RU2327549C1

RU2327549C1 - Cutting polyhedral replaceable plate

Info

Publication number: RU2327549C1
Application number: RU2006134134/02A
Authority: RU
Inventors: Валерий Семенович Матвеев (RU); Валерий Семенович Матвеев; Константин Викторович Баннов (RU); Константин Викторович Баннов; Александр Васильевич Градобоев (RU); Александр Васильевич Градобоев; Раиса Дмитриевна Копнова (RU); Раиса Дмитриевна Копнова; Владимир Петрович Нестеренко (RU); Владимир Петрович Нестеренко
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2008-06-27
Also published as: RU2006134134A

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: plate consists of screw front surface with alternating front angle that reduces from cutter top. In order to increase efficiency of curling and crushing of coming off chips during cutting of processed materials that are different in their mechanical properties, screw front surface is made as interrupted and contains discrete screw surfaces in the form of steps in the quantity from 3 to 5, which have same height and width.

EFFECT: improves process efficiency.

3 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов резанием, а именно к конструированию твердосплавных режущих пластин.The invention relates to the processing of metals by cutting, namely the design of carbide cutting inserts.

Известна конструкция рабочей части режущей пластины, у которой для улучшения процесса стружкоотвода из зоны резания при работе как с продольной, так и с поперечной подачей, на передней поверхности режущго клина выполнены прямолинейные, не выходящие за режущую кромку канавки, одна из которых совпадает с биссектрисой угла при вершине резца [SU А.С. №1122435, МПК⁴ В23В 27/22, Б.И. №11, 1986].A known design of the working part of the cutting insert, in which to improve the chip removal process from the cutting zone when working with both longitudinal and transverse feeds, straight grooves are made on the front surface of the cutting wedge, not extending beyond the cutting edge, one of which coincides with the angle bisector at the tip of the incisor [SU A.S. No. 1122435, IPC ⁴ В23В 27/22, B.I. No. 11, 1986].

Основным недостатком данного конструкторского решения является то, что с его помощью можно осуществлять надежный стружкоотвод только при обработке материалов с небольшими скоростями, а также большими подачами и глубинами резания. Это обусловлено тем, что при больших скоростях и маленьких подачах не достигается достаточно плотного контакта сходящей стружки с передней поверхностью. Наличие в конструкции на режущей кромке фаски с отрицательным передним углом также приводит к снижению предельной скорости резания, при которой еще может обеспечиваться процесс удовлетворительного стружкообразования. Вследствие указанных причин данная конструкция режущей пластины не получила широкого распространения для целей эффективного завивания и дробления стружки.The main disadvantage of this design solution is that with its help it is possible to carry out reliable chip removal only when processing materials with low speeds, as well as large feeds and depths of cut. This is due to the fact that at high speeds and low feeds, a sufficiently tight contact of the falling chips with the front surface is not achieved. The presence of a chamfer with a negative rake angle in the design on the cutting edge also leads to a decrease in the limiting cutting speed at which a satisfactory chip formation process can still be ensured. Due to these reasons, this design of the cutting insert is not widely used for effective curling and crushing chips.

Известна конструкция режущей многогранной сменной пластины, содержащей режущую кромку и два стружколомающих выступа на передней поверхности. С целью повышения технологических возможностей за счет расширения области устойчивого стружкодробления стружколомающие выступы выполнены под противоположно направленными углами во взаимно перпендикулярных плоскостях относительно режущей кромки [SU А.С. №1579639, МПК⁴ В23В 27/00, Б.И. №27, 1990].A known design of a cutting multi-faceted interchangeable plate containing a cutting edge and two chipbreaking protrusions on the front surface. In order to increase technological capabilities by expanding the area of sustainable chip breaking, chip breaking protrusions are made at oppositely directed angles in mutually perpendicular planes relative to the cutting edge [SU A.S. No. 1579639, IPC ⁴ В23В 27/00, B.I. No. 27, 1990].

Основным недостатком данного конструкторского решения является то, что с его помощью не представляется возможным осуществлять эффективного завивания и дробления сходящей стружки при механической обработке материалов с толщиной среза, примерно, до 0,15 мм и шириной до 1,0 мм. В результате износа режущего клина по задней поверхности и уменьшения расстояния до стружколомающего уступа вероятность завивания и дробления стружки в еще большей степени снижается. Происходит пакетирование (наслоение) стружки в промежутке между уступом и обрабатываемой поверхностью при резании высокопластичных материалов или ее «запутывание» при резании низкопластичных материалов. Непрогнозируемый характер схода стружки вследствие недостаточно эффективного конструкторского решения в обоих случаях приводит к поломке режущего клина. Выполнение стружколомающих выступов противоположно наклонными не существенно повышает эффективность процесса завивания и дробления сходящей стружки. Нормальные контактные напряжения остаются по-прежнему достаточно значительными, а вследствие этого процесс упрочнения внешней стороны стружки и консолидация ее элементов является существенно высокой. В итоге при встрече с препятствием сходящая стружка не достаточно эффективно завивается и не подвергается разрушению на отдельные, приемлемые для складирования части.The main disadvantage of this design solution is that with its help it is not possible to effectively curl and crush the outgoing chips during the machining of materials with a cut thickness of up to about 0.15 mm and a width of up to 1.0 mm. As a result of wear of the cutting wedge on the rear surface and a decrease in the distance to the chip breaking ledge, the likelihood of curling and crushing of the chip is even more reduced. Chips are stacked (layered) in the gap between the ledge and the surface to be machined when cutting highly plastic materials or it is “entangled” when cutting low plastic materials. The unpredictable nature of chip evacuation due to an insufficiently effective design solution in both cases leads to breakage of the cutting wedge. Performing chipbreaking protrusions oppositely inclined does not significantly increase the efficiency of the process of curling and crushing outgoing chips. Normal contact stresses are still quite significant, and as a result, the process of hardening the outer side of the chip and the consolidation of its elements is significantly high. As a result, when encountering an obstacle, the falling chips are not sufficiently curled and not subjected to destruction into separate parts acceptable for storage.

Известна конструкция режущей пластины, содержащей стружкодеформирующие элементы на передней поверхности пластины, у которой для улучшения условий деформирования стружки, последующего ее эффективного дробления и повышения в связи с этим стойкости режущего инструмента на передней поверхности пластины выполнена дополнительная заточка, таким образом, что линия, образованная пересечением дополнительной заточки с передней поверхностью, проходит через стружкодеформирующие элементы (впадины) [SU А.С. №831393, МПК⁴ В23В 27/16, Б.И. №19, 1981].A known design of a cutting insert containing chip deforming elements on the front surface of the plate, for which to improve the conditions of deformation of the chip, its subsequent effective crushing and increase the resistance of the cutting tool on the front surface of the plate, additional sharpening is performed, so that the line formed by the intersection additional sharpening with the front surface, passes through the chip deforming elements (troughs) [SU А.S. No. 831393, IPC ⁴ В23В 27/16, B.I. No. 19, 1981].

Основным недостатком рассматриваемого конструктивного решения является его низкая эффективность при деформировании стружек, образующихся при низких и средних подачах (S<0,25 мм/об). При ширине фаски дополнительной заточки больше толщины стружки процесс деформирования полностью исключается, а сходящая стружка становится «путанной». Путанный характер отходящей стружки приобретается также при достижении износа по задней поверхности, превышающем величину дополнительной заточки. Характер достаточного локального пластического деформирования образующейся стружки нарушается также из-за выполнения вдоль режущей кромки дополнительной заточки (фаски с отрицательным передним углом) и появления вследствие этого благоприятных условий для образования нароста. В результате этого стружкодеформирующий элемент (впадина) заполняется металлом, а сходящая стружка превращается в сливную. Вследствие указанных причин данное конструктивное решение, предназначенное для решения вопроса стружкозавивания с предварительным деформированием сходящей стружки, имеет ограниченную область применения.The main disadvantage of the design solution under consideration is its low efficiency in the deformation of shavings formed at low and medium feeds (S <0.25 mm / rev). When the width of the chamfer of the additional sharpening is greater than the thickness of the chips, the deformation process is completely eliminated, and the descending chips become "confused". The confused nature of the outgoing chips is also acquired when the wear on the rear surface exceeds the amount of additional sharpening. The nature of sufficient local plastic deformation of the resulting chips is also violated due to additional sharpening along the cutting edge (chamfers with a negative rake angle) and the emergence of favorable conditions for the formation of a build-up. As a result of this, the chip-forming element (cavity) is filled with metal, and the falling chips turn into a drain. Due to these reasons, this constructive solution, designed to address the issue of chip cutting with preliminary deformation of the outgoing chips, has a limited scope.

Известна конструкция режущей пластины, на передней поверхности которой вдоль режущей кромки выполнена стружколомающая канавка в виде многозаходной винтовой поверхности. У стружколомающей канавки стружколомающие выступы чередуются с винтовыми впадинами. В процессе резания стружка попадает в винтовые впадины, разделенные винтовыми выступами, которые делят стружку на отдельные потоки или создают в ней повышенную деформацию. Это приводит к ее разрушению и дроблению в широком диапазоне режимов резания при обработке различных пластичных материалов [SU. А.С. №1646691. МПК⁴ В23В 27/16, Б.И. №17, 1991].A known design of the cutting insert, on the front surface of which along the cutting edge is made chipbreaking groove in the form of a multiple helical surface. At a chipbreaking groove, chipbreaking protrusions alternate with helical depressions. In the process of cutting, the chips fall into screw cavities, separated by screw protrusions, which divide the chips into separate flows or create an increased deformation in it. This leads to its destruction and crushing in a wide range of cutting conditions during the processing of various plastic materials [SU. A.S. No. 1646691. IPC ⁴ В23В 27/16, B.I. No. 17, 1991].

Основным недостатком данного способа является низкая его универсальность и недостаточная надежность. Левые винтовые канавки, выполненные на передней поверхности, способствуют дополнительному (помимо естественного) завиванию сходящей стружки при резании вязких сталей с относительно низкой величиной предела прочности на растяжение, когда преимущественным направлением при сходе завиваемой и деформируемой стружки является направление «от вершины режущей пластины вдоль главной режущей кромки». Продольное деформирование сходящей стружки за счет характерного расположения винтовых канавок способствует разделению сходящей стружки на отдельные потоки, а эффективное ее винтовое перемещение (за счет естественного и создания дополнительного движения сходящей стружки), наоборот, стремится объединить оба потока. Вследствие этого процесс схода стружки является крайне неустойчивым, а ее разрушение крайне затруднительным. При резании вязких сталей с относительно высоким пределом прочности на растяжение, когда преимущественным направлением при сходе завиваемой стружки является направление «от вершины резца, вдоль вспомогательной режущей кромки», левые винтовые канавки препятствуют достаточному завиванию стружки, необходимому для последующего ее надежного разрушения.The main disadvantage of this method is its low versatility and lack of reliability. Left helical grooves made on the front surface contribute to an additional (besides natural) curling of the falling chips when cutting viscous steels with a relatively low tensile strength, when the direction from the top of the cutting insert along the main cutting is the preferred direction when the curled and deformable chips converge. edges ". The longitudinal deformation of the outgoing chips due to the characteristic arrangement of the helical grooves contributes to the separation of the outgoing chips into separate flows, and its effective helical movement (due to the natural and creating additional movement of the outgoing chips), on the contrary, tends to combine both flows. Consequently, the process of chip evacuation is extremely unstable, and its destruction is extremely difficult. When cutting viscous steels with a relatively high tensile strength, when the predominant direction at the exit of the curled chip is the direction “from the tip of the cutter, along the auxiliary cutting edge”, the left helical grooves prevent sufficient chip curling necessary for its subsequent reliable destruction.

Тем не менее, несмотря на отмеченные недостатки рассмотренное конструкторское решение рабочей части режущей пластины применяется на практике и позволяет решать вопросы завивания и дробления стружки, и мы выбираем его в качестве прототипа.Nevertheless, despite the noted drawbacks, the considered design solution of the working part of the cutting insert is applied in practice and allows us to solve the problems of curling and crushing chips, and we choose it as a prototype.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности завивания и дробления сходящей стружки при резании разнообразных по механическим свойствам обрабатываемых материалов и при различных режимах резания.The task of the invention is to increase the efficiency of curling and crushing of the outgoing chips when cutting materials with various mechanical properties and under different cutting conditions.

Поставленная задача решена за счет того, что режущая многогранная сменная пластина, так же, как и в прототипе, содержащая винтовую переднюю поверхность с переменным передним углом, уменьшающимся от вершины резца, согласно изобретению, имеет дискретную (прерывистую) винтовую переднюю поверхность, выполненную в виде ступенек.The problem is solved due to the fact that the cutting multifaceted interchangeable plate, as in the prototype, containing a helical front surface with a variable rake angle decreasing from the top of the cutter, according to the invention, has a discrete (discontinuous) helical front surface made in the form steps.

Установлено, что наиболее эффективное стружкозавивание с последующим дроблением стружки осуществляется, когда винтовая передняя поверхность прерывается 4 ступеньками. Стружка, попадая на винтовую поверхность, в минимальной степени отклоняется от своего исходного сформированного винтового движения и завивается в горизонтальной плоскости. Вследствие этого она подвергается минимальной степени пластической деформации в зоне сдвига (получает наименьшую усадку). При движении по винтовой передней поверхности внешняя сторона стружки также подвергается незначительной пластической деформации (минимальным образом подвергается упрочнению). В итоге, при действии указанных факторов сходящая стружка приобретает наименьшую прочность (формируется минимальная консолидирующая связь между отдельными элементами, составляющими стружку). При встрече с препятствиями - ступеньками, выполненными на передней винтовой поверхности, стружка эффективно подвергается разрушению. Как было установлено, эффективность завивания и стружкоразрушения в значительной степени зависит от шага винтовой передней поверхности и геометрических параметров ступеней (высоты и ширины полки). Было установлено, что при переходе от резанья малоуглеродистых сталей к средне- и высокоуглеродистым оптимальный шаг винтовой поверхности должен снижаться. Вместе с тем оптимальная ширина ступени должна возрастать, а оптимальная высота ступени должна снижаться. Было установлено, что с увеличением разброса механических свойств сходящей стружки необходимое количество ступеней, размещающихся на передней винтовой поверхности, с целью обеспечения эффективного характера стружкозавивания с последующим стружкодроблением, должно увеличиваться. Однако рост количества ступеней ограничивается их размерами (высотой и шириной), с уменьшением которых эффективность стружкозавивания и стружкодробления снижается. В результате экспериментов было выявлено, что оптимальное количество ступеней составляет от 3 до 5 штук. Передняя винтовая поверхность, на которой располагаются дискретные винтовые поверхности (ступеньки), имеет шаг от 40 до 100 мм и угол подъема от 30 до 70°. При шаге винтовой (исходной) поверхности меньше 40 мм стружка при обработке широкого круга углеродистых материалов не завивается или в крайнем случае завивается в вертикальной плоскости, и неудовлетворительным образом в дальнейшем подвергается разрушению. При шаге больше 100 мм стружка завивается в горизонтальной плоскости, но также не подвергается эффективному разрушению или в крайнем случае разрушается в виде неудобных для складирования отдельных неупорядоченно завитых частей. Угол подъема винтовой поверхности между отдельными ступенями (дискретными винтовыми поверхностями) является одинаковым и может составлять от 5 до 15°. Вследствие этого высота всех ступенек также является одинаковой и может находиться в приделах от 0,5 до 1,5 мм. Так как процесс формирования и схода стружки носит в общем-то стохастический характер, то как было установлено, более удовлетворительное стружкозавивание и стружкодробление происходит, когда высота ступеней одинакова. Как при последовательном увеличении высоты ступенек, так и при последовательном уменьшении, эффективность процесса стружкозавивания и стружкодробления снижается. Это обуславливается неблагоприятным распределением контактных напряжений как вдоль режущей кромки, так и в направлении схода стружки на передней поверхности. Дискретные винтовые поверхности abop, cdno, efmn, qhlm располагаются, начиная от вспомогательной режущей кромки на винтовой передней поверхности, ограниченной углами от 60 до 90°. Расстояния а b, с d, е f, g h (ширина ступенек) одинаковы и могут располагаться на винтовой поверхности, соответствующей подъему винта на 8-40°. Как постепенное увеличение, так и постепенное уменьшение ширины, а также другие варианты в неравномерном характере распределения по ширине приводят к снижению эффективности стружкодробления. Расстояние l р (при условии резания сталей и сплавов с глубиной до 5 мм) находится в приделах от 3 до 6 мм. При этом lm≥mn≥no≥op. Предлагаемая конструкция твердосплавной режущей пластины с выполненными на винтовой передней поверхности режущего клина стружколомающих ступенек существенным образом расширяет границы эффективного (с целью завивания и последующего дробления стружки) использования серии твердосплавных режущих пластин с винтовой передней поверхностью, делает ее универсальной. Твердосплавные режущие пластины со ступенчатой передней винтовой поверхностью изготавливают в результате двухстороннего осевого прессования твердосплавной порошковой массы в специально изготовленных пресс-формах.It has been established that the most effective chip cutting with subsequent crushing of the chip is carried out when the helical front surface is interrupted by 4 steps. The chips falling onto the helical surface deviate to the minimum degree from their initial formed helical movement and curl in a horizontal plane. As a result, it undergoes a minimal degree of plastic deformation in the shear zone (receives the least shrinkage). When moving along a helical front surface, the outer side of the chip also undergoes a slight plastic deformation (minimally hardens). As a result, under the influence of these factors, the descending chip acquires the least strength (a minimal consolidating bond is formed between the individual elements making up the chip). When faced with obstacles - steps made on the front helical surface, the chips are effectively destroyed. As it was found, the efficiency of curling and chip breaking largely depends on the pitch of the helical front surface and the geometric parameters of the steps (height and width of the shelf). It was found that when switching from cutting low-carbon steels to medium- and high-carbon steels, the optimal pitch of the helical surface should decrease. However, the optimal step width should increase, and the optimal step height should decrease. It was found that with an increase in the dispersion of the mechanical properties of the outgoing chips, the required number of steps placed on the front helical surface, in order to ensure the effective nature of chip cutting with subsequent chip breaking, should increase. However, the increase in the number of steps is limited by their size (height and width), with a decrease in which the efficiency of chip cutting and chip breaking decreases. As a result of the experiments, it was found that the optimal number of steps is from 3 to 5 pieces. The front helical surface on which discrete helical surfaces (steps) are located has a pitch of 40 to 100 mm and an elevation angle of 30 to 70 °. When the pitch of the helical (initial) surface is less than 40 mm, the chips do not curl when processing a wide range of carbon materials or, as a last resort, curl in a vertical plane, and are unsatisfactorily subsequently destroyed. With a step of more than 100 mm, the chip curls in a horizontal plane, but also does not undergo effective destruction or, in extreme cases, collapses as inconvenient for storage of individual disordered curled parts. The angle of elevation of the helical surface between the individual steps (discrete helical surfaces) is the same and can range from 5 to 15 °. As a result, the height of all steps is also the same and can be in the aisles from 0.5 to 1.5 mm. Since the process of chip formation and descent is generally stochastic, it has been established that more satisfactory chip cutting and chip breaking occurs when the steps are the same. As with a sequential increase in the height of the steps, and with a sequential decrease, the efficiency of the chip cutting process and chip breaking decreases. This is due to an unfavorable distribution of contact stresses both along the cutting edge and in the direction of chip flow on the front surface. Discrete helical surfaces abop, cdno, efmn, qhlm are located, starting from the auxiliary cutting edge on the helical front surface, limited by angles from 60 to 90 °. The distances a b, c d, e f, g h (the width of the steps) are the same and can be located on the helical surface, corresponding to the rise of the screw by 8-40 °. Both a gradual increase and a gradual decrease in width, as well as other options in the uneven nature of the width distribution, lead to a decrease in chip breaking efficiency. The distance l p (under the condition of cutting steels and alloys with a depth of up to 5 mm) is in the aisles from 3 to 6 mm. Moreover, lm≥mn≥no≥op. The proposed design of a carbide cutting insert with chip breaking steps made on the helical front surface of the cutting wedge significantly expands the boundaries of the effective (for the purpose of curling and subsequent crushing of the chip) use of a series of carbide cutting inserts with a helical front surface, making it universal. Carbide cutting inserts with a stepped front helical surface are made as a result of two-sided axial pressing of carbide powder mass in specially made compression molds.

На фиг.1 представлено изображение сменной твердосплавной режущей пластины со стружколомающими ступеньками, выполненными на передней винтовой поверхности в аксонометрической проекции: 1 - исходная винтовая передняя поверхность, 2, 3, 4, 5 - дискретные винтовые поверхности (ступеньки).Figure 1 presents the image of a removable carbide cutting insert with chip breaking steps made on the front helical surface in axonometric projection: 1 - the original helical front surface, 2, 3, 4, 5 - discrete helical surfaces (steps).

На фиг.2 представлено изображение сменной твердосплавной режущей пластины в ортогональной проекции.Figure 2 presents the image of a removable carbide cutting insert in orthogonal projection.

На фиг.3 представлено увеличенное изображение стружколомающих ступеней (дискретных винтовых поверхностей - ступенек), выполненных на винтовой передней поверхности режущего клина твердосплавной сменной режущей пластины в аксонометрической проекции.Figure 3 presents an enlarged image of the chip breaking steps (discrete helical surfaces - steps) made on the helical front surface of the cutting wedge of a carbide replaceable cutting insert in axonometric projection.

Пример конкретного использования твердосплавной сменной режущей пластины со стужкоразрущающими ступеньками на передней винтовой поверхности.An example of a specific use of a carbide interchangeable cutting insert with hard-cutting steps on the front helical surface.

Испытанию на эффективность процесса завивания и стружкодробления подвергались твердосплавные сменные режущие пластины со ступеньками, выполненными на передней винтовой поверхности при продольном точении на токарном станке заготовок из углеродистых сталей.Carbide interchangeable cutting inserts with steps made on the front helical surface during longitudinal turning of carbon steel workpieces on a lathe were tested for efficiency of the curling and chip-grinding process.

Использовались режущие 4-гранные сменные пластины, представленные на фиг.1. Габаритные размеры у пластин были 16×16×6 мм. Винтовая поверхность, на которой выполнены четыре дискретных винтовых поверхности, имела шаг 74 мм и угол подъема 30°. В результате специальных испытаний было установлено, что наиболее эффективной с целью стружкозавивания и стружкодробления при резании углеродистых сталей является конструкция режущей сменной пластины, имеющей 4 дискретных винтовых поверхностей (ступенек). При меньшем количестве ступеней происходит пакетирование (наслоение) и неупорядоченное завивание сходящей стружки, снижающие эффективное ее складирование. При большем количестве ступеней происходит снижение вероятности дробления сходящей стружки, что приводит к снижению насыпного веса сходящей стружки. Дискретные винтовые поверхности имели, начиная от поверхности со стороны вспомогательной режущей кромки, соответственно, шаги 4, 8, 16 и 32 мм. Угол подъема для каждой дискретной винтовой поверхности по отношению к предыдущей составил 6°. Высота всех ступеней на периферии дискретных поверхностей abop, cdno, efmn, qhlm по отношению к главной режущей кромке была одинаковой и равнялась 0,5 мм. Ширина степеней на периферии также была одинаковой и составляла 2 мм. Дискретные винтовые поверхности (ступенчатые поверхности) располагались на поверхности, ограниченной углом 60° (см. фиг.2). Длина части режущей кромки, на которую выходят дискретные винтовые поверхности, составляет 5 мм. Причем lm=0,8 мм, mn=1,2 мм, no=1,4 мм, ор=1,6 мм (см. фиг.3).Used cutting 4-sided interchangeable inserts shown in figure 1. The overall dimensions of the plates were 16 × 16 × 6 mm. The helical surface, on which four discrete helical surfaces are made, had a pitch of 74 mm and an elevation angle of 30 °. As a result of special tests, it was found that the design of a cutting interchangeable plate having 4 discrete helical surfaces (steps) is the most effective for chip cutting and chip breaking when cutting carbon steels. With fewer steps, bundling (layering) and disordered curling of the falling chips occur, reducing its effective storage. With more steps, there is a decrease in the likelihood of crushing of the descending chips, which leads to a decrease in the bulk density of the descending chips. Discrete helical surfaces had, starting from the surface on the side of the auxiliary cutting edge, respectively, steps 4, 8, 16 and 32 mm. The elevation angle for each discrete helical surface in relation to the previous one was 6 °. The height of all steps at the periphery of the discrete surfaces abop, cdno, efmn, qhlm with respect to the main cutting edge was the same and equal to 0.5 mm. The width of the degrees on the periphery was also the same and amounted to 2 mm. Discrete helical surfaces (stepped surfaces) were located on a surface bounded by an angle of 60 ° (see figure 2). The length of the cutting edge portion to which the discrete helical surfaces extend is 5 mm. Moreover, lm = 0.8 mm, mn = 1.2 mm, no = 1.4 mm, or = 1.6 mm (see figure 3).

При продольном точении стали 20 резцом, оснащенным 4-гранной сменной режущей пластиной из Т15К6, имеющей стружколомающие ступеньки на винтовой передней поверхности со скоростями 220-240 м/мин, подачами от 0,13 до 0,51 мм/об и глубинами резания от 0,5 до 4 мм, во всех случаях происходило удовлетворительное завивание и дробление стружки. Сходящая стружка имела элементную форму. При точении стали 20 режущей пластиной, конструктивно выполненной в соответствии с прототипом при подачах и глубинах резания вплоть до 0,21 мм/об и 1,0 мм соответственно, происходило неудовлетворительное завивание стружки. Сходящая стружка имела форму завитков длиной до 30-50 мм, а в некоторых случаях даже не подвергалась завиванию. Насыпная масса стружки в мерном объеме, определенном для режимов удовлетворительного завивания и разрушения стружки у предлагаемой конструкции, имеющей ступеньки на передней винтовой поверхности, была на 15-20% выше по сравнению с данными, полученными для прототипа. Установленный факт указывает на более высокую эффективность стружкозавивания с последующим дроблением стружки у предлагаемого конструктивного решения.For longitudinal turning of steel 20 with a cutter equipped with a 4-faced T15K6 replaceable cutting insert having chip breaking steps on a helical front surface with speeds of 220-240 m / min, feeds from 0.13 to 0.51 mm / rev and cutting depths from 0 , 5 to 4 mm, in all cases satisfactory curling and crushing of the chip occurred. The descending chip was elemental. When turning steel 20 with a cutting insert structurally made in accordance with the prototype with feeds and cutting depths up to 0.21 mm / rev and 1.0 mm, respectively, unsatisfactory curling of the chip occurred. Descending chips had the form of curls up to 30-50 mm long, and in some cases did not even undergo curling. The bulk mass of the chips in the measured volume determined for the satisfactory curling and breaking conditions of the chips of the proposed design, which has steps on the front helical surface, was 15-20% higher compared to the data obtained for the prototype. The established fact indicates a higher efficiency of chip cutting with subsequent crushing of chips from the proposed design solution.

При продольном точении стали 45 резцом, оснащенным 4-гранной сменной режущей пластиной из Т15К6, имеющей стружколомающие ступеньки на передней поверхности со скоростями 200-220 м/мин, подачами от 0,13 до 0,46 мм/об и глубинами резания от 0,5 до 4 мм, во всех случаях наблюдалось удовлетворительное завивание и дробление стружки. Стружка была элементной или в виде полуколец. При точении сменной режущей пластиной, конструктивно выполненной в соответствии с прототипом при подачах и глубинах резания вплоть до 0,18 мм/об и 0,75 мм соответственно, происходило неудовлетворительное завивание. Сходящая стружка имела форму завитков длиной до 50-70 мм, а в некоторых случаях даже не подвергалась завиванию. Насыпная масса стружки в мерном объеме, определенном для режимов удовлетворительного завивания и разрушения стружки для предлагаемой конструкции со ступенями на передней винтовой поверхности, была на 10-15% выше по сравнению с прототипом.For longitudinal turning of steel 45 with a cutter equipped with a 4-faced interchangeable cutting insert made of T15K6, having chip breaking steps on the front surface with speeds of 200-220 m / min, feeds from 0.13 to 0.46 mm / rev and cutting depths from 0, 5 to 4 mm, in all cases satisfactory curling and crushing of the chips was observed. The chips were elemental or in the form of half rings. When turning with a replaceable cutting insert, structurally made in accordance with the prototype at feeds and cutting depths up to 0.18 mm / rev and 0.75 mm, respectively, unsatisfactory curling occurred. Descending chips had the form of curls up to 50-70 mm long, and in some cases did not even undergo curling. The bulk mass of the chips in the measured volume, defined for the modes of satisfactory curling and destruction of chips for the proposed design with steps on the front helical surface, was 10-15% higher compared to the prototype.

При точении стали 65 резцом, оснащенным 4-гранной сменной режущей пластиной из Т15К6 со стружколомающими ступеньками на винтовой поверхности со скоростями 180-200 м/мин, подачами от 0,13 до 0,41 мм/об и глубинами от 0,5 до 4 мм, во всех случаях наблюдалось удовлетворительное завивание и дробление стружки. Стружка была элементной или в виде полукольцевой или кольцевой формы. При точении режущей пластиной, конструктивно выполненной в соответствии с прототипом при подачах и глубиной резания до 0,16 мм/об и 0,65 мм соответственно, происходило неудовлетворительное завивание и разрушение сходящей стружки. Сходящая стружка имела форму завитков длиной до 80-90 мм. Насыпная масса стружки в мерном объеме, определенном для режимов удовлетворительного завивания и дробления сходящей при резании стружки для предлагаемой конструкции со ступенями на передней винтовой поверхности, была на 5-10% выше по сравнению с прототипом.When turning steel with a 65 cutter, equipped with a 4-sided replaceable cutting insert made of T15K6 with chip breaking steps on a helical surface with speeds of 180-200 m / min, feeds from 0.13 to 0.41 mm / rev and depths from 0.5 to 4 mm, in all cases satisfactory curling and crushing of the chips was observed. The chips were elemental either in the form of a semi-ring or ring shape. When turning with a cutting insert structurally made in accordance with the prototype with feeds and cutting depths of up to 0.16 mm / rev and 0.65 mm, respectively, unsatisfactory curling and destruction of the descending chips occurred. Descending chips had the form of curls up to 80-90 mm long. The bulk mass of the chips in the measured volume determined for the satisfactory curling and crushing modes of the chips coming off during cutting for the proposed design with steps on the front helical surface was 5-10% higher compared to the prototype.

На основании примеров конкретного использования предлагаемой конструкции режущей пластины можно сделать вывод, что с ее помощью можно расширить область рационального применения режущих инструментов, а наиболее эффективным является ее применение при резании пластичных материалов, где проблема стружкозавивания и дробления стружки является наиболее острой.Based on examples of specific uses of the proposed design of the cutting insert, it can be concluded that with its help it is possible to expand the field of rational use of cutting tools, and the most effective is its use in cutting plastic materials, where the problem of chip cutting and chip crushing is the most acute.

Аналогичные результаты были получены при резании указанных материалов 2-, 3- и 5-гранными твердосплавными режущими сменными пластинами со ступенями на передней винтовой поверхности.Similar results were obtained when cutting these materials with 2-, 3- and 5-sided carbide cutting inserts with steps on the front helical surface.

Claims

A cutting multi-faceted interchangeable insert having a discontinuous front surface containing discrete helical surfaces, characterized in that the helical surfaces are made in the form of steps in an amount of 3 to 5 having the same height and width and a variable rake angle decreasing from the top of the cutting insert.