UA79096C2

UA79096C2 - Cutting many-sided plate

Info

Publication number: UA79096C2
Application number: UA20040402956A
Authority: UA
Inventors: Yevhen Viktorovych Skochko
Original assignee: Zhytomyr State Technological U
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2004-04-21
Publication date: 2007-05-25

Abstract

A cutting many-sided plate is made in the form of tetrahedron with convex faces. Faces are made in the form of cones, and on the faces, tangentially to each of the edges, from both sides, toroidal grooves are made, whose axis is inclined toward the side of exit part of cutting edge. This embodiment of device allows to ensure the increase of strength of cutting many-sided plate, and improvement of quality of the workable surface of component.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід належить до машинобудування, а саме до обробки деталей різанням. 2 Відома різальна багатогранна з механічним кріпленням на державці пластина, виконана як призматичне трикутне тіло (1). Ця пластина характеризується обмеженою величиною відношення сумарної довжини різальних кромок до її об'єму. Безвершинне з косокутним різанням використання відомої пластини неможливе.The invention belongs to mechanical engineering, namely to the processing of parts by cutting. 2 A well-known multifaceted cutting plate with a mechanical attachment on the holder, designed as a prismatic triangular body (1). This plate is characterized by a limited value of the ratio of the total length of the cutting edges to its volume. It is impossible to use a known plate without a top with oblique cutting.

Недоліком відомої пластини є невисока стійкість, що пояснюється підвищеною вразливістю вершини, а, значить і збільшеним її зношуванням відносно головної різальної кромки. Крім того, має місце погіршення формоутворюючих поверхню деталі властивостей зношуваною вершиною, що теж обмежує величину стійкості.The disadvantage of the known plate is its low stability, which is explained by the increased vulnerability of the top, and therefore its increased wear relative to the main cutting edge. In addition, there is a deterioration of the properties of the part forming the surface due to the worn top, which also limits the value of stability.

Найбільш близьким аналогом багатогранної пластини, що заявляється, вибраної як прототип, є різальна багатогранна пластина, побудована на основі трикутників - у вигляді тетраедра з опуклими гранями (2). Вона має чотири опуклі грані, а також шість ребер. Останні можуть бути використаними як безвершинні різальні кромки, але ортогонального (без нахилу кромки), а не косокутного різання. Таке різання відомою багатогранною 72 пластиною не відхиляє стружку від обробленої поверхні деталі |З.The closest analogue of the claimed polyhedral plate, chosen as a prototype, is a cutting polyhedral plate built on the basis of triangles - in the form of a tetrahedron with convex faces (2). It has four convex faces, as well as six ribs. The latter can be used as edgeless cutting edges, but with orthogonal (without an edge slope) and not oblique cutting. Such cutting with a well-known multifaceted 72 plate does not deviate the chip from the machined surface of the part |Z.

Загальними з вказаним прототипом і винаходом є суттєві ознаки -різальна багатогранна пластина, що виконана у вигляді тетраедра з опуклими гранями.Common with the specified prototype and the invention are the essential features - a cutting multifaceted plate made in the form of a tetrahedron with convex faces.

Недоліками відомої пластини є обмежена стійкість, що пояснюється її малою вібростійкістю в умовах тонкого різання довгою різальною кромкою, а також погіршена якість обробленої поверхні деталі внаслідок "намазування" часток краю невідхиленої від цієї поверхні стружки на гребінці її мікронерівностей.The disadvantages of the known plate are limited stability, which is explained by its low vibration resistance in the conditions of fine cutting with a long cutting edge, as well as the deteriorated quality of the machined surface of the part due to "smearing" of the particles of the edge of the chip not deflected from this surface on the comb of its micro-uniformities.

Метою запропонованого винаходу є підвищення стійкості відомої різальної багатогранної пластини, а також поліпшення якості обробленої нею поверхні деталі.The purpose of the proposed invention is to increase the stability of the known multifaceted cutting plate, as well as to improve the quality of the surface of the part processed by it.

Поставлена задача вдосконалення різальної багатогранної пластини, в якій шляхом модифікації форм її передніх і задніх поверхонь, які утворюють декілька безвершинних різальних кромок косокутного різання з с узгодженими величинами передніх і задніх кутів вздовж неї, поліпшуються як умови різання так і вібростійкість Ге) процесу обробки на верстаті. За рахунок цього зростає стійкість пластини.The task of improving the multifaceted cutting plate is set, in which by modifying the shapes of its front and back surfaces, which form several apexless cutting edges of oblique cutting with agreed values of the front and back angles along it, both the cutting conditions and the vibration resistance of the machining process on the machine are improved . Due to this, the stability of the plate increases.

Завдяки відхиленню стружки безвершинною кромкою косокутного різання від обробленої поверхні деталі поліпшується якість (зменшується шорсткість) поверхні деталі.Due to the deviation of the chip from the machined surface of the part by the edgeless edge of the oblique cutting, the quality of the surface of the part is improved (the roughness is reduced).

Поставлена задача вирішується тим, що в різальну багатогранну пластину, що виконана у вигляді тетраедра о з опуклими гранями, введені нові суттєві ознаки. Згідно з винаходом, опуклі грані виконано у вигляді конусів, Ге»! а на гранях, дотично до кожного з ребер, з обох їх боків, виконано торові канавки, вісь яких виконана нахиленою в бік вихідної частини різальної кромки. оThe task is solved by introducing new essential features into the polyhedral cutting plate, made in the form of a tetrahedron with convex faces. According to the invention, the convex faces are made in the form of cones. and on the faces, tangential to each of the ribs, on both sides of them, torus grooves are made, the axis of which is made inclined towards the starting part of the cutting edge. at

Запропонована конструкція різальної багатогранної пластини забезпечує приблизну постійність величин Ге») задніх кутів вздовж встановленої нахилено різальної кромки, що є передумовою Її рівнозносостійкості. 32 Збільшення величин переднього кута для вихідної ділянки головної різальної кромки, яка зрізає найтовстіші - стружки, призводить до зменшення сил різання і сил тертя, що сприяє підвищенню стійкості. Створення негативних величин переднього кута для профілюючої ділянки кромки, яке, з одного боку, не підвищуючи статичну силу різання (через мінімальну товщину зрізу), викликає зростання міцності і тепловідведення від « цієї ділянки, що еквівалентно підвищенню стійкості, а, з іншого, боку, - перешкоджає небажаному миттєвому З 50 зануренню пластини і подовженню активної частини профілюючої ділянки кромки в умовах низької вібростійкості с верстата, що стримує зростання амплітуди коливань, і, в результаті, теж призводить до підвищення стійкостіThe proposed design of the multifaceted cutting plate ensures the approximate constancy of the values of the rear corners along the inclined cutting edge, which is a prerequisite for its uniform wear resistance. 32 Increasing the values of the front angle for the initial section of the main cutting edge, which cuts the thickest chips, leads to a decrease in cutting forces and friction forces, which contributes to increased stability. The creation of negative values of the front angle for the profiling section of the edge, which, on the one hand, without increasing the static cutting force (due to the minimum thickness of the section), causes an increase in strength and heat removal from this section, which is equivalent to an increase in stability, and, on the other hand, - prevents unwanted instantaneous C 50 immersion of the plate and elongation of the active part of the profiling section of the edge in conditions of low vibration resistance of the machine, which restrains the increase in the amplitude of oscillations, and, as a result, also leads to an increase in stability

Із» різальної пластини.From" cutting plate.

Відхилення стружки на передній поверхні від перпендикуляра до різальної кромки |4)| та від обробленої поверхні деталі попереджує "намазування" часток краю стружки на гребінці мікронерівностей поверхні деталі, що означає зменшення пластичних "надбавок" і поліпшення якості поверхні деталі. 7 Суть запропонованого винаходу пояснюється кресленнями. Перелік креслень: (се) на Фіг.1 показаний головний вид на різальну багатогранну пластину; на Фіг.2 - вид А на Фіг.1; о на Фіг.З - розріз Б-Б Фіг.1; (Те) 20 на Фіг.4 - розріз В-В Фіг.1; на Фіг.5 показана пластина, встановлена в гнізді державки, в контакті з оброблюваною деталлю (затиск с пластини не показаний); на Фіг.б - розріз Г-Г Фіг.5, що ілюструє геометричні параметри вихідної ділянки головної різальної кромки пластини; 29 на Фіг.7 - розріз Д-Д Фіг.5, що ілюструє геометричні параметри вхідної (профілюючої) ділянки різальноїDeviation of the chip on the front surface from the perpendicular to the cutting edge |4)| and from the machined surface of the part prevents "smearing" of the particles of the edge of the chip on the comb of micro-irregularities of the surface of the part, which means reduction of plastic "surcharges" and improvement of the quality of the surface of the part. 7 The essence of the proposed invention is explained by drawings. List of drawings: (se) Fig. 1 shows the main view of the cutting multifaceted plate; in Fig. 2 - view A in Fig. 1; o on Fig. 3 - section B-B of Fig. 1; (Te) 20 in Fig. 4 - section B-B of Fig. 1; Fig. 5 shows the plate installed in the socket of the holder, in contact with the processed part (clamp with the plate is not shown); Fig. b is a section GG of Fig. 5, illustrating the geometric parameters of the initial section of the main cutting edge of the plate; 29 in Fig. 7 - section L-D of Fig. 5, illustrating the geometric parameters of the input (profile) section of the cutting

ГФ) кромки пластини.GF) edges of the plate.

Різальна багатогранна пластина виконана у вигляді тетраедра з чотирма опуклими гранями 1, 2, З та 4. Ці о опуклі грані виконані конічними (Фіг.1ї та 2). На перетині цих конічних граней створюються шість дугових опуклих ребер 5, 6, 7, 8, 9 та 10 з кутом на кожному з ребер, рівним 1219, 60 Для реалізації точного базування і надійного закріплення різальної пластини в простому пазу державки (див. Фіг.5) - пірамідальному шестигранному отворі з кутом між ребрами при вершині, рівному 367, величина кута конічних поверхонь граней пластини обрана рівною 1232, що як і вищезгаданий кут 1212, відповідає кутам, рівним 1202, які лежать в основі цього правильного шестигранного пірамідального отвору в державці. 65 Для перетворення ребер 5-10 тетраедра в безвершинні різальні кромки косокутного різання, дотично до кожного з цих ребер, з обох їх боків, на гранях 1, 2, З та 4 виконані торові канавки 11, 12, 13, 14, 15, 16,The multifaceted cutting plate is made in the form of a tetrahedron with four convex faces 1, 2, Z and 4. These convex faces are made conical (Figs. 1 and 2). At the intersection of these conical faces, six arched convex ribs 5, 6, 7, 8, 9 and 10 are created with an angle on each of the ribs equal to 1219, 60. 5) - for a pyramidal hexagonal opening with an angle between the edges at the top equal to 367, the value of the angle of the conical surfaces of the plate faces is chosen equal to 1232, which, like the above-mentioned angle 1212, corresponds to the angles equal to 1202, which are the basis of this regular hexagonal pyramidal opening in the holder . 65 To transform edges 5-10 of the tetrahedron into vertexless cutting edges of oblique cutting, tangential to each of these edges, on both sides, on faces 1, 2, З and 4, torus grooves 11, 12, 13, 14, 15, 16 are made ,

17, 18, 19, 20, 21 та 22 - по три на кожній з граней (канавки 20, 21, 22 - не показані; вони знаходяться на невидимій грані 4). Завдяки нахилу вісі 23 відповідної канавки 11 в бік вихідної ділянки 24 різальної кромки 8 створюються канавки різної глибини. Величини створюваних інструментальних передніх та задніх кутів17, 18, 19, 20, 21 and 22 - three on each of the faces (grooves 20, 21, 22 - not shown; they are on the invisible face 4). Thanks to the inclination of the axis 23 of the corresponding groove 11 towards the starting section 24 of the cutting edge 8, grooves of different depths are created. Sizes of the created instrumental front and back angles

Відносно поверхонь конусів можуть бути визначеними для будь-якої точки за формулами: й тегосоєї 271.Relative to the surfaces of cones, they can be determined for any point by the formulas: and tegosoye 271.

ФІ тегосов- 2. дес, - - радіуси торових канавок для створення передніх і задніх поверхонь відповідно; 70 т, ду. - відповідні глибини канавок.FI tegosov- 2. des, - - radii of torus grooves for creating front and back surfaces, respectively; 70 tons, du. - appropriate groove depths.

На ділянках конічних поверхонь, де торова канавка не виконується, створюються негативні значення переднього інструментального кута ох --30' (див. Фіг.3), а також негативне значення заднього інструментального кута да 5 " (див. Фіг.4). 19 Для реалізації косокутного безвершинного різання пластина розташовується однією з своїх різальних кромок нахилено до основної площини, (яка перпендикулярна швидкості різання ЗІ) під кутом ХУ 15.45 для вхідної (профілюючої) частини 25 різальної кромки 8 та під кутом Мих 30.80 для вихідної ділянки 24. Як відомо з теорії різання, при положеннях будь-якої точки нижче лінії центрів верстата величини передніх кутів зменшуються, а задніх - збільшуються |4). Так для вихідної ділянки 24, опущеної нижче лінії центрів верстата на величину Н, вказана величина змінності цих кутів визначиться кутом ж: т тагсвіпой. ' в) де «- - діаметр заготовки. сOn the sections of the conical surfaces, where the torus groove is not performed, negative values of the front tool angle oh --30' (see Fig. 3), as well as a negative value of the back tool angle da 5 " (see Fig. 4) are created. 19 For implementation of oblique topless cutting, the plate is located with one of its cutting edges inclined to the main plane, (which is perpendicular to the cutting speed ZI) at an angle ХУ 15.45 for the input (profile) part 25 of the cutting edge 8 and at an angle Мих 30.80 for the output section 24. As is known from theory of cutting, when any point is positioned below the center line of the machine, the values of the front angles decrease, and the rear angles increase (4). Thus, for the initial section 24, which is lowered below the center line of the machine by the amount H, the specified amount of variability of these angles is determined by the angle z: t tagsvipoi. c) where "- - the diameter of the workpiece. p

Тоді величини реальних передніх і задніх кутів, отриманих при зміщенні точок різальних кромок відносно о лінії центрів, визначаються: у-у-т,Then the values of the real front and back angles, obtained by shifting the points of the cutting edges relative to the center line, are determined: y-y-t,

Ши. зо Якщо для профілюючої (вхідної) ділянки 25 різальної кромки кут др В плані дорівнює нулю, то для вихідної і-й він не буде рівним нулю і його потрібно враховувати при визначенні реальних передніх і задніх кутів через Ме коригований кут їх змінності |41.: о тр Загсітат сов ). оShi. zo If for the profiling (incoming) section 25 of the cutting edge, the angle dr In the plan is equal to zero, then for the initial i-th it will not be equal to zero and it must be taken into account when determining the real front and rear angles through Me corrected angle of their variability |41.: o tr Zagsitat sov). at

Таким чином, підбираючи певні значення параметрів торових канавок та їх поєднання з величинами зміщення ділянок різальної кромки відносно лінії центрів верстата, можна в широкому діапазоні підібрати потрібні і - значення передніх і задніх кутів різальної багатогранної пластини. Так для зменшення сил різання необхідні передні кути для вихідної ділянки 24 різальної кромки обирати на рівні віх -20..307, а для тонкоріжучої вхідної ділянки 25 на рівні уко -140..307. Задні кути можна обирати приблизно постійними вздовж всієї довжини « різальної кромки на рівні ВІВ . 8 с Робота запропонованої різальної багатогранної пластини протікає наступним чином. ц Завдяки нахиленому положенню безвершинно! різальної кромки пластини, встановленої в державці (див. "» Фіг.5), при обробці деталей вхідною ділянкою 25 створюється стружка з мінімального товщиною зрізу, а вихідною ділянкою 24-з максимальною товщиною зрізу. Стружка відхиляється на передній поверхні від перпендикуляра до різальної кромки на кут, приблизно рівний середньому значенню кута хм нахилу кромки |4). Стружка відхиляється -І в бік, протилежний обробленій поверхні деталі. Це дає змогу отримати в торовій канавці передньої поверхні щільний подовжений ролик стружки, який періодично руйнується, чим спрощується процес стружковідведення о від зони різання. ав! В умовах мінімальної товщини зрізу профілюючою ділянки кромки негативна величина переднього кута не викликає підвищення статичної величини сили різання. З іншого боку, така величина переднього кута призводить іш до суттєвого підвищення динамічної складової сили різання у випадку миттєвого занурення профілюючоїThus, by selecting certain values of the parameters of the torus grooves and their combination with the displacement values of the cutting edge sections relative to the line of the machine centers, it is possible to select the required and values of the front and rear angles of the cutting polygonal plate in a wide range. Thus, in order to reduce the cutting forces, it is necessary to select the front angles for the output section 24 of the cutting edge at the level of mark -20..307, and for the thin-cutting input section 25 at the level of uko -140..307. The rear angles can be chosen to be approximately constant along the entire length of the "cutting edge" at the level of VIV. 8 s The operation of the proposed multifaceted cutting plate proceeds as follows. Thanks to the tilted position, it is endless! of the cutting edge of the plate installed in the holder (see "» Fig. 5), when processing parts, the input section 25 creates a chip with the minimum thickness of the cut, and the output section 24 - with the maximum thickness of the cut. The chip is deflected on the front surface from perpendicular to the cutting edge at an angle approximately equal to the average value of the angle hm of the edge inclination |4). The chip is deflected -I in the direction opposite to the machined surface of the part. This makes it possible to obtain a dense elongated roller of chips in the torus groove of the front surface, which is periodically destroyed, which simplifies the process of chip removal by from the cutting zone. av! In the conditions of the minimum thickness of the section of the profiler section of the edge, the negative value of the front angle does not cause an increase in the static value of the cutting force. On the other hand, such a value of the front angle leads to a significant increase in the dynamic component of the cutting force in the case of instantaneous immersion of the profiler

Ф частини в поверхню деталі, що попереджує розвиток коливальних процесів при різанні. Завдяки зменшенню коливань, знижується інтенсивність процесів зношування, тобто підвищується стійкість різальної багатогранної пластини. Крім того, використання різальної кромки безвершинного типу (тобто без вразливої в силовому і тепловому відношеннях вершини) з негативними значеннями передніх кутів разом дозволяє отримати підвищену міцність і зменшену температуру профілюючої ділянки кромки, що викликає також зниження інтенсивностіФ parts into the surface of the part, which prevents the development of oscillating processes during cutting. Due to the reduction of vibrations, the intensity of wear processes decreases, that is, the stability of the multifaceted cutting plate increases. In addition, the use of a cutting edge of the tipless type (that is, without a tip that is vulnerable in terms of strength and heat) with negative values of the front angles together allows to obtain increased strength and a reduced temperature of the profiling section of the edge, which also causes a decrease in intensity

Ф, зношування і підвищення стійкості різальної багатогранної пластини. ко Почергово змінюючи положення пластини в державці, отримаємо підвищення її загального ресурсу в шість разів (за кількістю різальних кромок). во Відокремлення різальної багатогранної пластини від державки (Фіг.5) може бути виконано після зняття затискача (не показаний) шляхом її виштовхування стрижнем знизу шестигранного отвору або важелем з бічного отвору (отвори не показані).F, wear and tear and increased stability of the multifaceted cutting plate. By alternately changing the position of the plate in the holder, we will get an increase in its total resource by six times (by the number of cutting edges). в Separation of the cutting polygonal plate from the holder (Fig. 5) can be performed after removing the clamp (not shown) by pushing it out with a rod from the bottom of the hexagonal hole or a lever from the side hole (holes not shown).

Відхилення стружки в бік, протилежний обробленій поверхні деталі, разом з перевагами безвершинного різання, дозволяє суттєво поліпшити якість поверхні деталі. 65 Джерела інформації 1. ГОСТ 19045-80. Пластиньі трехгранной формьї с задним углом 112 для проходньх, подрезньїх и расточньх резцов. В кн. "Справочник инструментальщика". Под общ. ред. И.А. Ординарцева. - Л.: Машиностроение, 1987. - б. 127. 2. Режущая многогранная пластина. Ас. СССР Мо 549270, МКИ В 23 В 27/00, Заявл. 22.12.75, опубл. 05.03.77. 3. ГОСТ 25762-83. Обработка резанием. Терминьї, определения и обозначения общих понятий. - М.: Госком.Deflection of chips in the direction opposite to the machined surface of the part, together with the advantages of edgeless cutting, allows to significantly improve the quality of the surface of the part. 65 Sources of information 1. GOST 19045-80. Plates of a triangular shape with a back angle of 112 for through, cutting and boring cutters. In the book "Handbook of the toolmaker". Under the municipality ed. I.A. Ordinartseva. - L.: Mashinostroenie, 1987. - b. 127. 2. Cutting multifaceted plate. Ass. USSR Mo 549270, MKY В 23 В 27/00, Application. 22.12.75, publ. 05.03.77. 3. GOST 25762-83. Cutting processing. Terms, definitions and designations of common concepts. - M.: Goskom.

СССР по стандартам, 1983. - С. 7. 4. Аршинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. М.: Машиностроение, 1975. - б.USSR on standards, 1983. - P. 7. 4. Arshinov V.A., Alekseev G.A. Metal cutting and cutting tools. M.: Mashinostroenie, 1975. - b.

Claims

119-120, 122-123.

Formula of the invention Cutting multifaceted plate, made in the form of a tetrahedron with convex faces, which differs in that the convex faces are made in the form of cones, and on the faces, tangent to each of the edges, on both sides, torus grooves are made, the axis of which is made inclined towards the output part of the cutting edge.

with

(8) (Se) Fo "in) (22) i - shi s ;"

-I se) ((c) at 50 42)

F) name) 60 b5