RU2482939C1

RU2482939C1 - Cutting indexable insert

Info

Publication number: RU2482939C1
Application number: RU2012118105/02A
Authority: RU
Inventors: Юрий Михайлович Ермаков
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2013-05-27

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: indexable insert has blades at face vertices and symmetric angular ledges at faces centers. To up cutting efficiency by combining roughing and finishing passes, faces between vertices are made concave. Note that aforesaid ledges incorporated finishing blades at their vertices. Note also that ledge height males one tenth of face length. Said ledges feature either triangular or semicircular shape. Said ledges may have alternating-shape faces, for example, triangular alternating with semicircle shape.

EFFECT: higher efficiency.

4 cl, 8 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к обработке металлов резанием, конкретно к рабочей части режущих инструментов, преимущественно токарных резцов с механическим креплением неперетачиваемых многогранных пластин.The present invention relates to the processing of metals by cutting, specifically to the working part of cutting tools, mainly turning cutters with mechanical fastening of non-turning polyhedral inserts.

Известен резец с механическим креплением двух многогранных режущих пластин, установленных одна на другой со смещением вершин их на угол, равный половине угла при вершине пластины [1]. Такое исполнение расширяет технологические возможности резца за счет разделения припуска на черновой и чистовой, увеличения стойкости благодаря удвоению режущих лезвий. Вместе с тем резцу присущи недостатки: большие габариты, неодинаковые углы резания верхней и нижней пластин.Known cutter with mechanical fastening of two polyhedral cutting inserts mounted one on top of another with a shift of their vertices by an angle equal to half the angle at the top of the insert [1]. This design expands the technological capabilities of the cutter by dividing the allowance for roughing and finishing, increasing resistance due to the doubling of the cutting blades. However, the cutter has inherent disadvantages: large dimensions, uneven cutting angles of the upper and lower plates.

Известна плоская режущая пластина с криволинейной поверхностью и режущей кромкой переменного радиуса по периметру, имеющей выступы [2]. Такая пластина позволяет с высокой точностью обрабатывать не только цилиндрические и конические, но и сложнопрофильные поверхности второго и третьего порядка. Благодаря выступам и впадинам криволинейной режущей кромки пластина может снимать черновой и чистовой припуск одновременно. Ее недостатками являются сложность формы и невозможность обработки прямых ступеней и уступов деталей.Known flat cutting insert with a curved surface and a cutting edge of variable radius around the perimeter, having protrusions [2]. Such a plate allows to process with high accuracy not only cylindrical and conical, but also complex profile surfaces of the second and third order. Thanks to the protrusions and depressions of the curved cutting edge, the insert can remove roughing and finishing allowance at the same time. Its disadvantages are the complexity of the form and the inability to process direct steps and ledges of parts.

Известны стандартные многогранные режущие пластины с отверстием и без него. За прототип принята режущая пластина неправильной трехгранной формы с отверстием без заднего угла. Обозначение по ГОСТ 19042-80 в цифровом виде - 02113, в буквенном - WNUA [3]. Данная трехгранная пластина имеет симметричные угловые выступы посередине граней. Такое исполнение увеличивает угол при вершинах ломаного треугольника до 80° по сравнению с 60° и прочность вершин на 30%, но не обеспечивает раздельный съем припуска лезвиями пластины за один проход.Known standard multifaceted cutting inserts with a hole and without it. For the prototype adopted an irregular triangular insert with a hole without a rear angle. Designation according to GOST 19042-80 in digital form - 02113, in the letter - WNUA [3]. This trihedral plate has symmetrical angled protrusions in the middle of the faces. This design increases the angle at the vertices of the broken triangle to 80 ° compared to 60 ° and the strength of the vertices by 30%, but does not provide separate removal of stock allowances by the blade of the plate in one pass.

Задача изобретения состоит в повышении стойкости пластины, производительности обработки и в увеличении специальных операций токарной обработки. Технический результат заключается в совмещении раздельного съема чернового и чистового припусков за один ход резца.The objective of the invention is to increase the resistance of the plate, processing performance and to increase the special operations of turning. The technical result consists in combining separate removal of roughing and finishing allowances in one stroke of the cutter.

Поставленная задача решается тем, что в режущей многогранной пластине с лезвиями при вершинах граней и симметричными угловыми выступами посередине граней согласно изобретению грани между вершинами выполнены вогнутыми, а выступы имеют режущие зачистные лезвия при своих вершинах, при этом высота выступов составляет одну десятую длины грани.The problem is solved in that in the cutting multifaceted plate with blades at the vertices of the faces and symmetrical angled protrusions in the middle of the faces according to the invention, the faces between the vertices are concave, and the protrusions have cutting cleaning blades at their vertices, while the height of the protrusions is one tenth of the length of the face.

Поставленная задача решается также тем, что выступы выполнены треугольной или полукруглой формы, а также тем, что выступы выполнены с чередованием по форме на гранях, например треугольной с полукруглой.The problem is also solved by the fact that the protrusions are made triangular or semicircular, as well as the fact that the protrusions are made alternating in shape on the faces, for example triangular with a semicircular.

На чертежах фиг.1 изображает четырехгранную пластину с задним углом и симметричными треугольными выступами посередине граней, вид в плане; фиг.2 - вид сбоку на фиг.1; фиг.3 - пятигранную пластину с отверстием без заднего угла и полукруглыми выступами посередине граней, вид в плане; фиг.4 - вид сбоку на фиг.3; фиг.5 - продольное точение с разделением припуска на черновой и чистовой; фиг.6 - снятие фаски с противоположного торца детали и точение с обратной подачей; фиг.7 - точение ступени вала с прямым торцом; фиг.8 - подрезание торца и снятие фаски.In the drawings, FIG. 1 shows a tetrahedral plate with a trailing angle and symmetrical triangular protrusions in the middle of the faces, plan view; figure 2 is a side view of figure 1; figure 3 - five-sided plate with a hole without a rear angle and semicircular protrusions in the middle of the faces, plan view; figure 4 is a side view of figure 3; 5 is a longitudinal turning with the separation of the allowance for roughing and finishing; 6 - chamfering from the opposite end of the part and turning with reverse feed; Fig.7 - turning the step of the shaft with a straight end; Fig - trimming the end and chamfering.

Режущая четырехгранная пластина 1 имеет вогнутые на угол φ₁ грани 2, вписанные в квадрат со стороной l, и задние углы α (фиг.1, 2). При вершинах 3 граней образованы главные режущие лезвия 4 с главным φ₀=90°+φ₁ и вспомогательным φ₁ углами в плане, соответствующим углу вогнутости. Посередине граней имеются симметричные треугольные выступы 5 высотой h и углом при вершине 2φ. Высота выступов составляет порядка одной десятой длины грани h≈0,1l и соответствует глубине чистового прохода. Выступы имеют прямые зачистные режущие лезвия 6 с главным и вспомогательным углами в плане, равными φ при симметричности лезвий.The cutting tetrahedral insert 1 has faces 2 concave at an angle φ ₁ , inscribed in a square with side l, and rear corners α (FIGS. 1, 2). At the vertices of 3 faces, the main cutting blades 4 with the main φ ₀ = 90 ° + φ ₁ and auxiliary φ ₁ angles in the plan corresponding to the concavity angle are formed. In the middle of the faces there are symmetrical triangular projections 5 of height h and an angle at the apex of 2φ. The height of the protrusions is about one tenth of the length of the face h≈0.1l and corresponds to the depth of the fair pass. The protrusions have straight stripping cutting blades 6 with the main and auxiliary angles in plan equal to φ at the symmetry of the blades.

Режущая пятигранная пластина 7 в виде правильной призмы имеет центральное отверстие и перпендикулярные к основанию, задний угол α=0°, вогнутые на угол φ₁ грани 2, образующие при вершинах 3 с обеих сторон лезвия 4 (фиг.3, 4). Углы лезвий в плане: главный угол φ₀=72°+φ₁ и вспомогательный φ₁ внутренний угол β при вершинах пятиугольника равен β=108-2φ₁ при φ₁=9° - угол β=90°. Во впадинах граней выполнены выступы 5 полукруглой формы радиусом r₁. Они образуют с двух сторон симметричные криволинейные зачистные лезвия 6 с переменными углами в плане φ₁. Полукруглая форма выступов повышает их прочность и уменьшает шероховатость обработанной поверхности.The cutting pentahedral plate 7 in the form of a regular prism has a central hole and perpendicular to the base, a rear angle α = 0 °, concave faces 2 angled at an angle φ ₁ , forming at vertices 3 on both sides of the blade 4 (Figs. 3, 4). The angles of the blades in the plan: the main angle φ ₀ = 72 ° + φ ₁ and the auxiliary φ ₁ internal angle β at the vertices of the pentagon is β = 108-2φ ₁ at φ ₁ = 9 ° - angle β = 90 °. In the hollows of the faces made protrusions 5 of a semicircular shape of radius r ₁ . They form on both sides symmetrical curved scraping blades 6 with variable angles in terms of φ ₁ . The semicircular shape of the protrusions increases their strength and reduces the roughness of the treated surface.

Конкретный пример выполнения (см. фиг.1, 2). Твердосплавная четырехгранная пластина, вписанная в квадрат со стороной l=16 мм, толщиной 6 мм имеет между вершинами радиусом r=1,2 мм вогнутые грани и симметричные треугольные выступы посередине впадин. Угол вогнутости граней φ₁=5° соответствует вспомогательному углу в плане главного режущего лезвия. Главный угол в плане φ₀=95⁰, внутренний угол β=80°. Задний угол граней и выступов α=8°. Высота выступов h=1,6 мм, угол при вершине выступа 2φ=90° образует главный угол зачистного лезвия выступа φ=45°, соответствующий стандартному углу фасок тел вращения.A specific example of execution (see figure 1, 2). A carbide tetrahedral plate inscribed in a square with a side l = 16 mm and a thickness of 6 mm has concave faces between vertices of radius r = 1.2 mm and symmetrical triangular protrusions in the middle of the depressions. The angle of concavity of the faces φ ₁ = 5 ° corresponds to the auxiliary angle in terms of the main cutting blade. The main angle in terms of φ ₀ = 95 ⁰ , the internal angle β = 80 °. The rear angle of the faces and protrusions is α = 8 °. The height of the protrusions h = 1.6 mm, the angle at the apex of the protrusion 2φ = 90 ° forms the main angle of the cleaning blade of the protrusion φ = 45 °, corresponding to the standard angle of the chamfers of the bodies of revolution.

При обработке конструкционных сталей пластина снимает за один проход припуск глубиной до 6 мм; главным лезвием - 4,4 мм, зачистным лезвием выступа - 1,6 мм.When machining structural steels, the plate removes in one pass an allowance up to 6 mm deep; the main blade is 4.4 mm, the stripping edge of the protrusion is 1.6 mm.

Работа многогранной пластины с выступами рассматривается на примере токарных операций. Продольное точение вала 8, вращающегося с частотой n, осуществляется с подачей резца s (фиг.5). Пластина 1 снимает главным режущим лезвием 4 черновой припуск t₁ и зачистным лезвием 6 чистовой припуск t₂. При необходимости второго прохода для обработки ступени меньшего диаметра резец подается с радиальной подачей s_p на глубину t второго прохода и высоту фаски f, снимая ее -f×45° вторым зачистным лезвием 6 (фиг.6). После разворота резца на угол θ, исключающий касание выступом пластины обрабатываемой поверхности, резец протачивает с обратной подачей s₁ ступень меньшего диаметра на заданную длину. С таким же углом разворота θ резец протачивает правую ступень вала с прямой подачей s (фиг.7). На современных станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах поворот резцедержателя на требуемый угол осуществляется с точностью угловой минуты по задающей программе.The work of a multifaceted plate with protrusions is considered on the example of turning operations. The longitudinal turning of the shaft 8, rotating with a frequency n, is carried out with the supply of the cutter s (figure 5). The plate 1 removes the main cutting blade 4 of the roughing allowance t ₁ and the cleaning blade 6 of the finishing allowance t ₂ . If necessary, a second pass for processing a step of a smaller diameter, the cutter is fed with a radial feed s _p to the depth t of the second pass and the height of the chamfer f, removing it by -f × 45 ° by the second cleaning blade 6 (Fig.6). After the cutter is turned through an angle θ, which prevents the protrusion of the plate from touching the workpiece, the cutter pumps with a reverse feed s _{1 a} step of a smaller diameter for a given length. With the same turning angle θ, the cutter extends the right shaft stage with direct feed s (Fig. 7). On modern CNC machines and machining centers, the rotation of the tool holder to the required angle is carried out with an accuracy of the angular minute according to the setting program.

Подрезание торца и снятия фаски выполняется прямостоящей пластиной по циклу: врезание на глубину t+f с радиальной подачей S_p до снятия фаски f×45°, отход резца от торца на величину фаски f и продолжение радиальной подачи до выхода выступа пластины на линию центров станка (фиг.8).Face cutting and chamfering is performed by an upright plate in a cycle: cutting to a depth of t + f with a radial feed S _p before chamfering f × 45 °, the cutter moves away from the end by a chamfer f and continuation of the radial feed until the protrusion of the plate reaches the center line of the machine (Fig. 8).

Рассмотренные операции показывают работу пластины в любом направлении подачи, возможность осуществлять копировальные переходы с поворотом резца по траектории подачи. Пластина пригодна для выполнения поверочных проходов по грубой поверхности заготовки зачистными лезвиями выступов при опережающем контроле главных режущих лезвий, снимающих избыток неравномерного припуска. Выступы удобны для нанесения разметочных рисок на детали, а также стружкоделительных канавок перед обтачиванием заготовок из вязких материалов.The considered operations show the operation of the plate in any feed direction, the ability to make copy transitions with the rotation of the cutter along the feed path. The plate is suitable for making calibration passes on the rough surface of the workpiece by the stripping blades of the protrusions during the leading control of the main cutting blades, removing excess irregular stock. The protrusions are convenient for applying marking marks on parts, as well as chip-making grooves before turning blanks from viscous materials.

Предложенная многогранная пластина с выступами расширяет количество токарных операций, сокращает рабочие и вспомогательные проходы резца, повышает его стойкость в 2 раза и, в конечном итоге, производительность и качество токарной обработки.The proposed multifaceted plate with protrusions expands the number of turning operations, reduces the working and auxiliary passes of the cutter, increases its durability by 2 times and, ultimately, productivity and quality of turning.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство СССР №288500, МПК В23В 27/14. Резец. 1970, бюл. №36.1. USSR copyright certificate No. 288500, IPC V23V 27/14. Cutter. 1970, bull. Number 36.

2. Авторское свидетельство СССР №1065093, МПК В23В 27/16. Режущая пластина. 1984, бюл. №1.2. USSR copyright certificate No. 1065093, IPC V23V 27/16. Cutting insert. 1984, bull. No. 1.

3. Пластина шестигранной формы с отверстием 02113/WNUA, ГОСТ 19042-80.3. A hexagonal plate with a hole 02113 / WNUA, GOST 19042-80.

Claims

1. Cutting multifaceted plate with blades at the vertices of the faces and symmetrical angular protrusions in the middle of the faces, characterized in that the edges between the vertices are concave, and the protrusions have cutting cleaning blades at their vertices, while the height of the protrusions is one tenth of the length of the face.

2. The multifaceted plate according to claim 1, characterized in that the protrusions are made of a triangular shape.

3. The multifaceted plate according to claim 1, characterized in that the protrusions are made semicircular in shape.

4. The multifaceted plate according to claim 1, characterized in that the protrusions are alternating in shape on the faces, for example, triangular with a semicircular.