RU2039635C1

RU2039635C1 - Cutting tool with mechanic fastening of changeable many-sided plates

Info

Publication number: RU2039635C1
Application number: RU92014526A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Валентинович Пикунов
Original assignee: Дмитрий Валентинович Пикунов
Priority date: 1992-12-25
Filing date: 1992-12-25
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: bearing surface of the holder is made fashioned, reverse to the shape of the plate surface, contacting with the support and coinciding with it in dimensions. The fashioned bearing surface of the holder is coated by a copper layer with the thickness of 5-50 micrometers for improving the contact of the plate and the holder. EFFECT: enhanced efficiency of the material machining. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к инструменту для обработки материалов резанием, оснащенному сменными многогранными пластинами (СМП), механически закрепленными в нем. The invention relates to a tool for processing materials by cutting, equipped with replaceable polyhedral plates (SMP), mechanically fixed in it.

Известны инструменты с механическим закреплением СМП различного назначения, выпускаемые по ГОСТ 24996-81, ГОСТ 20872-75, ГОСТ 26611-85. Аналогичные инструменты приведены также в каталогах инофирм "Коромант", "Хертель" и др. Known tools with mechanical fastening of SMP for various purposes, produced according to GOST 24996-81, GOST 20872-75, GOST 26611-85. Similar tools are also listed in the catalogs of the foreign companies "Koroman", "Hertel" and others.

Конструкция инструмента предусматривает возможность перестановки пластины для использования всех режущих граней; при этом опорная поверхность, неработающие или отработавшие грани и передняя поверхность пластины используются для фиксации ее положения и закрепления прижимными устройствами различной конструкции. The design of the tool provides for the possibility of moving the plate to use all the cutting faces; in this case, the supporting surface, idle or spent edges and the front surface of the plate are used to fix its position and fasten clamping devices of various designs.

Известный резец содержит державку, в гнезде которой установлена двухсторонняя сменная пластина и крепежный элемент, причем в гнезде державки расположены выступы и опорный элемент с выступами для взаимодействия со стружколомающими канавками пластины. The known cutter comprises a holder, in the socket of which a double-sided interchangeable plate and a fixing element are installed, wherein in the socket of the holder there are protrusions and a support element with protrusions for interacting with chip breaking grooves of the plate.

Недостатком прототипа является недостаточная жесткость крепления двухсторонних пластин типа G и V по ГОСТ 19042-80, имеющих стружколомающие канавки и сложную фасонную поверхность с двух сторон. The disadvantage of the prototype is the lack of rigidity of fastening of double-sided plates of type G and V according to GOST 19042-80, having chipbreaking grooves and a complex shaped surface on both sides.

Поскольку в прототипе опорная поверхность гнезда державки выполнена с выступами заданной формы на твердой закаленной поверхности, а спеченные пластины имеют разброс по размерам, то контакт пластины с опорой происходит только в части поверхности опоры в нескольких точках, а режущая кромка и стружколомающая канавка в части поверхности висят, не имея опоры. Контакт возникает только в нескольких точках или по линии также благодаря неплоскостности поверхности пластины и опоры. Since in the prototype the supporting surface of the holder’s nest is made with protrusions of a given shape on a hard hardened surface, and the sintered plates are scattered in size, the contact of the plate with the support occurs only at several points on the surface of the support, and the cutting edge and chip breaking groove hang on the surface part without support. Contact occurs only at a few points or along the line also due to the non-flatness of the plate surface and the support.

При применении такого инструмента изгибающие напряжения в твердом сплаве и вибрация режущей кромки, создаваемые усилием резания, не устраняются. Вероятность поломки пластины высока, поэтому инструмент, подобный прототипу с различным способом закрепления двухсторонних пластин, может использоваться, в основном, для резания с малой нагрузкой. When using such a tool, bending stresses in the hard alloy and vibration of the cutting edge created by the cutting force are not eliminated. The likelihood of plate breakage is high, so a tool similar to the prototype with a different method of fixing the double-sided inserts can be used mainly for cutting with low load.

Целью изобретения является создание конструкции инструмента с более жестким креплением пластин с фасонной опорной поверхностью, в том числе двухсторонних, обеспечивающего плотный контакт пластины с державкой по всей поверхности опоры. The aim of the invention is to create a tool design with a more rigid fastening of the plates with shaped support surface, including bilateral, providing tight contact of the plate with the holder on the entire surface of the support.

Это достигается путем выполнения на инструменте фасонной опорной поверхности, обратной по форме поверхности пластины, контактирующей с опорой, и совпадающей с ней по размерам. Плотный контакт фасонных поверхностей пластины и державки достигается за счет нанесения тонкого слоя, толщиной 5-50 мкм, из мягкого металла, например меди, на фасонную поверхность державки. This is achieved by performing on the tool shaped support surface that is inverse in shape to the surface of the plate in contact with the support and matching in size. Tight contact between the shaped surfaces of the plate and the holder is achieved by applying a thin layer of 5-50 microns thick of soft metal, such as copper, onto the shaped surface of the holder.

Наличие тонкой мягкой теплопроводной пленки, находящейся в условиях всестороннего сжатия, позволяет нивелировать неточности формы при повороте и замене пластины, а также обеспечивает надежный контакт по всей фасонной поверхности соприкосновения. В этом случае опорная поверхность подведена непосредственно под зону давления срезаемой стружки, что устраняет изгибающие напряжения. Кроме того, фасонная поверхность дополнительно фиксирует пластину от проворота, исключая ее смещение в процессе резания. Опорная поверхность пластины и обратная ей поверхность державки могут иметь элементы, специально предусмотренные для повышения надежности крепления. The presence of a thin soft heat-conducting film, which is under conditions of comprehensive compression, makes it possible to level out shape inaccuracies when turning and replacing the plate, and also provides reliable contact over the entire contoured contact surface. In this case, the supporting surface is brought directly under the pressure zone of the cut chips, which eliminates bending stresses. In addition, the contoured surface additionally fixes the plate against rotation, excluding its displacement during cutting. The supporting surface of the plate and the reverse surface of the holder may have elements specially designed to increase the reliability of fastening.

Изобретение может быть также применено для инструмента с односторонними пластинами, если их опорная поверхность будет содержать также специальные выступы или пазы. The invention can also be applied to tools with single-sided plates, if their supporting surface will also contain special protrusions or grooves.

Улучшение контакта пластины с опорой и повышение жесткости ее крепления создает следующий технический эффект:
снижаются локальные напряжения в пластине и удельное давление на опору за счет распределения сил на большую площадь;
изгибающие напряжения в твердом сплаве заменяются на напряжения сжатия;
снижается вибрация режущего лезвия за счет демпфирующего действия меди;
снижается температура в зоне резания за счет улучшения теплоотвода через опорную поверхность со слоем меди в корпус инструмента;
повышается однородность режущих свойств СМП, так как разброс величины вогнутости или выпуклости опорной поверхности нивелируется пластической деформацией покрытия.Improving the contact of the plate with the support and increasing the rigidity of its fastening creates the following technical effect:
local stresses in the plate and specific pressure on the support are reduced due to the distribution of forces over a large area;
bending stresses in the hard alloy are replaced by compression stresses;
vibration of the cutting blade is reduced due to the damping effect of copper;
the temperature in the cutting zone is reduced due to improved heat removal through the supporting surface with a layer of copper in the tool body;
the uniformity of the cutting properties of the NSR increases, since the scatter of the concavity or convexity of the supporting surface is leveled by the plastic deformation of the coating.

Кроме того, применение изобретения позволит не обрабатывать опорную поверхность с высокой точностью или не обрабатывать ее совсем и не предусматривать твердосплавные подкладки под опору пластины. Приближение опоры к зоне резания и создание надежного контакта по всей опорной поверхности для двухсторонних пластин позволяет расширить область их применения за счет использования в более тяжелых условиях резания, что позволит снизить расход твердого сплава по сравнению с односторонними пластинами. In addition, the application of the invention allows not to process the bearing surface with high accuracy or not to process it at all and not to provide carbide linings under the support of the plate. The approach of the support to the cutting zone and the creation of reliable contact over the entire supporting surface for double-sided inserts allows to expand the scope of their application due to use under more severe cutting conditions, which will reduce the consumption of hard alloy compared to single-sided inserts.

На чертеже представлен предлагаемый инструмент, где 1 державка резца с фасонной опорной поверхностью, 2 двухсторонняя пластина с торовидным отверстием с двух сторон типа WNMV для крепления винтом, 3 винт для закрепления пластины, 4 слой меди толщиной 5-50 мкм. The drawing shows the proposed tool, where 1 tool holder with a shaped supporting surface, 2 double-sided plate with a toroidal hole on both sides of the WNMV type for screw fastening, 3 screw for fastening the plate, 4 copper layer 5-50 microns thick.

Из чертежа понятно, что усилие резания передается на опору в основном за счет сжатия твердого сплава, а не его изгиба. Пластина фиксируется от смещения и проворота фасонной поверхностью державки. За счет слоя мягкой меди обеспечивается надежный контакт по всей поверхности соприкосновения. From the drawing it is clear that the cutting force is transmitted to the support mainly due to the compression of the hard alloy, and not its bending. The plate is fixed against displacement and rotation by the shaped surface of the holder. Due to the soft copper layer, reliable contact is ensured over the entire contact surface.

Основную трудность при осуществлении изобретения представляет необходимость точного совпадения фасонной поверхности пластины и державки при повороте пластин и их замене. The main difficulty in carrying out the invention is the need for exact matching of the shaped surface of the plate and the holder when turning the plates and replacing them.

Однако эта проблема решается, если фасонная поверхность державки изготавливается с использованием самой пластины в качестве формообразующего инструмента, при этом в комплект поставки должны входить пластины из той же партии изготовления. However, this problem is solved if the shaped surface of the holder is made using the plate itself as a shaping tool, while the package should include plates from the same production batch.

Благодаря простоте державки, стоимость которой составляет не более 5% стоимости комплекта пластин, ее замену следует осуществлять с заменой всего комплекта. Кроме того, комплектация инструмента 20-25 двухсторонними трехгранными пластинами обеспечивает работу державки в 150 периодах стойкости, что вызывает полный ее износ. Due to the simplicity of the holder, the cost of which is not more than 5% of the cost of a set of plates, its replacement should be carried out with the replacement of the entire set. In addition, the instrument is equipped with 20-25 double-sided trihedral plates provides the tool holder in 150 periods of resistance, which causes its complete wear.

Возможность осуществления и работоспособность инструмента была проверена на проходном резце с пластиной типа WNMV-080404. Фасонная поверхность на державке изготавливалась электроэрозионным и ультразвуковым методом. В качестве инструмента использовались сами пластины. Медь толщиной 5-50 мкм наносилась электролитическим способом. Наилучшие результаты были получены при толщине слоя меди около 15 мкм, слои менее 5 мкм и более 50 мкм давали неполное прилегание поверхностей и грубую поверхность подложки. При сравнительных испытаниях резец показал возможность работать с глубиной 4 мм, т.е. в 2 раза превышающей глубину резания, рекомендуемую для резцов с гладкой опорой и двухсторонними пластинами. The feasibility and operability of the tool was tested on a through cutter with a plate type WNMV-080404. The shaped surface on the holder was made by electroerosive and ultrasonic method. As a tool, the plates themselves were used. Copper with a thickness of 5-50 microns was applied by electrolytic method. The best results were obtained with a copper layer thickness of about 15 μm, layers less than 5 μm and more than 50 μm gave an incomplete adherence of surfaces and a rough surface of the substrate. In comparative tests, the cutter showed the ability to work with a depth of 4 mm, i.e. 2 times the cutting depth recommended for cutters with a smooth support and double-sided inserts.

Применение изобретения позволит снизить расход твердого сплава, а также затраты на изготовление инструмента и увеличить интенсивность использования станочного парка. The application of the invention will reduce the consumption of hard alloy, as well as the cost of manufacturing a tool and increase the intensity of use of the machine park.

Claims

1. CUTTING TOOL WITH MECHANICAL FASTENING OF REPLACEABLE MULTI-DIPPED PLATES with a non-smooth supporting surface mounted in a prismatic housing socket having a shaped supporting surface, in shape opposite to the surface of the plate in contact with it and matching in size, characterized in that on the supporting surface of the housing socket 5-50 microns thick coating is made of material softer than the material of the body.

2. The tool according to claim 1, characterized in that the coating is made of copper.