Сборный резец для тяжелого резания Советский патент 1985 года по МПК B23B27/16 

Изобретение относится к механической обработке металлов резанием и может быть использовано при черновом и получистовом точении на тяжелых станках литых и кованых заготовок деталей из труднообрабатываемых материалов.

Известен сборный резец, содержащий корпус, в гнезде которого на опорной плоскости, двух фронтальных и одном боковом упорных выступах установлен и закреплен режущий элемент 1 .

Недостатком известного сборного резца для тяжелого резания является низкая эксплуатационная надежность, обусловленная «врезанием и поломкой режущей пластины при возникновении виброударных нагрузок.

Цель изобретения - повышение надежности за счет обеспечения демпфирования виброударных сил резания.

Поставленная цель достигается тем, что сборный резец для тяжелого резания, содержащий корпус, в гнезде которого на опорной плоскости, двух фронтальных и одном боковом упорных выступах закреплен режущий элемент главная передняя и главная задняя поверхности которого образуют главную режущую кромку, снабжен жестко закрепленным на корпусе упругим консольным элементом с двумя стопорными выступами, а опорная плоскость гнезда снабжена двумя опорными выступами, причем опорные и фронтальные выступы расположены попарно, а проведенные перпендикулярно к ним плоскости, пересекаясь, образуют мгновенную ось поворота режущего элемента, находящуюся в области двугранного угла, ребром которого является главная режущая кромка, а гранями - плоскости, касательные к главной передней и главной задней поверхности режущего элемента, а плоскость, проведенная перпендикулярно к стопорным выступам упругого консольного элемента, расположена параллельно плоскости, перпендикулярной к опорным выступам.

На фиг. 1 представлен сборный резец для тажелого резания, главный вид в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2 (блок вставка и механизм ее крепления не показаны); на фиг. 4 - вид В на фиг. 1 (блок вставки и механизм ее крепления не показаны).

Сборный резец содержит корпус 1 с гнездом, в котором размещена блок-вставка 2 с закрепленной (например, напаянной) на ней твердосплавной режущей пластиной 3. Блок-вставка 2 базирована на двух опорных выступах 4 и 5 опорной поверхности 6 гнезда, двух фронтальных упорных выступах 7 и 8 задней стенки 9 гнезда, двух стопорных выступах 10 и 11 упругого консольного элемента (планки) 12,жестко закрепленной на корпусе 1 резца болтом 13 и одном боковом упорном выступе 14, выполненном на боковой стенке 15 гнезда корпуса 1.

Опорные 4, 5 и упорные 7, 8 выступы расположены попарно на разной высоте от опорной поверхности 6 гнезда в два параллельных ряда, так что две плоскости, проведенные одна перпендикулярно опорным выступам 4 и 5, а другая - перпендикулярно фронтальным упорным выступам 7 и 8, пересекаясь, образуют линии - мгновенную

ось 16 поворота блок-вставки 2, проходящую над режущей пластиной 3 в области двугранного угла S, ребром которого является режущая кромка, а гранями - две плоскости W и Z, ;:асательные соответственно к

главной передней 17 и главной задней 18 поверхностям режущей пластины 3. Торцовая поверхность бокового упорного выступа 14 расположена перпендикулярно мгновенной оси 16 поворота блок-вставки 2. Стопорные выступы 10 и 11 консольной планки

12 расположены параллельно мгновенной оси 16 поворота блок-вставки 2 и опорным выступам 4 и 5 опорной поверхности 6 гнезда.

Опорный элемент блок-вставки 2 выполнен монолитным, максимально жестким на сжатиС, крушение н изгиб. Размеры (площадь поперечного сечения и высота) опорных 4, 5, фронтальных упорных 7, 8 и бокового упорного выступа 14 рекомендуется выбирать такими, чтобы их жесткости по нормали были в 10-100 раз больще как жесткости по нормали к стопорным выступам 10 и И упругой консольной планки 12, так и жесткости л еханизма крепления в направлении, перпендикулярном к силовоспринимающей поверхности 19.

Работа предлагаемого резца осуществляется следующим образом.

Перед началом процесса резания сборный резец - крепится в резцедержателе станка и настраивается на обрабатываемый

размер так же, как и известные токарные резцы.

Блок-вставка 2 с режущей пластиной 3 устанавливается в гнездо корпуса 1, при этом отогнутый конец 20 тяги 21 входит с зазором в отверстие 22 блок-вставки 2.

Одновременно блок-вставка 2 досылается до контакта с опорными 4, 5, упорными 7, 8, 14 и стопорными 10 и 11 выступами. Закрепление блок-вставки 2 в резце происходит при продольном перемещении тяги 21 вращением гайки 23. При вращении гайки 23 происходит не только поступательное перемещение блок-вставки 2 вовнутрь гнезда, но и вращательное по направлению часовой стрелки 24. Таким образом, за счет этих двух движений обеспечивается гарантированная посадка с натягом блок-вставки 2 на все семь выступов гнезда резца.

При обработке 3arotoBKH 25 в установивщемся статическом режиме на блок-вставку

2действует сила резания Рстет . которая создает крутящий момент относительно оси действием этого момента блок-вставка 2 поворачивается по часовой стрелке 24, т.е. в ту же сторону, в какую он поворачивался при закреплении.

Момент силы резания Р относительно оси 16 уравновешивается приращениями нормальных сил и сил трения на опорных 4, 5 и упорных 7, 8 выступах и сил упругости на стопорных выступах 10 и II упругой консольной планки 12.

Поворот блок-вставки 2 относительно оси 16 под действием силы резания Р возможен только в том случае, если мгновенная ось поворота 16 располагается над главной передней поверхностью 17 режущей пластины

3и отвечать следующим условиям:

отношение расстояния между главной передней поверхностью и мгновенной осью 16 поворота блок-вставки 2 к расстоянию между этой осью и упорными выступами 7 и 8 было больше или равно коэффициенту трения сольжения блок-вставки относительно упорных выступов; отношение расстояния между главной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через мгновенную ось 16 поворота перпендикулярно опорным выступам 4 и 5, к расстоянию между осью 16 поворота и опорными выступами 4 и 5 было больще или равно коэффициенту т эения скольжения блок-вставки 2 ртносительно опорньЬх выступов 4 и 5.

При обработке заготовки 25 в установившемся динамическом режиме на блок-вставку 2 действует кроме статической силы Рстат. также и динамическая сила Рдцн, переменная во времени как по величине, так и по направлению. Такой характер силы резания имеет при резании с вибрациями упругой механической системы станка или при обработке прерывистых поверхностей (с трещинам, ступенчатых). Наиболее опасным для твердосплавных хрупких режущих пластин является ударный характер изменения силы резания.

Демпфирование возрастающих динамических нагрузок на режущую пластину 3 блок-вставки 2 осуществляется за счет частичного выхода (отхода) режущей пластины 3 из-под корня стружки, обусловленного поворотом блок-встаки 2 относительно мгновенной оси 16 поворота. Поворот блок-вставки 2 с отходом режущего клина происходит под действием динамической силы Рднн, создающей момент, поворачивающий блок-вставку 2 по стрелке 24, т.е. в ту же сторону, в какую он поворачивался при закреплении его силой О и действии силы резания Р при установившемся статическом резании. Динамический момент поворота, образованный силой РЯИН, уравновещивается приращениями нормальных сил и сил трения на опорных и упорных выступах 4, 5 и 7, 8 гнезда и сил упругости на стопорных выступах 10 и 1.1 консольной планки 12. Таким образом, в предлагаемом резце при действии динамических нагрузок на режущую пластину 3 происходит ограниченный отход ее из-под корня стружки с одновременным повышением надежности закрепления блок-вставки.

При уменьшении динамической нагрузки на режущую пластину 3 блок-вставка 2 поворачивается в направлении, обратном направлению поворота при возрастании динамической нагрузки. Поворот блок-вставки 2 в обратном направлении происходит под действием сил упругости консольной планки 12, действующих на блок-вставку со стороны опорных выступов 10 и 11. Обратный поворот блок-вставки 2 происходит до тех пор, пока нормальные и касательные силы на опорных 4 и 5, упорных 7 и 8 и стопорных 10 и 11 выступах, а также сила резания Р Р««н + Ретаг , и сила закрепления взаимно не уравновесятся, после чего положение блок-вставки 2 является стабильным.

Повышенная стойкость предлагаемого сборного резца к динамическим к виброударным нагрузкам обеспечивает повыщенную эксплуатационную надежность резца и тем самым i повышает производительность в условиях тяжелого резания.

СБОРНЫЙ РЕЗЕЦ ДЛЯ ТЯЖЕЛОГО РЕЗАНИЯ, содержащий корпус, в гнезде которого на опорной плоскости, двух фронтальных и одном боковом упорных выступах закреплен режущий элемент, главная передняя и главная задняя поверхности которого образуют главную режущую кромку, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, резец снабжен жестко закрепленным на корпусе упругим консольным элементом с двумя стопорными выступами, а опорная плоскость гнезда снабжена двумя опорными выступами, причем опорные и фронтальные выступы расположены попарно, а проведенные перпендикулярно к ним плоскости, пересекаясь, образуют мгновенную ось поворота режущего элемента, находящуюся в области двухгранного угла, ребром которого является главная режущая кромка, а гранями - плоскости, касательные к главной передней и главной задней поверхностям режущего элемента, а плоскось, проведенная перпендикулярно к стопорным выступам упругого консольного элемента, расположена параллельSS но плоскости, перпендикулярной к опорным выступам.