 одной высоты позволяет создать условия для получения паяного шва гарантированной постоянной толщины по всей поверхности паяного соединения. Расположение выступов 6 на конической поверхности опорной части 4 наконечника по окружностям разных диаметров диктуется необходимостью равномерного распределения ударных нагрузок, действующих на твердосплавный наконечник в точках контакта выступов 6 с поверхностью гнезда инструмента. При этом, с целью достижения максимального эффекта распределения нагрузок по всей поверхности, отношение диаметра d₁ окружности, на которой расположена одна группа выступов, к диаметру d₂ окружности, на которой расположена другая группа выступов, составляет 1,3-1,5.

При уменьшении соотношения диаметров меньше 1,3 будет наблюдаться значительное снижение эффекта, связанное с приближением двух групп выступов друг относительно друга и концентрацией ударных нагрузок в локальной зоне, ограниченной диаметром одной окружности, подобно известной конструкции [2] что отрицательно сказывается на прочностных свойствах наконечника. Увеличение соотношения диаметров более 1,5 повлечет за собой конструктивные изменения наконечника, которые отразятся либо на ослаблении его прочностных свойств при работе на срез, либо на увеличении металлоемкости.

Использование твердосплавного наконечника в режущем инструменте согласно настоящему изобретению позволит повысить срок службы и долговечность инструмента за счет улучшения эксплуатационных характеристик наконечника, направленных на увеличение прочностных особенностей его конструкции, а также облегчает процесс автоматизации пайки наконечника и корпуса инструмента.

Использование: горнодобывающая промышленность, в частности производство режущего инструмента для горных и дорожных машин. Сущность изобретения: твердосплавный наконечник содержит режущую, цилиндрическую фланцевую и опорную части. На конической поверхности опорной части расположены две группы выступов. Отношение диаметров окружностей, на которых расположены соответствующие группы выступов, составляет 1,3-1,5. На цилиндрической поверхности фланцевой части расположены центрирующие элементы. Выступы смещены друг относительно друга по окружности. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Твердосплавный наконечник вращающегося режущего инструмента, содержащий режущую, цилиндрическую фланцевую и опорную части, на конической поверхности последней из которых выполнена группа выступов одинаковой высоты, равномерно расположенных по окружности диаметром d₁, отличающийся тем, что коническая поверхность опорной части наконечника снабжена группой дополнительных выступов одинаковой высоты, равномерно расположенных по окружности диаметром d₂, а цилиндрическая поверхность фланцевой части наконечника снабжена равномерно расположенными по окружности центрирующими элементами одинаковой высоты, при этом выступы, расположенные по окружности диаметром d₂, смещены в окружном направлении относительно выступов, расположенных по окружности диаметром d₁, которые в свою очередь смещены в окружном направлении относительно центрирующих элементов. 2. Твердосплавный наконечник по п.1, отличающийся тем, что отношение диаметров окружностей d₁ к d₂, на которых расположены группы выступов, составляет 1,3 1,5.