RU2247632C1

RU2247632C1 - Cutting tip

Info

Publication number: RU2247632C1
Application number: RU2003130711/02A
Authority: RU
Inventors: С.А. Васин (RU); С.А. Васин; Л.А. Васин (RU); Л.А. Васин; В.В. Иванов (RU); В.В. Иванов; С.Я. Хлудов (RU); С.Я. Хлудов; Е.П. Денисов (RU); Е.П. Денисов; И.Е. Денисов (RU); И.Е. Денисов
Original assignee: Тульский государственный университет (ТулГУ)
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2005-03-10

Abstract

FIELD: metal working, cutting tools.

SUBSTANCE: cutting tip is made on base of polygon with supporting surface, cutting edges and protrusions on front surface in the form of chip breaking member freely mounted in body of tip with possibility of rotation relative to its front surface. In order to increase useful life period of tip due to lowering temperature and cutting effort and due to increasing capability of chip breaking, on surface of chip breaking member there are annular protrusions or recesses. Recesses may be in the form of eccentric or shaped grooves.

EFFECT: increased useful life period of tip.

2 cl, 22 dwg

Description

Предложенное техническое решение относится к области металлообработки, а именно к режущим пластинам.The proposed technical solution relates to the field of metalworking, namely to cutting inserts.

Известна конструкция сменной многогранной пластины в форме многогранника с центральным отверстием, имеющая стружкозавивающую канавку постоянного профиля, образованного двумя выпуклыми боковыми стенками и плоским дном. В районе вершины основная часть передней поверхности имеет криволинейный выступ, расширяющийся в направлении вершины и частично перекрывающий стружкозавивающую канавку (Пат. США 4685844, МКИ⁴ В 23 В 27/22).A known design of a replaceable polyhedral plate in the form of a polyhedron with a central hole having a chip-cutting groove of a constant profile formed by two convex side walls and a flat bottom. In the region of the apex, the main part of the front surface has a curved protrusion expanding in the direction of the apex and partially overlapping the chip-cutting groove (US Pat. No. 4,685,844, MKI ⁴ V 23 V 27/22).

Недостатком известной конструкции сменной многогранной пластины является неустойчивый процесс дробления стружки.A disadvantage of the known design of a replaceable multifaceted plate is the unstable process of crushing chips.

Известно наиболее близкое техническое решение - конструкция сменной многогранной пластины из твердого сплава (например, фирмы SIMITOMO - Coated insert with improved swart control, “Austral. Mach. and Prod. Eng.”, 1980, 33, №2, 37), включающая опорную поверхность, режущие кромки, переднюю и заднюю поверхности. На передней поверхности выполнены локальные выступы, имеющие сферическую форму. Выступы расположены на некотором расстоянии от режущей кромки и могут располагаться вблизи от вершины пластины или по ее периметру.The closest technical solution is known - the design of a replaceable polyhedral carbide plate (for example, SIMITOMO - Coated insert with improved swart control, “Austral. Mach. And Prod. Eng.”, 1980, 33, No. 2, 37), including a support surface, cutting edges, front and back surfaces. On the front surface there are made local protrusions having a spherical shape. The protrusions are located at some distance from the cutting edge and can be located close to the top of the insert or along its perimeter.

Недостатком наиболее близкого технического решения является незначительный срок службы режущей пластины из-за износа по передней поверхности.The disadvantage of the closest technical solution is the insignificant service life of the cutting insert due to wear on the front surface.

Задачей предложенного технического решения является увеличение срока службы режущей пластины за счет снижения температуры и силы резания с увеличением способности к дроблению стружки.The objective of the proposed technical solution is to increase the service life of the cutting insert by reducing the temperature and cutting force with increasing ability to crush chips.

Поставленная задача достигается тем, что в предложенном техническом решении, т.е. в режущей пластине на основе многогранника с опорной поверхностью, с режущими кромками и выступами на передней поверхности последние выполнены в виде стружколомающих элементов, свободно установленных в тело пластины с возможностью вращения относительно передней поверхности. Стружколомающие элементы представляют собой шар, цилиндр или конус. На поверхности цилиндра или конуса нанесены кольцевые выступы, эксцентричные или фигурные впадины, либо винтовые канавки, а стружколомающие элементы выполнены из износостойких материалов, например керамики.The problem is achieved in that in the proposed technical solution, i.e. in a cutting plate based on a polyhedron with a supporting surface, with cutting edges and protrusions on the front surface, the latter are made in the form of chip breaking elements freely mounted in the body of the plate with the possibility of rotation relative to the front surface. Chip breakers are a ball, cylinder or cone. On the surface of the cylinder or cone, annular protrusions, eccentric or curly cavities, or helical grooves are applied, and chip breaking elements are made of wear-resistant materials, such as ceramics.

На фиг.1 изображена пластина со стружколомающими элементами, выполненными в виде шара, расположенными у вершин режущей пластины; на фиг.2 - то же, вдоль режущей кромки; на фиг.3 - то же, на разном расстоянии от режущей кромки; на фиг.4, фиг.5, фиг.6 изображены варианты расположения стружколомающего элемента относительно передней поверхности, сечения А-А фиг.2; на фиг.7, фиг.8, фиг.9 изображена пластина со стружколомающими элементами, выполненными в виде цилиндра при разном расположении стружколомающего элемента относительно режущей кромки; на фиг.10, фиг.11, фиг.12 - то же, для стружколомающего элемента, выполненного в виде конуса; на фиг.13, фиг.14, фиг.15 изображены варианты расположения стружколомающего элемента относительно передней поверхности, сечения Б-Б фиг.7; на фиг.16, фиг.17, фиг.18 - то же, сечения В-В фиг.10; на фиг.19, фиг.20, фиг.21 изображены варианты исполнения поверхности стружколомающего элемента, сечения Б-Б фиг.7; на фиг.22 изображены варианты исполнения поперечного сечения впадины цилиндрического или конического стружколомающего элемента, сечение Г-Г фиг.20.Figure 1 shows a plate with chip breaking elements made in the form of a ball located at the tops of the cutting insert; figure 2 is the same along the cutting edge; figure 3 is the same, at different distances from the cutting edge; figure 4, figure 5, figure 6 shows the location of the chip breaking element relative to the front surface, section AA of figure 2; in Fig.7, Fig.8, Fig.9 shows a plate with chip breaking elements made in the form of a cylinder with a different arrangement of the chip breaking element relative to the cutting edge; figure 10, figure 11, figure 12 is the same for the chip breaking element, made in the form of a cone; in Fig.13, Fig.14, Fig.15 shows the location of the chip breaking element relative to the front surface, section BB of Fig.7; in Fig.16, Fig.17, Fig.18 - the same, section bb In Fig.10; in Fig.19, Fig.20, Fig.21 shows embodiments of the surface of the chip breaking element, section BB of Fig.7; in Fig.22 shows embodiments of a cross section of the depression of a cylindrical or conical chip breaking element, section GG of Fig.20.

Режущая пластина выполнена в виде многогранника, имеет корпус 1 и установленный с зазором в него стружколомающий элемент 2, расположенный на передней поверхности, выполненный в виде шара, цилиндра или конуса.The cutting insert is made in the form of a polyhedron, has a housing 1 and a chip breaking element 2 installed with a gap in it, located on the front surface, made in the form of a ball, cylinder or cone.

Стружколомающие элементы 2 в виде шара могут располагаться непосредственно у вершины режущей пластины и (или) вдоль режущей кромки на одинаковом или на разном расстоянии от нее. Стружколомающие элементы в виде шара могут иметь одинаковый или разный диаметр и располагаться на одинаковом или разном расстоянии от передней поверхности.The chipbreaking elements 2 in the form of a ball can be located directly at the top of the cutting insert and (or) along the cutting edge at the same or different distance from it. The chip breaking elements in the form of a ball can have the same or different diameter and are located at the same or different distance from the front surface.

Стружколомающие элементы 2 в виде цилиндра или конуса располагаются параллельно или под некоторым углом к режущей кромке, а ось вращения элемента может быть параллельна опорной поверхности или под некоторым углом к ней.The chipbreaking elements 2 in the form of a cylinder or cone are parallel or at some angle to the cutting edge, and the axis of rotation of the element can be parallel to the supporting surface or at some angle to it.

Поверхность цилиндрического или конического стружколомающего элемента 2 может быть выполнена гладкой или иметь кольцевые выступы, расположенные на некотором расстоянии друг от друга, либо винтовую канавку или эксцентричную или фигурную впадину.The surface of the cylindrical or conical chip breaking element 2 can be smooth or have annular protrusions located at some distance from each other, or a helical groove or an eccentric or figured cavity.

Работает режущая пластина следующим образом. В процессе обработки заготовки инструментом, оснащенным предлагаемой режущей пластиной, срезаемая стружка скользит по стружколомающим элементам 2 и вызывает их вращение. В результате между сходящей стружкой и элементами возникает трение качения, а не скольжения, как в случае пластин со сферическими выступами, выполненными заодно с пластиной. Следовательно, сила трения стружки о переднюю поверхность пластины, оснащенной стружколомающими элементами, меньше, чем у известной пластины. В связи с этим уменьшается количество теплоты трения на площадке контакта между стружкой и передней поверхностью режущей пластины. Поэтому снижается температура пластины и температурные напряжения в ней, а стойкость увеличивается. Уменьшение силы трения о переднюю поверхность пластины снижает износ стружколомающих элементов и увеличивает долговечность образуемых ими сферических или цилиндрических выступов. Последнее повышает надежность стружкодробления, а следовательно, и стойкость пластины. При вращении цилиндрического или конического стружколомающего элемента с эксцентричной или фигурной впадиной, за счет изменения положения места контакта стружки со стружколомающим элементом относительно передней поверхности, стружка получает дополнительные деформации, что способствует повышению надежности стружкодробления. Винтовая канавка на поверхности цилиндрического или конического стружколомающего элемента обеспечивает механическое воздействие на сходящую стружку и способствует ее дроблению. При работе с охлаждением вращающиеся стружколомающие элементы обеспечивают транспортировку СОЖ непосредственно в зону контакта стружки с передней поверхностью, что так же положительно сказывается на стойкости пластины.The cutting insert works as follows. In the process of processing the workpiece with a tool equipped with the proposed cutting insert, the cut chip slides along the chip breaking elements 2 and causes them to rotate. As a result, rolling friction and not sliding occurs between the descending chips and the elements, as in the case of plates with spherical protrusions made integrally with the plate. Therefore, the friction force of the chips on the front surface of the plate equipped with chip breaking elements is less than that of the known plate. In this regard, the amount of heat of friction at the contact area between the chips and the front surface of the cutting insert is reduced. Therefore, the temperature of the plate and the temperature stresses in it decrease, and the resistance increases. The decrease in the friction force on the front surface of the plate reduces the wear of chip breaking elements and increases the durability of the spherical or cylindrical protrusions formed by them. The latter increases the reliability of chip control and, consequently, the resistance of the plate. When a cylindrical or conical chip breaking element rotates with an eccentric or curly cavity, due to a change in the position of the contact point between the chip and the chip breaking element relative to the front surface, the chip receives additional deformations, which contributes to an increase in chip breaking reliability. A helical groove on the surface of a cylindrical or conical chip breaking element provides a mechanical effect on the outgoing chip and contributes to its crushing. When working with cooling, rotating chip breaking elements provide coolant transportation directly to the contact zone of the chip with the front surface, which also positively affects the resistance of the plate.

Основным преимуществом предлагаемой режущей пластины по сравнению с известными режущими пластинами является увеличение срока службы режущей пластины в два раза с повышением надежности стружкодробления.The main advantage of the proposed cutting insert in comparison with the known cutting inserts is to increase the service life of the cutting insert by half with an increase in the reliability of chip control.

Claims

1. A cutting insert based on a polyhedron with a supporting surface, with cutting edges and protrusions on the front surface, made in the form of a chip breaking element, freely installed in the body of the plate with the possibility of rotation relative to the front surface, characterized in that annular protrusions are made on the surface of the chip breaking element or troughs.

2. The cutting insert according to claim 1, characterized in that the depressions are made in the form of eccentric or curly grooves.