СБОРНЫЙ РЕЗЕЦ К ТОКАРНОМУ СТАНКУ

Полезная модель относится к области обработки металлов резанием и может быть использована при обработке литых, кованых заготовок и труднообрабатываемых деталей из отбеленного чугуна, жаропрочных, титановых или нержавеющих материалов при черновой обработке.
Известен сборный резец (см. патент RU 75340, МПК В23В 27/16, опубликован 10.08.2008), содержащий корпус, режущую многогранную пластину с отверстием, закрепленную в угловом гнезде корпуса посредством имеющего головку ступенчатого стержня с резьбой на конце, втулку, размещенную в сквозном ступенчатом отверстии корпуса соосно со стержнем, кольцо, выполненное в виде тора, и винт, установленный в корпусе и взаимодействующий с выполненным на втулке продольным пазом. Со стороны первого торца стержень имеет цилиндрическую головку, со стороны второго торца стержень имеет многогранную головку «под ключ».
Недостатком технического решения является необходимость остановки технологического оборудования для замены режущей пластины.
Известен сборный токарный резец (см. патент RU 128137, МПК В23В 27/16, опубликован 20.05.2013). Сборный токарный резец включает корпус, в угловом гнезде которого размещена на опорной пластине режущая пластина, прижим, подпружиненный пружиной и закрепленный на корпусе прижимным винтом. Сборный токарный резец также содержит установленные на корпусе первый электродвигатель, с понижающим редуктором и второй электродвигатель с мультипликатором и подпружиненный плунжер, упирающийся в торец прижима. Прижимной винт пропущен через ступенчатое отверстие с резьбой в корпусе и кинематически соединен с понижающим редуктором первого электродвигателя. Режущая пластина установлена на корпусе посредством проходящих через отверстие опорной пластины крепежного винта и подпружиненной поворотной гайки, снабженной на свободном торце шлицевым пазом, взаимодействующим со шлицевым выступом на торце оси ведомого элемента мультипликатора.
Недостатками известного технического решения является сложность конструкции, которая предполагает наличие электроприводов, обслуживание которых приводит к повышенной опасности, а также необходимость остановки технологического оборудования для замены режущей пластины.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является универсальный многофункциональный сборный резец к токарному станку по патенту РФ 89998, МПК В23В 27/16, опубликован 27.12.2009. Сущность технического решения заключается в том, что универсальный многофункциональный сборный резец к токарному станку содержит многофункциональную оправку в качестве основного и универсального элемента сборного резца и комплектующие крепежные элементы, содержащие болты, шайбы и гайки, державку, на носовой части которой подвижно монтируется перезаряжаемый многофункциональный резец с независимым креплением, связанный крепежными элементами с самой державкой, которая устанавливается в резцедержатель суппорта токарного станка соответственно на уровне линии высоты центров патрона и задней бабки. Кроме того, особенностью данного резца является дополнительный крепежный элемент резца, монтируемый на верхней части оправки, выполненный в виде пластины с прорезью для установки центрующего винта, одновременно являющейся и подвижным держателем режущего элемента (резца).
Недостатками известного универсального многофункционального сборного резца к токарному станку является необходимость остановки технологического оборудования для частичной разборки резца с целью замены пластины, низкая стойкость режущей пластины и малый срок ее эксплуатации, а также низкая производительность.
Целью полезной модели является повышение срока эксплуатации резца и повышение производительности, а также использование его при черновой обработке труднообрабатываемых деталей из отбеленного чугуна, жаропрочных, титановых или нержавеющих материалов.
Поставленная цель достигается тем, что в сборном резце к токарному станку, содержащем оправку в качестве основного и универсального элемента сборного резца, державку, на носовой части которой монтируется резец, и которая устанавливается в резцедержатель суппорта токарного станка соответственно на уровне линии высоты центров патрона и задней бабки и крепежные элементы, согласно полезной модели державка выполнена в виде цилиндра и устанавливается в резцедержатель суппорта токарного станка через оправку с возможностью поворота вокруг своей оси в оправке, выполняющей функцию цангового патрона, а на носовой части державки параллельно оси цилиндра выполнена площадка с цилиндрическим отверстием, перпендикулярным оси цилиндра, в котором жестко закреплен корпус подшипника скольжения, в который вставляется вал с закрепленной на нем рабочей частью резца, выполненной в виде дискообразной режущей пластины с фасонной кромкой.
Конструкция резца обеспечивает движение режущей пластины при обработке материала относительно зоны резания. Движение относительно оси заготовки обеспечивается станочным приводом, а движение относительно самой зоны резания обеспечивается тангенциальной составляющей вертикальной составляющей силы резания, которая направлена по касательной и обусловливает изменение абсолютного значения скорости. Тангенциальная составляющая вертикальной составляющей сил резания формируется за счет установки державки относительно оси обрабатываемого изделия под определенным углом. Сам угол наклона задается и фиксируется в оправке.
Закрепление державки на заданный угол обеспечивает снижение сил трения между стружкой и резцом за счет вращения режущей пластины. Экспериментальными исследованиями определен оптимальный диапазон задаваемых углов, а именно от 3 до 10 градусов, которые зависят от режимов резания (скорости вращения обрабатываемой заготовки, материала заготовки и скорости подачи заготовки на резец). При установке угла в 0 градусов идет обработка заготовки по известной схеме, при этом режущая пластина не вращается. При установке угла в диапазоне от 3 до 10 градусов и подаче суппорта с резцом на заготовку происходит вращение режущей пластины, что приводит к снижению сил трения между снимаемой стружкой и резцом, уменьшению его нагрева и увеличению срока его эксплуатации. Войдя в зону резания, и, сняв стружку, режущая пластина за счет своего вращения, как бы «отдыхает», что приводит к увеличению срока ее эксплуатации.
На фиг. 1 представлен сборный резец для токарного станка.
Резец содержит: оправку 1, державку 2, режущую пластину 3, вал 4, корпус подшипника скольжения 5.
На фиг. 2 представлена 3D модель сборного резца.
Перед установкой сборного резца в суппорт токарного станка проводят его сборку в следующей последовательности: корпус подшипника скольжения, выполненный в виде втулки, жестко закрепляется в державке, режущая пластина прессуются на валу и устанавливается в корпус подшипника скольжения. После чего державка устанавливается в оправку под определенным углом и крепится в резцедержателе токарного станка болтами. После включения токарного станка перемещение режущей пластины сборного резца относительно зоны резания осуществляется вместе с суппортом станка, а относительно самого сборного резца - за счет возможности вращения режущей пластины под действием сил резания.
Вращение режущей пластины сборного резца обеспечивается тангенциальной составляющей вертикальной составляющей силы резания, которая определяется задаваемым углом наклона режущей пластины относительно оси обрабатываемой детали. Угол наклона режущей пластины относительно обрабатываемой детали задается и фиксируется в оправке путем поворота державки по часовой или против часовой стрелки.
При работе режущая пластина постоянно входит в зону резания и выходит из нее вместе со стружкой. Это дает возможность «отдыха» режущей пластине, ее очистке, смазке и охлаждению.
Заявляемый сборный резец исключает необходимость полной разборки конструкции при смене режущей пластины. Достаточно ее извлечь из корпуса подшипника скольжения и заменить на другую.
Предложенное техническое решение позволит повысить срок эксплуатации резца и увеличить производительность за счет снижения усилия резания, обусловленного сокращением сил трения между стружкой и режущей пластиной. Предложенный сборный резец может использоваться при черновой обработке труднообрабатываемых деталей из отбеленного чугуна, жаропрочных, титановых или нержавеющих материалов.