РЕЗЕЦ ДЛЯ ВИБРАЦИОННОГО РЕЗАНИЯ ПО ОБРАБОТКЕ КОЛЕСНЫХ ПАР ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Полезная модель относится к металлообработке и может быть использована в качестве резца для обработки колесных пар подвижного состава железнодорожного транспорта.
Известен резец, содержащий режущую пластину, закрепленную на державке с опорной поверхностью и двумя продольными сквозными пазами, в которых установлена пластина с ребрами, размещенными с натягом в продольных пазах под углом 45-60° к опорной поверхности (SU №1342604, В23В 27/10, 07.10.1987 г).
Недостатком данного резца является виброударный характер процесса резания из-за сопротивления силам резания только сил трения, что приводит к уменьшению точности обработки.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является резец, состоящий из верхнего и нижнего металлического слоя державки, в которой расположена режущая пластина, узла крепления, укосины, установленной в пазах, выполненных на внутренних поверхностях верхнего и нижнего металлических слоев державки, в полости между укосиной и верхним и нижним металлическими слоями размещен композиционный материал, а в полости у головки резца размещен термостойкий композиционный материал, причем укосина выполнена в виде соединенных между собой ромбов, с каналами в стенках, которые заполнены виброгасящим композиционным материалом, ромбы расположены по всей длине державки, а полость внутри ромбов заполнена композиционным виброгасящим материалом, а один из ромбов имеет заливное отверстие с крышкой. (RU №87376, В23В 27/00, 24.06.2009).
Недостатком данного резца является невозможность восприятия полного спектра амплитуд колебаний в горизонтальном направлении, что приводит к возрастанию динамической нагрузки на резец, повышенному износу поверхностей клиньев и, как следствие, увеличенному расходу режущего инструмента и ухудшению качества обработанной поверхности.
Задача полезной модели - повышение точности обработки посредством снижения сил резания при вибрационной обработке в связи с поддержанием амплитуды и частоты колебаний во всех направлениях.
Технический результат достигается тем, что в резце для вибрационного резания по обработке колесных пар подвижного состава железнодорожного транспорта, содержащем выполненную с верхним и нижним металлическими слоями державку, в которой расположена режущая пластина, узел ее крепления, укосину, установленную в пазах, выполненных на внутренних поверхностях верхнего и нижнего металлических слоев державки, композиционный материал, размещенный в полости между укосиной, верхним и нижним металлическими слоями державки, в полости у головки резца размещен термостойкий композиционный материал, укосина выполнена в виде соединенных между собой ромбов с каналами в стенках, которые заполнены виброгасящим композиционным материалом, полость внутри ромбов заполнена композиционным материалом, а один из ромбов имеет заливное отверстие с крышкой, державка имеет пазы треугольного сечения, размещенные на вертикальных гранях державки в одной плоскости поперечного сечения, а на горизонтальных гранях пазы имеют сечение в виде усеченного конуса, клинья, упруго-деформируемые и зафиксированные в пазах зажимами, размещенными в рамке, охватывающей контур державки и имеющей установочные упоры треугольного сечения, вершины которых размещены на горизонтальных гранях державки в разных плоскостях поперечного сечения, причем в пазах на горизонтальных гранях установлены пружины, один конец которых упирается в вершину усеченного конуса, а другой - в клин.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами: на фиг.1 приведен общий вид резца для вибрационной обработки, на фиг.2 - сечение А-А, на фиг.3 - сечение Б-Б.
Резец для вибрационного резания по обработке колесных пар подвижного состава железнодорожного транспорта (фиг.1) содержит комбинированную державку 1, режущую пластину 2, установленную на державке 1 посредством узла крепления 3 - прихвата, в свою очередь державка 1 состоит из верхнего 4 и нижнего 5 металлических слоев, укосины 6, полость 7 у головки резца заполнена термостойким, композиционным материалом, а остальная внутренняя полость 8 державки 1 заполнена композиционным материалом, причем укосина 6 выполнена в виде соединенных между собой ромбов, распределенных по внутренней полости 8 державки 1, с каналами в стенках, заполненных виброгасящим композиционным материалом, один из ромбов имеет заливное отверстие 10 с крышкой 11. Полость 9, находящаяся внутри ромбов, заполнена композиционным материалом на основе жидкого стекла, а полость внутри укосины 6 заполнена виброгасящим композиционным материалом, например вибропласт, визомат M1 или vibro damper 13, также через крышку 11 можно использовать другие композиционные материалы и таким образом добиться оптимальной жесткости резца, остальная полость 8 заполнена полимерным материалом, например каринекс, люст-рекс, стернит. Укосина 6 установлена в пазах 12. В державке 1 выполнены горизонтальные пазы 13, имеющие форму усеченного конуса, смещенные относительно друг друга вдоль оси, в которых вставлены клинья 14, фиксируемые зажимом 15, установленном в рамке 16, имеющей горизонтальные внутренние стенки 17 клиновидной формы. На этой же державке 1 выполнены и вертикальные пазы 18 (фиг.2, 3), но без смещения вдоль ее оси (в одной плоскости), в которые вставлены клинья 19, фиксируемые зажимом 20, также установленным в рамке 16. Клинья 14 и 19 могут иметь любую стержнеобразную форму и могут быть выполнены из различных материалов. В случае, если они выполнены цилиндрическими, что предпочтительнее, их тела выполняют полыми, эти полости заполняют вязким наполнителем 21 на основе жидкого стекла, герметизируют с торцов с использованием, например винтов 22, а клинья 14 поджимаются в свою очередь пружинами 23.
Устройство работает следующим образом.
Жесткость конструкции обеспечивает ромбическая часть. Полость 7, находящаяся под режущей пластиной 2 и заполненная термостойким материалом, хорошо гасит колебания и обладает достаточной прочностью и выдерживает температурные колебания в процессе работы резцом. Винты 22 закручивают в клинья 14 и 19 с определенным усилием, задавая необходимое давление. Затем зажимом 20 устанавливают натяг в вертикальных пазах рамки 6 в вертикальной плоскости, а другим зажимом 15 стягивают клинья 14, создавая с помощью пружин 23 необходимое давление в горизонтальных пазах 13. При этом резцу задают определенную жесткость и коэффициент демпфирования в двух направлениях: осевом и тангенциальном. При резании за счет заданных динамических характеристик державки 1 по двум направлениям возникают комплексные продольно-тангенциальные колебания, реализуя механизм вибрационного резания, при этом за счет продольно-тенгенциальных колебаний инструмента происходит демпфирование поперечных смещений вращающейся заготовки. Регулирование усилий зажима 15, который воздействует на пружины 23, и зажима 20 обеспечивает возможность стабилизации частотных характеристик процесса резания по всей длине заготовки, что обеспечивает повышение точности обработки.