Резец для тяжелого резания Советский патент 1992 года по МПК B23B27/16 

сл С

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано в сборных инструментах, работающих в условиях тяжелого резания, характеризующегося значительными нагрузками и высокой температурой в зоне резания. Цель изобретения - повышение надежности крепления режущих пластин за счет компенсации температурных деформаций элементов крепления в процессе резания. Резец состоит из державки, в которой при помощи винта с разнонаправленной резьбой и прихвата закреплена кассета с режущей пластиной. Режущая пластина в кассете закреплена Г-образНым прихватом с резьбовым участком на цилиндрическом стержне и гайкой, размещенной в отверстии державки, Между гайкой и торцовой поверхностью ступенчатого отверстия кассеты ус- тановлена компенсационная втулка из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чему материала кассеты и прихвата. 4 ил.

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано в сборных инструментах, работающих в условиях тяжелого резания, характеризующегося значительными нагрузками и высокой температурой в зоне резания

Целью изобретения является повышение надежности крепления режущих пластин за счет компенсации температурных деформаций элементов крепления в процессе резания.

На фйг.1 изображен предложенный резец; на фиг.2 - вид А на фиг 1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.З.

Резец состоит из державки 1. в которой при помощи винта 2 с разнонаправленной резьбой и прихвата 3 закрепляется сборная кассета 4 с режущей пластиной 5, режущая

пластина в кассете закрепляется при помощи Г-образного прихвата 6, имеющего цилиндрический участок 7 и резьбовой участок 8. На Г-образной части прихвата выполнен сферический выступ 9, взаимодействующий со сферической лункой 10 на боковой поверхности режущей пластины. Между гайкой 11 иторцовой поверхностью 12 ступенчатого отверстия 13 кассеты установлена компенсационная втулка 4, выполненная из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала кассеты и прихвата.

На цилиндрической части 7 прихвата выполнены диаметрально расположенные спиральные лыски 15 с направлением спирали, совпадающим с направлением резьбы Г-образного прихвата 6.

х|

СП

XI XI

х|

о

Режущая пластина установлена на опорную пластину 16, закрепленную в кассете винтом 17.

Сборка резца осуществляется в следующей последовательности,

В корпусе кассеты закрепляется опорная пластина, затем устанавливается Г-об- разный прихват, втулка и гайка. Режущая пластина закрепляется в кассете вращением гайки. Учитывая, что резьба на прихвате и гайке выполнена левого направления, то при закреплении режущей пластины усилия на Г-образной части прихвата к взаимодействующей со сферической лункой пластины направлены на поджатие пластины к опорной пластине 16.

При обработке в тяжелых условиях резания кассета в резце интенсивно нагревается сходящей стружкой.

Экспериментально установлено, что наличие спиральной части стержня прихвата приводит при нагревании к скручиванию стержня в направлении увеличения угла наклона, спирали, при этом, чем больше подъема спирали, тем больше угловая деформация стержня. Угловая деформация прихвата приводит к дополнительному поджиму режущей пластины к опорной за счет наличия сферического соединения прихвата и режущей пластины. Точение в тяжелых условиях резания на крупных токарных и карусельных станках с глубиной резания порядка 15-25 мм и подачей 1,5-2 мм/об приводит к большому выделению тепла и нагреванию кассеты до температур 400- 500°С.

При таких температурах становится существенным влияние деформаций прихвата и корпуса кассеты на надежность крепления режущей пластины.

Коэффициент линейного расширения режущей пластины, выполненный из твердого сплава группы ТК, составляет при этих температурах ориентировочную величину, равную р 1 7, 1 /град.мм.

Коэффициент линейного расширения прихвата и корпуса кассеты, выполненных из стали, например, сталь 40Х. составляет рг 13,5-Ю6 1/град.мм. Неравномерность расширения твердого сплава и стали приводит к появлению зазора между прихватом и режущей пластиной, что влечет за собой возникновение вибраций и поломку резца

Для предотвращения появления зазора в предложенной конструкции предусмотрена компенсационная втулка, выполненная из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у корпуса кассеты и прихвата, например, из алюминиевых сплавов (рз 27,9 106 1/град.мм).

Необходимая длина компенсационной втулки может быть рассчитана из следующе- го соотношения:

I - ЪР cosa- h pi рз cos a

где 12 - длина участка прихвата, требующая компенсации:

р2 - коэффициент линейного расширения материала прихвата;

h -длина режущей пластины;

pi - коэффици. нт линейного расшире- ния материала режущей пластины;

рз - коэффициент линейного расширения материала втулки;

а - угол между опорной поверхностью пластины и осью прихвата.

Пример. Резец для тяжелого резания сечением 63x63 мм с пластиной из твердого Сплава марки Т5К10. Активная длина прихвата h 34 мм.

Длина режущей пластины Н 32 мм ,

Угол а 25°

Длина втулки составляет

U 34 13.5 Ю

б 0,906 - 32 7.6 10 6

0

10 6 0.906 б

10

,б

Наличие конструктивных элементов, состоящих из компенсационной втулки, а так5 же спиральных лысок на прихвате позволяет компенсировать осевое удлинение прихвата за счет удлинения втулки и относительно укорочения прихвата при кручении по сравнению с расчетным темпераQ турным удлинением. Величина относительного укорочения прихвата при кручении не учтена в расчетной формуле, поскольку ее значение на порядок ниже термического удлинения. Кроме того, темпера5 турные крутильные деформации рабочей части прихвата со сферическим выступом позволяют дополнительно поднимать режущую пластину к опорным базам.

Указанные свойства конструктивных

0 элементов в совокупности позволяют повысить надежность крепления режущих пластин в широком диапазоне температур резания.

Формула изобретения

5 Резец для тяжелого резания, содержащий державку и закрепленную на ней кассету со сменной режущей пластиной, закрепленной Г-образным прихватом в виде цилиндрического стержня, взаимодействующего с крепежным элементом,

размещенным в ступенчатом отверстии кассеты, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности крепления режущей пластины за счет компенсации температурных деформаций элементе г крепления в процессе обработки, крепежный элемент выполнен в виде резьбового участка на цилиндрическом стержне прихвата и размещенной на упомянутом участке гайки, при этом резец снабжен установленной между таксой и торцом ступени отверстия кассеты, втулкой из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чему материала кассеты и прихвата, длина которой определяется из соотношения

. 2pi cos а

3/оз cos a

0

где I. - длина участка прихвата, требующая компенсации;

рч коэффициент линейного расширения материала прихвата;

i - длина режущей пластины;

- коэффициент линейного расширения материала режущей пластины;

р А - коэффициент линейного расширения материала втулки, причем на цилиндрическом уча стке стержня выполнены диаметрально расположенные спиральные лыски с направлением спирали, совпадающим в напразпением резьбы стержни;

а- угол между опорной поверхностью пластины и осью прихвата.

Z

Фиг.1

Фиг, Z

15

тг фиг,3

о

/-