Ротационный резец Советский патент 1991 года по МПК B23B27/12 

Изобретение относится к области размерной обработки металлов резанием в частности к режущему инструменту

Целью изобретения является повышение качества обработанной поверхности за счет улучшения стружкодробления

На фиг. 1 показана форма передней поверхности резца на фиг 2 - предложенный резец (разрез по оси вращения круглой пластинки); на фиг. 3 - расчетная схема для вывода выражения, описывающего форму передней поверхности; на фиг. 4 - круглая режущая пластинка предложенного резца, на фиг. 5 - сечение А-А на фиг 4, на фиг, 6 - вид сверху на фиг. 4; на фиг. 7 - развертка профиля передней поверхности по радиусу г.

Резец содержит корпус 1, установленную в нем на оси 2 и подшипниках 3 круглую режущую пластину 4 и шестерню 5, закрепленную гайками 6 Пластина имеет режущую кромку 7, выполненную в виде окружности, расположенной в плоскости, параллельной плоскости ее основания 8. Задняя поверхность 9 заточена на конус под углом а , Форма передней поверхности 10 представляет синусоидальный гетикоид и может быть описана следующим выражением

Z Z0

(tg ymax ( sin у - 1 ) - tg ymin ( sin (/) f 1 ))

Указанное выражение можн получить следующим образом.

На фиг. 3 изображена расчетная схема для вывода выражения.

316343724

Пусть точка А принадлежит режущей+ 2 R т ( г - R) ; кромке, а точка В находится на одной образующей с точкой А, на расстоянии г от оси. /-jу- 2 2

Тогда точка А будет совершать движение по -(R+r(r-R)f;

окружности радиусом R, находящимся в 5/ g g

плоскости, параллельной плоскости основа-г X Ч- Y - R

ния, а точка В будет совершать двойноег - R

движение - по окружности радиусом г иПодставляем значение г в параметричевертикальное перемещение с амплитудой Сское выражение координаты Z и, учитывая, по закону синуса. Причем за один оборот 10 что в цилиндрических координатах

совершается одно колебание.,-. ,

Имеем: точка А с координатами X 4- Y р , получаем

( R cos f, R sin p ,Z0 )

точка В с координатамиZ Z0 + ( Z, + С slny - Z0 ) .

(rcosy,rslnp,zi +C slny) ,15vr r-R

где Z0 - координата любой точки, лежащей на режущей кромке;Зная, что амплитуда колебаний

Zi - координата точки центра колебаний;Q tg Углах - tg ymin ( p r Ч

(f - угол поворота образующей относи- 202

тельно оси X.и

Тогда в векторном виде получим следующее выражение для описания рассматри-Zi Z0 - (tg ymax (R-г) - С) , ваемой поверхности:

р рд + (РВ-ГА) f ,25 получим выражения для указанной поверхгде г- параметр;ности в цилиндрических координатах

Р - радиус-вектор любой точки образующей; Z Z0 +(Z0 -tgXmax(R-r) +

РА и РВ - радиус-вектор точек А и В.

В параметрическом виде запишется 30tg ymax - tg ymin f a r 7 ,

X XA + (XB-XA) г ; 2С« П A, +

Y - YA + (YB-YA) т ;

Z ZA + (ZB-ZA) r ;tg ymax - tg ( . .R -.

., . . -. ..L( К- Г ) SIM (Й -g- r

X. Y, Z - координата любом точки повер-I г К -r

. где X, Y, Z - координата любой точки поверхности;.

Хд, YA,ZA - координаты точки А повер

Изобретение относится к размерной обработке металлов резанием в частное и к режущему инструменту Цепью изобретения является повышение качества обрабо тайной поверхности за счет улучшения стружкодробления Круглая пла стина, установленная с возможностью вращения, имеет переднюю поверхность в виде синусоидального геликоида которая в пересечении с конической задней поверхностью образует режущую кромку в виде окружности, лежащей в плоскости, параллельной плоскости основания Такое взаимное расположение режущей кромки и передней поверхности обеспечивает дробление стружки без изменения глубины резани и кмнемз тического заднего угла, т.к. в процессе резания контакт режущей кромки осуществляется в одной плоскости а при вращении криволинейная передняя поверхность плавно изменяет передний угол 7 ил.

ХНОСХТ8; YB, ZB - координаты точки В повер-Z Z° + tg У™ 9 ln Sln

XНОСТИ.

Подставляя координаты точек А и В; 40

получаем:- (tg ymax + tg ymin )

X R cosy) 4- ( r cosy - R cosy ) г , Y R + (r slny) - R slnyj) г ,или

(2,+Csln -Z0)r..axCsin -l)Для исключения параметра г возводим чэI

в квадрат выражения для X и для Y и скла- цывзем их:

-tgymm ( slny + 1 ) .

X2 4- Y2 R2 cos2 p 4- R2 sin2 y +cn л

au Полученное выражение позволяет опредет -, о ,олить координаты любой точки передней поr2 cos2 р ( г - R f + т2 sin2 р (г - R )2+ верхности.

Перед началом обработки резец уста -2(R т (г - R )cos2 p 4-навливают так, чтобы плоскость, в которой

55 лежит окружность режущей кромки, прохо, Р , г . |П2 /л f r - R ) удила через ось обрабатываемой заготовки.

К пластинке резца в этом случае приклады2 ,2 / ,вается принудительное вращение через шеX +Y - R +r(r-R) +стерню 5. Допустимо использовать и схему

самовращения режущей пластинки, в этом случае резец устанавливают так, чтобы плоскость, в которой лежит окружность режущей кромки, находилась под углом Я к оси вращения заготовки.

В процессе обработки по мере вращения режущей пластинки будет происходить плавное изменение переднего угла от + у в точке 12 до -у в точке 11. что вызовет дробление стружки вследствие изменения усадки и типа стружки. При этом положение режущей кромки относительно оси заготовки остается постоянным. Кинематический задний угол и глубина резания не меняются и качество обработанной поверхности повышается.

Например, имеется резец с принудительным вращением круглой пластинки радиусом R 15 мм, установленный так, что плоскость, в которой лежит окружность режущей кромки, проходит через ось детали. Задняя поверхность пластинки заточена на конус с углом а 6°. Передние углы

Углах -Xmin 10° .

Тогда выражение для передней поверхности примет вид

Z Z0 + ( R -/э ) tg ymax sirup ;

«I-Tr Ј--RV

Определим величины передних углов и координаты точек, лежащих на радиусе г 10 мм, для углов , 90°, 180°, 270° (см. фиг. 7) ри 0°

an - Zo-Zo° Z0 - (Z0 + (15-10) tg 10° sinO°); ai4 0;

tgyn o:yn o°.

aii Z0-Z90° Z0 - (Z0 + (15 -10) tg10° x

X sin 90°); an -0.88;

ЦУ а15-810 -°-176 :У11 -Ю°

ai3 Z0- Z 180° Z0 - (Z0 + (15-1 0) tg10° X X sin 180°);

an 0:

tgyi3 1S°10 o ,

Z0-(Zo + (15-10)tg 10° x

0

tgyi2 15°J810 0.176 ; y,2-10°.

Использование резца с криволинейной передней поверхностью, выполненной в виде синусоидального геликоида, образующей в пересечении с конической задней поверхностью режущую кромку в виде окружности, лежащей в плоскости, параллельной плоскости основания круглой пластинки, позволяет повысить качество об- работанной поверхности, а следовательно, обеспечивает возможность использования резца на чистовой обработке. А предел изменения передних углов значительно расширяется по сравнению с резцом с 0 волнистой режущей кромкой, это позволяет улучшить стружкодробление и расширяет номенклатуру обрабатываемых материалов. Формула изобретения Ротационный резец, содержащий корпус и установленную на нем с возможностью вращения круглую режущую пластинку с криволинейной передней поверхностью, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработанной поверхности за счет улучшения стружкодроб- ления, криволинейная передняя поверхность выполнена в виде синусоидального геликоида, определяемого соотношением

5

35

Z Z0 + ( tg умакс ( siny + 1 ) 0

0

- tg умин (siny + 1 ) , где Z - координата любой точки на передней поверхности;

Zo - координата любой точки, лежащей на режущей кромке;

R - радиус окружности режущей кромки;

р длина радиус-вектора любой точки передней поверхности;

Умакс и умии - наибольшее и наименьшее значения переднего угла;

«р- полярный угол радиус-вектора любой тонки передней поверхности, при этом передний угол в любой точке режущей кромки определяется из соотношения

Zo -Z y arctg- -.

5

ZiCfrCQl

у 74

П

y3/

8

ФигЛ

-r r

Фие 5

Фиг 6

2УГг

Фиат