СМЕННАЯ ТАНГЕНЦИАЛЬНАЯ МНОГОГРАННАЯ РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА

Заявленное техническое решение относится к области обработки резанием пластичных материалов, а именно к режущему инструменту, предназначенному для контурного точения с переменными условиями резания.
Из предшествующего уровня техники известна сменная тангенциальная многогранная режущая пластина, имеющая рабочие участки с криволинейными поверхностями с изменяющейся вдоль главных режущих кромок геометрией таким образом, что при удалении от вершины пластины высота ее боковых поверхностей и величина переднего угла уменьшаются, а угол в плане пластины, высота стружкозавивающих выступов и ширина стружкозавивающей поверхности увеличиваются. Уменьшение высоты боковых поверхностей пластины происходит ступенчато, на коротком участке, прилегающем к радиусной режущей кромке, синхронно с увеличением ширины стружкозавивающей поверхности. При удалении от вершины пластины форма примыкающей к фаске участка передней поверхности изменяется от выпуклой до вогнутой, при этом кривизна стружкозавивающей поверхности на выпуклом участке уменьшается, а на вогнутом увеличивается. На вогнутой части передней поверхности пластины выполнены стружкодеформирующие выступы, расположенные вдоль режущих кромок и отстоящие от них на расстоянии не более семикратной ширины фаски [RU 108330, B23B 27/00, 05.04.2011]. Данное техническое решение, как наиболее близкое к заявляемой полезной модели, принято за прототип. Пластина не обеспечивает стабильное дробление стружки в условиях широкого изменения размеров срезаемого слоя при контурном точении пластичных материалов. Кроме того, увеличение переднего угла по мере приближения к вершинам пластины снижает прочность и стойкость пластины, приводит к увеличению вероятности ее поломки.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в расширении технологических возможностей режущей пластины, повышении стойкости режущей пластины, обеспечении стабильного дробления стружки при контурном точении с переменными условиями резания.
Данная задача достигается за счет того, что сменная тангенциальная многогранная режущая пластина выполнена двухсторонней с симметрично расположенными рабочими участками и имеет боковые поверхности с выполненным в них цилиндрическим отверстием, привершинные цилиндрические поверхности, торцевые поверхности, опорные поверхности, передние поверхности с расположенными на них стружкодеформирующими элементами, стружкозавивающие выступы, вершины пластины, расположенную вдоль режущих кромок упрочняющую фаску, причем при удалении от вершин пластины вдоль главных режущих кромок передний угол пластины и угол наклона стружкозавивающего выступа увеличиваются, а ширина стружкозавивающей поверхности уменьшается. На сменной тангенциальной многогранной режущей пластине могут быть выполнены стружкозавивающие выступы, которые имеют сочетание вогнутых и выпуклых поверхностей. Сменная тангенциальная многогранная режущая пластина может иметь стружкодеформирующие элементы эллипсовидной формы, отстоящие от главной режущей кромки на расстоянии не менее двух- и не более трехкратной ширины упрочняющей фаски. Сменная тангенциальная многогранная режущая пластина может быть выполнена с округленными режущими кромками. Сменная тангенциальная многогранная режущая пластина может иметь отрицательную упрочняющую фаску переменной ширины, причем при удалении от вершины пластины ширина фаски на радиусном участке главной режущей кромки увеличивается, а на прямолинейном уменьшается. Сменная тангенциальная многогранная режущая пластина может быть выполнена с двухгранной упрочняющей фаской.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение режущей пластиной стабильного дробления стружки за счет стружкозавивающей поверхности переменного профиля, стружкодеформирующих элементов на передней поверхности, стружкозавивающего выступа сложной пространственной формы, упрочняющей фаски переменной ширины, расширение технологических возможностей режущей пластины за счет сложной пространственной формы и оптимального (с точки зрения механики резания) расположения стружкозавивающего выступа, специальной формы и оптимального расположения стружкодеформирующих выступов, упрочняющей фаски переменной ширины, повышение стойкости режущей пластины за счет ее рациональной конструкции, оптимальных геометрических параметров стружкозавивающей поверхности, упрочняющей фаски, округления режущей кромки.
Техническое решение поясняется на фиг. 1, на которой изображена в изометрии сменная тангенциальная многогранная режущая пластина, и на фиг. 2, на которой представлен чертеж сменной тангенциальной многогранной режущей пластины с сечениями в главных секущих плоскостях.
Сменная тангенциальная многогранная режущая пластина (фиг. 1) выполнена двухсторонней с симметрично расположенными рабочими участками и имеет боковые поверхности (1) с выполненным в них цилиндрическим отверстием (2) для закрепления пластины, привершинные цилиндрические поверхности (3), торцевые поверхности (4), опорные поверхности (5) для установки пластины, передние поверхности (6) с расположенными на них стружкодеформирующими элементами (7), стружкозавивающие выступы (8), образованные пересечением главных (9) и вспомогательных (10) режущих кромок вершины (11) пластины, расположенную вдоль режущих кромок упрочняющую фаску (12), причем при удалении от вершин пластины вдоль главных режущих кромок передний угол пластины (γ) и угол наклона стружкозавивающего выступа (ψ) увеличиваются, а ширина стружкозавивающей поверхности (b) уменьшается (фиг. 2)
Г
Д
Е
Г
Д
Е
Г
Д
Е
γ<γ<γ; ψ<ψ<ψ; b<b<b.
1
Стружкозавивающие выступы имеют сочетание вогнутых (13) и выпуклых (14) поверхностей. Стружкодеформирующие элементы имеют эллипсовидную форму и отстоят от главной режущей кромки на расстоянии не менее двух- и не более трехкратной ширины упрочняющей фаски. Отрицательная упрочняющая фаска (ƒ) режущей пластины выполнена переменной ширины, причем при удалении от вершины пластины ширина фаски на радиусном участке главной режущей кромки увеличивается (фиг. 2)
1А
1Б
1В
ƒ<ƒ<ƒ,
а на прямолинейном уменьшается
1Г
1Д
1Е
ƒ<ƒ<ƒ.
Упрочняющая фаска режущей пластины выполнена двухгранной, а ее режущая кромка округленной.
Техническое решение работает следующим образом. Сменная тангенциальная многогранная режущая пластина устанавливается в специальную кассету на опорную поверхность, базируется по боковой и торцовой поверхностям, закрепляется с использованием цилиндрического отверстия. Кассета с режущей пластиной закрепляется в державке, установленной на станке для контурного точения.
При эксплуатации режущей пластины происходит изменение условий стружкообразования, формы, размеров и жесткости стружки. Известно, что переменные условия схода стружки с передней поверхности режущего инструмента способствуют интенсификации вращательного движения стружки в плоскости ее поперечного сечения, что, в свою очередь, приводит к изменению формы и размеров стружки. Наибольшее влияние поперечное вращение оказывает на шаг спирали цилиндрической стружки. При этом для благоприятных условий дробления стружки шаг спирали стружки не должен превышать величину диаметра стружки. Создание на режущей пластине криволинейных поверхностей с изменяющейся вдоль главных режущих кромок геометрией таким образом, что при удалении от вершин пластины передний угол пластины и угол наклона стружкозавивающего выступа увеличиваются, а ширина стружкозавивающей поверхности уменьшается, позволяет оказывать влияние на форму, размеры, степень деформации стружки и, как следствие, на стабильность процесса завивания и дробления стружки. Стабильность дробления стружки повышается при выполнении на передней поверхности режущей пластины оптимально расположенных выступов эллипсовидной формы, которые вызывают деформацию контактных слоев стружки, что приводит к увеличению внутренних остаточных напряжений в стружке и повышению ее жесткости. При повышенных значениях подачи и глубины резания дополнительная деформация стружки осуществляется выпукло-вогнутым профилем стружкозавивающего выступа.
При контурном точении фасонных заготовок уменьшение толщины срезаемого слоя сопровождается увеличением его ширины. Выполнение на режущей пластине упрочняющих фасок переменной ширины обеспечивает стабильное попадание срезаемого слоя металла на примыкающую к фаске переднюю поверхность при удалении малых и больших припусков при резании с различным кинематическим углом в плане. На расширение технологических возможностей режущей пластины также оказывает влияние расположение стружкозавивающего выступа, который максимально удален от наиболее нагруженной части главной режущей кромки пластины и приближается к главной режущей кромке по мере уменьшения на нее нагрузки. При небольших значениях подачи и глубины резания на повышение жесткости стружки оказывают влияние расположение стружкодеформирующих выступов, которые выполнены на передней поверхности режущей пластины перпендикулярно направлению схода стружки и отстоят от главной режущей кромки на расстоянии не менее двух- и не более трехкратной ширины упрочняющей фаски.
В зависимости от условий резания упрочняющая фаска может быть выполнена плоской или двухгранной, что в сочетании с округленной режущей кромкой повышает прочность и стойкость режущей пластины. На увеличение стойкости также оказывают влияние оптимально подобранные значения ширины фаски, значения передних углов пластины, использование максимально возможного числа режущих граней за счет симметричной и двухсторонней конструкции режущей пластины.
Применение сложнопрофильной сменной тангенциальной многогранной режущей пластины позволяет повысить эффективность работы автоматизированных станочных комплексов для контурного точения с переменными условиями резания.