SU1419813A1 - Способ резани материала лезвийным инструментом В.И.Курихина - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии машиностроени , а именно к способу резани  материалов лезвийным инструментом . Целью изобретени   вл етс  повышение производительности процесса резани  материала за счет уменьшени  усили  на преодоление сопротивлени  сдвигу обрабатываемого материала в плоскости отделени  срезаемого сло . Режущей частью 3 лазерный лучJ фиксируют над передней поверхностью 2 инструмента в точке 6, Одновременно сфокусированное лазерное излучение в точке на фокальной плоскости 8 направл ют вглубь обрабатываемого материала 10 к месту зарождени  П и распространени  опережающей лезвие на режущей кромке 5 трещины в плоскости сдвига при отделении срезаемого сло  12, 4 ил.

Description

/5

Фиг.1

Изобретение относитс  к технологии- машиностроени , а именно к способу резани  материала лезвийным инструментом и предназначено дл  испоЛьзованик в технологических процессах машиностроительной промышленности при токарных , фрезерных и др. видах обработки металлических и неметаллических материсшов путем сн ти  припуска с заготовок 3 виде стружки.

Целью изобрете1ш   вл етс  повышение , производительности прюцесса реза- ни  материала за счет уменьшени  усили  на преодоление сопротивлени  сдвигу обрабатываемого материала в плоскости отделени  срезаемого сло  и снижени  контактного трени  срезаемого сло  о режущий инструмент.

Ocyщecтвлeниe подогрева обрабаты- 20 металлического материа- ia, Б частности

Баемого материала в прирезцовой области , при котором лазерное излучение подвод т к обрабатываемому материалу со стороны передней поверхности режущей части инструментаJ достигнуто уве личение скорости прогрева зоны резани  за счет подвода энергии непосредственно в область упругого и гитас- тического деформировани ; материала в процессе резани . Фокусированием и направлением режущей частью лазерного луча к месту зарождени  и распространени  по материалу опережающей лезвие инструмента трещины в материале,образующей при отделении срезаемого сло  по плоскости дефор - ации сдвига, получена возможность концентрировать световой поток лазерного излучени  над передней поверхностью режущей части инструмента и осуществл ть локаль- ньй подогрев дл  уменьшени  сопротивлени  обрабатываемого материала раз- рущению по плоскости сдвига и уменьшено трение срезаемого сло  о переднюю поверхность режущей части инструмента при удалении его из зоны резани  за счет деформации срезаемого сло  под действием разности температур на наружной и внутренней (образованной плоскостью сдвига) поверхност ми. Подогревом места зарожд,ени  трещины в обрабатываемом материале при отделении срезаемого сло  до температуры локального испарени  материала и одновременным переводом срезаемого сло  частично в парожидкое состо ние при расклинивании твердотельной части давлением паров обрабатываемого материала в плоскости сдвига созданы ус

лони  дл  получени  дополнительных УСИ.ПИЙ в зоне резани , разрушающих материал по плоскости сдвига. В результате перевода материала в локальной зоне в парожидкое состо ние осуществл ют генерацию псевдосжиженного подсло  между передней псверхностью режущей части инструмента и обращен0 ной к ней поверхностью твердоте.аъной части срезаемого сло  материала. При этом получена возможность удалени  срезаемого сло  из зоны резани  на паровом подслое без контакта его

5 твердотельной части с передней поверх- ност: ю режущей части инструмента, т.е. уменьшено трение между ними,

В качестве примера возможной реализации способа выбрано резание не30

5

25 о

5

0

резины, применительнс к удалению крупных выступов рисунка проте.ктора резцом при восстановительном ремонте авмобильньгх шин , при котором усилие резани  определ етс  контактным давлением между срезаемой резиной и инfj струментом, разным примерно 2 кГ/см ,

На фиг.1 показана схема подвода лазерного излучени  в прирезцовую область через переднюю поверхность ре- части инструмента - резца; на фиг, 2 - возможнЬ й вариан г направлени . лазерного луча к зоне резани ; на фиг.3 - пример передачи лазерного излучени  от квантового генератора по гибкому световоду к инструменту; на фиг.4 - схема отделени  срезаемого сло  от обрабатываемого материала.

Подогрев обрабатываемого материала производ т в прирезцовой области, в которую лазерное излучение 1 от квантового генератора (не показан) подвод т со стороны передней поверхности 2 режущей части 3 инструмента, например , выполненной из прозрачной окиси алюмини  с алмазным слоем 4 на боковой поверхности (задне5Ч поверхности ) дл  образовани  режущей кромки 5 , в виде тонкопленочного покрыти . Режущей частью 3 лазерный луч фокусируют над передней поверхностью 2 инструмента в точке 6, преимущественно смещенной в сторону к режущей кромке 5 путем выполнени  режущей части в виде оптической собирательной линзы, имеющей выпуклость 7 под передней поверхностью 2 и фокальную плоскость 8 над передней поверхностью 2, а фокальную ось Э паправ314

ленную в зону резани . Одновременно сфокусированное лазерное излучение в точке на фокальной плоскости 8 направл ют вглубь обрабатываемого мате- риала 10 к месту зарождени  11 и распространени  опережающей лезвие на режущей кромке 5 трещины в плоскости сдвига при отделении срезаемого сло  12. При подогреве в обрабатываемои материале места зарождени  Tpenyi- ны до TeNmepaTypbi испарени  материала в этой локальной зоне срезаемый слой 12 со стороны передней поверх- , кости 2 частично перевод т в парожид- кое состо ние и одновременно расклинивают твердотельные части материала давлением образовавшихс  паров обрабатываемого материала в области плоскости сдвига при резании. При этом твер- дотельную часть срезаемого сло  J2 удал ют из зоны резани  во взвешенном относительно передней поверхности инструмента 2 состо нии на паровом подслое 13, исключа  контактное взаимо- действие между взаимно перемещающимис  поверхност ми. Режуща  часть 3 инструмента может находитьс  на его державке 14 с каналом, имеющим заглушку 15 дл  ввода лазерного луча 1 и преломл ющую призму 16 в месте излома оси канала 17. В канал 17 дл  увеличени  жесткости инструмента может быть введен светопрозрачный сердечник 18

Iff 78

I//////////7///. Фи.. 2

13

из материала на оснозе окислов металлов . Дл  регулировки нагфавлени  лазерного излучени  через перед гло поверхность 2 предусмотрен узел настройки инструмента, например, в виде винтовой пары 19 на держателе 14. Инсч ру- мент может иметь оптический разъем 2.0 дл  присоединени  гибкого световода 21 от квантового генератора. Излучение в зону резани  может подаватьс  импульсами дл  устранени  экранирующего эффекта паров метариала. Наличие парового подсло  способствует равномерному распределению давлени  на пе- редннЯо поверхность... инструмента при резании и демпфированию колебаний усилий при резанни.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ резани  материала лезвийным инструментом, включающий подогрев зоны обработки, отличающий- с   тем, -что, с целью повышени  производительности обработки, обработку ведут лазерным излучением, которое подвод т через переднюю поверх11ость режущей части инструмента, фокусируют и направл ют в пркрезцовую область к месту зарождени  опережающей лезвие трещины, при этом подогрев осуществл ют до температуры локального испарени  обрабатываемого материала.

   Л 15 1 20

   21

   - K -f}f фиг . 3

   If

   Редактор Н.Горват

   4274/J5

   Тирах 880Подписное

   БНШ ГЯИ Государственкоfo : с;;- ::1тета СССР

   IU) делан нэобретскнЛ ч от)ытик 113035,, Москва, Ж-35 каб, , д. 4/5

   VuB.fy

   Ко op ек тор М Ложо