RU2741397C1 - Cutter with variable front angle - Google Patents

Cutter with variable front angle Download PDF

Info

Publication number
RU2741397C1
RU2741397C1 RU2020129113A RU2020129113A RU2741397C1 RU 2741397 C1 RU2741397 C1 RU 2741397C1 RU 2020129113 A RU2020129113 A RU 2020129113A RU 2020129113 A RU2020129113 A RU 2020129113A RU 2741397 C1 RU2741397 C1 RU 2741397C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cutting
cutter
holder
axis
rotary
Prior art date
Application number
RU2020129113A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Сальников
Геннадий Викторович Шадский
Олег Александрович Ерзин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority to RU2020129113A priority Critical patent/RU2741397C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2741397C1 publication Critical patent/RU2741397C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/16—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with exchangeable cutting bits or cutting inserts, e.g. able to be clamped

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: cutter comprises a holder, a rotary cutting head with a cutting plate fixed on it, made with possibility of contacting with the holder along a cylindrical surface, the axis of which passes along the main cutting edge of the cutting plate, and fastening elements. Cutter is equipped with linear electric microdrive, carriage of which is connected to rotary cutting head through rotary lever, wherein the base of the linear electric micro drive is fixed on the holder by means of a tuning screw, and said fasteners are made in form of circular rolling guides with axis of rotation, which coincides with rotary cutting head axis, and installed on its end surfaces.EFFECT: increased resistance of cutter and quality of machined surface due to operative change of its front kinematic angle in compliance with change of cutting conditions and acting on it moment of cutting forces.1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано в металлорежущих станках токарной группы на чистовых и получистовых режимах обработки.The invention relates to metalworking and can be used in metal-cutting lathes of the lathe group at finishing and semi-finishing modes of processing.

Известен сборный резец для тяжелого резания (Патент РФ №1268298, МПК8 В23В 27/16, опубл. 07.11.1986) содержащий корпус, в гнезде которого на опорной плоскости, двух фронтальных и одном боковом упорных выступах закреплен режущий элемент с режущей пластиной, и жестко закрепленный на нем упругий консольный элемент с двумя стопорными выступами, опорная плоскость гнезда снабжена двумя опорными выступами, причем опорные и фронтальные выступы расположены попарно, а проведенные перпендикулярно к ним плоскости, пересекаясь, образуют мгновенную ось поворота режущего элемента, находящуюся в области двухгранного угла, ребром которого является главная режущая кромка, при этом тяга с отогнутым концом, проходящая через отверстие в корпусе и режущем элементе (блока вставки), фиксирует их взаимное положение посредством настроечной гайки.Known prefabricated cutter for heavy cutting (RF Patent No. 1268298, IPC 8 В23В 27/16, publ. 07.11.1986) containing a housing in the socket of which on the support plane, two frontal and one lateral thrust projections, a cutting element with a cutting plate is fixed, and an elastic cantilever element rigidly fixed to it with two locking projections, the support plane of the socket is equipped with two support projections, and the support and front projections are arranged in pairs, and the planes drawn perpendicular to them, intersecting, form an instantaneous axis of rotation of the cutting element located in the area of the dihedral angle, the edge of which is the main cutting edge, while the rod with a bent end passing through the hole in the body and the cutting element (insert unit) fixes their relative position by means of an adjusting nut.

Недостатком этого решения является то, что поворот режущего элемента осуществляются вокруг оси, несовпадающей с главной режущей кромкой. В результате при повороте режущего элемента изменяются вертикальное и радиальное положения режущей кромки, что является причиной нарушения оптимальности условий резания при колебаниях припуска на обработку и приводит к возникновению погрешности обработки. Кроме этого способность предлагаемого резца демпфировать колебаний при резании определяется жесткостью упругих элементов опорных и стопорных выступов, невозможность их оперативного изменения при изменении режимов резания, снижает эффективность данного резца. К недостаткам следует отнести не большой диапазон регулирования кинематических углов резца, и сложность его конструкции.The disadvantage of this solution is that the rotation of the cutting element is carried out around an axis that does not coincide with the main cutting edge. As a result, when the cutting element rotates, the vertical and radial positions of the cutting edge change, which is the reason for the violation of the optimal cutting conditions when the machining allowance fluctuates and leads to a machining error. In addition, the ability of the proposed cutter to damp vibrations during cutting is determined by the rigidity of the elastic elements of the supporting and locking protrusions, the impossibility of changing them promptly when changing cutting conditions reduces the efficiency of this cutter. The disadvantages include a small range of adjustment of the kinematic angles of the cutter, and the complexity of its design.

Известен резец с изменяемым передним углом (Патент РФ №2443510, МПК8 В23В 27/08, опубл. 27.02.2012, Бюл. №6), состоящий из неподвижной части державки с ушком и регулировочным винтом и подвижной части, связанными между собой вертикальными направляющими, поворотной резцовой головки, мелкозубчатой фиксирующей собачки, подошвы, прижимных и направляющих элементов.Known cutter with variable rake angle (RF Patent No. 2443510, IPC 8 В23В 27/08, publ. 02/27/2012, bull. No. 6), consisting of a fixed part of the holder with an eyelet and an adjusting screw and a movable part, interconnected by vertical guides , rotary cutter head, fine-toothed locking dog, sole, clamping and guiding elements.

К недостаткам предлагаемого решения следует отнести то, что для изменения переднего угла требуется остановка процесса обработки и ручная регулировка углового, вертикального и горизонтального положений резцовой головки. Это требует привлечения квалифицированного персонала и представляет значительную трудоемкость. Кроме этого данная конструкция не имеет возможности адаптироваться передний угол резца к изменению условий резания, например, к колебаниям припуска.The disadvantages of the proposed solution include the fact that changing the rake angle requires stopping the machining process and manually adjusting the angular, vertical and horizontal positions of the cutting head. This requires the involvement of qualified personnel and represents a significant laboriousness. In addition, this design does not have the ability to adapt the cutter rake angle to changing cutting conditions, for example, to fluctuations in the stock.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является токарный резец с изменяемым передним углом (Патент РФ №65918, МПК8 В23В 27/08, опубл. 15.04.2004), содержащий державку и режущую головку с режущей пластиной, контактирующую с ней по цилиндрической поверхности со шлицами, и закрепленную на ней с помощью крепежных элементов, ось цилиндрической поверхности проходит по главной режущей кромке режущей пластины, ось крепежного элемента пересекает ось цилиндрической поверхности под прямым углом и наклонена под углом 39-51 градус к опорной поверхности державки.The closest to the invention in technical essence is a turning tool with a variable rake angle (RF Patent No. 65918, IPC 8 В23В 27/08, publ. 15.04.2004), containing a holder and a cutting head with a cutting insert in contact with it along a cylindrical surface with splines, and fixed on it with fasteners, the axis of the cylindrical surface runs along the main cutting edge of the cutting insert, the axis of the fastener intersects the axis of the cylindrical surface at a right angle and is inclined at an angle of 39-51 degrees to the support surface of the holder.

Недостатком данного решения является относительно низкая стойкость резца, обусловленная отсутствием возможности оперативного управления передним углом в соответствии с изменением условий резания, проявляющихся, в частности, в вынужденных его колебаниях.The disadvantage of this solution is the relatively low durability of the cutter, due to the lack of the possibility of operational control of the rake angle in accordance with the change in cutting conditions, manifested, in particular, in its forced oscillations.

Задачей изобретения является повышение стойкости резца и качества обработанной поверхности за счет оперативного изменения его переднего кинематического угла в соответствии с изменением условий резания и действующего на него момента сил резания.The objective of the invention is to increase the tool life and the quality of the machined surface by promptly changing its front kinematic angle in accordance with the change in cutting conditions and the cutting torque acting on it.

Задача достигается тем, что резец с изменяемым передним углом, состоит из державки и поворотной режущей головки с режущей пластиной, контактирующей с ней по цилиндрической поверхности с осью, проходящей по главной режущей кромке режущей пластины, и крепежных элементов, поворотная режущая головка через поворотный рычаг соединена с кареткой линейного электрического микропривода, его основание посредством настроечного винта закреплено на державке, крепежные элементы выполнены в виде круговых направляющих качения, установленных на ее торцевых поверхностях, ось поворота которых совпадает с осью поворота режущей головки.The task is achieved by the fact that a cutter with a variable rake angle consists of a holder and a rotary cutting head with a cutting insert in contact with it along a cylindrical surface with an axis passing along the main cutting edge of the cutting insert, and fasteners, the rotary cutting head is connected through a rotary arm with a carriage of a linear electric microdrive, its base is fixed to the holder by means of a tuning screw, fasteners are made in the form of circular rolling guides installed on its end surfaces, the pivot axis of which coincides with the pivot axis of the cutting head.

Конструкция предлагаемого резца с изменяемым передним углом показана на фиг. 1, главный вид - вид сверху; на фиг. 2 - вид сбоку вдоль режущей кромки; на фиг. 3 - сечение головки резца плоскостью, перпендикулярной главной режущей кромки и проходящей через ось линейного электрического микродвигателя; на фиг. 4 - сечения головки резца плоскостью, проходящей через главную режущую кромку и ось винта крепления торцевых направляющих качения, на фиг. 5 - увеличенный масштаб крепления круговых направляющих качения.The design of the proposed cutter with a variable rake angle is shown in Fig. 1, main view - top view; in fig. 2 is a side view along the cutting edge; in fig. 3 - section of the cutter head with a plane perpendicular to the main cutting edge and passing through the axis of the linear electric micromotor; in fig. 4 - section of the cutter head with a plane passing through the main cutting edge and the axis of the screw for fastening the end rolling guides, FIG. 5 - enlarged scale of fastening of circular rolling guides.

Резец с изменяемым передним углом содержит державку 1 и поворотную режущую головку 2 с режущей пластиной 3, контактирующих по цилиндрической поверхности 4 с осью, проходящей по главной режущей кромке 5 режущей пластины 3, и крепежных элементов 11, закрепленных винтами 6 на торцевых поверхностях поворотной режущей головки 2, которая через поворотный рычаг 7 соединена с кареткой 8 линейного электрического микропривода, его основание 9 посредством настроечного винта 10 закреплено на державке 1, крепежные элементы 11 выполнены в виде круговых направляющих качения, ось поворота которых совпадает с осью поворота режущей головки 2.A cutter with a variable rake angle contains a holder 1 and a rotary cutting head 2 with a cutting plate 3, contacting along a cylindrical surface 4 with an axis passing along the main cutting edge 5 of the cutting plate 3, and fasteners 11 fixed with screws 6 on the end surfaces of the rotary cutting head 2, which is connected to the carriage 8 of the linear electric microdrive through a pivot arm 7, its base 9 is fixed to the holder 1 by means of an adjusting screw 10, the fastening elements 11 are made in the form of circular rolling guides, the pivot axis of which coincides with the rotation axis of the cutting head 2.

Работает резец с изменяемым передним углом следующим образом.A cutter with a variable rake angle works as follows.

Для компенсации изменения кинематического переднего угла резца, вызванного нарушением условий резания, проявляющихся в изменении момента сил резания, действующих на поворотную режущую головку 2, или поднастройки переднего угла при изменении режимов резания или обрабатываемого материала посредством подачи соответствующего напряжения на обмотки управления линейного электрического микропривода перемещают каретку 8 относительно основания 9, что приводит к повороту рычага 7, соединенного с поворотной режущей головкой 2 на заданный угол γзад относительно режущей кромки 5. В результате корректируют текущее значение кинематического переднего угла резца. Настройка исходного положения рычага 7, следовательно, и переднего угла поворотной режущей головки 2 осуществляют настроечным винтом 10, закрепленным на державке 1. Текущее значение переднего угла поворотной режущей головки 2 может как увеличиваться до γmax, так и уменьшаться до -γmax от зафиксированного исходного положения путем подачи на линейный электрический микропривод команд на движение его каретки 8 вверх или вниз соответственно.To compensate for the change in the kinematic rake angle of the cutter caused by a violation of the cutting conditions, manifested in the change in the moment of the cutting forces acting on the rotary cutting head 2, or in the adjustment of the rake angle when changing the cutting conditions or the workpiece material by applying the appropriate voltage to the control windings of the linear electric microdrive, the carriage is moved 8 relative to the base 9, which leads to the rotation of the lever 7 connected to the rotary cutting head 2 by a predetermined angle γ backward relative to the cutting edge 5. As a result, the current value of the kinematic rake angle of the cutter is corrected. Adjustment of the initial position of the lever 7, and therefore the front angle of the rotary cutting head 2, is carried out with the adjusting screw 10 fixed on the holder 1. The current value of the front angle of the rotary cutting head 2 can either increase to γ max or decrease to -γ max from the fixed initial position by sending commands to the linear electric microdrive to move its carriage 8 up or down, respectively.

Предлагаемый резец с изменяемым передним углом позволяет повысить качество обработанной поверхности и увеличить стойкости режущей пластины за счет уменьшения сил резания путем оперативного изменения его переднего кинематического угла в соответствии с изменением условий резания и действующего на него момента сил резания.The proposed cutter with a variable rake angle allows you to improve the quality of the processed surface and increase the tool life of the cutting insert by reducing cutting forces by promptly changing its front kinematic angle in accordance with the change in cutting conditions and the cutting torque acting on it.

Claims (1)

Резец с изменяемым передним углом, содержащий державку, поворотную режущую головку с закрепленной на ней режущей пластиной, выполненную с возможностью контактирования с державкой по цилиндрической поверхности, ось которой проходит по главной режущей кромке режущей пластины, и крепежные элементы, отличающийся тем, что он снабжен линейным электрическим микроприводом, каретка которого соединена с поворотной режущей головкой через поворотный рычаг, при этом основание линейного электрического микропривода закреплено на державке посредством настроечного винта, а упомянутые крепежные элементы выполнены в виде круговых направляющих качения с осью поворота, совпадающей с осью поворотной режущей головки, и установлены на ее торцевых поверхностях.A cutter with a variable rake angle, containing a holder, a rotary cutting head with a cutting insert fixed on it, made with the possibility of contact with the holder along a cylindrical surface, the axis of which runs along the main cutting edge of the cutting insert, and fasteners, characterized in that it is equipped with a linear electric micro-drive, the carriage of which is connected to the rotary cutting head through a rotary lever, while the base of the linear electric micro-drive is fixed to the holder by means of an adjusting screw, and the mentioned fasteners are made in the form of circular rolling guides with a rotation axis coinciding with the axis of the rotary cutting head, and installed on its end surfaces.
RU2020129113A 2020-09-02 2020-09-02 Cutter with variable front angle RU2741397C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020129113A RU2741397C1 (en) 2020-09-02 2020-09-02 Cutter with variable front angle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020129113A RU2741397C1 (en) 2020-09-02 2020-09-02 Cutter with variable front angle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2741397C1 true RU2741397C1 (en) 2021-01-25

Family

ID=74213176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020129113A RU2741397C1 (en) 2020-09-02 2020-09-02 Cutter with variable front angle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2741397C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2458244A (en) * 1943-06-18 1949-01-04 Hermann F Bohl Cutting tool
SU877577A1 (en) * 1980-02-20 1981-10-30 Львовский государственный медицинский институт Device for simulating eye tracing movements
SU1717292A1 (en) * 1990-06-08 1992-03-07 Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Cutting tool
UA65918A (en) * 2003-07-01 2004-04-15 Novokramatorsk Machine Works Cjsc Turning tool
RU2443510C1 (en) * 2010-11-02 2012-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") Lathe tool with variable rake angle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2458244A (en) * 1943-06-18 1949-01-04 Hermann F Bohl Cutting tool
SU877577A1 (en) * 1980-02-20 1981-10-30 Львовский государственный медицинский институт Device for simulating eye tracing movements
SU1717292A1 (en) * 1990-06-08 1992-03-07 Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Cutting tool
UA65918A (en) * 2003-07-01 2004-04-15 Novokramatorsk Machine Works Cjsc Turning tool
RU2443510C1 (en) * 2010-11-02 2012-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") Lathe tool with variable rake angle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6918326B2 (en) Vertical lathe
CN102335757A (en) Cutter tool with fine adjustment for rough and fine hole boring
CN113414258A (en) Numerical control bender convenient to angle regulation
RU2741397C1 (en) Cutter with variable front angle
CN202343985U (en) Device for boring hole by replacing boring machine with numerically-controlled lathe
US4561815A (en) Machine tool adjustment
US3283626A (en) Tool block
CN108580943A (en) A kind of end face groove boring cutter
CN111152080A (en) Adjustable cutter mounting device and cutter grinding equipment
CN111590348A (en) Novel machine tool clamp for adjustable machining inclination angle of pump head body
CN111687664A (en) Inclination-adjustable clamp
KR100363187B1 (en) Working jig for machine tool
CN102728900A (en) Gear milling machine of fine-modulus spiral bevel gear
CN112548245B (en) Wire cutting machine
CN213888222U (en) Adjustable auxiliary tool rest for inner diameter tool
CN114589365A (en) Light-load working condition floating adjusting device
US3094024A (en) Shave tool
CN219293299U (en) Square main shaft deep hole machining tool
CN116851816B (en) High-speed milling machine tool for high-precision aero-engine blade
CN220463184U (en) Grating ruler for CNC (computerized numerical control) machine tool
CN210160748U (en) Follow rest for horizontal numerically controlled lathe
CN215999738U (en) Precise fine-adjustment machining mechanism
CN219443469U (en) Lathe fixture
CN216066052U (en) Full-automatic laser cutting die based on multidirectional function
CN209936445U (en) Feed limiting structure for milling machine