SU1085686A1

SU1085686A1 - Assembled cutting tool

Info

Publication number: SU1085686A1
Application number: SU833532396A
Authority: SU
Inventors: Григорий Львович Хает; Самуил Моисеевич Лельчук; Виталий Архипович Загуменный; Елена Константиновна Добыкина
Original assignee: Краматорский Индустриальный Институт
Priority date: 1983-01-06
Filing date: 1983-01-06
Publication date: 1984-04-15

Abstract

СБОРНЫЙ РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ , содержащий державку, режущую вставку и цангу с механизмом ее креплени , состо щим из нажимного винта и накидной гайки, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности креплени , отверстие в державке под цангу выполнено коническим, а на головке винта выполнены выступы дл взаимодействи с пазами цанги, на наружной неразрезанной части которой выполнены противоположные лыски дл взаимодействи с режущей вставкой.A ASSEMBLY TOOLING TOOL, comprising a holder, a cutting insert and a collet with a mechanism for its attachment consisting of a pressure screw and a cap nut, characterized in that, in order to increase the reliability of the attachment, the hole in the collet holder is made conical, and projections are made on the screw head to interact with the grooves of the collet, on the outer uncut part of which opposite tongues are made to interact with the cutting insert.

Description

/г./ Изобретение относитс к металлорежущим инструментам и может быть применено дл обработки материалов резанием. Известны сборные режущие инструменты у которых режуща пластина зажимаетс с помощью винта, на коническую головку которого надета разжимна втулка, разрезанна вдоль оси пазом. Головка винта в сборе со втулкой находитс в отверстии в режущей пластине. При завертывании винта в корпус резца коническа поверхность головки , взаимодейству с внутренней конической поверхностью втулки, раздвигает ее стенки, а последн своей наружной цилиндрической стенкой воздействует на стенку цилиндрического отверсти в режущей пластине , и из-за эксцентриситета осей отверсти в режущей пластине и резьбового отверсти в корпусе резца режуща пластина прижимаетс к боковым стенкам гнезда в корпусе резца 1. Однако выполнение поверхностей сопр жени разжимной втулки и стенки отверсти в режущей пластине цилиндрическими не гарантирует поджати режущей пластины к опоре гнезда, из-за чего снижаетс жесткость стыка, особенно при работе с переменными силами резани , а последнее влечет преждевременную поломку режущей пластины . У резьбового соединени винта с корпусом резца, выполненного непосредственно под режущей пластиной, при длительной эксплуатации из-за теплового фактора возможно заклинивание при выходе из стро резьбы. Конструкци у звима мелкодисперсной стружкой и металлической пылью, которые образуютс при черновой обработке заготовок, особенно из чугуна, при этом нет элементов, выполн ющих защитную функцию. Дл достижени нужной величины эксцентриситета отверстий в режущей пластине и в корпусе резца необходима подгонка сопр гающихс поверхностей. Все это свидетельствует о низкой технологичности конструкции , отсутствии взаимозамен емости крепежных деталей, что в итоге не гарантирует жесткости и надежности креплени режущего элемента. Известны сборные режущие инструменты, у которых зажимной элемент имеет форму гильзы, частично разрезанной в длину (т. е. в форме цанги) и имеющей сверху (со стороны неразрезанного торца) выступы, выполн ющие роль прихватов, которыми прижимаетс режуща пластина сверху к опоре гнезда. Лепестки цанги раздвигаютс при помощи конусной поверхности винта, воздействующей (при завинчивании последнего в корпус резца) на внутреннюю стенку уступа , выполненного внутри цанги 2. Однако весома дол в выполнении функций креплени режущей пластины возложена не только на детали крепежного элемента, но и на державку. Так как направление прижати режущей пластины к опоре совпадает с направлением воздействи нажимного винта на лепестки цанги, то нажимной винт здесь сочленен с державкой именно по резьбовому соединению. Из-за этого становитс невозможной быстра смена самого нажимного винта. Расположение резьбового соединени под режущей пластиной повыщает веро тность его выхода из стро . Это затрудн ет возможность ремонта державки и снижает ее долговечность. Конструкцию нельз примен ть дл обработки материалов дающих мелкодисперсную стружку, так как она не имеет защитных элементов. Сопр жение крепежного элемента с державкой по резьбовому соединению, выполненному под режущей пластиной, снижает жесткость и надежность креплени режущей пластины к державке, снижает технологичность конструкции , снижает уровень органолептических свойств инструмента. Цель изобретени - повыщение надежности креплени . Указанна цель достигаетс тем, что у сборного режущего инструмента, содержащего державку, режущую вставку и цангу с механизмом ее креплени , состо щим из нажимного винта и накидной гайки, отверстие в державке под цангу выполнено коническим , а на головке винта выполнены выступы дл взаимодействи с пазами цанги, на наружной неразрезанной части которой выполнены противоположные лыски дл взаимодействи с режущей вставкой. Выполнение поверхности отверсти (под цангу) в корпусе державки расщир ющимс к основанию державки позволит обеспечить по вление при разжатии лепестков цанги составл ющей силы реакции, направленной тоже в сторону основани державки резца, а благодар воздействию накидной гайки на цангу осуществить надежное прижатие буртом цанги режущей вставки к основанию гнезда в державке. Выполнение на головке нажимного винта выступов, вход щих в межлепестковые пазы цанги, а также наружной неразрезанной части корпуса цанги противоположных плоскостей , одна из которых входит в контакт с одной из стенок открытого паза в режущей вставке при навинчивании накидной гайки на нажимной винт, способствует по влению (за счет трени накидной гайки о бурт корпуса цанги) проворота режущей вставки в сторону стенок гнезда, в который она помещена, а это еще больще повыщает надежность креплени режущей вставки к державке . Воздействие плоскости корпуса цанги при ее малейщем провороте на стенку открытого паза в режущей вставке, а такжеThe invention relates to metal cutting tools and can be used for cutting materials. Collective cutting tools are known in which the cutting plate is clamped with a screw, on the conical head of which the expanding sleeve is worn, slit along the axis. The screw head assembly with bushing is in a hole in the cutting plate. When screwing the screw into the cutter body, the tapered surface of the head interacts with the inner conical surface of the sleeve, expands its walls, and the latter with its outer cylindrical wall acts on the wall of the cylindrical hole in the cutting plate, and due to the eccentricity of the axes of the hole in the cutting plate and the thread hole in the cutter body of the cutting plate is pressed against the side walls of the socket in the body of the cutter 1. However, the mating surfaces of the expansion sleeve and the wall of the hole in the cutting face e cylinder does not guarantee the pressing of the cutting insert to the support socket, because of which decreases rigidity of the joint, especially when dealing with variable cutting forces, the latter implies premature breakage of the cutting insert. In the case of a threaded joint of a screw with a cutter body, made directly under the cutting plate, during prolonged use, due to the thermal factor, it is possible that a thread is jammed when leaving the pipe. The design of the finely dispersed chips and metal dust, which are formed during the roughing of the blanks, especially of cast iron, while there are no elements that perform a protective function. To achieve the desired magnitude of eccentricity of the holes in the cutting plate and in the tool body, adjustment of the mating surfaces is necessary. All this testifies to the low manufacturability of the structure, the absence of interchangeability of fasteners, which ultimately does not guarantee the rigidity and reliability of fastening the cutting element. Collective cutting tools are known in which the clamping element has the shape of a sleeve, partially cut in length (i.e. in the form of a collet) and having projections on the top (from the uncut end) protrusions that hold the cutting plate on top of the socket support . The petals of the collet are moved apart with the help of the tapered surface of the screw, which acts (when screwing the latter into the cutter body) on the inner wall of the shoulder made inside the collet 2. However, the weighing part of the functions of fixing the cutting plate is assigned not only to the fastener parts, but also to the holder. Since the direction of pressing the cutting plate to the support coincides with the direction of pressure of the pressure screw on the petals of the collet, the pressure screw here is articulated with the holder along the threaded connection. Because of this, it becomes impossible to quickly change the pressure screw itself. The arrangement of the threaded joint under the cutting insert increases the likelihood of it failing. This makes it difficult to repair the holder and reduces its durability. The design cannot be used for processing materials that produce fine chips, as it does not have protective elements. Coupling a fastener with a holder along a threaded joint, made under the cutting plate, reduces the rigidity and reliability of the attachment of the cutting plate to the holder, reduces the manufacturability of the design, and reduces the organoleptic properties of the tool. The purpose of the invention is to increase the reliability of fastening. This goal is achieved by the fact that for an assembly cutting tool comprising a holder, a cutting insert and a collet with a fastening mechanism consisting of a pressure screw and a cap nut, the hole in the collet holder is made conical, and protrusions are made on the screw head with grooves collet, on the outer uncut part of which opposite pockets are made to interact with the cutting insert. Making the surface of the hole (under the collet) in the body of the holder extending to the base of the holder will ensure that when the petals of the collet come loose, a component reaction force is also directed towards the base of the tool holder, and due to the cap nut pressing the collet of the cutting insert to the base of the socket in the holder. The execution of the protrusions in the interbettle grooves of the collet and the outer uncut part of the body of the collet of opposite planes, one of which comes in contact with one of the walls of the open groove in the cutting insert when the cap nut is screwed on the pressure screw, contributes to (due to the friction of the cap nut against the collet case body), twisting the cutting insert towards the walls of the socket in which it is placed, and this will even more increase the reliability of fastening the cutting insert to the holder. The impact of the collet body plane at its slightest twist on the wall of the open groove in the cutting insert, as well as

потребность в небольших перемещени х накидной гайки по нажимному винту с целью разжати лепестков цанги на достаточную дл закреплени режущей вставки величину, обеспечивает в итоге и быстроемкость режущей вставки, а при необходимости, и быструю замену самого цангового механизма креплени режущей вставки.the need for small movements of the cap nut on the pressure screw to loosen the petals of the collet to a value sufficient to secure the cutting insert, provides ultimately the quickness of the cutting insert, and, if necessary, quick replacement of the collet itself of the cutting insert fastening.

Так как сопр гающиес между собой детали цангового механизма выполнены так, что они сверху защищены накидной гайкой, то это предохран ет их от повреждени стружкой и продлевает срок их службы.Since the mating parts of the collet mechanism are interconnected so that they are protected from above with a flare nut, this prevents them from being damaged by chips and prolongs their service life.

В предлагаемой конструкции основные функции по креплению режущей вставки к державке возложены только на детали крепежного элемента - цанговый механизм. Зиго упрощает форму сопр гающихс поверхностей вставки и державки, чем повыщаетс технологичность их изготовлени . Например, режущие вставки и корпуса резцов могут изготавливатьс на заводах-потребител х инструмента, не имеющих специализированных цехов по изготовлению режущего инструмента, а цанговый механизм - на специализированном инструментальном заводе, что обеспечит ему низкую стоимость при высоком качестве.In the proposed design, the main functions of fastening the cutting insert to the holder are assigned only to the fastener parts - the collet mechanism. The zigo simplifies the shape of the mating surfaces of the insert and the holder, thereby increasing the manufacturability of their manufacture. For example, cutting inserts and cutter bodies can be manufactured at tooling factories that do not have specialized workshops for making cutting tools, and the collet mechanism can be made at a specialized tool factory, which will ensure low cost and high quality.

На фиг. 1 представлен резец в сборе (вид сверху); на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (лепестки цанги разжаты, а режуща вставки закреплена); на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 4 (лепестки цанги не разжаты); на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 1 (лепестки цанги не разжаты, режуща вставка не закреплена); на фиг. 5 - цанговый механизм креплени режущей вставки; на фиг. 6-схема сил реакции; на фиг. 7 - сечение Е-Е на фиг. 2.FIG. 1 shows the tool assembly (top view); in fig. 2 is a section A-A in FIG. 1 (the collet petals are open and the inserts are fixed); in fig. 3 is a section BB in FIG. 4 (collet leaves are not decompressed); in fig. 4 is a section A-A in FIG. 1 (the collet petals are not decompressed, the cutting insert is not fixed); in fig. 5 - collet fastening mechanism of the cutting insert; in fig. 6 is a diagram of reaction forces; in fig. 7 is a sectional view E — E of FIG. 2

Резец содержит державку 1, режущую вставку 2 и цанговый механизм ее креплени 3 (фиг. 5), состо щий из полого цилиндрического корпуса 4 с выполненными на нем (например, четырьм ) пружин щими лепестками 5 и 6, 7 и 8, нажимного винта 9 и накидной гайки 10. Отверстие 11 в державке 1 выполнено расшир ющимс под острым углом « к ее основанию 12. На головке 13 нажимного винта 9 выполнены выступы 14 и 15, вход щие в межлепестковые пазы 16 и 17 корпуса 4 цангового механизма 3.The cutter contains a holder 1, a cutting insert 2 and a collet mechanism for its attachment 3 (Fig. 5), consisting of a hollow cylindrical body 4 with spring lobes 5 and 6, 7 and 8, made on it (for example, four), pressure screw 9 and a cap nut 10. The aperture 11 in the holder 1 is made expanding at an acute angle to its base 12. On the head 13 of the pressure screw 9, protrusions 14 and 15 are made, which enter into interlobe grooves 16 and 17 of the body 4 of the collet mechanism 3.

На наружной неразрезанной части корпуса 4 цанги выполнены противоположные плоскости 18 и 19 (фиг. 2 и 7), стенки 20 и 21 (фиг. 3 и 7) открытого паза 22 (фиг. 7) режущей вставки 2 выполнены на таком рассто нии друг от друга, что режуща вставка, одева сь на корпус цанги с зазором величиной /С и Л (фиг. 3) (причем величина зазора ), устанавливаетс и с зазором величиной М (фиг. 3) по отнощению к стенке 23 (фиг. 3 и 7) гнезда под режущуюOn the outer uncut part of the body 4 of the collet, opposite planes 18 and 19 are made (Fig. 2 and 7), walls 20 and 21 (Fig. 3 and 7) of the open groove 22 (Fig. 7) of the cutting insert 2 are made at this distance from each other. the other, that the cutting insert, putting on the body of the collet with a gap of the magnitude of / C and L (Fig. 3) (and the gap size), is also set with a gap of M (Fig. 3) relative to the wall 23 (Fig. 3 and 7) cutting slots

вставку в державке 1. Соотношение величин зазоров .insert in the holder 1. The ratio of the magnitudes of the gaps.

На верхней части корпуса 4 цанги выполнен бурт 24 (фиг. 2, 3 и 4), воздействуюс щий на поверхность 25 (фиг. 3) режущей вставки 2 при навинчивании накидной гайки 10 на нажимной винт 9.On the upper part of the body 4 of the collet there is a shoulder 24 (FIGS. 2, 3 and 4), which acts on the surface 25 (FIG. 3) of the cutting insert 2 while screwing on the cap nut 10 on the pressure screw 9.

Сборка резца осуществл етс следующим образом.The cutter is assembled as follows.

Вначале собираетс цанговый механизм 3Collet mechanism 3 is first assembled.

креплени режущей вставки 2. Снизу в корпус 4 вставл етс нажимной винт 9: выступы 14 и 15 на его головке 13 ввод тс в межлепестковые пазы 16 и 17, а сама головка 13 подводитс до соприкосновени fastening the cutting insert 2. A push screw 9 is inserted into the body 4: the protrusions 14 and 15 on its head 13 are inserted into the interlobular grooves 16 and 17, and the head 13 itself is brought into contact

5 с внутренними коническими поверхност ми лепестков 5, 6, 7 и 8. На выступающую сверху корпуса 4 цанги резьбовую часть нажимного винта 9 навинчиваетс накидна гайка 10 до соприкосновени с буртом 24 корпуса 4 цанги. В собранном виде цанго0 вого механизма 3 его корпус 4 остаетс цилиндрическим (лепестки не разжаты и режуща вставка не закреплена - фиг. 1 и 3). Затем цанговый механизм 3 вводитс своей разрезанной частью в расшир ющеес 5 with inner conical surfaces of the petals 5, 6, 7, and 8. A threaded part of the pushing screw 9 protruding from the top of the body 4 of the collet is screwed on to the contact nut with the collet 24 of the body of the collet 4. In assembled form of the collet mechanism 3, its body 4 remains cylindrical (the petals are not unclenched and the cutting insert is not fixed - Figs. 1 and 3). Then the collet mechanism 3 is inserted with its cut-off part into the expanding

5 к основанию 12 державки 1 отверстие 11, а режуща вставка 2, одева сь на верхнюю неразрезанную часть корпуса 4 цанги, устанавливаетс в гнездо в державке 1. Это состо ние сборного режущего инструмента изображено на фиг. 1 и 3.5 to the base 12 of the holder 1, the hole 11, and the cutting insert 2, which is mounted on the upper uncut portion of the collet body 4, is placed in the slot in the holder 1. This state of the assembled cutting tool is shown in FIG. 1 and 3.

0 Дл закреплени режущей вставки 2 в гнезде державки 1 вращают накидную гайку 10 в направлении по стрелке Н (фиг. 4). Из-за воздействи выступов 14 и 15 на лепестки 5 и 8 корпус 4 цанги тоже вращаетс в направлении по стрелке Н до упора плос кости 19 на неразрезанной части корпуса 4 цанги в стенку 21 открытого паза 22 режущей вставки 2. При этом за счет трени накидной гайки 10 о бурт 24 корпуса 4 цанги и трени последнего о поверхность 250 To secure the cutting insert 2 in the seat of the holder 1, rotate the flare nut 10 in the direction of arrow H (Fig. 4). Due to the action of the protrusions 14 and 15 on the petals 5 and 8, the body 4 of the collet also rotates in the direction of the arrow H up to the stop of the plane 19 on the uncut part of the body 4 of the collet into the wall 21 of the open groove 22 of the cutting insert 2. nuts 10 about a collar 24 cases 4 of a grip and friction of the last about a surface 25

0 режущей вставки 2 сама режуща вставка 2 подвинетс к стенке 23 гнезда в державке 1 до упора. Одновременно головка 13 нажимного винта 9 воздействует на конусную поверхность лепестков 5, 6, 7 и 8 и раздвигает их до упора в стенки расшир ющегос к основанию 12 державки 1 отверсти 11. Так как соотношение величин зазоров К + М Л, то при поджиме режущей вставки к стенке 23 гнезда в державке 1 плоскость 18 не испытывает преп тствий со стороны стенQ ки 20 открытого паза 22 в режущей вставке 2.0 of the cutting insert 2, the cutting insert 2 itself will move to the wall 23 of the socket in the holder 1 up to the stop. At the same time, the head 13 of the pushing screw 9 acts on the tapered surface of the petals 5, 6, 7 and 8 and pushes them all the way into the walls of the opening 1 of the holder 1 that expands to the base 12 of the holder 11. Since the ratio of the gaps K + ML, when pressing the cutting insert against the wall 23 of the socket in the holder 1, the plane 18 does not experience obstacles from the side of the wall 20 of the open groove 22 in the cutting insert 2.

При упоре лепестков 5, 6, 7 и 8 в поверхность стенки отверсти 11 возникает сила Р (фиг. 6) реакции, имеюща как горизонталь5 ную Г (фиг. 6), так и вертикальную В (фиг. 6) составл ющие. Вертикальна составл юща направлена тоже в сторону основани 12 державки 1 резца и предотвращает перемещение цангового механизма 3 вдоль его оси, а так как накидна гайка 10 воздействует на цангу и через бурт 24 последней - на поверхность 25 режущей вставки 2, то происходит надежна зат жка режущей вставки 2 к основанию гнезда в державке 1. Так как поджим режущей вставки к стенкам гнезда державки (при повороте цангового механизма вокруг своей оси) происходит уже при сцентрированном корпусе цангового механизма по расшир ющемус к основанию державки отверстию в ней, то дальнейший процесс зат жки режущей вставки в гнезде державки происходит беспреп тственно . При вращении нажимной гайки в обратном направлении происходит раскрепление режущей вставки. Механизм раскреплени происходит в последовательности, обратной последовательности механизма закреплени . Быстроту сн ти режущей вставки обеспечивает отход плоскости корпуса цанги от стенки открытого паза в режущей вставке, дл осуществлени которого необходим малейщий проворот корпуса цангового механизма вокруг своей оси, а также выполнение в определенном соотнощении величины зазоров между стенками открытого паза в режущей вставке и плоскост ми на корпусе цангового механизма. Предлагаемый сборный режущий инструмент обладает быстросъемностью режущей вставки, надежностью ее креплени и технологичностью изготовлени , что обеспечивает повышение на 20% производитель ости обработки и на сокращает расход твердого сплава. Экономический эффект от внедрени инструмента усоверщенствованной конструкции и системы его эксплуатации составит 84357 руб.When the petals 5, 6, 7 and 8 stop against the wall surface of the hole 11, a force P (Fig. 6) of the reaction arises, having both horizontal T (Fig. 6) and vertical B (Fig. 6) components. The vertical component is also directed towards the base 12 of the tool holder holder 1 and prevents the collet mechanism 3 from moving along its axis, and since the cap nut 10 acts on the collet and through the last collar 24 - on the surface 25 of the cutting insert 2, the cutting tool is reliably tightened. inserts 2 to the base of the socket in the holder 1. Since pressing the cutting insert to the walls of the holder's nest (when the collet mechanism is rotated around its axis) occurs already with the centered collet case body along the expansion shaft to the base holding the hole in it, then the further process of tightening the cutting insert in the holder's seat occurs unhindered. When the pressure nut is rotated in the opposite direction, the cutting insert is unfastened. The detachment mechanism occurs in the reverse order of the securing mechanism. The quickness of removing the cutting insert ensures that the collet body plane moves away from the open groove wall in the cutting insert, which requires the slightest rotation of the collet body around its axis, as well as the gaps between the open groove walls in the cutting insert and the planes in a certain ratio. the collet mechanism. The proposed assembly cutting tool has a quick-release cutting insert, the reliability of its attachment and manufacturability, which provides an increase of 20% in the manufacturer of processing and reduces the consumption of carbide. The economic effect from the introduction of an instrument of an improved design and its system of operation will be 84,357 rubles.

ААAA

2 252 25

/Y/ Y

ПP

1212

Фиг.ЗFig.Z

Claims

ASSEMBLY CUTTING TOOL, comprising a holder, a cutting insert and a collet with a mechanism for its fastening, consisting of a pressure screw and a union nut, characterized in that, in order to increase the reliability of fastening, the hole in the holder for the collet is made conical, and protrusions are made on the screw head for interaction with the grooves of the collet, on the outer uncut part of which opposite flats are made to interact with the cutting insert.