ЧАШЕЧНЫЙ РЕЖУЩИЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2012 года по МПК B23B27/12 

Изобретение относится к режущим инструментам для получения порошков, гранул и волокон и может быть использовано при резании пластичных и хрупких материалов с одновременным дроблением и измельчением получаемой стружки до товарных размеров.

Известны инструменты для дробления стружки (журнал "Станки и инструмент", №5, 1970 г., с.27, а.с. СССР №1726146, 1990 г., МПК В23В 25/02), выполненный в виде ролика с прямыми зубьями на цилиндрической поверхности. Ролик установлен в державке на оси, прижимается к поверхности вращающейся заготовки. На обрабатываемой поверхности заготовки образуются риски глубиной 0,3-0,5 от величины продольной подачи резца. При последующей обработке резцом сечение стружки в местах рисок ослабляется, вершины рисок становятся концентраторами напряжений, способствуя дроблению стружки. Данный инструмент не обеспечивает дробление стружки до размеров, пригодных к ее использованию в качестве шихты в порошковой металлургии.

Известен комбинированный инструмент по а.с. СССР №552143, 1974 г., МПК В23В 27/12. Он содержит вращающийся чашечный резец и накатной ролик, установленный с возможностью регулирования в осевом направлении; накатной ролик установлен снаружи резца на расстоянии, не превышающем толщину снимаемой стружки, и кинематически связан с ним, например, цилиндрической зубчатой передачей. Инструмент обеспечивает повышение качества обработки, но не способен получить стружку в виде товарной продукции для ее использования в качестве шихты в порошковой металлургии, в частности, получения порошков фракциями до 0,01…0,5 мм или волокон с размерами сечения 0,01…0,5 мм, длиной 0,5…20 мм и более.

Известен чашечный ротационный резец по а.с. СССР №523761 от 19.10.74 г., МПК В23В 27/12. Режущая кромка чашки образована пересечением передней и задней поверхностей; на задней поверхности выполнены равномерно расположенные канавки, наклонные к ее образующей под углом, обеспечивающим перекрытие выхода одной канавки входом смежной с ней канавкой. Это обеспечивает стабильное самовращение резца и оптимальные условия резания при токарной обработке путем дробления стружки по длине для улучшения условий ее утилизации. Данный резец также не обеспечивает получение стружки в виде товарной продукции, т.е. порошков, зерен, волокон.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей ротационного инструмента, обеспечение возможности получения стружки в диапазоне от микропорошков до гранул и волокон.

Поставленная цель достигается тем, что чашечный режущий элемент имеет прерывистую режущую кромку, образованную пересечением передней и задней поверхностей, минимум одна из которых является конической и любая из них содержит минимум две канавки; указанные канавки расположены с шагом а, определяемым выражением

a=(0,05-50) мм,

и имеют глубину b, равную

b=(0,05-5) мм;

шаг и глубина канавок в диапазоне величин (0,05-4,0) мм связаны зависимостью

b≥а;

профиль канавок в теле элемента содержит две боковые грани, между ними может быть площадка; профиль канавок может быть как симметричным, так и асимметричным; канавки могут располагаться по винтовой линии, иметь переменное сечение; количество шагов канавок на режущем лезвии должно быть кратно натуральному (целому) числу.

Изложенная сущность поясняется чертежами, где изображены на фиг.1-6 варианты исполнения канавок на прерывистой режущей кромке, на фиг.7-14 - варианты порошков, гранул и волокон, получаемые предложенным режущим элементом.

Чашечный режущий элемент ротационного инструмента представляет собой круговой диск 1 (фиг.1) с центральным отверстием 2 для установки на вал и режущим лезвием 3, выполненным прерывистым за счет расположения на нем канавок с тремя гранями 4 или с двумя гранями 5. По первому варианту между боковыми гранями зубьев расположена площадка с образованием П-образного режущего профиля. По второму варианту режущий профиль угловой канавки 5 является Λ-образным. Возможно выполнение канавки овальной формы. Периферийная поверхность 6 диска 1 является конической, она выполняет роль задней поверхности режущего лезвия. Торцовая поверхность со стороны лезвия 3 является передней поверхностью, она может иметь положительные или отрицательные передние углы, т.е. являться также конической поверхностью.

Канавки могут иметь симметричную (фиг.1) или асимметричную (фиг.2, 3) форму в плане, со стороны периферийной конической поверхности могут иметь прямой профиль (фиг.4), т.е. грани канавок параллельны оси отверстия 2, либо грани канавок расположены наклонно с образованием трапеции (фиг.5) или параллелепипеда (фиг.6).

В процессе работы чашечного режущего элемента возможно формообразование стружки в виде волокон (фиг.7-10), гранул кубовидной (фиг.11), чешуйчатой (фиг.12), пирамидальной (фиг.13), иглообразной (фиг.14) форм в зависимости от конкретного исполнения формы и размеров канавок на режущем элементе.

Режущий элемент ротационного инструмента с прерывистой режущей кромкой, образованной пересечением передней и задней поверхностей, минимум одна из которых выполнена конической и любая из них содержит минимум две канавки. Для расширения технологических возможностей канавки расположены с шагом а, определяемым выражением а=(0,05-50) мм и имеют глубину b, равную b=(0,05-5) мм. 6 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Чашечный режущий элемент ротационного инструмента с прерывистой режущей кромкой, образованной пересечением передней и задней поверхностей, минимум одна из которых выполнена конической, и любая из них содержит минимум две канавки, отличающийся тем, что канавки расположены с шагом а, определяемым выражением a=(0,05-50) мм, и имеют глубину b, равную b=(0,05-5) мм.

2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что шаг и глубина канавок в диапазоне величин (0,05-4,0) мм связаны зависимостью b≥a.

3. Элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что профиль канавок в теле элемента состоит из двух боковых граней.

4. Элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что профиль канавки в теле элемента содержит две боковые грани с площадкой между ними.

5. Элемент по п.1, отличающийся тем, что профиль канавок выполнен асимметричным.

6. Элемент по п.1, отличающийся тем, что канавка расположена на винтовой линии.

7. Элемент по п.1, отличающийся тем, что профиль канавки выполнен переменного сечения.