RU2186659C2 - Режущий инструмент - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к металлообработке, обработке плоских поверхностей режущим инструментом с многогранными режущими пластинами. Инструмент содержит корпус, поворотные секторы с выступами по наружному диаметру, имеющими в поперечном сечении форму, соответствующую профилю пазов корпуса, режущие пластины, закрепленные на секторах, соединительные элементы и упругие элементы. Для повышения точности обработки инструмент снабжен пластинами со ступенчатым отверстием в каждой, жестко связанными боковой поверхностью с поворотными секторами, и втулками из материала с высоким коэффициентом линейного расширения. При этом выступы поворотных секторов имеют в поперечном сечении Т-образную форму, в корпусе выполнены ступенчатые цилиндрические полости, в которых с зазором установлены упомянутые пластины, подпружиненные в осевом направлении относительно соединительных элементов, связывающих их с соответствующими упомянутыми втулками. 1 ил.

Description

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано при обработке плоских поверхностей режущим инструментом, оснащенным многогранными режущими пластинами.

Известен режущий инструмент, в частности фреза, содержащая корпус с закрепленными режущими пластинами [1].

Недостатком данного режущего инструмента является невысокая точность обработки плоских поверхностей деталей вследствие сложности обеспечения необходимых условий для гашения колебаний, возникающих в процессе резания.

Известен также режущий инструмент, в частности резец, содержащий корпус, в профильном пазу которого установлен поворотный сектор с закрепленной режущей пластиной, и упругий элемент. При этом между поворотным сектором и корпусом в радиальных канавках помещены стальные шарики [2].

Недостатком данного устройства является невысокая точность обработки плоских поверхностей деталей вследствие ограниченной возможности изменения геометрии резания при обработке, что связано с необходимостью замены упругого элемента при изменении жесткости обрабатываемой детали, а также из-за недостаточной жесткости конструкции при передаче усилия от поворотного сектора к корпусу, обусловленной наличием точечных контактов, передаваемых стальными шариками, размещенными в радиальных канавках между поворотным сектором и корпусом.

Известен режущий инструмент, выбранный в качестве ближайшего аналога, содержащий корпус, поворотные сектора с выступами по наружному диаметру, имеющими в поперечном сечении форму, соответствующую профилю пазов корпуса, режущие пластины, закрепленные на секторах, соединительные элементы и упругие элементы [3].

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что режущий инструмент содержит корпус, в профильном пазу которого установлен поворотный сектор с закрепленной режущей пластиной, и упругий элемент, при этом каждый поворотный сектор выполнен с выступами по наружному диаметру, имеющими в поперечном сечении Т-образную форму, соответствующую профилям пазов, и в корпусе выполнены ступенчатые цилиндрические полости с размещенными в них с зазором относительно корпуса пластинами со ступенчатым отверстием, жестко связанными боковыми поверхностями с соответствующими поворотными секторами и подпружиненными в осевом направлении относительно соединительных элементов, связывающих их с соответствующими втулками из материала с высоким коэффициентом линейного расширения.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности обработки плоских поверхностей деталей.

Повышение точности обработки плоских поверхностей деталей обусловлено изменением геометрии резания в процессе обработки и повышением жесткости конструкции при передаче усилия от поворотных секторов к корпусу. Это обеспечивается тем, что каждый поворотный сектор с каждой закрепленной режущей пластиной выполнен с выступами по наружному диаметру, имеющими в поперечном сечении Т-образную форму, соответствующую профилям пазов. Также в корпусе выполнены ступенчатые полости с размещенными в них с зазором относительно корпуса пластинами со ступенчатым отверстием, подпружиненными в осевом направлении относительно соединительных элементов, связывающих их с соответствующими втулками. Причем каждая из пластин жестко связана боковой поверхностью с соответствующим ей поворотным сектором, а втулки выполнены из материала с высоким коэффициентом линейного расширения.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид предлагаемого режущего инструмента.

Режущий инструмент содержит корпус 1, в каждом профильном пазу которого установлены соответственно поворотный сектор 2 с закрепленной режущей пластиной 3. Вершина каждой режущей пластины 3 совпадает с осью вращения каждого из поворотных секторов 2. При этом каждый поворотный сектор 2 выполнен с выступами по наружному диаметру, имеющими в поперечном сечении Т-образную форму, соответствующую профилю паза, в котором установлен. В корпусе 1 выполнены ступенчатые цилиндрические полости Н. В каждой из них в ступени большего диаметра с зазором относительно корпуса 1 размещена пластина 4 со ступенчатым отверстием, жестко связанная, например, с помощью сварки, боковой поверхностью с поворотным сектором 2. А в ступени меньшего диаметра размещена с зазором относительно корпуса 1 втулка 5 из материала с высоким коэффициентом линейного расширения, например нитинола. Пластина 4 связана со втулкой 5 соединительным элементом 6, в частности, винтом, конец которого закреплен в корпусе 1, а головка винта расположена в ступени большего диаметра ступенчатого отверстия пластины 4. Последняя подпружинена в осевом направлении относительно винта 6 упругим элементом 7 в виде тарельчатой пружины, основанием лежащей на головке винта 6 и упирающейся в пластину 4.

Предлагаемый режущий инструмент, в частности фреза, имеет не менее четырех режущих пластин 3, каждая из которых закреплена на соответствующем ей поворотном секторе 2. Последние установлены в профильных пазах корпуса 1, выполнены с выступами по наружному диаметру и имеют в поперечном сечении Т-образную форму, соответствующую профилям пазов. При этом в корпусе 1 выполнены ступенчатые полости Н в количестве, равном числу режущих пластин 3, в каждой из которых размещена с зазором относительно корпуса 1 пластина 4 со ступенчатым отверстием, жестко закрепленная боковой поверхностью с соответствующим ей поворотным сектором 2 и подпружиненная в осевом направлении относительно соединительного элемента 6, связывающего ее со втулкой 5 из материала с высоким коэффициентом линейного расширения.

Режущий инструмент работает следующим образом. В процессе резания при контактировании режущих пластин 3 с обрабатываемой поверхностью детали под воздействием различных случайных факторов (колебаний припуска на обработку или твердости материала) происходит увеличение сил резания, обусловливающее существенное повышение температуры в зоне резания. При этом тепловая энергия распространяется от режущих пластин 3 через поворотные сектора 2 и жестко связанные с ними боковыми поверхностями пластины 4 к втулкам 5.

Выполненные из материала с высоким коэффициентом линейного расширения втулки 5 под воздействием температуры изменяют линейные размеры. Удлиняясь, втулки 5 нажимают на пластины 4, жестко связанные с поворотными секторами 2, и, преодолевая сопротивление тарельчатых пружин 7, вызывают перемещение поворотных секторов 2 вместе с закрепленными режущими пластинами 3 вокруг их вершин. Это приводит к увеличению главного угла в плане, и, следовательно, уменьшению зоны контакта режущих пластин 3 с обрабатываемой поверхностью, что уменьшает силы резания.

По мере прекращения действия случайных факторов температура в зоне резания уменьшается, вызывая сокращение линейных размеров втулок 5. При этом деформированные ранее тарельчатые пружины 7, воздействуя на пластины 4, возвращают жестко связанные с их боковыми поверхностями поворотные сектора 2, а следовательно, и закрепленные на них режущие пластины 4 в исходное положение.

Увеличение жесткости при передаче усилия от поворотных секторов 2 к корпусу 1 обеспечивается выполнением поворотных секторов 2 с выступами по наружному диаметру, имеющими в поперечном сечении Т-образную форму и установленными в пазах корпуса 1 с профилями, соответствующими профилям поворотных секторов 2.

Таким образом, предлагаемое изобретение повышает точность обработки плоских поверхностей деталей вследствие изменения геометрии резания в процессе обработки и повышения жесткости конструкции.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1202752, кл. В 23 С 5/12, опубл. 1986.

2. Татаркин Е.Ю., Марков А.М., Ситников А.А. Проектирование технических систем управления точностью механической обработки. Монография. Барнаул: Изд-во Алтайского гос. техн. Университета им. И.И. Ползунова, 1996, - 79 с.

3. Авторское свидетельство СССР 846131, В 23 С 5/06, 1981.

Claims (1)

1. Режущий инструмент, содержащий корпус, поворотные сектора с выступами по наружному диаметру, имеющими в поперечном сечении форму, соответствующую профилю пазов корпуса, режущие пластины, закрепленные на секторах, соединительные элементы и упругие элементы, отличающийся тем, что он снабжен пластинами со ступенчатым отверстием в каждой, жестко связанными боковой поверхностью с поворотными секторами, и втулками из материала с высоким коэффициентом линейного расширения, при этом выступы поворотных секторов имеют в поперечном сечении Т-образную форму, в корпусе выполнены ступенчатые цилиндрические полости, в которых с зазором установлены упомянутые пластины, подпружиненные в осевом направлении относительно соединительных элементов, связывающих их с соответствующими упомянутыми втулками.