КАМНЕРЕЗНЫЙ РЕЗЕЦ

Полезная модель относится к области обработки материалов резанием, в частности, к режущему инструменту, и может быть использовано для изготовления преимущественно породоразрушающих камнерезных резцов с режущими пластинками, закрепляемыми неподвижно на державке.
Известен резец с круглым хвостовиком, удерживаемом с возможностью поворота в зажимной гильзе, которая снабжена одним или несколькими выступающими внутрь удерживающими элементами, которые входят в выполненную в хвостовике резца окружную канавку так, что зажимная гильза удерживается на круглом хвостовике резца без возможности сдвига в осевом направлении, при этом, один или несколько удерживающих элементов расположены в средней поперечной плоскости зажимной гильзы или имеют от нее одинаковое осевое расстояние, зажимная гильза выполнена с возможностью установки в двух повернутых на 180° вокруг ее продольной оси осевых положениях на круглом хвостовике резца и фиксации на нем по выбору в одном из обоих идентичных положений, удерживающие элементы выполнены между двумя ориентированными поперек продольной оси зажимной гильзы штамповочными кромками и выштампованы и/или вдавлены внутрь, причем штамповочные кромки проходят по части окружности зажимной гильзы и имеют расстояние друг от друга, которое равно или меньше ширины окружной канавки в круглом хвостовике резца. [RU 2375572, Е21С 35/18, Е21С 35/197, 10.12.2009].
Недостатком устройства является его относительно высокая сложность.
Известен также резец, содержащий державку и режущую неперетачиваемую поворотную быстросменную пластину многогранной формы, которая установлена на боковую сторону в соответствующем ее форме гнезде головки державки, толщина которой меньше толщины пластины, а режущие кромки пластины получены при пересечении ее боковых сторон, причем, головка державки выполнена оттянутой, режущая пластина выполнена трехгранной, или трехгранной с выступами в средней части, или квадратной, или ромбической, или пятигранной, или шестигранной, у которой переходные участки сопряжения боковых сторон на вершинах устранены за счет выполнения вдоль вершин лысок или выкружек-стружечных канавок на всей толщине, при этом, режущая пластина закреплена выполненным на головке упругим прихватом с уступом для пластин с лысками или с округлением для пластин с выкружками или для крепления режущей пластины на головке державки выполнена продольная выемка, в которой установлена накладная прижимная планка с уступом для пластин с лысками или с округлением для пластин с выкружками, и закреплена на вытянутой головке одним или двумя винтами, при этом выемка и прижимная планка выполнены с плоским основанием и спинкой или с V-образными вогнутыми или выпуклыми пазами на основании и на спинке и зеркальными им вогнутыми или выпуклыми опорными поверхностями на продольной выемке, а для компенсации отклонений размеров режущей пластины, лысок и выкружек переходный участок между основанием и спинкой прижимных планок и соответствующий им участок опорных поверхностей у продольной выемки выполнены дуговыми или наклонными для создания натяга [RU 2366542, В23В 27/04, 10.09.2009].
Недостатком устройства также является его относительно высокая сложность.
Дополнительно к указанным выше известно техническое решение, содержащее державку, в гнезде которой, ограниченном нижней опорной стенкой и боковыми опорными стенками, закреплена посредством взаимодействия клинового выступа с ответным клиновым пазом режущая пластина, имеющая переднюю поверхность, нижнюю и боковые опорные поверхности для взаимодействия соответственно с нижней опорной стенкой гнезда и боковыми опорными стенками гнезда, причем, опорные поверхности режущей пластины расположены на боковых поверхностях клинового паза, выполненного в режущей пластине открытым на ее нижнюю опорную поверхность и сходящимся в направлении к ее передней поверхности, а боковые опорные стенки гнезда расположены на клиновом выступе, выполненном на нижней опорной стенке гнезда [RU 2363563, В23В 27/04, 10.08.2009].
Недостатком этого технического решения также является его относительно высокая сложность.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является резец, содержащий державку, на верхней поверхности нижнего переднего выступа которой закреплена режущая пластинка, а в державке выполнено отверстие с помещенным в него пружинным коническим амортизатором [RU 72427, В23В 27/00, 20.04.2008].
Недостатком наиболее близкого технического решения является его относительно высокая сложность, вызванная наличием пружинного конического амортизатора в корпусе державки,
Кроме того, это техническое решение обладает относительно низкой потенциальной прочностью крепления режущей пластинки на державке, поскольку она может быть закреплена (припаяна, приварена) только своей нижней плоскостью к верхней поверхности нижнего переднего выступа державки.
Дополнительно к указанному следует отметить относительно узкие функциональные возможности известного технического решения, поскольку из-за наличия пружинного конического амортизатора в корпусе державки не обеспечивается строго вертикальное и строго горизонтальное без вибраций его пространственное положение при возможном его использовании в качестве камнерезного резца, когда, например, необходимо вырезать тонкие пластины из твердых горных пород.
Требуемый технический результат заключается в упрощении устройства, обеспечении условий для повышение прочности закрепления режущей пластинки и расширении функциональных возможностей, например для использования в качестве камнерезного резца, путем обеспечения условий его крепления в устройствах установки резцов, при котором обеспечивается строго вертикальное и строго горизонтальное без вибраций его пространственное положение.
Требуемый технический результат достигается тем, что, в камнерезном резце, содержащем державку, передняя грань которой выполнена с уступом в верхней части, на котором закреплена режущая пластина, и скосом в нижней части к нижней грани державки, державка выполнена из полосовой заготовки, на верхней и нижней гранях которой сформированы продольные направляющие канавки в виде выемок радиусного сечения по всей длине державки, а в средней части державки на верхней грани выполнена поперечная канавка в виде выемки радиусного сечения, причем задняя грань режущей пластины размещена в гнезде, образованном в нижней части уступа державки, а передняя грань режущей пластины выполнена скошенной к нижней грани державки и расположена в одной плоскости со скошенной нижней частью передней грани державки.
Камнерезный резец представлен на чертежах, где:
на фиг.1 - камнерезный резец, вид спереди (в разрезе)
на фиг.2 - то же, вид сбоку
на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1
на фиг.4 - чертеж профиля державки резца
Камнерезный резец содержит державку 1, передняя грань которой выполнена с уступом в верхней части, на котором закреплена режущая пластина 2.
1
2
Державка 1 выполнена из отрезка фасонного профиля(полосовой заготовки). На верхней и нижней гранях державки при изготовлении профиля на заводе формируются направляющие канавки 3 в виде симметричных продольных выемок радиусного сечения R по всей длине державки 1 для обеспечения устойчивости камнерезного резца от горизонтальных смещений при его креплении в рабочем органе. В верхней средней части державки 1 перед сборкой резца формируется поперечная канавка 4 в виде выемки радиусного сечения R, для обеспечения устойчивости камнерезного резца от продольных смещений при его креплении в рабочем органе. Из фасонного профиля, изготовленного на заводе, нарезаются державки расчетной длины для камнерезных резцов. Один из конкретных профилей державки резца показан на Фиг.4.
В качестве рабочего органа, на котором закрепляются камнерезные резцы, обычно используется роторное колесо (на чертежах не показано).
Режущая пластина 2 выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда с режущей кромкой, образованной скосом ее передней грани в сторону нижней грани державки 1.
При этом передняя грань режущей пластины 2 выполнена скошенной к нижней грани державки 1 и расположена в одной плоскости со скошенной нижней частью передней грани державки. Таким образом, нижняя часть передней грани державки является продолжением передней скошенной грани режущей пластины.
Экспериментально установлено, что оптимальный угол β (фиг.1) скоса к вертикали нижней части передней грани державки и передней грани режущей пластины составляет 15°.
1
2
В качестве конкретных параметров при экспериментальном исследовании применены следующие: глубина гнезда, образованного верхним и передним выступами, выбрана равной 2,5 мм, толщина державки 11 мм, высота державки 20 мм, длина нижней грани режущей пластинки 12 мм. Радиус сечения продольных канавок R выбран равным 6 мм, радиус сечения поперечной канавки R выбран равным 3 мм.
Камнерезный резец работает следующим образом.
Камнерезные резцы крепят в рабочем органе (роторном колесе) по его периметру (обычно 40-60 камнерезных резцов на одно колесо). Направляющие канавки 3 в виде симметричных продольных выемок по всей длине державки 1 обеспечивают устойчивость камнерезных резцов от горизонтальных смещений при его креплении, поскольку устанавливаются в гнездах с ответной формой.
Выполненные в средней части каждой державки 1 поперечные канавки 4 обеспечивает устойчивость камнерезных резцов от продольных смещений при его креплении в рабочем органе, причем в последнем имеются гнезда с соответствующими выступами, имеющими ответную форму поперечным канавкам.
Роторное колесо с камнерезными резцами вращается со скоростью 60-100 об/мин и подается в направлении резки исходного материала - ракушечника, песчаника и других горных пород. Благодаря небольшой ширине профиля державки 1 обеспечивается возможность формирования узких прорезей в материале и получением, таким образом, высокопрочных плит из горных пород, применяемых в качестве отделочного материала.
Экспериментальные исследования показали, что угол скоса нижнего переднего выступа и передней грани режущей пластинки может быть выполнен величиной 15°, что обеспечивает устойчивое прохождение горных пород без разрушения резца. Выбор скоса верхнего переднего выступа величиной 15° позволяет обеспечить достаточно устойчивую выемку вырезанного материала.
Расположение в одной плоскости скошенной части передней грани режущей пластины со скошенной нижней частью передней грани державки позволяет обеспечить наибольшую устойчивость и прочность режущей пластины, т.к. при этом обеспечивается наибольшая площадь ее опирания на державку. Фактически, режущая пластина и передняя часть державки работают как одно целое, что также позволяет использовать одинаковую оснастку для изготовления верхней и нижней части передней грани державки. Глубина гнезда, образованного верхним и передним выступами, выбранная величиной 2,5 мм, обеспечивает значительное увеличение прочности крепления режущей пластинки без увеличения ее размеров, что сокращает расход дорогостоящего материала. Изготовление державки из фасонного профиля полосового проката с продольными канавками прямо на заводе позволяет избавиться от трудоемких операций фрезерования, не гарантирующих стабильность формы канавок, и как следствие - увеличить стойкость и долговечность державок к резцам.
Таким образом, благодаря предложенной конструкции камнерезного резца обеспечивается его устойчивое крепление, уменьшающее возможность вертикальных и горизонтальных смещений, что очень важно для получения правильных профилей пластин из горных пород. В предложенной конструкции исключены сложные конструктивные элементы, например, амортизаторы, что упрощает его, а благодаря размещению задней грани режущей пластины в гнезде, образованном в нижней части уступа державки, повышается потенциальная прочность крепления режущей пластинки на державке.