SU1756018A1 - Способ чистовой обработки и резец дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к машиностроению .

Известен один из распространенных методов получени  деталей в машиностроении путем механической обработки различными режущими инструментами Процесс резани  осуществл етс  режущим клином инструмента, который обеспечивает съем припуска путем образовани  стружки и придание детал м необходимой формы, точности и чистоты обработанной поверхности.

В зависимости от обрабатываемого материала , величины снимаемого припуска, требуемой точности обработки и чистоты обработанной поверхности все операции обработки условно раздел ют на чернов-ые, получистовые и чистовые Такое деление св зано с физическими  влени ми, происход щими в процессе резани - пластическими , упругими деформаци ми обрабатываемого материала, усадкой образующейс  стружки и разрушением структуры поверхностного сло  материала обработанной поверхности большими контактными давлени ми на режущую кромку инструмента и износом его. Эти  влени  неизбежны. Уменьшить или изменить их вли ние можно различными методами: повышением режущих свойств инструмента, уменьшением снимаемого за один проход припуска, изменением геометрии режущего инструмента, введением дополнительной обработки и др

Известен метод точени  с опережающим пластическим деформированием, при которых поверхность резани  пластически деформируют роликом с выступами, а поверхность , вышедшую из-под резца, допол- нительно пластически деформируют выглаживанием, наклепыванием или чеканкой .

Указанные методы св заны с повышением трудозатрат, которые резко возрастают при повышении точности изготовл ени  и качества обработанной поверхности деталей , И там, где требуемую высокую точность и шероховатость невозможно получить методом лезвийной обработки, примен ют

Х|

СЛ

шлифование, доводку, выглаживание и другие чистовые методы обработки.

Способ чистовой обработки материалов резанием со сжатием сло  снимаемого материала основан на прижатии образующейс  стружки у ее основани  и передней поверхности резца и обработанной поверхности путем введени  прижима непосредственно в зону максимальных пластических деформаций и непосредственно перед нею, что обеспечивает уменьшение пластической деформации снимаемого резцом сло  материала. Этот метод резани  в определенной мере аналогичен чистовой штампов- ке-вырезке, когда в зоне разделени  металлов создаетс  дополнительный подпор металла за счет имеющегос  в штампе выступа (острого ребра), который пластически деформируют металл в зоне его разъединени  (зоне максимальных пластических деформаций), что и обеспечивает высокую чистоту и качество вырубленных (вырезанных) деталей,

При использовании предлагаемого способа за счет введени  прижима может возрасти расход мощности, увеличитьс  усилие резани , усложнитьс  режущий инструмент и в отдельных случа х сократитьс  ресурс его работы. Но при этом уменьшитс  высота микронеровностей, отпадает надобность в отделочных операци х - шлифовани , доводке , полировке. Улучшение качества обработанной поверхности выразитс  и в более плавной микрогеометрии, отсутствии шарнировани  и прижогов отабразивных инструментов на отделочных операци х, наличии сжимающих поверхностных напр жений. Известны различные конструкции стружколомателей, закрепл емых на резце или резцедержателе как подвижно, так и неподвижно.

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому  вл етс  резец со стружко- ломателем экранного типа, выполненным в виде пластины, снабженной с опорной стороны выемкой и установленной на верхней плоскости державки с возможностью регулировки вдоль оси резца.

Недостатком известного резца  вл етс  то, что стружколомающа  пластина расположена не над главной или дополнительной режущими кромками, а находитс  позади их и функционально с ними не св зана, не снабжена клиновидной частью со скосом и воздействует на образовавшуюс  стружке вне зоны пластических деформаций.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности обработки и улучшение качества обработанной поверхности.

Поставленна  цель достигаетс  путем пластического деформировани  материала образующейс  стружки у ее корн  в зоне плоскости сдвига (зоне максимальных пластических деформаций) и перед нею путем введени  прижима, закрепленного на резце .

Величина зазора между передней поверхностью резца и вершиной клиновидно0 го прижима и величина рассто ни  между вершиной резца и вершиной клиновидного прижима не произвольны и завис т от режимов резани , в частности от глубины резани , свойств обрабатываемого материала и

5 геометрии резца, вли ющих на усадку стружки.

Поставленна  цель достигаетс  также тем, что к державке чистового резца, у которого дополнительна  режуща  кромка па0 раллельна направлению подачи и по длине больше величины подачи, в зоне его режущей части прикреплен прижим с клиновидной частью со скосом, при этом скос клиновидной части расположен над главной

5 режущей кромкой резца, а остальной участок клиновидной части прижима - над дополнительной режущей кромкой.

Расположение клиновидной части прижима над режущими кромками резца и раз0 меры ее не произвольны, а завис т от свойства обрабатываемых материалов и св заны определенными соотношени ми с глубиной резани  t и подачей S, По высоте h над дополнительной режущей кромкой

5 клиновидна  часть со скоком расположена так, что образовавша с  стружка имеет возможность проходить под него. Поскольку характер процесса усадки стружки изменитс  из-за введени  клиновидной части со ско0 сом в зону максимальных пластических деформаций, то толщина стружки будет зависеть от глубины резани  и свойств обрабатываемого материала не как при обычном резании, а будет подчин тьс  соотношению

5 h(0,,0)t. Это св зано с перераспределением напр жений в зоне максимальных пла- стических деформаций, изменением характера усадки стружки, что способствует повышению чистоты и качества обработан50 ной поверхности, лучшему отделению стружки от обрабатываемой заготовки и сходу ее по передней поверхности резца, Из аналогичных расчетов прин та и ве55 личина I смещени  клиновидной части прижима со скосом в сторону державки резца от его вершины, котора  равна l(1,0-4,0)t. Размеры I и h дл  предлагаемого резца назначаютс  в зависимости от величины усадки стружки. Продольна  усадка стружки есть отношение длины срезанной стружки к

длине участка, с которого она срезана. Усадка стружки колеблетс  в широких пределах, например от 0,154 дл  меди до 0,527 дл  стали ЗОХГСА. В соответствие с этими рекомендаци ми , а также из услови  неизмен емости объема срезаемого сло  металла и проведенных экспериментов размер I измен етс  в пределах 1(1,0-4,0):, а размер h в пределах h(0,8-3.0)t.

На фиг,1 представлена схема резани  по предлагаемому способу чистовой обработки; на фиг.2 - резец дл  чистовой обработки по предлагаемому способу; на фиг.З - разрез А-А на фиг,2; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - резец, вид сверху; на фиг.6 - узел I на фиг.5; на фиг.7 - вид В на фиг.5.

Резец 1, внедр  сь в обрабатываемый материал 2, образует стружку 3 Клиновидна  часть прижима 4 расположена в зоне максимальных пластических деформаций и непосредственно перед нею

Введение прижима позволит уменьшить длину зоны заторможенного материала OK (Ci) и длину зоны внешнего трени  ОМ(С), что позволит изменить положение плоскости максимальных сдвиговых напр жений g путем уменьшени  угла скалывани  9. Все это создает опрокидывающий момент стружки относительно вершины резца, оказывает разрушающее действие силы нормального давлени  N и способствует отделению стружки С другой стороны, введение прижима способствует уменьшению опережающей трещины, что приводит к уменьшению микронеровностей и микротрещин на обработанной поверхности.

Конкретное применение предлагаемый метод резани  найдет при чистовой обработке различных материалов. При этом обработка производитс  на общеприн том оборудовании с применением обычных сма- зывающе-охлаждающих жидкостей, приемов работы и инструментов (резцов) с закрепленными на них прижимами.

Возможность более интенсивного воздействи  режущих инструментов на обрабатываемый материал по вилась в св зи с созданием высокоэффективных инструментальных материалов (твердый сплав, сверхтвердые , синтетические материалы, износостойкие покрыти  и др.), обладающих повышенным ресурсом стойкости.

Повышение производительности достигаетс  путем значительного повышени  продольных подач, а именно в п ть-шесть раз в сравнении с подачами на чистовых операци х. Например, при чистовых операци х точени  подачи назначаютс  равными

0,05 - 0,2 мм/об, тогда как в предлагаемом способе они будут 0,5 - 2,0 мм/об.

Поскольку применение прижима может увеличить суммарные (резец + прижим) уси- 5 ли  резани , то способ целесообразно примен ть дл  обработки деталей при их жестком закреплении. При этом получистовые операции могут стать чистовыми с одно- временным повышением точности 10 обработки и улучшением шероховатости поверхности .

К державке резца 1 (фиг.2) винтами прикреплен прижим. Прижим полностью изготавливаетс  из инструментального 15 материала, например из быстрорежущей стали, или только окончание клиновидной части со скосом. Геометри  резца зависит от обрабатываемого материала, но в целом прин та обычной дл  чистовых резцов с до- 0 полнительной режущей кромкой 5 (фиг.б), параллельной направлению подачи резца S и равной L (1,2-1,6)5. Клиновидна  часть со скосом расположена над дополнительной и главной режущими кромками следую- 5 щим образом. Клиновидна  часть 6 (фиг.З) прижима расположена над дополнительной кромкой 5 на рассто нии h (0,8-3,0)t, а скос 7 клиновидной части прижима - над главной режущей кромкой 8 (фиг.б). 0 В предлагаемом резце может быть защитна  фаска 0,2 мм с отрицательным углом -5° и дополнительный угол в плане 20°, ширина дополнительной кромки увеличена с 1,1S до (1,2-1,6)5 с учетом поперечной усэд- 5 ки стружки и пластической деформации, вызываемой прижимом резца.

Размер высоты начала скоса Н выбран из тех же условий, которые действуют при выборе I и h. Скос клиновидной части при- 0 жима находитс  над главной режущей кромкой и воздействует на формирующуюс  стружку, уже частично имеющую усадку. В ы- сота начала скоса Н должна находитьс  выше срезаемого реформированного 5 металла. Назначение скоса состоит в том, чтобы подминать, создавать подпор металла в зону максимальных пластических деформаций и непосредственно перед нею. Исход  из этих условий размер высоты на- 0 чала скоса прин т равным Н (1,5-6,0)t.

Дл  обеспечени  схода стружки, а частично и ломани  ее со стороны опорной поверхности прижима предусмотрена выемка со скосом 9 (фиг.4). Скос клиновидного 5 выступа имеет заостренную кромку 10 (фиг.7).

Предлагаемый резец может быть как на- пайным, так и сборным с закреплением неперетачиваемых пластин в соответствии с

существующими конструкци ми Прижим может устанавливатьс  как на резец, так и на резцедержатель, может быть конструктивно выполнен в сочетании с виброгасителем , может быть самонастраивающимс , регулируемым, подпружиненным и др. Настройка величин Н1,0-4,0)х и h(0,8-3,0)t может осуществл тьс  по шаблону, например , за счет имеющегос  зазора Б между прижимом 4 и винтами, и прокладками 11 (фиг.2). Резец предлагаемой конструкции не будет универсальным и, как правило, будет настроен на конкретные услови  обработки, на конкретную операцию. Обработка производитс , как правило, при малых глубинах резани . В любом случае резец должен быть жестким, прочным, виброустойчивым, так как введение прижима (по существу еще одного резца) увеличивает суммарные усили . Им можно обрабатывать короткие, но жесткие детали, требующие высокого качества обработанной поверхности.

Использование предлагаемого резца в отличие от известного позволит повысить качество обработанной поверхности, а именно уменьшить высоту микронеровностей , увеличить степень наклепа и соответственно , увеличить уровень остаточных сжимающих напр жений, исключить при- жоги и шаркирование, присущие абразивнымопераци м .Повышение производительности труда обеспечиваетс  резким увеличением подачи. Если дл  чистовых операций величины подачи обычно принимаютс  равными 0,05-0,2 мм/об,, то при использовании резца предлагаемой конструкции она может быть повышена в 5-6 раз и достигать величин 0,5-2,0 мм/об Использование этого резца позволит исключить отделочные операции шлифовани , доводки, обработку поверхностным пластическим деформированием и др

Claims (1)

1.Способ чистовой обработки, по которому осуществл ют предварительное деформирование сжатием обрабатываемой поверхности, при этом детали и инструменту сообщают относительное движение резани  и подачи, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и

качества обрабатываемой поверхности детали за счет совмещени  зон пластической деформации, образованных клиновидным прижимом и инструментом, деформацию сжатием осуществл ют в зоне максимальных пластических деформаций резани  путем прижати  обрабатываемого материала клиновидным прижимом в направлении к передней поверхности инструмента, при этом рассто ние от передней поверхности

инструмента до вершины клиновидного прижима выбирают из соотношени  (0,8.. 3,0)t, а рассто ние от вершины инструмента до вершины клиновидного прижима выбирают из соотношени  (1,0...4,0)t, где t глубина резани .

2,Резец дл  чистовой обработки резанием , содержащий корпус и режущую часть с главной и дополнительной режущими кромками, отличающийс  тем, что, с

целью повышени  производительности обработки и качества обработанной поверхности , инструмент снабжен установленным на корпусе с возможностью продольного и поперечного перемещени  клиновидным прижимом со скосами, расположенными соответственно над дополнительной и главной режущими кромками инструмента и с зазором между вершиной клиновидного прижима и передней поверхностью инструмента и со смещением вершины клиновидного прижима от дополнительной кромки инструмента.

/X 9

WwЈ / глсЬ

8Ю99Л

t/Ј& t/Ґg#ff

&L/#fta Ј&ЈЈ

3r