РЕЖУЩАЯ МНОГОГРАННАЯ ПЛАСТИНА Российский патент 2016 года по МПК B23B27/16 

Изобретение относится к металлообработке, конкретно к рабочей части режущих инструментов, преимущественно токарных резцов.

Известна режущая многогранная пластина, имеющая симметричные выступы и впадины на каждой боковой грани [1]. Она удваивает количество режущих кромок, повышает стойкость и расширяет технологические возможности. Ее недостатком является выполнение ограниченного числа операций из-за одинакового профиля граней.

Известен режущий элемент, у которого грани выполнены в виде лезвий различной формы, соответствующей универсальным и специальным резцам [2]. Он расширяет число токарных операций до трех, но является громоздким, сложным и ненадежным в креплении.

Технический результат предлагаемой многогранной пластины состоит в увеличении токарных операций, сокращении специальных резцов, повышении производительности токарной обработки. Одной многогранной пластиной осуществляется точение напроход и в упор, прорезание канавок и поднутрений, резьбонарезание, профилирование и фасонирование, снятие прямых и круглых фасок, выполнение аналогичных расточных операций.

Указанный результат достигается тем, что грани режущей пластины выполнены в виде лезвий проходного, упорного, канавочного, прорезного, резьбо-копировального, фасонного резцов. Основания лезвий плавно сопряжены дугами. Лезвия имеют геометрические особенности, расширяющие технологические приемы.

На фиг. 1 изображена многогранная пластина, вид в плане, увеличен; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3-5 - переходы токарной обработки ступенчатого вала; на фиг. 6-7 - вторая токарная операция (по заводской технологии) внутреннего подшипникового кольца.

Режущая многогранная пластина 1 имеет грани различной формы, выполненные в виде лезвий проходного резца 2, упорного 3, прорезного 4, резьбо-копировального 5, канавочного 6, фасонного желобного резца 7 (рис. 1, 2). Вершины лезвий расположены на одинаковом расстоянии R от центра пластины, а основания лезвий - на различных расстояниях до минимального по окружности радиусом r. Основания лезвий плавно сопрягаются одно с другим по дугам технологического назначения радиусами r₁, r₂…, r_i. У проходного лезвия 2 угол при вершине в плане равен 90° и симметричен относительно радиуса, проходящего через вершину. Лезвие 3 по форме упорного резца выполнено двухвершинным с левым прямым профилем «а» (в рабочем положении) и симметричным правым профилем «б» при второй вершине. Лезвие прорезного резца 4 имеет режущую кромку по дуге радиусом R. Лезвие канавочного резца 6 имеет скругленную вершину и при ней вспомогательную режущую кромку. Такая форма позволяет получать скругленные канавки у торцев деталей без концентраторов напряжений. Лезвие фасонного резца 7 выполнено по профилю желоба подшипникового кольца. Лезвие резьбо-копировального резца 5 имеет угол при вершине в плане 60° по профилю метрической резьбы. Для удобства выполнения переходов оно расположено между канавочным 6 и прорезным 4 лезвиями.

Лезвия имеют задние углы α. Для уменьшения силы резания отдельные лезвия, например, фасонное 7 или прорезное 4, имеют подточку рабочей поверхности на положительный передний угол.

На опорной поверхности пластины с одинаковым расстоянием от центра и с одинаковым угловым шагом выполнены отверстия 8, предназначенные для фиксации положения лезвий относительно державки резца (см. фиг. 2).

Работа пластины на токарных операциях осуществляется следующим образом. Заготовка вала 9 устанавливается в центрах, поджимается задним центром к торцевым зубьям поводкового патрона и получает вращение с частотой n (фиг. 3). Точение первой ступени вала на глубину t₁ осуществляется лезвием «а» упорного резца 3 с продольной подачей s. Тем же лезвием на глубину t₂ обрабатывается меньший диаметр первой ступени под резьбу на участке длиной l. Второе лезвие «б» резца 3 обтачивает левую ступень вала с обратной подачей s_л.

После обтачивания ступеней поворотом резцедержателя на 60° по программе станка с ЧПУ устанавливается в рабочее положение лезвие прорезного резца 4 (фиг. 4). Лезвие 4 с поперечной подачей s_p пластины последовательно прорезает на полуфабрикате 10 три канавки. Лезвие 5 снимает фаски на всех ступенях детали и нарезает резьбу на участке l (фиг. 5).

Для обработки другой детали, например, подшипникового кольца, пластина раскрепляется на резце, поворачивается в положение новых рабочих лезвий 2 и 7 и фиксируется в заданном положении по отверстиям 8 на основании (см. фиг. 2).

Обработка подшипникового кольца 11 начинается с точения напроход наружной поверхности на глубину t лезвием 2 (фиг. 6). После поворота резцедержателя на 90° лезвие 2 второй режущей кромкой подрезает торец кольца на ширину t_т с радиальной подачей s_p. Затем резец продолжает движение с продольной подачей s и снимает фаску в отверстии кольца. По окончании прохода резцедержатель поворачивается на 60° в рабочее положение желобного лезвия 7, и оно обрабатывает с радиальной подачей s_p желоб кольца. Затем лезвие выводится из желоба, смещается вправо за торец кольца и радиусной кромкой r₁ основания лезвия снимает с радиальной подачей s_p наружную радиусную фаску на торце кольца (фиг. 7). На этом обработка подшипникового кольца заканчивается.

Режущая пластина является многофункциональной и заменяет несколько специальных резцов, в конкретном исполнении семь. За счет этого сокращается число позиций в магазинах инструментов станков с ЧПУ. Пластина позволяет оптимизировать переходы операций и сократить основное время обработки. Ее применение в 5-6 раз уменьшает вспомогательное время на смену инструментов. Стоимость пластины с державкой на порядок меньше стоимости заменяемых ею резцов. По сравнению с многогранными пластинами простой формы она имеет востребованность, обеспечивающую крупносерийный выпуск.

Источники информации:

1. Патент РФ №2482939, МПК В23В 27/16. Режущая многогранная пластина. 2013.

2. Патент US 1926531, В23В 27/16 «Multiple tool and holder», 12.09.1933. Прототип.

Режущая многогранная пластина имеет грани, выполненные в виде лезвий различной формы, соответствующей проходному, упорному, прорезному, канавочному, резьбо-копировальному и фасонному резцам. Вершины лезвий расположены на одинаковом расстоянии от центра пластины, а основания лезвий плавно сопрягаются одно с другим дугами. Угол при вершине проходного лезвия в плане может быть равен 90°. Лезвие по форме упорного резца может быть выполнено двухвершинным с левым и правым симметричным профилем при соответствующей вершине. Лезвие в форме прорезного резца может иметь режущую кромку по дуге окружности. Фасонное лезвие может быть выполнено по профилю желоба подшипникового кольца. Резьбо-копировальное лезвие может быть расположено между прорезным и канавочным лезвиями. Такое исполнение расширяет технологические возможности, позволяет выполнять разнообразные переходы при обтачивании и растачивании, сокращает количество специальных резцов и повышает производительность обработки. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Режущая многогранная пластина, выполненная с гранями различной формы, вершины которых расположены на одинаковом расстоянии от центра пластины, отличающаяся тем, что грани выполнены в виде лезвий проходного, упорного, прорезного, резьбо-копировального, канавочного и фасонного резцов, а основания лезвий плавно сопряжены дугами.

2. Режущая пластина по п. 1, отличающаяся тем, что угол при вершине проходного лезвия в плане равен 90°.

3. Режущая пластина по п. 1, отличающаяся тем, что лезвие по
форме упорного резца выполнено двухвершинным с левым и правым симметричным профилем при соответствующей вершине.

4. Режущая пластина по п. 1, отличающаяся тем, что лезвие в форме прорезного резца имеет режущую кромку по дуге окружности.

5. Режущая пластина по п. 1, отличающаяся тем, что фасонное лезвие выполнено по профилю желоба подшипникового кольца.

6. Режущая пластина по п. 1, отличающаяся тем, что резьбо-копировальное лезвие расположено между прорезным и канавочнным лезвиями.