WO2014051465A1 - Способ обработки резанием и режущий инструмент для его осуществления - Google Patents

Способ обработки резанием и режущий инструмент для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
WO2014051465A1
WO2014051465A1 PCT/RU2013/000802 RU2013000802W WO2014051465A1 WO 2014051465 A1 WO2014051465 A1 WO 2014051465A1 RU 2013000802 W RU2013000802 W RU 2013000802W WO 2014051465 A1 WO2014051465 A1 WO 2014051465A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cutting
angle
tool
plane
feed
Prior art date
Application number
PCT/RU2013/000802
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Михаил Борисович МЕЛЬНИКОВ
Борис Андреевич МЕЛЬНИКОВ
Original Assignee
Melnikov Mikhail Borisovich
Melnikov Boris Andreevich
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 Melnikov Mikhail Borisovich, Melnikov Boris Andreevich filed Critical Melnikov Mikhail Borisovich
Priority to EP13841206.9A priority Critical patent/EP2902139A4/en
Publication of WO2014051465A1 publication Critical patent/WO2014051465A1/ru

Links

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
    • B23B27/141—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness
    • B23B27/145—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness characterised by having a special shape
    • 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
    • B23B27/005—Geometry of the chip-forming or the clearance planes, e.g. tool angles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/06—Face-milling cutters, i.e. having only or primarily a substantially flat cutting surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/16—Milling-cutters characterised by physical features other than shape
    • B23C5/20—Milling-cutters characterised by physical features other than shape with removable cutter bits or teeth or cutting inserts
    • B23C5/202—Plate-like cutting inserts with special form

Definitions

  • the invention relates to the processing of metals on machine tools and can be used in the processing of difficult materials, in particular special steels, aluminum, titanium alloys and other materials.
  • the disadvantage of this method is the significant deformation of the cut layer due to the constrained gathering of chips in the direction of the center of curvature of the cutting edge and the large specific cutting forces acting on the edge normal to the direction of cutting speed. As a result, the cutting process proceeds at high energy costs, and the tool has a low resistance, especially when cutting difficult materials.
  • the workpiece and the tool are provided with a relative motion of forming, and the feed of the cutter is carried out discretely. Moreover, in each cycle after moving the cutter in the direction of the feed motion and after cutting the metal layer of the first pass, it is additionally moved by a predetermined amount, additional movement is carried out by screw rotation of the cutting plate of the cutter around a vertical axis in the direction of cutting the tip into the stock (UA patent N ° 11733, 2006).
  • the disadvantage of this method is the large power load on the cutting edge, which reduces the resistance of the cutter, especially when cutting difficult materials.
  • the discreteness of the feed of the cutter is accompanied by a decrease in the quality of the processed surface.
  • a cutting tool that comprises a housing, a cutting and a support plate having an axis of symmetry, and means for attaching the cutting insert to the housing.
  • the cutting insert has a front surface, a lower supporting surface opposing it and side supporting surfaces, and is mounted and fixed on the supporting plate in a nest bounded by a lower supporting wall located on the body and side supporting walls made on the supporting one located above the lower supporting wall an element connected to the housing, and interacting with the side supporting surfaces of the cutting insert.
  • the supporting plate has a lower supporting surface interacting with the lower supporting wall of the socket, an upper supporting surface interacting with the lower supporting surface of the cutting insert, and side surfaces located between them.
  • the upper supporting surface of the base plate is made conical with an axis perpendicular to the lower supporting surface of the base plate and offset from its center W
  • the axis of the conical surface When installed in the socket, the axis of the conical surface is located between the center of symmetry of the cutting insert and the apex of the angle formed by the side support walls of the support element (patent RU JYs 2380197, 2010).
  • the closest technical solution is a cutting tool containing a housing in which the cutting element is obliquely mounted in the form of a plate with parallel base surfaces and side surfaces containing blades that form vertices (RU patent for utility model N ° 87377, 2009).
  • the basis of the invention is the task of increasing the tool life when cutting difficult materials and improving the quality of processing.
  • the method of cutting processing includes pre-setting the position of the cutting element in the tool body relative to the workpiece, the movement of the tool relative to the workpiece in the direction of the main movement and the longitudinal feed of the tool, while presetting the cutting
  • the cutting element may be made in the form of a cutting insert or cutting rod. Comparison of the proposed method with the prototype shows that it differs in the following features:
  • the cutting element may be made in the form of a cutting insert or cutting rod.
  • the cutting tool can be made in the form of a milling cutter with cutting elements.
  • the inventive method and the tool intended for this purpose provides such a power circuit in which the direction of action of the resulting cutting force R (Fig. H) is as close as possible to the direction of the longitudinal axis of the cutting element, providing maximum rigidity and vibration resistance of the tool, which leads to an increase in tool life when cutting difficult to machine materials and improve the quality of processing.
  • Figure 1 shows a diagram of the installation of the cutting insert during machining
  • figure 2 the initial geometric parameters of the cutting insert
  • FIG. 3 installation diagram of the cutting insert (view A on the left in Fig. 1);
  • figure 4 installation diagram of the cutting insert (top view in figure 1);
  • figure 5 installation diagram of the cutting insert (view B in figure 1);
  • Fig. 16 shows the dependence of blade resistance on the angle of inclination ⁇ of the cutting insert when turning high-strength hardened steel EI643
  • Fig.20 is a cutting rod with one blade
  • Fig.22 is a cutter with a cutting rod
  • Fig.23 is a thrust cutter with a three blade plate
  • Fig.24 is a boring cutter with a three blade plate (top view)
  • Fig.25 is the same (left view)
  • Fig.28 is a cutter cutter with a cutting rod
  • Fig.29 - a threaded cutter with a cutting rod
  • Fig.ZZ face mill with cutting rods
  • Fig. 35 dependence of the resulting force on cutting speed during face milling of steel EI643: 1 — standard mill, 2 — oblique-angle mill;
  • Fig. 36 Dependence of wear on the resistance of the teeth of face mills: 1 - standard, 2 - oblique cutting.
  • the cutting method includes pre-setting the position of the cutting element, for example, the cutting insert, relative to the workpiece, moving the tool relative to the workpiece in the plane of the main movement and in the feed plane.
  • the cutting insert (Fig. 1), where the cutting tool contains a cutting element in the form of a cutting insert 1 mounted in the housing 6 with the possibility of movement relative to the workpiece 7 in the plane of the main movement 8 in the direction of the cutting velocity vector V, which is tangential to the path of movement of the top 5 of the cutting insert 1, and in the feed plane 9, perpendicular to the plane 8, in the direction of the feed vector Sx.
  • the cutting insert (Fig. 1,2) is equipped with a blade 2 with a main 3, an auxiliary 4 cutting edges and an apex 5.
  • the longitudinal plane 10, symmetrical with respect to the base surfaces of the cutting insert, is aligned with the apex 5 of the blade 2 and the longitudinal axis 1 1.
  • the method is as follows. Set the cutting insert 1 along the normal to the work surface of the part 7 (figure 1). In this case, the longitudinal axis 1 1 of the plate is combined with the intersection line of the planes of the main movement 8 and feeds 9, and the top 5 is placed in the feed plane 9.
  • the cutting processing method can be implemented for various types of processing - the trajectory of the relative movement of the top of the cutting element with the cutting speed V and the feed direction (Fig. ⁇ ) will change: when turning, planing, face milling - Sx; with cross turning, boring, countersinking - Sy.
  • FIG. 8.9 shows the geometric parameters of the cutting inserts installed with the maximum allowable angles of inclination ⁇ .
  • the negative value of the angle - ⁇ increases and the angle of inclination of the blade ⁇ decreases significantly, which leads to a significant increase in the degree of chip deformation and cutting force - the principle of oblique cutting is converted into a normal (rectangular) cutting process.
  • the main rear angle a and the front angle ⁇ depend on the rotation of the plate around the longitudinal axis by the angle p (Fig. 10.11). At values p ⁇ 1 °, the angle a increases significantly and the angle ⁇ decreases, as a result of which the flexural strength of the blade of the plate decreases, leading to chipping of the cutting edge.
  • the main rear angle takes the value a ⁇ 0 °, accompanied by intense friction and wear of the blade, leading to the loss of cutting properties of the tool.
  • the rotation of the cutting insert in the feed plane by the angle ⁇ affects the magnitude of the angles in terms of ⁇ and ⁇ (Fig.12,13).
  • the purpose of the tests was to identify the resistance, power and quality indicators provided by the oblique cutters compared to the standard design cutters when turning a cast aluminum alloy.
  • cutters of standard design R1 10.4-I126 were designed and manufactured (in accordance with GOST 26611-85); special (oblique cutting) P1 10.4 -
  • the data obtained indicate the advantages of an oblique cutting tool relative to a standard design tool - the wear value of a special tool during testing for 320 and 215 minutes. Less compared to the wear of a standard cutter, respectively, in
  • the protocols show the roughness parameters for the cutters of standard and special designs, obtained for different values of feed and radius of curvature of the vertices of the cutting inserts.
  • the arithmetic mean height of the microroughness was determined in three sections of the processed workpiece, equally spaced around the circumference. Using the three Ra values, the average Rac P was calculated.
  • the experimental dependences also indicate that the minimum roughness height achieved by a standard cutter can be provided with special cutters at higher feeds, in this case 1.5 to 3 times higher than the feed of a standard cutter, i.e., at higher processing productivity.
  • processing can be carried out without compromising the quality of the treated surface with a feed that is three times higher than the feed when turning with a standard cutter.
  • Improving the performance of the cutting process provided by the claimed method allows to increase the processing productivity by increasing the feed up to 3 times without compromising the quality of the processed surface of difficult to process alloys.
  • the cutting tool (figure 1) contains a cutting element made in the form of a cutting plate 1 with a blade 2, is installed in the housing 6 with the possibility of movement relative to the workpiece 7 in the plane of the main movement 8 and in the plane of the feed 9.
  • Blade 2 contains the main 3, auxiliary 4 cutting edges and the top 5.
  • the plane 8 passes tangent to the path of the vertex 5 to the direction of the cutting speed vector V.
  • the feed plane 9 is perpendicular to the cutting speed vector V and coincides with the direction of the feed vector Sx.
  • the longitudinal plane 10 (figure 2) of the insert is aligned with the top 5 of the blade 2 and the longitudinal axis 11.
  • the cutting element may be made in the form of a multi-blade cutting insert 12 (Fig.17).
  • the blades 2 of the cutting insert are formed by the intersection of the side faces of the two truncated pyramids 13 and 14, rotated around the common central axis 15 in opposite directions.
  • the following are examples of various cutting tools.
  • a cutting tool - a passage cutter (Fig. 18.19)
  • the cutting plate 12 is mounted in the profile socket 16 of the housing 6 with an inclination at an angle ⁇ to the feed plane 9 and is fixed with a screw 17.
  • the profile socket has the shape of a truncated pyramid that mirrors the profile of the plate.
  • Cutting inserts can be made with three, four, five and six blades.
  • the cutting tool - the cutting tool (Fig. 23) contains a three-blade cutting insert 22 mounted in the holder 23 at an angle ⁇ to the mounting plane 24.
  • the cutting insert is fixed by a screw 17.
  • the inclination of the main cutting edge of the cutting insert by an angle ⁇ provides oblique cutting conditions.
  • the boring cutter (Fig.24.25) three-blade cutting plate 22 is installed in the holder 25, consisting of a connecting part 26 for fixing in the tool holder and the working part 27 bearing the cutting plate.
  • the cutting insert is fastened by a screw 17.
  • the installation angle ⁇ of the insert in the holder socket and the inclination of the main cutting edge at an angle ⁇ provide oblique cutting conditions when boring a part rotating at a speed V.
  • the cutting element can be made in the form of a cutting rod 18 (Fig.20) of a cylindrical shape with a blade 2 at the end and a base flat 19 located parallel to the longitudinal axis 1 1 of the rod.
  • the cutting rod 18 may have two blades 2, made at opposite ends (Fig.21), and two diametrically opposite flats 19.
  • the cutting rod 18 is mounted in a round hole 20 of the housing 6 with an inclination at an angle ⁇ to the feed plane
  • the main angle in terms of ⁇ can vary between 5 ... 75 °.
  • the main cutting edge, inclined at an angle ⁇ , works on the principle of oblique cutting.
  • a cutting tool - a persistent cutter (Fig. 27)
  • the cutting rod 30 is mounted in a bent holder 31 and secured by a screw 21.
  • the main angle plan ⁇ 90 ° corresponds to the working conditions of the thrust tool. Its value can vary between 45 ... 90 °.
  • the cutting rod 32 is made with an elongated cutting part, is mounted in the holder 33 at an angle ⁇ to the mounting plane 34 of the holder.
  • the main cutting edges located symmetrically with respect to the axis, have an angle in the plane ⁇ and are inclined at an angle ⁇ , creating oblique-angle cutting conditions.
  • a cutting rod 34 made with a taper angle of 60 ° is installed in the holder 35 at an angle ⁇ to the mounting plane 36 of the holder.
  • the rod is fixed by screw 21.
  • the main cutting edges, located symmetrically with respect to the axis, are inclined at an angle ⁇ , which creates oblique-angle cutting conditions.
  • the cutting rod 37 is installed in the holder 38, consisting of a connecting part 39 for fixing in the tool holder, and a working part 40 carrying the cutting rod.
  • the rod is fixed with a screw 21.
  • the installation angle ⁇ of the cutting rod in the hole of the holder and the inclination of the main cutting edge at an angle ⁇ provide oblique cutting conditions.
  • Cutting tool - face mill contains a cylindrical body 41 with a Central hole for installation on the machine.
  • the insert 12 is mounted and secured with screws 17.
  • the longitudinal axis 1 1 of the insert is inclined at an angle ⁇ to the feed plane 9, aligned with the tip 5 of the insert and the axis 42 of the housing 41.
  • Cutting tool - end mill (Fig.ZZ) contains a cylindrical body 43 with a shank for installation on the machine.
  • Cutting rods 44 are installed in the round holes of the housing 43.
  • the longitudinal axes 45 of the cutting rods are inclined at an angle ⁇ to the plane feeds 9, combined with the top 46 of the plate and the axis 47 of the housing 43.
  • the inventive cutting tool was tested to identify resistance, power and quality indicators provided by incisors and cutters oblique cutting compared with standard tools.
  • GOST 26611-85 standard design when turning a workpiece with a diameter of 30 mm and a length of 500 mm from hardened steel 30HGSA (HRC 46).
  • FIG. 34 shows the dependence of resistance on the amount of wear of carbide plates on the rear surface.
  • the cutters of the claimed design have the greatest durability with equal wear.
  • “s” (AT004.000) - T 38 min, i.e., the resistance of the cutters of the claimed design exceeds the resistance of a standard cutter from a similar hard alloy by at least 3 times.
  • the inventive cutting tool - tool AT014.000 (Fig. 22,26) was tested for resistance together with a similar standard tool for turning hardened steel ZOHGSA (HRC 46). The tests were carried out on a screw-cutting machine 1 A616.
  • the inventive cutting tool - oblique cutting mill ⁇ 041.000 was tested for force and resistance in comparison with a similar standard mill (GOST 26595-85) for face milling of steel 3H643 (HRC51).
  • the cutting forces were measured using a special dynamometer, universal strain gauge station UTS-12 and a loop oscilloscope N-105.
  • the inventive cutting tool is a miter angle cutting AT018.000 (Fig.ZZ) was tested for resistance.
  • Machine - milling model 675 Machine - milling model 675.
  • the roughness of the treated surface corresponds to the 8th class of cleanliness.
  • the inventive tool can be made of elements known in the art of materials and materials using known methods of assembly.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к обработке металлов на металлорежущих станках. Способ включает предварительную настройку положения режущего элемента в корпусе инструмента относительно обрабатываемой детали, движение инструмента относительно обрабатываемой детали в направлении главного движения и продольную подачу инструмента. При этом предварительную настройку режущего элемента осуществляют путем установки режущего элемента сначала по нормали к обрабатываемой поверхности с поворотом вокруг его вершины на угол η=30-60° относительно плоскости подач в плоскости главного движения, затем поворачивают на угол τ=5-60° в плоскости подач в сторону, противоположную направлению подачи, с последующим поворотом на угол τ=1-30° вокруг его продольной оси против часовой стрелки, в сторону уменьшения главного заднего угла лезвия, угол заострения режущего элемента принимают в пределах β0=60-90°. Режущий элемент может быть выполнен в виде режущей пластины или режущего стержня. Технический результат - повышение стойкости инструмента и качества обработки труднообрабатываемых материалов.

Description

Способ обработки резанием и режущий инструмент для его осуществления
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к обработке металлов на металлорежущих станках и может быть использовано при обработке труднообрабатываемых материалов, в частности специальных сталей, алюминиевых, титановых сплавов и других материалов.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В науке и технике широко известны различные инструменты и способы их применения для резания, описанные, например, RU Ns 2163857, US N° 20020170396, RU J ° 2015861, RU N° 2334592 , RU 2206433, US ° 6343898, JP No 61 - 226202, US N° 4572042, US j4° 2849787, US J4° 6579042, DE No 10027945, DE Ms 3910288, RU Ш 2348492, RU J e 2348491, UA ° 42003, SU
Figure imgf000003_0001
SU JN° 1006072. Общим недостатком известных устройств и способов резания является недостаточно высокое качество обработки и недостаточная стойкость инструмента при резании труднообрабатываемых материалов.
Помимо вышеперечисленных, известен способ обработки фасонных поверхностей точением, в котором стабилизацию температуры осуществляют изменением главного угла резания в плане путем поворота резца вокруг оси, проходящей через центр радиусного участка при его вершине, при этом резец могут поворачивать вместе с верхним суппортом станка (патент RU No 2266175, 2005).
Недостатком известного способа являются значительная деформация срезаемого слоя из-за стесненного схода стружки в направлении центра кривизны режущей кромки и большие удельные силы резания, действующие на кромку, расположенную по нормали к направлению скорости резания. Вследствие этого процесс резания протекает при больших энергетических затратах, а инструмент обладает невысокой стойкостью особенно при резании труднообрабатываемых материалов.
В наиболее близком способе, обрабатываемой заготовке и инструменту предоставляют относительное движение формообразования, а подачу резца осуществляют дискретно. При этом в каждом цикле после перемещения резца в направлении движения подачи и после срезания слоя металла первого прохода, его дополнительно перемещают на заранее фиксированную величину, дополнительное перемещение осуществляют путем винтового поворота режущей пластины резца, вокруг вертикальной оси в направлении врезания вершины в припуск (патент UA N° 11733, 2006).
Недостатком данного способа является большая силовая нагрузка на режущую кромку, снижающая стойкость резца особенно при резании труднообрабатываемых материалов. Кроме того, дискретность подачи резца сопровождается снижением качества обработанной поверхности.
Также известен режущий инструмент, который содержит корпус, режущую и опорную пластины, имеющие ось симметрии, и средство крепления режущей пластины на корпусе. При этом, режущая пластина имеет переднюю поверхность, противолежащую ей нижнюю опорную поверхность и боковые опорные поверхности и установлена и закреплена на опорной пластине в гнезде, ограниченном нижней опорной стенкой, расположенной на корпусе, и боковыми опорными стенками, выполненными на расположенном над нижней опорной стенкой опорном элементе, соединенном с корпусом, и взаимодействующими с боковыми опорными поверхностями режущей пластины. Опорная пластина имеет нижнюю опорную поверхность, взаимодействующую с нижней опорной стенкой гнезда, верхнюю опорную поверхность, взаимодействующую с нижней опорной поверхностью режущей пластины, и боковые поверхности, расположенные между ними. Верхняя опорная поверхность опорной пластины выполнена конической с осью, расположенной перпендикулярно к нижней опорной поверхности опорной пластины и смещенной от ее центра W
3
симметрии. При установке в гнезде ось упомянутой конической поверхности расположена между центром симметрии режущей пластины и вершиной угла, образованного боковыми опорными стенками опорного элемента (патент RU JYs 2380197, 2010).
5 Наиболее близким техническим решением является режущий инструмент, содержащий корпус, в котором наклонно установлен режущий элемент в виде пластины с параллельными базовыми поверхностями, и боковыми поверхностями, содержащий лезвия, которые образуют вершины (патент RU на полезную модель N° 87377, 2009).
10 РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В основу предлагаемого изобретения поставлена задача повышения стойкости инструмента при резании труднообрабатываемых материалов и повышение качества обработки.
Решать поставленную задачу предлагается тем, что заявляемый
15 способ обработки резанием включает предварительную настройку положения режущего элемента в корпусе инструмента относительно обрабатываемой детали, движение инструмента относительно обрабатываемой детали в направлении главного движения и продольную подачу инструмента, при этом предварительную настройку режущего
20 элемента осуществляют путем установки режущего элемента сначала по нормали к обрабатываемой поверхности с поворотом вокруг его вершины на угол η = 30 - 60° относительно плоскости подач в плоскости главного движения, затем поворачивают на угол τ = 5 - 60° в плоскости подач в сторону, противоположную направлению подачи, с последующим
25 поворотом на угол р = 1 -30° вокруг его продольной оси против часовой стрелки, в сторону уменьшения главного заднего угла лезвия, ° угол заострения режущего элемента принимают в пределах β0=60-90°. Режущий элемент может быть выполнен в виде режущей пластины или режущего стержня. Сравнение заявляемого способа с прототипом показывает, что он отличается следующими признаками:
- режущий элемент устанавливают по нормали к обрабатываемой поверхности и поворачивают вокруг его вершины на угол η = 30 - 60° относительно плоскости подач в плоскости главного движения;
- режущий элемент поворачивают на угол τ = 5 - 60° в плоскости подач, в сторону противоположную направлении подачи;
- режущий элемент поворачивают на угол р = 1 -30° вокруг её продольной оси против часовой стрелки в сторону уменьшения главного заднего угла лезвия;
- угол заострения режущего элемента принимают в пределах β0=60-90°.
Техническая задача также достигается тем, что режущий инструмент содержит корпус, в котором наклонно установлен режущий элемент, по меньшей мере, с одним лезвием и вершиной, причем режущий элемент установлен с поворотом, вокруг его вершины на угол η = 30 - 60° относительно плоскости подач в плоскости главного движения, повернут на угол τ = 5 - 60° в плоскости подач в сторону, противоположную направлению подачи, и повернут на угол р = 1 -30° вокруг продольной оси против часовой стрелки, в сторону уменьшения главного заднего угла лезвия, угол заострения режущего элемента составляет β0=60-90°. Режущий элемент может быть выполнен в виде режущей пластины или режущего стержня. Режущий инструмент может быть выполнен в виде фрезы с режущими элементами.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками
- режущий элемент установлен с поворотом вокруг его вершины на угол η = 30 - 60° относительно плоскости подач в плоскости главного движения;
- повернут на угол τ = 5 - 60° в плоскости подач в сторону, противоположную направлению подачи; - и повернут на угол р = 1 -30° вокруг продольной оси против часовой стрелки, в сторону уменьшения главного заднего угла лезвия;
- угол заострения режущего элемента составляет β0=60-90°.
Объединение двух технических решений в одной заявке обосновывается тем, что решения обладают единым изобретательским замыслом, что подтверждается испытаниями заявляемого способа и инструмента.
Заявляемый способ и предназначенный для этого инструмент обеспечивает такую силовую схему, при которой направление действия результирующей силы резания R (фиг.З) максимально приближено к направлению продольной оси режущего элемента, обеспечивая максимальную жесткость и виброустойчивость инструмента, что приводит к повышению стойкости инструмента при резании труднообрабатываемых материалов и повышению качества обработки. ЛУЧШИЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Заявляемое устройство и способ описывается ниже со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показана - схема установки режущей пластины при обработке резанием;
фиг.2 - исходные геометрические параметры режущей пластины;
фиг.З - схема установки режущей пластины (вид А слева на фиг.1);
фиг.4 - схема установки режущей пластины (вид сверху на фиг.1);
фиг.5 - схема установки режущей пластины (вид Б на фиг.1);
фиг.6 - геометрические параметры режущей пластины в разрезе А- А
(фиг.4);
фиг.7 - схема движений режущего инструмента при различных видах обработки;
фиг.8 - геометрические параметры режущей пластины при установке с углом наклона л=30°. фиг.9 - геометрические параметры режущей пластины при установке с углом наклона η=60°.
фиг.10 - геометрические параметры режущей пластины при установке с углом поворота р=5°.
фиг.11 - то же при установке режущей пластины с углом поворота р=30°; фиг.12 - геометрические параметры при установке режущей пластины с углом поворота τ=5°.
фиг.13 - геометрические параметры режущей пластины при установке с углом поворота τ=30°.
фиг.14 - зависимость степени деформации стружки от угла наклона η режущей пластины при точении высокопрочной закаленной стали ЭИ643 фиг.15 -зависимость сил резания от угла наклона η режущей пластины при точении высокопрочной закаленной стали ЭИ643
фиг.16 -зависимость стойкости лезвия от угла наклона η режущей пластины при точении высокопрочной закаленной стали ЭИ643
фиг.17 - четырех лезвийная пластина косоугольного резания;
фиг.18 - установка пластины косоугольного резания в державке резца; фиг.19 - то же (вид слева);
фиг.20 - режущий стержень с одним лезвием;
фиг.21 - то же с двумя лезвиями;
фиг.22 - резец с режущим стержнем;
фиг.23 - резец упорный с трех лезвийной пластиной
фиг.24 - резец расточной с трех лезвийной пластиной (вид сверху) фиг.25 - то же (вид слева)
фиг.26 - резец проходной с режущим стержнем
фиг.27 - резец упорный с режущим стержнем
фиг.28 - резец отрезной с режущим стержнем
фиг.29 - резец резьбовой с режущим стержнем
фиг.ЗО - резец расточной с режущим стержнем (вид сверху)
фиг.31 - то же (вид слева) фиг.32 - торцовая фреза с пластинами косоугольного резания;
фиг.ЗЗ - торцовая фреза с режущими стержнями;
фиг34- зависимость стойкости от износа при точении закаленной стали ЗОХГСА резцами: а - стандартным, Ь, с - косоугольного резания;
фиг.35.- зависимость результирующей силы от скорости резания при торцовом фрезеровании стали ЭИ643 : 1 - стандартной фрезой, 2 - фрезой косоугольного резания;
фиг.36. зависимость износа от стойкости зубьев торцовых фрез: 1 - стандартной, 2 - косоугольного резания.
Способ обработки резанием, включает предварительную настройку положения режущего элемента, например, режущей пластины, относительно обрабатываемой детали, перемещение инструмента относительно обрабатываемой детали в плоскости главного движения и в плоскости подач. Рассмотрим схему установки режущей пластины (фиг.1), где режущий инструмент содержит режущий элемент в виде режущей пластины 1, установленной в корпусе 6 с возможностью перемещения относительно обрабатываемой детали 7 в плоскости главного движения 8 по направления вектора скорости резания V, проходящего по касательной к траектории движения вершины 5 режущей пластины 1, и в плоскости подачи 9, перпендикулярной плоскости 8, по направлению вектора подачи Sx. Режущая пластина (фиг.1,2) снабжена лезвием 2 с главной 3, вспомогательной 4 режущими кромками и вершиной 5. Продольная плоскость 10, симметричная относительно базовых поверхностей режущей пластины, совмещена с вершиной 5 лезвия 2 и продольной осью 1 1.
Исходные параметры лезвия режущей пластины назначают в зависимости от свойств обрабатываемого материала в пределах: угол заострения βθ =60-90°, задний угол αθ =30-45°. Меньшие значения принимают при обработке алюминиевых, титановых сплавов, конструкционных сталей, серых чугунов; большие значения - при обработке высокопрочных закаленных сталей, жаропрочных сплавов и высокопрочных чугунов.
Способ осуществляют следующим образом. Устанавливают режущую пластину 1 по нормали к обрабатываемой поверхности детали 7 (фиг.1). При этом продольную ось 1 1 пластины совмещают с линией пересечения плоскостей главного движения 8 и подач 9, а вершину 5 располагают в плоскости подач 9.
Режущую пластину 1 поворачивают вокруг вершины на угол η=30- 60° (фиг.З) в плоскости главного движения 8 относительно плоскости подач 9, поворачивают на угол τ=5-60° (фиг.4) в плоскости подач 9 в сторону, противоположную направлении подачи Sx , поворачивают на угол р=1-30° (фиг.5) вокруг её продольной оси против часовой стрелки в сторону уменьшения главного угла резания.
При таком сочетании параметров режущей пластины и её установки относительно обрабатываемой детали рабочие параметры режущей части инструмента будут равны: угол наклона главной режущей кромки λ=30-45° (фиг.З), главный задний угол а =10-15° (фиг.6), вспомогательный угол в плане φΐ =5-20° (фиг.4), что соответствует оптимальным геометрическим условиям при реализации принципа косоугольного резания.
Способ обработки резанием может быть реализован при различных видах обработки - при этом будет изменяться траектория относительного движения вершины режущего элемента со скоростью резания V и направление подачи (фиг. Ί): при точении, строгании, торцовом фрезеровании - Sx; при поперечном точении, растачивании, зенкеровании - Sy.
С целью оптимизации угла наклона лезвия инструмента при реализации принципа косоугольного резания проводились экспериментальные исследования с оценкой по важнейшим критериям, характеризующим процесс резания: степени деформации (усадки) стружки, силы резания и стойкости инструмента. Результаты экспериментальных исследований степени деформации стружки (фиг.14), сил резания (фиг.15) и стойкости лезвия (фиг.16) в зависимости от угла наклона η режущей пластины при точении высокопрочной закаленной стали ЭИ643 (51HRC), показали, что оптимальный угол наклона η=45°. Аналогичные результаты получены при механической обработке различных марок черных и цветных металлов. Из представленных графиков видно, что диапазон выбора угла наклона пластины находится в пределах η = 30-60°. Из графиков (фиг.14, 15) видно, что степень деформации стружки и сила резания при оптимальном наклоне лезвия инструмента (η=45°) на 20-30% меньше, чем при горизонтальной установке η=0°, а стойкость возрастает до 3,5 раз (фиг.16).
Изменение угла η влияет на величину главного заднего угла а, главного переднего угла γ, угла наклона главной режущей кромки λ и связанные с ними основные показатели процесса резания: силовые параметры и стойкость. На фиг. 8,9 приведены геометрические параметры режущих пластин, установленных с предельно допустимыми углами наклона η. При углах ηΐ <30° возрастает отрицательное значение угла -γ и значительно уменьшается угол наклона лезвия λ, что приводит к существенному увеличению степени деформации стружки и силы резания - принцип косоугольного резания преобразуется в процесс нормального (прямоугольного) резания. При η2>60° главный задний угол отсутствует <х=0°. Это приводит к интенсивному трению, износу инструмента и потере стойкости.
От поворота пластины вокруг продольной оси на угол р зависят главный задний угол а и передний угол γ (фиг. 10,11). При значениях р <1° значительно увеличивается угол а и уменьшается угол γ, вследствие чего снижается изгибная прочность лезвия пластины, приводящая к скалыванию режущей кромки. При установке режущей пластины с углом р > 30° главный задний угол принимает значение а <0°, сопровождающееся интенсивным трением и износом лезвия, приводящим к потере режущих свойств инструмента.
Поворот режущей пластины в плоскости подачи на угол τ влияет на величину углов в плане φ и φΐ (фиг.12,13). При τ >60° вспомогательный угол в плане может принять значение φ1=0°, а при τ <5° пластина, предназначенная для чистовой обработки, будет иметь главный угол в плане φ=0°, а принцип косоугольного резания преобразуется в процесс нормального (прямоугольного) резания.
Были проведены так же сравнительные испытания при обработке литейного алюминиевого сплава.
Целью испытаний являлось выявление стойкостных, силовых и качественных показателей, обеспечиваемых резцами косоугольного резания по сравнению с резцами стандартной конструкции при точении литейного алюминиевого сплава.
Исходными данными для проведения испытаний являлись следующие технологические условия:
- способ обработки - наружное точение цилиндрической поверхности;
- обрабатываемый материал - литейный термически упрочненный сплав AlSilOMg;
- диаметр и длина заготовок - 0130x280 мм;
- режим резания: скорость резания V = 200...500 м/мин, глубина резания - 1 = 1 мм, подача S = 0,1 мм/об;
- обработка без охлаждения;
- резец леворежущий с державкой сечением 20x20 мм2;
- режущие пластины SPG Nel20308 фирмы «Круп-видиа».
Для проведения испытаний были спроектированы и изготовлены резцы стандартной конструкции Р1 10.4-И126 (в соответствии с ГОСТ 26611-85); специальный (косоугольного резания) Р1 10.4 -
И120,...И121,...И122,...И123,...И124,...И125. Обрабатываемые заготовки 0150x320 мм были специально отлиты из алюминиевого сплава с содержанием кремния 1 1,7...13,6%. По результатам контроля на оже-спектрометре среднее содержание кремния в отливках составляет 12,7%.
В качестве оборудования для испытаний использовали токарно- винторезные станки. Стойкостные и силовые испытания проводились на токарно-винторезном станке модели IK62, оснащенном силоизмерительной аппаратурой, включающей специальное устройство СУР300 для определения вертикальной и радиальной составляющих силы резания, и два самописца Н307/1.
Исследование шероховатости обработанной поверхности проводили на токарно-винторезном станке модели SV18R (Чехословакия). Измерение высоты микронеровностей осуществляли на профилометре-профилографе.
Учитывая, что конечным результатом испытаний является оценка режущих свойств резцов косоугольного резания по сравнению с резцами стандартной конструкции, были приняты следующие технологические условия испытаний :
- при испытании на стойкость - V = 300-350 м/мин, t = 0,5...1 мм и S = 0,07 мм/об;
- при силовых испытаниях - V = 200-300 м/мин, t = 2мм, S = 0,07; 0,14 и 0,28 мм/об;
- при исследовании шероховатости обработанной поверхности - V = 200-300 м/мин; t = 0,5 мм, S = 0,04; 0,07; 0,15; 0,3 мм/об и S = 0,05; 0,078; 0,122; 0,2 мм/об.
Режущие пластины резцов косоугольного резания выполнены с изменяемыми параметрами: углом заострения βθ = 66 и 76° радиусом закругления вершин г = 0,5; 0,8 и 1,2 мм. Обработка проводилась без сопровождения СОЖ (смазывающе-охлаждающая жидкость). Оценку динамики процесса резания производили по силовым
параметрам и по интенсивности автоколебаний резца. После расшифровки осциллограмм данные по силовым испытаниям сведены в протокол (табл.1).
Из табл. 1 видно, что наименьшие значения сил резания соответствуют специальному резцу с углом заострения лезвий пластинок β = 66°. Резец косоугольного резания с углом β = 76° обеспечивает относительное снижение силовой нагрузки
Р - Р
АР =— 2- х 100%, в пределах АР = 10,2 - 24,5%, а специальный
^ cm
резец (β = 66°) по сравнению со специальным резцом (β = 76°) обеспечивает уменьшение силы Р в пределах АР = 7,6 - 8,3%.
Измерение параметров автоколебаний показывает, что при точении специальными резцами амплитуды колебаний по направлениям Р ζ и Ру меньше по сравнению с точением резцами стандартной конструкции. Их отношения равны: ΔΑζ =—— =1,1-^1,6; ЛАУ = 1,2 1,7.
Аг
Из-за ограничений по количеству образцов на износ испытывали только один специальный резец с углом β = 76° и резец стандартной конструкции. Результаты приведены в табл.2.
Полученные данные свидетельствуют о преимуществах резца косоугольного резания относительно резца стандартной конструкции - величина износа специального резца при испытаниях в течение 320 и 215 мин. Меньше по сравнению с износом стандартного резца соответственно в
1,56 и 1,78 раз.
В протоколах (табл.3,4) приведены параметры шероховатости для резцов стандартной и специальной конструкций, полученные при различных значениях подачи и радиуса закругления вершин режущих пластинок. Среднеарифметическую высоту микронеровностей определяли в трех участках обработанной заготовки, равно расположенных по окружности. По трем значениям Ra рассчитывали среднее RacP. Из таблиц видно, что при точении стандартным резцом высота микронеровностей имеет минимальное значение RacP = 2,2 мкм при S = 0,07- 0,08 мм/об. Все специальные резцы обеспечивают меньшую по сравнению со стандартным высоту микронеровностей, т.е. при точении резцами косоугольного резания достигается более высокое качество обработанной поверхности. Экспериментальные зависимости свидетельствуют также о том, что минимально достигаемую стандартным резцом высоту микронеровностей можно обеспечить специальными резцами при более высоких подачах, в данном случае в 1,5 - 3 раза превосходящих подачу стандартного резца, т.е при более высокой производительности обработки. Наилучшие результаты соответствуют резцу с углом β = 76° и г = 0,8 мм. При его использовании обработку можно производить без ухудшения качества обработанной поверхности с подачей в три раза превосходящей подачу при точении стандартным резцом.
В результате экспериментальных исследований при точении образцов из литейного алюминиевого сплава с содержанием кремния ~12,7% установлено, что резцы косоугольного резания по всем показателям процесса резания превосходят резцы стандартной конструкции:
- силы резания снижаются на 10-25%;
- интенсивность автоколебаний по амплитуде уменьшается по вертикальной оси в 1,1 - 1,6 раза, по радиальной оси в 1,2 - 1,7 раза;
- износ по задней поверхности уменьшается в 1,6 - 1,8 раза;
- высота микронеровностей понижается в 1,2 - 2,7 раза;
Улучшение показателей процесса резания, обеспечиваемого заявляемым способом, позволяет увеличить производительность обработки за счет повышения подачи до 3 раз без ухудшения качества обработанной поверхности труднообрабатываемых сплавов.
Режущий инструмент (фиг.1) содержит режущий элемент, выполненный в виде режущей пластины 1 с лезвием 2, установлен в корпусе 6 с возможностью перемещения относительно обрабатываемой детали 7 в плоскости главного движения 8 и в плоскости подач 9.
Лезвие 2 содержит главную 3, вспомогательную 4 режущие кромки и вершину 5.
Плоскость 8 проходит по касательной к траектории движения вершины 5 к направлению вектора скорости резания V. Плоскость подач 9 расположена перпендикулярно вектору скорости резания V и совпадает с направлением вектора подачи Sx.
Продольная плоскость 10 (фиг.2) режущей пластины, симметричная относительно базовых поверхностей пластины, совмещена с вершиной 5 лезвия 2 и продольной осью 11.
Исходные параметры лезвия режущей пластины назначают в зависимости от свойств обрабатываемого материала в пределах: угол заострения βθ =60-90°, задний угол αθ =30-45°. Меньшие значения принимают при обработке алюминиевых, титановых сплавов, конструкционных сталей, серых чугунов; большие значения - при обработке высокопрочных закаленных сталей, жаропрочных сплавов и высокопрочных чугунов.
Режущий элемент может быть выполнен в виде многолезвийной режущей пластины 12 (фиг.17). Лезвия 2 режущей пластины образованы пересечением боковых граней двух усеченных пирамид 13 и 14, повернутых вокруг общей центральной оси 15 в противоположных направлениях. Ниже приведены примеры выполнения различного режущего инструмента.
В режущем инструменте - резце проходном (фиг.18,19) режущая пластина 12 установлена в профильном гнезде 16 корпуса 6 с наклоном под углом η к плоскости подач 9 и закреплена винтом 17. Профильное гнездо имеет форму усеченной пирамиды, зеркально отображающей профиль пластины. Режущие пластины могут быть выполнены с тремя, четырьмя, пятью и шестью лезвиями. Режущий инструмент - резец упорный (фиг.23) содержит трехлезвийную режущую пластину 22, установленную в державке 23 под углом η к установочной плоскости 24. режущая пластина закреплена винтом 17. Наклон главной режущей кромки режущей пластины на угол λ обеспечивает условия косоугольного резания. Главный угол в плане φ=90° создает условия точения в упор.
В режущем инструменте - резце расточном (фиг.24,25) трехлезвийная режущая пластина 22 установлена в державке 25, состоящей из присоединительной части 26 для закрепления в резцедержателе и рабочей части 27, несущей режущую пластину. Режущая пластина закреплена винтом 17. Угол η установки режущей пластины в гнезде державки и наклон главной режущей кромки под углом λ обеспечивают условия косоугольного резания при растачивании детали, вращающей со скоростью V.
Режущий элемент может быть выполнен в виде режущего стержня 18 (фиг.20) цилиндрической формы с лезвием 2 на конце и базирующей лыской 19, расположенной параллельно продольной оси 1 1 стержня. Режущий стержень 18 может иметь два лезвия 2, выполненных на противоположных концах (фиг.21), и две диаметрально противоположные лыски 19.
В режущем инструменте (фиг.22) режущий стержень 18 установлен в круглом отверстии 20 корпуса 6 с наклоном под углом η к плоскости подач
9 и закреплен винтом 21, контактирующим с лыской 19.
В режущем инструменте - резце проходном (фиг.26) режущий стержень
28, установлен в державке 29 под углом наклона η и закреплен винтом 21. Главный угол в плане φ может изменяться в пределах 5...75°. Главная режущая кромка, наклоненная на угол λ, работает по принципу косоугольного резания.
В режущем инструменте - резце упорном (фиг.27) режущий стержень 30 установлен в отогнутой державке 31 и закреплен винтом 21. Главный угол в плане φ=90° соответствует условиям работы упорного резца. Его значение может изменяться в пределах 45...90°.
В режущем инструменте - резце отрезном (фиг.28) режущий стержень 32, выполнен с удлиненной режущей частью, установлен в державке 33 под углом η к установочной плоскости 34 державки. Главные режущие кромки, расположенные симметрично относительно оси, имеют угол в плане φ и наклонены на угол λ, создающий условия косоугольного резания.
В режущем инструменте - резце резьбовом (фиг.29) режущий стержень 34, выполненный с углом заострения в плане 60°, установлен в державке 35 под углом η к установочной плоскости 36 державки. Стержень закреплен винтом 21. Главные режущие кромки, расположенные симметрично относительно оси, наклонены на угол λ, создающий условия косоугольного резания.
В режущем инструменте - резце расточном (фиг.30,31) режущий стержень 37 установлен в державке 38, состоящей из присоединительной части 39 для закрепления в резцедержателе, и рабочей части 40, несущей режущий стержень. Стержень закреплен винтом 21. Угол η установки режущего стержня в отверстии державки и наклон главной режущей кромки под углом λ обеспечивают условия косоугольного резания.
Режущий инструмент - фреза торцовая (фиг.32) содержит цилиндрический корпус 41 с центральным отверстием для установки на станке. В профильных гнездах корпуса 41 установлены режущие пластины 12 и закреплены винтами 17. Продольные оси 1 1 пластин наклонены под углом η к плоскости подач 9, совмещенной с вершиной 5 режущей пластины и осью 42 корпуса 41.
Режущий инструмент - фреза торцовая (фиг.ЗЗ) содержит цилиндрический корпус 43 с хвостовиком для установки на станке. В круглых отверстиях корпуса 43 установлены режущие стержни 44. Продольные оси 45 режущих стержней наклонены под углом η к плоскости подач 9, совмещенной с вершиной 46 пластины и осью 47 корпуса 43.
Заявляемый режущий инструмент был испытан для выявления стойкостных, силовых и качественных показателей, обеспечиваемых резцами и фрезами косоугольного резания по сравнению с инструментами стандартной конструкции.
Пример N°l .
Заявляемый режущий инструмент - резец АТ002.000 и резец АТ004.000 (фиг.18, 19) были испытаны на стойкость по сравнению с резцом
стандартной конструкции (ГОСТ 26611-85) при точении заготовки диаметром 30мм и длиной 500мм из закаленной стали 30ХГСА (HRC 46).
Геометрические параметры всех резцов аналогичны: главный угол в плане φ=45°, вспомогательный угол в плане φ1=15°, главный задний угол <х= 12°, главный передний угол γ=0°. Пластины КР установлены в державках под углом η=45° по отношению к плоскости подач. Материал пластин - твердый сплав Т15К6.
Режим резания: глубина резания Ϊ=0,2ΜΜ, подача S=0,1 1MM/O6, скорость резания У=40м/мин. Все опыты проводились без использования СОЖ (смазывающе-охлаждающей жидкости).
На фиг. 34 приведены зависимости стойкости от величины износа твердосплавных пластин по задней поверхности.
Из графиков видно, что наибольшей стойкостью при равных величинах износа обладают резцы заявляемой конструкции. При равной величине износа, например при Ь=0,6мм стандартному резцу «а» соответствует стойкость Т=10мин, резцам косоугольного резания соответственно: «b» (АТ002.000) - Т=34мин, «с» (АТ004.000) - Т=38мин, т. е. стойкость резцов заявляемой конструкции превосходит стойкость стандартного резца из аналогичного твердого сплава не менее, чем в 3 раза. Пример N°2.
Заявляемый режущий инструмент - резец АТ014.000 (фиг. 22,26) был испытан на стойкость совместно с аналогичным стандартным резцом при точении закаленной стали ЗОХГСА (HRC 46). Испытания проводили на токарно - винторезном станке 1 А616.
Режим резания при испытании: глубина резания - Ϊ=1ΜΜ, подача - S=0,26MM/O6, скорость резания
Figure imgf000020_0001
Обработка - без использования смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ).
Данные сравнительных испытаний на стойкость, полученные при точении закаленной стали ЗОХГСА, приведены в протоколе (табл.5). Из таблицы видно, что стойкость резца косоугольного резания превосходит стойкость резца стандартной конструкции в 2,5...3,5раза при одинаковых величинах износа и при равных технологических условиях резания (геометрия режущей части, обрабатываемый материал, режим резания, оборудование).
Пример З.
Заявляемый режущий инструмент - фреза косоугольного резания АТ041.000 (фиг.32) была испытана на силовое воздействие и на стойкость по сравнению с аналогичной стандартной фрезой (ГОСТ 26595-85) при торцовом фрезеровании стали 3H643(HRC51).
Испытания проводили на универсально-фрезерном станке модели 6М82 при режиме резания: глубина t=l,MM, подача S=0,1 мм/зуб, скорость резания
Figure imgf000020_0002
Измерение сил резания производили с помощью специального динамометра, универсальной тензостанции УТС-12 и шлейфового осциллографа Н-105.
Результаты испытаний приведены на графиках (фиг.35). Силовая нагрузка на зубья заявляемой фрезы, работающей по принципу косоугольного резания, примерно в 2...3 раза меньше по сравнению со стандартной фрезой. Стойкостные испытания при фрезеровании стали ЭИ643(НЯС51) показали также преимущества фрезы косоуголього резания (режим резания: t=lMM,
Figure imgf000021_0001
ИЗ графиков (фиг.36) видно, что фреза КР (кривая 2) по стойкости в 2-2,5 раза превосходят стандартную фрезу (кривая 1).
Пример N° 4
Заявляемый режущий инструмент - фреза косоугольного резания АТ018.000 (фиг.ЗЗ) была испытана на стойкость.
Испытания проводили при следующих технологических условиях: рабочий диаметр фрезы - D=32MM; число режущих стержней - 3; материал - твердый сплав НЮ. Геометрические параметры лезвий: главный угол в плане φ=45°, вспомогательный угол в плане φ1=5°, главный передний угол γ=-15°, главный задний угол а=20°.
Заготовка - брусок 40x40мм, длиной L= 100мм, материал сталь 45, закаленная до твердости 40...45HRC. Станок - фрезерный модели 675. Режим резания: Частота вращения п = 640 об/мин; скорость резания V=64M/MHH; глубина резания t = 1 мм; подача SM = 64 мм/мин, Sz = 0,033 мм/зуб; ширина фрезерования В=10мм. Обработка без СОЖ.
После 240мин испытания на лезвиях фрезы не обнаружено видимых следов износа. Стружка имела светлый вид, свидетельствующий о низкой температуре в зоне резания. Стойкость фрезы более, чем в 2 раза, превзошла нормированную стойкость (Т=120мин).
Шероховатость обработанной поверхности соответствует 8 классу чистоты.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Заявляемый инструмент может быть изготовлен из известных в технике элементов и материалов с использованием известных способов их сборки.
Использование заявляемого способа и инструмента позволяет повысить стойкость инструмента и качество обработки при резании труднообрабатываемых материалов, в частности специальных сталей, алюминиевых, титановых сплавов и других материалов. Таблица 1. Протокол силовых испытаний резцов стандартной и специальной конструкций (V = 300 м/мин; t = 2 мм; обработка без СОЖ)
Figure imgf000022_0001
Таблица 2. Протокол испытаний стандартного и специального резцов
(V = 350 м/мин, S = 0,07 мм/об, обработка без СОЖ)
Figure imgf000022_0002
Таблица 3. Протокол исследования шероховатости обработанной
поверхности при точении резцами стандартной и специальной конструкции (V = 200 м/мин, t = 1 мм, г = 0,5 мм)
Ra e мкм
S, Резец стандартный Резец специальный (β = 76°) мм/об Raj Ra2 Ra3 RaCD Rai Ra2 Ra3 RaCD
0,04 2,5 - 3,1 2,8 1,6 1 ,4 1,25 1,42
0,07 2,1 1,8 2,6 2,2 2,1 1,5 1,6 1,73
0,15 3,0 3,1 2,5 2,86 2,8 2,6 2,6 2,7 Таблица 4. Протокол исследования шероховатости обработанной
поверхности при точении стандартной и
специальной конструкции (V = 200 м/мин, t = 1 мм)
Яа в мкм
Figure imgf000023_0001
Таблица 5. Протокол испытания упорно-подрезных резцов
при точении стали 30ХГСА (HRC 46).
Время
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 работы, мин
Износ стандарт 0,3 0,6 0,8 1,0
h B
КР
мм 0,15 0.31 036 0,42 0,47 0,52 0,57 0,6 0,65 0,7 0,74 0,78 AT014.000
резца

Claims

Формула изобретения
1. Способ обработки резанием, включающий предварительную настройку положения режущего элемента в корпусе инструмента относительно обрабатываемой детали, движение инструмента относительно обрабатываемой детали в направлении главного движения и продольную подачу инструмента, отличающийся тем, что режущий элемент предварительно устанавливают по нормали к обрабатываемой поверхности, поворачивают вокруг вершины на угол η = 30 - 60° относительно вектора скорости резания в плоскости главного движения, затем поворачивают на угол τ= 5 - 60° в плоскости подач в сторону, противоположную направлению подачи, с последующим поворотом на угол р = 1 -30° вокруг её продольной оси против часовой стрелки, в сторону уменьшения главного заднего угла лезвия, угол заострения лезвия принимают в пределах β0=60-90°.
2. Способ обработки резанием по п.1 отличающийся тем, что режущий элемент может быть выполнен в виде режущей пластины или режущего стержня.
3. Режущий инструмент, содержащий корпус в котором наклонно установлен режущий элемент, по меньшей мере, с одним лезвием и, по меньшей мере, одной вершиной, отличающийся тем, что режущий элемент установлен с поворотом вокруг его вершины на угол η = 30 - 60° относительно плоскости подач в плоскости главного движения, повернут на угол τ= 5 - 60° в плоскости подач в сторону, противоположную направлению подачи, и повернут на угол р = 1 -30°, вокруг продольной оси против часовой стрелки, в сторону уменьшения главного заднего угла лезвия, а угол заострения лезвия составляет β0=60-90°.
4. Режущий инструмент по п.З отличающийся тем, что режущий элемент может быть выполнен в виде режущей пластины или режущего стержня.
5. Режущий инструмент по п.1 отличающийся тем, что он выполнен в виде фрезы с режущими элементами.
PCT/RU2013/000802 2012-09-26 2013-09-16 Способ обработки резанием и режущий инструмент для его осуществления WO2014051465A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13841206.9A EP2902139A4 (en) 2012-09-26 2013-09-16 CUTTING METHOD AND CUTTING TOOL FOR ITS EXECUTION

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012141178 2012-09-26
RU2012141178/02A RU2514243C1 (ru) 2012-09-26 2012-09-26 Способ обработки резанием и режущий инструмент для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014051465A1 true WO2014051465A1 (ru) 2014-04-03

Family

ID=50388711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2013/000802 WO2014051465A1 (ru) 2012-09-26 2013-09-16 Способ обработки резанием и режущий инструмент для его осуществления

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2902139A4 (ru)
RU (1) RU2514243C1 (ru)
WO (1) WO2014051465A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105364418A (zh) * 2015-12-07 2016-03-02 西安航空动力控制科技有限公司 一种聚四氟乙烯薄壁螺旋零件的加工方法
CN111673540A (zh) * 2020-06-19 2020-09-18 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 一种面向实际切削的金刚石刀具刃口轮廓计算方法

Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU93920A1 (ru) 1951-07-07 1951-11-30 А.В. Акимов Резец с механическим креплением пластинки твердого сплава и стружколома
US2849787A (en) 1954-02-17 1958-09-02 Hertel Karl Cutting tools
SU1006072A1 (ru) 1981-03-04 1983-03-23 Предприятие П/Я В-2827 Многогранна режуща пластина
US4572042A (en) 1983-06-27 1986-02-25 Santrade Limited Cutting insert
JPS61226202A (ja) 1985-03-27 1986-10-08 Kyocera Corp スロ−アウエイチツプとその保持具
DE3910288A1 (de) 1989-03-30 1990-10-04 Standard Elektrik Lorenz Ag Verfahren zur herstellung monolithisch integrierter optoelektronischer module
RU2015861C1 (ru) 1992-04-16 1994-07-15 Константин Андреевич Трушко Токарный резец "россия"
RU2163857C2 (ru) 1999-06-01 2001-03-10 Самарский государственный технический университет Способ механической обработки
DE10027945A1 (de) 2000-06-08 2002-01-10 Widia Gmbh Scheibenfräser
US6343898B1 (en) 1996-12-23 2002-02-05 Sandvik Aktiebolag Cutting insert and holder for metal cutting machining
US20020170396A1 (en) 2001-05-18 2002-11-21 Johann Maier Turning method
US6579042B1 (en) 2000-10-11 2003-06-17 Sandvik Inc. Cutter body with cutting inserts and methods for assembling same
RU2206433C1 (ru) 2001-11-05 2003-06-20 Хостикоев Михаил Заурбекович Способ крепления сменной режущей пластины в корпусе резца
RU2266175C2 (ru) 2004-02-10 2005-12-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" Способ обработки фасонных поверхностей точением
UA11733U (en) 2005-05-24 2006-01-16 Univ Kirovohrad Nat Technical Method of working
RU2334592C2 (ru) 2003-01-05 2008-09-27 Искар Лтд. Инструмент с закреплением режущей пластины
RU2348491C2 (ru) 2002-11-26 2009-03-10 Искар Лтд. Режущая пластина и режущий инструмент
RU2348492C2 (ru) 2003-09-29 2009-03-10 Кеннаметал, Инк. Вращающийся режущий инструмент, имеющий нерегулярную ориентацию вставных режущих пластин
UA42003U (ru) 2008-11-11 2009-06-25 Игорь Олегович Шинский Линия для литья по газифицируемым моделям с кристаллизацией под давлением
RU87377U1 (ru) 2009-06-15 2009-10-10 Мельников Михаил Борисович Режущий инструмент
RU2380197C1 (ru) 2008-11-05 2010-01-27 Нина Алексеевна Корюкина Режущий инструмент

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002187003A (ja) * 2000-12-21 2002-07-02 Mori Seiki Co Ltd 切削工機の制御装置及びその表示方法
JP4684428B2 (ja) * 2001-01-31 2011-05-18 株式会社森精機製作所 ツールプリセッタ
US7156006B2 (en) * 2003-09-02 2007-01-02 Kennametal Inc. Method and assembly for rotating a cutting insert during a turning operation and inserts used therein
US20080228313A1 (en) * 2007-03-05 2008-09-18 Mori Seiki Usa, Inc. Device and Method for Turning In Virtual Planes
JP5270299B2 (ja) * 2008-10-28 2013-08-21 オークマ株式会社 複合加工旋盤
JP2011079069A (ja) * 2009-10-02 2011-04-21 Okuma Corp 工作機械及び内径加工方法

Patent Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU93920A1 (ru) 1951-07-07 1951-11-30 А.В. Акимов Резец с механическим креплением пластинки твердого сплава и стружколома
US2849787A (en) 1954-02-17 1958-09-02 Hertel Karl Cutting tools
SU1006072A1 (ru) 1981-03-04 1983-03-23 Предприятие П/Я В-2827 Многогранна режуща пластина
US4572042A (en) 1983-06-27 1986-02-25 Santrade Limited Cutting insert
JPS61226202A (ja) 1985-03-27 1986-10-08 Kyocera Corp スロ−アウエイチツプとその保持具
DE3910288A1 (de) 1989-03-30 1990-10-04 Standard Elektrik Lorenz Ag Verfahren zur herstellung monolithisch integrierter optoelektronischer module
RU2015861C1 (ru) 1992-04-16 1994-07-15 Константин Андреевич Трушко Токарный резец "россия"
US6343898B1 (en) 1996-12-23 2002-02-05 Sandvik Aktiebolag Cutting insert and holder for metal cutting machining
RU2163857C2 (ru) 1999-06-01 2001-03-10 Самарский государственный технический университет Способ механической обработки
DE10027945A1 (de) 2000-06-08 2002-01-10 Widia Gmbh Scheibenfräser
US6579042B1 (en) 2000-10-11 2003-06-17 Sandvik Inc. Cutter body with cutting inserts and methods for assembling same
US20020170396A1 (en) 2001-05-18 2002-11-21 Johann Maier Turning method
RU2206433C1 (ru) 2001-11-05 2003-06-20 Хостикоев Михаил Заурбекович Способ крепления сменной режущей пластины в корпусе резца
RU2348491C2 (ru) 2002-11-26 2009-03-10 Искар Лтд. Режущая пластина и режущий инструмент
RU2334592C2 (ru) 2003-01-05 2008-09-27 Искар Лтд. Инструмент с закреплением режущей пластины
RU2348492C2 (ru) 2003-09-29 2009-03-10 Кеннаметал, Инк. Вращающийся режущий инструмент, имеющий нерегулярную ориентацию вставных режущих пластин
RU2266175C2 (ru) 2004-02-10 2005-12-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" Способ обработки фасонных поверхностей точением
UA11733U (en) 2005-05-24 2006-01-16 Univ Kirovohrad Nat Technical Method of working
RU2380197C1 (ru) 2008-11-05 2010-01-27 Нина Алексеевна Корюкина Режущий инструмент
UA42003U (ru) 2008-11-11 2009-06-25 Игорь Олегович Шинский Линия для литья по газифицируемым моделям с кристаллизацией под давлением
RU87377U1 (ru) 2009-06-15 2009-10-10 Мельников Михаил Борисович Режущий инструмент

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105364418A (zh) * 2015-12-07 2016-03-02 西安航空动力控制科技有限公司 一种聚四氟乙烯薄壁螺旋零件的加工方法
CN111673540A (zh) * 2020-06-19 2020-09-18 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 一种面向实际切削的金刚石刀具刃口轮廓计算方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2902139A4 (en) 2016-06-08
RU2514243C1 (ru) 2014-04-27
EP2902139A1 (en) 2015-08-05
RU2012141178A (ru) 2014-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2409454C2 (ru) Концевая фреза для орбитального фрезерования
EP1435270A1 (en) Throw-away tip
Rogov et al. Optimization of surface roughness and vibration in turning of aluminum alloy AA2024 using taguchi technique
Dudak et al. Hole machining based on using an incisive built-up reamer
US9511420B2 (en) Self-propelled rotary tool
CN103624329B (zh) 可转位机卡式硬质合金齿圆锯片
JP2021501061A (ja) 旋削インサート
Savilov et al. Investigation of output parameters of titanium reverse turning
WO2014051465A1 (ru) Способ обработки резанием и режущий инструмент для его осуществления
JP5301454B2 (ja) チップ式ボールエンドミルのチップ素材
Kamdani et al. The effect of cutting force and tool wear in milling INCONEL 718
Cardoso et al. Micro milling of metallic materials-A brief overview
CN110753593A (zh) 用于金属切削的车削刀片
Wang et al. Study on cutting force and hole quality of PCD step reamer for reaming ZL102 alloy in dry and wet conditions
POLZER et al. 5-AXIS DRY MILLING OF BOTTOM OF POCKET BY BALL AND CIRCLE-SEGMENT END MILLS.
US3837240A (en) Cutting tool for the continuous machining of metals and the method of making same
CN206028765U (zh) 减振切断刀
Liu et al. Effects of cutting parameters on the surface roughness of Ti6Al4V titanium alloys in side milling
Gopinath et al. Influence of peripheral milling on machining of aircraft grade aluminum alloy
JP7411312B2 (ja) 転削加工方法
US3871251A (en) Cutting tool for the continuous machining of metals and the method of making same
Piska et al. On the effective substitution of turning by peripheral milling
US3955448A (en) Cutting tool for the continuous machining of metals and the method of making same
Kumar et al. Machining process
JP4846489B2 (ja) 刃先交換式切削工具

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13841206

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013841206

Country of ref document: EP