EA020077B1 - Rotary cutter - Google Patents

Rotary cutter Download PDF

Info

Publication number
EA020077B1
EA020077B1 EA201101384A EA201101384A EA020077B1 EA 020077 B1 EA020077 B1 EA 020077B1 EA 201101384 A EA201101384 A EA 201101384A EA 201101384 A EA201101384 A EA 201101384A EA 020077 B1 EA020077 B1 EA 020077B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
cutting
cutter
rotary cutter
cutting edge
tooth
Prior art date
Application number
EA201101384A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201101384A1 (en
Inventor
Николай Степанович Индаков
Юрий Иванович Гордеев
Александр Сергеевич Бинчуров
Original Assignee
Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) filed Critical Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу)
Publication of EA201101384A1 publication Critical patent/EA201101384A1/en
Publication of EA020077B1 publication Critical patent/EA020077B1/en

Links

Abstract

The invention relates to machine building and can be used for machining shafts made from different construction materials. The invention is aimed at designing technological construction of rotary cutter at grinding of which falls away the need to use special grinding machines and also to increase the accuracy of cutter edges in plane. A rotary cutter represents a polygonal body having a tool bore and a cutting part comprising N teeth, each has front and rear surfaces forming a rectilinear cutting edge therebetween. The cutting edges formed at each tooth are arranged in plane perpendicular to the rotational axis of the rotary cutter, forming a cutting polygon. The tooth front is made at angle γ to cutting plane varying from 2 to 5 degrees. Separation grooves are made at the polygonal body vertice with width a. Polygonal body vertices may be rounded to r=0.1-0.4 mm.

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке валов из различных конструкционных материалов.The invention relates to the field of engineering and can be used in the processing of shafts from various structural materials.

Известна поворотная режущая пластина [заявка на изобретение КИ № 2008148805, МПК В23В 27/06, опубл. 20.07.2010 г.], с первой и второй поверхностями пластины, в целом имеющими треугольную форму, тремя боковыми поверхностями и по меньшей мере одним режущим выступом, размещенным в области угла между первой и второй боковыми поверхностями, режущий выступ имеет в целом М-образную форму и включает в себя, по меньшей мере, первый и второй режущие зубья, причем, по меньшей мере, на первом режущем зубе сформирована первая режущая кромка, размещенная в области перехода к первой поверхности пластины, и, по меньшей мере, на втором режущем зубе сформирована вторая режущая кромка, размещенная в области перехода ко второй поверхности пластины, причем первое направление отвода стружки, относящееся к первой режущей кромке, образует угол α со вторым направлением для отвода стружки, относящимся ко второй режущей кромке, с первой и второй режущими кромками соотнесены первая и вторая направляющие для отвода стружки в направлении отвода стружки, причем первая направляющая для отвода стружки включает в себя, по меньшей мере, первую канавку на первой поверхности пластины, которая проведена в целом перпендикулярно первому направлению отвода стружки между первой и второй боковыми поверхностями, а вторая направляющая для отвода стружки включает в себя, по меньшей мере, вторую канавку на второй поверхности пластины, которая проведена в целом перпендикулярно второму направлению отвода стружки между первой и второй боковыми поверхностями.Known rotary cutting insert [application for invention KI No. 2008148805, IPC VV 27/06, publ. 07/20/2010], with the first and second surfaces of the plate, generally having a triangular shape, three side surfaces and at least one cutting protrusion located in the region of the angle between the first and second side surfaces, the cutting protrusion is generally M-shaped the shape and includes at least the first and second cutting teeth, and at least on the first cutting tooth, a first cutting edge is formed, located in the transition area to the first surface of the plate, and at least on the second cutting tooth formed in a second cutting edge located in the transition area to the second surface of the insert, wherein the first chip removal direction related to the first cutting edge forms an angle α with the second direction for chip removal relating to the second cutting edge, the first and second cutting edges are associated with the first and a second guide for removing chips in the direction of removal of chips, the first guide for removing chips includes at least a first groove on the first surface of the plate, which is held generally endikulyarno first direction of chip discharge between the first and second side surfaces, and second guide chip discharge includes at least a second groove on a second surface of the plate, which is held generally perpendicular to the second chip removal direction between the first and second side surfaces.

Недостатками известной конструкции являются сложность в изготовлении и быстрый износ вследствие того, что режущая кромка состоит из большого количества прерывистых участков. Кроме того, низкое качество обработки заготовки, так как профиль режущей кромки при обработке заготовок будет давать кинематическую волнистость вследствие прерывистого резания.The disadvantages of the known design are the difficulty in manufacturing and rapid wear due to the fact that the cutting edge consists of a large number of intermittent sections. In addition, the low quality of processing the workpiece, since the profile of the cutting edge during processing of the workpieces will give a kinematic undulation due to intermittent cutting.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ лезвийной обработки валов с профилем равноосный контур [А.с. 1126375; МКИ3 В23В 1/00, опубл. 30.11.1984 г.], при котором сообщают вращение обрабатываемому валу, а инструменту сообщают продольную подачу и гармоническое поперечное перемещение, причем оси вращения инструмента и вала устанавливают пересекающимися под прямым углом, в качестве инструмента используют ротационный резец, режущая кромка которого имеет полигональную форму в плоскости, перпендикулярной оси его вращения, линейную скорость вращения инструмента устанавливают как минимум на порядок больше линейной скорости вращения обрабатываемого вала. Обработка указанным резцом производится таким образом, что основное направление деформации стружки происходит вдоль режущей кромки резца. Резание за счет конструктивной подачи происходит на участке профиля с возрастающим радиус-вектором.The closest technical solution to the claimed is a method of blade processing of shafts with an equiaxed contour profile [A.S. 1,126,375; MKI 3 V23V 1/00, publ. November 30, 1984], in which the rotation of the machined shaft is reported, and the tool is informed of the longitudinal feed and harmonic transverse movement, the rotation axes of the tool and shaft being set intersecting at right angles, a rotary cutter is used as a tool, the cutting edge of which has a polygonal shape in the plane perpendicular to the axis of its rotation, the linear speed of rotation of the tool set at least an order of magnitude greater than the linear speed of rotation of the work shaft. Processing with the specified cutter is performed in such a way that the main direction of chip deformation occurs along the cutting edge of the cutter. Cutting due to the constructive feed occurs in the profile section with an increasing radius vector.

Недостатком данной конструкции резца является то, что вследствие дуговой формы граней режущей кромки при ее формировании в процессе заточки по передней и задней поверхностям возникает существенное отклонение от плоскостности расположения граней режущей кромки. Кроме того, при заточке резца требуется специальные заточные станки с планетарным движением шлифовального круга или заготовки.The disadvantage of this design of the cutter is that due to the arc shape of the edges of the cutting edge when it is formed during sharpening along the front and rear surfaces, a significant deviation from the flatness of the arrangement of the edges of the cutting edge occurs. In addition, when sharpening the cutter, special grinding machines with the planetary movement of the grinding wheel or workpiece are required.

Задачами изобретения являются создание технологичной конструкции ротационного резца, при заточке которого отпадает необходимость использования специальных заточных станков, а также повышение точности расположения граней резца в плоскости.The objectives of the invention are the creation of a technological design of a rotary cutter, the sharpening of which eliminates the need for special grinding machines, as well as improving the accuracy of the location of the edges of the cutter in the plane.

Поставленные задачи решаются тем, что в ротационном резце, режущая кромка которого имеет полигональную форму в плоскости, перпендикулярной оси его вращения, согласно изобретению режущая часть многогранного тела резца состоит из N зубьев, режущая кромка каждого зуба прямолинейная, передняя поверхность зуба выполнена под углом γ к плоскости резания от 2 до 5°, на вершинах многогранного тела резца выполнены разделительные канавки.The tasks are solved in that in a rotary cutter, the cutting edge of which has a polygonal shape in a plane perpendicular to the axis of rotation, according to the invention, the cutting part of the polyhedral body of the cutter consists of N teeth, the cutting edge of each tooth is straight, the front surface of the tooth is made at an angle γ to cutting planes from 2 to 5 °, dividing grooves are made on the vertices of the polyhedral body of the cutter.

Вершины разделительных канавок выполнены с радиусом скругления г от 0,1 до 0,4 мм.The vertices of the separation grooves are made with a radius of fillet g from 0.1 to 0.4 mm

Точность расположения граней резца в плоскости повышается за счет того, что режущая кромка каждого зуба выполнена прямолинейной. Выполнение на вершинах многогранного тела резца разделительных канавок позволяет выполнять заточку резца на универсальных заточных станках с выходом инструмента через разделительную канавку. Выполнение вершины разделительных канавок с радиусом скругления г от 0,1 до 0,4 мм позволяет повысить долговечность ротационного резца.The accuracy of the location of the cutter faces in the plane is increased due to the fact that the cutting edge of each tooth is made rectilinear. Performing on the vertices of the multifaceted body of the cutter of the separation grooves allows you to grind the tool on universal grinding machines with the output of the tool through the separation groove. The implementation of the top of the separation grooves with a radius of fillet g from 0.1 to 0.4 mm allows to increase the durability of the rotary cutter.

Изобретение поясняется чертежами, где изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг. 1 - предложенный резец;in FIG. 1 - the proposed cutter;

на фиг. 2 - предложенный резец, вид сверху;in FIG. 2 - the proposed cutter, top view;

на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 2;in FIG. 3 is a section along AA in FIG. 2;

на фиг. 4 - вариант исполнения предложенного резца, вид сверху;in FIG. 4 - embodiment of the proposed cutter, top view;

на фиг. 5 - схема обработки вала;in FIG. 5 is a diagram of a shaft processing;

на фиг. 6 - схема обработки вала, вид слева.in FIG. 6 is a diagram of a shaft processing, left view.

- 1 020077- 1 020077

Условные обозначения, принятые на чертежах:Symbols adopted in the drawings:

а - ширина разделительной канавки;a is the width of the separation groove;

νΒ - скорость вращения обрабатываемого вала;ν Β - rotation speed of the processed shaft;

νρ - скорость вращения резца;ν ρ is the speed of rotation of the cutter;

К - полигональная режущая кромка в виде режущего многоугольника;K - polygonal cutting edge in the form of a cutting polygon;

ГР - суммарная подача на зуб резца; GR - total feed per tooth incisor;

ПР - продольная подача; PR - longitudinal feed;

8К - конструктивная подача;8 K - constructive feed;

N - количество зубьев резца;N is the number of teeth of the cutter;

рт1П - минимальный радиус-вектор режущей кромки;r t1P - the minimum radius vector of the cutting edge;

ртах - максимальный радиус-вектор режущей кромки;p max - the maximum radius vector of the cutting edge;

г - радиус скругления;g is the fillet radius;

γ - передний угол.γ is the rake angle.

Ротационный резец представляет собой многогранное тело 1, например трехгранное (см. фиг. 1), с посадочным отверстием 2 и режущей частью, состоящей из N зубьев. Каждый зуб содержит заднюю 3 и переднюю 4 поверхности, которые образуют между собой прямолинейную режущую кромку 5. Сформированные на каждом зубе режущие кромки 5, размещенные в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротационного резца (фиг. 2), образуют между собой режущий многоугольник. Передняя 4 поверхность зуба (фиг. 3) выполнена под углом γ к плоскости резания от 2 до 5°. На вершинах многогранного тела 1 резца выполнены разделительные канавки 6 шириной а.The rotary cutter is a polyhedral body 1, for example trihedral (see Fig. 1), with a landing hole 2 and a cutting part consisting of N teeth. Each tooth contains a rear 3 and front 4 surfaces that form a straight cutting edge 5. The cutting edges 5 formed on each tooth and placed on a plane perpendicular to the axis of rotation of the rotary cutter (Fig. 2) form a cutting polygon between each other. The front 4 tooth surface (Fig. 3) is made at an angle γ to the cutting plane from 2 to 5 °. On the vertices of the polyhedral body 1 of the incisor, dividing grooves 6 of width a are made.

Для варианта исполнения (фиг. 4) вершины разделительных канавок 6 выполнены с радиусом скругления г от 0,1 до 0,4 мм.For the embodiment (Fig. 4), the tops of the dividing grooves 6 are made with a fillet radius r from 0.1 to 0.4 mm.

Заточка резца осуществляется по передним 4 или задним 3 поверхностям зубьев в зависимости от вида износа.Sharpening of the cutter is carried out on the front 4 or rear 3 surfaces of the teeth, depending on the type of wear.

Работа предлагаемого ротационного резца заключается в следующем.The work of the proposed rotary cutter is as follows.

Обрабатываемый вал 7 вращается со скоростью νΒ, а резец 8, имеющий полигональную режущую кромку К, вращается со скоростью νρ навстречу вращению вала 7. Ось вращения резца 8, установленного с помощью посадочного отверстия 2 на шпиндель станочного инструментального узла, перпендикулярна оси вращения обрабатываемого вала 7, кроме того, ось вращения инструмента должна находиться на одной высоте с осью вращения вала.The machined shaft 7 rotates at a speed of ν Β , and the cutter 8, having a polygonal cutting edge K, rotates at a speed of ν ρ towards the rotation of the shaft 7. The axis of rotation of the cutter 8, installed with the help of the mounting hole 2 on the spindle of the machine tool assembly, is perpendicular to the axis of rotation of the machined shaft 7, in addition, the axis of rotation of the tool should be at the same height as the axis of rotation of the shaft.

Режимы резания определяются конструктивными параметрами резца, а также видом инструментального и обрабатываемого материала.The cutting conditions are determined by the design parameters of the cutter, as well as the type of tool and processed material.

Резец 8 совершает гармоническое поперечное перемещение по синусоидальному или конусоидальному закону и имеет продольную подачу 8 ПР. Периодически при вращении резца 8 в зоне резания происходит замена рабочего зуба, за счет чего обновляется рабочая режущая кромка 5, при этом остальные зубья резца остывают. При таком режиме работы не требуется СОТС (смазочно-охлаждающие технологические среды).The cutter 8 makes a harmonic transverse movement according to a sinusoidal or cone-shaped law and has a longitudinal feed of 8 PR. Periodically, when the cutter 8 rotates in the cutting zone, the working tooth is replaced, due to which the working cutting edge 5 is updated, while the remaining teeth of the cutter cool down. With this mode of operation, COTS (cutting lubricants) is not required.

Резание за счет конструктивной подачи 8К происходит вследствие изменения величины радиусвектора р режущей кромки 5, при этом срезаемая стружка, формируемая в виде отдельных участков клинового типа, сходит по передней поверхности 4 зуба со скольжением вдоль режущей кромки 5 инструмента.Cutting due to the constructive feed of 8 K occurs due to a change in the radius vector p of the cutting edge 5, while the cut chip formed in the form of separate sections of the wedge type descends along the front surface of the tooth 4 with sliding along the cutting edge 5 of the tool.

Разделительная канавка 6 служат для повышения технологичности резца, упрощая переточку режущей кромки 5 за счет возможности выхода заточного инструмента через разделительную канавку 6.The dividing groove 6 serve to increase the manufacturability of the cutter, simplifying the regrinding of the cutting edge 5 due to the possibility of the grinding tool exit through the dividing groove 6.

Экспериментальная проверка проводилась на токарно-винторезном станке модели 16К20 с использованием инструментального привода, состоящего из электрошпинделя, кронштейна и преобразователя частоты. Специально переточенные многогранные пластины совместно с оправкой устанавливаются на вал электрошпинделя. При обработке партии валов (Ό=50 мм, Ь=70 мм) полигональным ротационным резцом (ртах=9,63 мм; ртт=7,94 мм; N=3) глубина резания изменялась в диапазоне от 0,1 до 2 мм. Подача вала (круговая подача) от 0,2 до 3 мм/об. Скорость резания изменялась в диапазоне от 12000 до 18000 об/мин. Проверка показала, что обработанные поверхности резцами с дуговой полигональной режущей кромкой [А.с. 1126375 СССР; МКИ3 В23В 1/00] и предлагаемой имеют одинаковые параметры качества поверхности (шероховатость) Κ.α=1,25-2,5 мкм. Кроме того, отсутствует формирование кинематической волнистости. При заточке резца с прямолинейными режущими кромками удалось достичь гораздо меньшего отклонения от плоскости режущих кромок, чем при дуговых кромках. Выявлено, что глубина резания существенно не влияет на шероховатость обрабатываемой поверхности. В процессе проведенных исследований было выявлено, что обеспечивается гарантированное дробление стружки. Кроме того, отсутствует наростообразование, что объясняется отсутствием нагрева режущего инструмента и сходом стружки с относительным скольжением вдоль режущей кромки.The experimental verification was carried out on a model 16K20 screw-cutting lathe using a tool drive consisting of an electrospindle, an arm, and a frequency converter. Specially ground polyhedral plates together with the mandrel are mounted on the shaft of the electrospindle. When processing a batch of shafts (S = 50 mm, L = 70 mm) with a polygonal rotary cutter (p max = 9.63 mm; p mp = 7.94 mm; N = 3), the cutting depth varied in the range from 0.1 to 2 mm Shaft feed (circular feed) 0.2 to 3 mm / rev. The cutting speed ranged from 12,000 to 18,000 rpm. Verification showed that the treated surfaces with cutters with an arc polygonal cutting edge [A.S. 1126375 USSR; MKI 3 V23B 1/00] and the proposed one have the same surface quality parameters (roughness) Κ.α = 1.25-2.5 μm. In addition, there is no formation of kinematic undulation. When sharpening a tool with straight cutting edges, it was possible to achieve a much smaller deviation from the plane of the cutting edges than with arc edges. It was revealed that the cutting depth does not significantly affect the surface roughness. In the course of the research it was revealed that guaranteed chip crushing is ensured. In addition, there is no build-up, due to the lack of heating of the cutting tool and the gathering of chips with relative sliding along the cutting edge.

- 2 020077- 2 020077

Claims (2)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Ротационный резец, режущая кромка которого имеет полигональную форму в плоскости, перпендикулярной оси его вращения, отличающийся тем, что режущая часть многогранного тела резца состоит из N зубьев, режущая кромка каждого зуба прямолинейная, передняя поверхность зуба выполнена под углом γ к плоскости резания от 2 до 5°, на вершинах многогранного тела резца выполнены разделительные канавки.1. A rotary cutter, the cutting edge of which has a polygonal shape in a plane perpendicular to its axis of rotation, characterized in that the cutting part of the multi-faceted cutter body consists of N teeth, the cutting edge of each tooth is straight, the front surface of the tooth is made at an angle γ to the plane of cutting 2 to 5 °; separation grooves are made on the tops of the multi-faceted cutter body. 2. Ротационный резец по п.1, отличающийся тем, что вершины разделительных канавок выполнены с радиусом скругления г от 0,1 до 0,4 мм.2. Rotary cutter according to claim 1, characterized in that the tops of the separation grooves are made with a rounding radius g from 0.1 to 0.4 mm.
EA201101384A 2011-07-12 2011-10-25 Rotary cutter EA020077B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011128910/02A RU2463130C1 (en) 2011-07-12 2011-07-12 Rotary cutter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201101384A1 EA201101384A1 (en) 2013-01-30
EA020077B1 true EA020077B1 (en) 2014-08-29

Family

ID=47079460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201101384A EA020077B1 (en) 2011-07-12 2011-10-25 Rotary cutter

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA020077B1 (en)
RU (1) RU2463130C1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2685824C1 (en) * 2018-08-09 2019-04-23 Общество с ограниченной ответственностью "ТРИАДА" Cutter for rotary turning

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1049194A1 (en) * 1982-03-01 1983-10-23 Новополоцкий Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Белоруссии Rotary cutter head
SU1126375A1 (en) * 1983-01-11 1984-11-30 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Сверхтвердых Материалов Ан Усср Method of blade treatment of shafts with equiaxial outline profile
SU1224106A1 (en) * 1983-07-25 1986-04-15 Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности Revolving cutting tool
RU2119408C1 (en) * 1996-11-28 1998-09-27 Станислав Евграфович Бархатов Machining
US20070101837A1 (en) * 2003-09-02 2007-05-10 Kennametal Inc. Method And Assembly For Rotating A Cutting Insert During A Turning Operation And Inserts Used Therein

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU126375A1 (en) * 1959-06-10 1959-11-30 А.М. Баринов Rim for tubeless arched tires

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1049194A1 (en) * 1982-03-01 1983-10-23 Новополоцкий Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Белоруссии Rotary cutter head
SU1126375A1 (en) * 1983-01-11 1984-11-30 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Сверхтвердых Материалов Ан Усср Method of blade treatment of shafts with equiaxial outline profile
SU1224106A1 (en) * 1983-07-25 1986-04-15 Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности Revolving cutting tool
RU2119408C1 (en) * 1996-11-28 1998-09-27 Станислав Евграфович Бархатов Machining
US20070101837A1 (en) * 2003-09-02 2007-05-10 Kennametal Inc. Method And Assembly For Rotating A Cutting Insert During A Turning Operation And Inserts Used Therein

Also Published As

Publication number Publication date
EA201101384A1 (en) 2013-01-30
RU2463130C1 (en) 2012-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5940167B2 (en) Rib processing method
JP6128997B2 (en) Milling insert
JP5714503B2 (en) Machine tool and method for manufacturing a tooth-like structure
JP6730266B2 (en) Axial hob with multi-rotating blade
CN109414767B (en) Milling cutter, cutting insert and milling method
CA2895007C (en) Method and apparatus for non-spindle multi-axis machining
JP6332921B2 (en) Workpiece with non-rotating curved surface
KR20190107011A (en) Method for hard machining toothed gearing, in particular toothed parts and machine tools suitable therefor
CN202877604U (en) Double-tool cutter head milling machine
RU108330U1 (en) REPLACEABLE TANGENTIAL DIVERSIFIED CUTTING PLATE
CA2810179A1 (en) Method and apparatus for non-rotary machining
TWI481458B (en) Lathe control system
CN101745705A (en) New high-efficiency whirling milling head
JP5743431B2 (en) Electric discharge machining device using a rotating circular blade
RU2463130C1 (en) Rotary cutter
JP5983364B2 (en) End mill
JP2010076069A (en) Machining method and apparatus therefor
CN108673075A (en) A kind of processing method of three teeth non-working surface lathe tool
JP5892007B2 (en) Square end mill and manufacturing method thereof
JP2021115684A (en) Multi-blade ball end mil and processing method of multi-blade ball end mill
JP6170699B2 (en) Grooving method
RU2603417C1 (en) Method of surfaces of revolution processing
JP2007245338A (en) Milling cutter
JP2008229764A (en) Rotary tool and machining method
CN214920818U (en) Novel face milling cutter with blade double-chamfer design

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU