РЕЖУЩАЯ ЧАШКА

Полезная модель относится к областям обработки различных поверхностей резанием, измельчения различных материалов режущими чашками и может найти применение в порошковой металлургии, машиностроении, строительной и дорожной промышленности, в горном деле.
Известен самовращающийся чашечный резец с ножом, закрепленным на его вращающейся части по а.с. СССР №415100 МПК 8 В23В 27/22. Лезвие ножа максимально приближено к боковой поверхности чашки и расположено на расстоянии от режущей кромки, которое не превышает зоны контакта стружки с этой поверхностью. Резец обеспечивает дробление сливной стружки по длине при обработке пластичных материалов. К недостаткам резца относится невозможность измельчения стружки до порошкообразного состояния.
Известна волновая дробилка по заявке на патент №2006103980 МПК 8 B22F 9/14 от 06.07.2004 г., которая характеризуется возможностью получения порошкообразных фракций металлических или композиционных материалов из предварительно измельченных материалов крупных фракций. Применение подобных измельчителей характеризуется высокими энергозатратами, большой материалоемкостью оборудования и получением порошков чешуйчатой формы, что ограничивает их применение при изготовлении деталей по технологиям порошковой металлургии.
Известен чашечный ротационный резец, режущая кромка которого образована пересечением передней и задней поверхностей; на задней поверхности чашки расположены канавки, наклонные к ее образующей под углом, обеспечивающим перекрытие выхода одной канавки входом смежной с ней канавки [а.с. СССР №523761 МПК 8 В23В 27/12]. Наличие на режущем лезвии системы канавок обеспечивает измельчение стружки до волокон, но также не позволяет получать стружку в виде порошков.
К недостаткам данного технического решения, выбранного прототипом, является ограничение по диапазону измельчаемых фракций из-за наличия шага между канавками, имеющего достаточно большую величину (от десятых долей миллиметра и выше), а также интенсивное скругление вершин рифлений по всей длине, что ограничивает возможности управления конфигурацией порошков и минимизацией их размеров, в частности, невозможности стабильного промышленного получения порошков фракциями до 10 мкм.
Целью полезной модели является расширение технологических возможностей режущей чашки ротационного инструмента путем обеспечения стабильного образования порошков фракциями от 1 до 10 мкм при измельчении материалов, а также возможности получения различной по глубине и конфигурации системы следов, канавок на объекте взаимодействия - детали, дорожном полотне и др.
Поставленная цель достигается тем, что режущая чашка содержит опорный торец и центральное отверстие, переднюю и заднюю рабочие поверхности и круговое режущее лезвие с поперечными канавками; задняя поверхность имеет две ступени: первая ступень сопряжена с передней поверхностью, имеет ширину 0,1…3 мм и образует с поперечными канавками режущие лезвия; первая ступень задней поверхности имеет нулевой задний угол α, а вторая ступень имеет задний угол α в пределах 5<α<90°; одна из граней поперечной канавки расположена в плоскости, отличной от диаметральной в пределах 0…30°; расстояние, шаг между соседними канавками имеет переменную величину.
Изложенная сущность поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид режущей чашки, на фиг.2 - варианты исполнения второй ступени заднего угла у режущей чашки, на фиг.3 - варианты исполнения поперечной канавки.
Режущая чашка (фиг.1) имеет опорный торец 1, отверстие 2, являющиеся базовыми поверхностями при установке чашки в подшипниковом узле ротационного инструмента. Чашка содержит рабочие поверхности 3, 4, 5 и круговое режущее лезвие 6, образованное сопряжением поверхностей 3 и 4. Поверхность 4 имеет ширину а, равную 0,1…3 мм, измеренную в направлении оси 7 отверстия 2 и имеет канавки 8, расположенные наклонно в поперечном сечении относительно лезвия 6. Шаг t (расстояние между соседними канавками) имеет переменную величину, конкретные значения назначаются в зависимости от фракционного состава порошков, длины волокон требуемого профиля обработанной поверхности и других технологических условий обработки.
Передний угол γ режущей чашки назначается в зависимости от обрабатываемого материала и других технологических условий и может быть в пределах
γ=-10°…+40°.
Задний угол α для первой ступени поверхности 4 равен преимущественно нулевому значению и может находиться в диапазоне
1
α=0°…5°.
Задний угол α для второй ступени поверхности 5 рекомендуется в зависимости от конкретных технологических условий и глубины h канавки 8, которая также выбирается исходя из технологических условий операции и назначать в пределах
2
α=5°…90°.
2
При α=90° режущая чашка будет иметь вид диска толщиной до 3 мм, опорный торец 1 будет близок по диаметру к диаметру режущего лезвия 6.
Наличие канавок 8 на поверхности 4 при определенных условиях образует поперечную относительно лезвия 6 режущую кромку 9. Наклон кромки 9 относительно лезвия 6, измеренный относительно диаметральной плоскости, проходящей через ось 7 чашки, может быть в пределах 0…30°. Форма канавки 8 в плоскости, параллельной базовому торцу может иметь вид трапеции, ромба, прямоугольника. Ее форма и объем выбираются в зависимости от конкретных технологических условий, в том числе и от условий микрорезания и заполнения канавок микрочастицами продуктов измельчения.
Пример использования режущей чашки в режиме фрезерования при получении порошков.
R
τ
S
Z
Режущая чашка (фиг.3) установлена в подшипниковом узле корпуса фрезы и совершает совместно с ним вращательное движение ω относительно оси шпинделя станка 10. Чашка в узле совершает вращение ω, т.е. касательное движение резания. Режущая чашка контактирует с заготовкой 11, имеющей движение подачи D, снимая припуск толщиной S прерывистым лезвием 6. Канавки на поверхности резания формируют выступы, снимаемые последующими чашками в направлении движения подачи. Наличие поперечных режущих кромок на вращающейся в подшипниковом узле режущей чашки обеспечивает съем микростружки в тангенциальном направлении. Последовательное образование элементов стружки в двух взаимно перпендикулярных направлениях расширяет технологические возможности ротационных инструментов в плане формирования микрорельефа обработанной поверхности и уменьшения диапазона размеров порошковых материалов до нескольких микронов.