СМЕННАЯ МНОГОГРАННАЯ ПЛАСТИНА

Полезная модель относится к инструментам для токарной обработки, преимущественно для формообразования тел вращения с криволинейной образующей из труднообрабатываемых материалов.
Из уровня техники известна сменная многогранная пластина с фасонной передней поверхностью, предназначенная для использования в инструментах для токарной обработки. Особенностью данной пластины является наличие стружколомающих рельефов на передней поверхности, которые позволяют на практике получить стабильное разрушение стружки при широком диапазоне режимов, включая прерывистое резание сплавов типа титановых. Поставленная задача решается специальными конструкциями стружколомающих рельефов, различных для продольного и поперечного точения, состоящих из V-образных канавок переменной ширины и глубины с изломом боковых образующих, осуществляющих первичную и вторичную деформации стружки, и уступов, отдельно расположенных за V-образными канавками параллельно режущим кромкам с выступами у каждой вершины сменной многогранной пластины, осуществляющих третичную деформацию стружки. Уступы выполнены высотой 1,8…2,5 мм над вершинами пластины, при этом расстояние уступов от режущих кромок равно 1,7…2,2 мм, причем расстояние от уступов до вспомогательных режущих кромок на 0,1…0,5 мм больше расстояния от уступов до главных режущих кромок. V-образные канавки расширяются от вершины, при этом угол расположения V-образных канавок по отношению к главным режущим кромкам на 1.3° меньше угла расположения V-образных канавок по отношению к вспомогательным режущим кромкам, а максимальная ширина V-образных канавок равна 1,1…1,4 мм. (RU №2039634 C1, опубл. 20.07.1995).
Достоинством аналога является получение стружки оптимальной формы за счет специальных конструкций стружколомающих рельефов. Кроме того форма режущих кромок дает возможность изготовить широкий ряд конструктивных исполнений деталей с фасонной образующей.
Существенным недостатком аналога является невозможность обработки особо точных деталей с высокими требованиями по качеству поверхности. Форма режущих кромок пластины позволяет получить высокое качество поверхности.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели - прототипом - является сменная многогранная пластина, включающая выполненные на ее торцевых ребрах, исходящих из вершин многогранника, режущие кромки, и размещенные на торцевой поверхности фасонные канавки для завивания стружки (RU №2114721 C1, опубл. 10.07.1998). При этом сменная многогранная пластина имеет верхнюю поверхность для схода стружки, главным образом параллельную ей нижнюю поверхность, и расположенные между ними боковые поверхности, при этом две из боковых поверхностей расположены взаимно перпендикулярно, при этом одна из частей одной из этих двух боковых поверхностей, прилегающая к углу между ними, образует зачищающую фаску и расположена под тупым углом к обеим указанным боковым поверхностям, отличающаяся тем, что примерно 3/4 периферии пластины придана круговая форма.
Известная многогранная режущая пластина позволяет получать относительно высокие показатели по качеству поверхности за счет небольшого угла наклона режущей кромки.
К недостаткам прототипа следует отнести ограниченные технологические возможности, заключающиеся в ограниченном диапазоне обрабатываемых поверхностей.
Задачей заявленной полезной модели является обеспечение возможности формообразования сложных фасонных поверхностей с высокими показателями шероховатости поверхности, а так же обеспечение оптимальных условий стружкозавивания в процессе резания.
Технический результат - расширение технологических возможностей за счет расширения диапазона обрабатываемых поверхностей.
1
2
1
2
1
2
1
2
Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в многогранной режущей пластине, включающей выполненные на ее торцевых ребрах, исходящих из вершин многогранника, режущие кромки, и размещенные на торцевой поверхности фасонные канавки для завивания стружки, каждая режущая кромка выполнена с двумя активными участками, чистовым и черновым, так, что L<L, φ<φ, где L - длина чистового участка режущей кромки, прилегающего к вершине; L - длина чернового участка режущей кромки, примыкающего к чистовому участку; φ - угол между чистовым участком режущей кромки и касательной к дуге окружности при вершине в точке пересечения с осью симметрии; φ - угол между черновым участком режущей кромки и касательной к дуге окружности при вершине в точке пересечения с осью симметрии, кроме того участок фасонной канавки для завивания стружки, расположенный в зоне чернового активного участка режущей кромки, выполнен с переменным радиусом, изменяющимся: увеличивающимся или уменьшающимся, симметрично от краев участка к его центру.
В основу заявленной полезной модели положено разделение режущей кромки на черновой и чистовой участки с параметрами, позволяющими допустить такое разделение без ущерба для качества обработанной поверхности. Кроме того обеспечения оптимальных условий стружкообразования достигается за счет создания знакопеременных напряжений при формирование стружки на черновом участке пластины.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на:
- фиг. 1 изображен вид сверху сменной многогранной пластины;
- фиг. 2 изображена схема работы сменной многогранной пластины;
- фиг. 3 Геометрические параметры инструментов, оснащенных сменными многогранными пластинами, при эксплуатации.
Сменная многогранная пластина состоит из базовой поверхности 1, боковых поверхностей 2 и торцевой поверхности 3, состоящей из фасонной канавки для завивания стружки 4 и стружколомающего элемента 5, а так же отверстия для закрепления пластины 6. Пересечение боковых поверхностей 2 с торцевой поверхностью 6 образуют торцевые ребра, режущие кромки, причем каждая режущая кромка имеет два активных участка: чистовой 7 и черновой 8. Фасонная канавка для завивания стружки 4 имеет переменный радиус на участке торцевой поверхности, образующий черновой участок режущей кромки 7. Радиус симметрично изменяется от концов чернового участка 7 до его центра.
1
Сменная многогранная пластина работает следующим образом. Основной припуск удаляется посредством чернового участка режущей кромки 8. Вследствие различных по направлению и значению напряжений, возникающих в срезаемом слое, стружка обладает разную степень завивания, что способствует ее дроблению в зоне чернового участка 8. Окончательно формообразование фасонной поверхности детали осуществляется чистовыми участками режущей кромки 7. Вследствие небольшого объема срезаемого материала, приходящегося на чистовой участок, радиус фасонной канавки для завивания стружки 4 постоянный. Небольшая длина чистового участка L позволяет устранить его интерференцию с обработанной поверхностью, а так же достигнуть оптимального качества фасонной поверхности.
1
2
1
2
Сменная многогранная пластина позволяет достичь более высоких показателей по качеству поверхности по сравнению с аналогом h>h, где h - величина остаточных неровностей детали, обработанной пластиной по данному патенту, h - величина остаточных неровностей детали, обработанной пластиной аналогом, r - радиус при вершине сменной многогранной пластины, φ - главный угол в плане, S - подача на оборот, мм/об. Ниже приведен расчет величины остаточных неровностей фасонной детали после механообработки сменной многогранной пластиной по данному патенту и аналогом.
при ,
1
h=0,05 мм, для пластины по данному патенту, обладающей следующими геометрическими параметрами r=0.1 мм, φ=30°, S=0.1 мм/об.
2
h=0,08 мм, для пластины аналога, обладающей следующими геометрическими параметрами r=0.1 мм, φ=70°, S=0.1 мм/об.
max
max
Кроме того сменная многогранная пластина позволяет обрабатывать более широкий диапазон поверхностей по сравнению с прототипом. Максимальный угол наклона касательной к обработанной поверхности β может достигать 50° у заявленной конструкции, что превышает угол 20° у прототипа, β определяется по формуле:
max
k
max
2
k
к
к
β=φ-φ или β=φ-φ для заявленной конструкции, где φ -компенсационный угол, φ=8-10°.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что поставленная задача - обеспечение возможности формообразования сложных фасонных поверхностей с высокими показателями шероховатости поверхности - решена, а заявленный технический результат - расширение технологических возможностей за счет расширения диапазона обрабатываемых поверхностей - достигнут.
Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к инструментам для токарной обработки, преимущественно для формообразования тел вращения с криволинейной образующей из труднообрабатываемых материалов;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке 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 соответствуют условиям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.