Комбинированный инструмент

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к комбинированным инструментам для обработки деталей резанием и пластической деформацией.
Обработка деталей пластической деформацией - выглаживанием - с применением токарного инструмента, является одной из наиболее перспективных технологических схем обработки поверхностным пластическим деформированием (ППД). Преимущества данного метода в полной мере раскрываются в условиях единичного и мелкосерийного производства, так как появляется возможность существенно сократить номенклатуру используемого инструмента и технологической оснастки. В то же время, в условиях крупносерийного производства, применение стандартного токарного инструмента на операциях обработки ППД помимо сокращения номенклатуры инструмента и оснастки, позволяет, что очень важно, сократить время на смену инструмента и переналадку оборудования.
Известна зачистная пластина для чистовой и получистовой токарной обработки (Патент РФ U1 №79471, опубл. 10.01.2009), выполненная из инструментального материала высокой твердости, например из твердого сплава, имеет радиус r1, измеренный в плане при вершине резца (угол при вершине равен или близок к 90°), мнимую основную плоскость, перпендикулярную скорости резания, совпадающую с режущей кромкой, и зачистные прилегающие части режущих кромок в виде радиусов несколько большей величины, при этом все величины радиусов находятся в поле допуска на номинальный радиус.
Недостатком аналога является высокая сложность его профилирования и использование единого материала для различных видов обработки - резания и пластического деформирования, что отрицательно влияет на стойкость инструмента.
Наиболее близким к заявленному техническому решению как по количеству совпадающих признаков, так и по достигаемому техническому результату - прототипом - является комбинированный инструмент, включающий корпус с режущей и деформирующей частями, причем деформирующая часть расположена под режущей и выполнена в виде цилиндра, соосно вставленного в совпадающее с ним по форме гнездо корпуса (Патент РФ №159234 U1, опубл. 10.02.2016). Такой комбинированный инструмент существенно проще аналога в части его профилирования.
К недостаткам прототипа следует отнести его невысокий ресурс, обусловленный невозможностью переточки изнашиваемой режущей части, согласованной с изменением профиля деформируемой части.
Задача полезной модели - конструктивными изменениями обеспечить возможность переточки режущей части комбинированного инструмента в комплексе с коррекцией положения деформирующей части с сохранением геометрии обработки.
Технический результат - повышение ресурса комбинированного инструмента.
Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в комбинированном инструменте, содержащем корпус с режущей и деформирующей частями, причем деформирующая часть выполнена в виде цилиндра, соосно вставленного в совпадающее с ним по форме гнездо корпуса, гнездо расположено так, что цилиндр установлен в гнезде с возможностью регулируемого поворота на угол θ<180°, в пределах которого рабочая поверхность цилиндра выполнена с уменьшением диаметра по спирали Архимеда.
Полезная модель поясняется изображениями, где:
- на Фиг. 1 схематично представлена заявленный комбинированный инструмент;
- на Фиг. 2 представлен фрагмент Фиг. 1 с профилем деформирующей части комбинированного инструмента (увеличено).
Комбинированный инструмент содержит следующие основные элементы:
1 - корпус
2 - режущая часть (вставка)
3 - деформирующая часть (цилиндр)
4 - гнездо
5 - разрез
В основу полезной модели положено следующее.
В процессе работы режущая часть 2 изнашивается и требует либо замены, либо переточки. В ряде случаев второе предпочтительнее, поскольку повышает ресурс инструмента. Переточка режущего инструмента, как правило, осуществляется по его задней поверхности, что гарантирует неизменность геометрии резания. При этом, в случае рассматриваемого комбинированного инструмента, необходимо обеспечить коррекцию положения деформирующей части - цилиндра 3, так чтобы и геометрия деформации осталась неизменной по отношению к обработанной режущей части поверхности детали. Методом компьютерного моделирования установлено, что расположение гнезда 4 так, что его ось параллельна задней режущей кромке режущей части 2, установка цилиндра 3 в гнезде 4 с возможностью регулируемого поворота на угол θ<180° (из условия гарантированного удержания цилиндра 3 в гнезде 4) и выполнение рабочей поверхности цилиндра в пределах упомянутого угла поворота θ с уменьшающимся по спирали Архимеда диаметром. При этом поворот цилиндра 3 в гнезде 4 может быть осуществлен механически, например, при использовании Self Grip крепления с формированием в корпусе инструмента разреза 5 (подробно принцип и механизмы такого крепления представлены, например, см. http.//www.rinos06.ru/doc/ISCAR_otrez_rezec.pdf, дата обращения 30.05.2016).
Заявленный комбинированный инструмент работает следующим образом.
т
т
т
Корпус 1 устанавливается в резцедержатель (не показан), резцедержателю посредством исполнительных механизмов станка задаются определенные относительно обрабатываемой детали положение и перемещение так, что режущая часть 2 комбинированного инструмента осуществляет резание на заданную глубину, а деформирующая часть - цилиндр 3 - выглаживает обработанную режущей частью 2 поверхность детали. В процессе работы режущая часть 2 изнашивается (как правило это происходит раньше, чем утрата деформирующей частью своих эксплуатационных параметров) и требует переточки на величину, например, К=0,1К, где К - глубина текущей переточки, К - как указывалось ранее - допустимая глубина переточки режущей части по задней поверхности или совокупный ресурс переточек. После переточки цилиндр 3 поворачивается в гнезде на угол θ, которому соответствуют те же геометрические параметры комбинированной обработки, что были до переточки.
Изложенное позволяет сделать вывод о том, что поставленная задача - конструктивными изменениями обеспечить возможность переточки режущей части комбинированного инструмента в комплексе с коррекцией положения деформирующей части с сохранением геометрии обработки - решена, а заявленный технический результат - повышение ресурса комбинированного инструмента - достигнут.
Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к области машиностроения, в частности, к комбинированным инструментам для обработки деталей резанием и пластической деформацией;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и/или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.