РЕЗЕЦ ДЛЯ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ
FINISHING CUTTING TOOL

Изобретение относится к области обработки материалов резанием, в частности к токарной обработке.
Известен резец для чистовой обработки, содержащий державку, режущую пластину, опорную пластину и узел крепления режущей пластины на державке (Патент России №2263008, В23В 27/16, 2004 г.).
Известное устройство имеет ограниченное применение, поскольку при точении труднообрабатываемых материалов, а также полимерных и композиционных материалов режущая пластина нагревается до значительных температур, превышающих температуру плавления полимерного связующего. В результате чего снимаемая стружка может плавиться, а обработанная поверхность имеет следы оплавления, что значительно снижает качество обработки.
Техническим результатом изобретения является снижение коэффициента трения об обрабатываемую деталь, что позволяет повысить точность и качество обработанной поверхности, в частности снизить шероховатость.
Сущность изобретения заключается в том, что резец для чистовой обработки, содержащий державку, режущую пластину, опорную пластину и узел крепления режущей пластины на державке, снабжен электрическим разъемом, соединенным электропроводящим кабелем с опорной пластиной, которая выполнена в виде вибратора ультразвуковых колебаний, причем электропроводящий кабель установлен в канале, выполненном в державке. Резец снабжен защитными пластинами из диэлектрика, изолирующими от корпуса державки опорную пластину, которая выполнена из материала, обладающего пьезоэффектом. Опорная пластина выполнена в виде по меньшей мере четырех независимых секций, расположенных в одной плоскости, каждая из которых соединена электрическим кабелем с упомянутым разъемом.
Технический результат достигается тем, что в процессе точения вибратор создает вынужденные ультразвуковые колебания режущей пластины, что, в свою очередь, изменяет природу и величину коэффициента трения между режущей пластиной и обрабатываемой деталью. Процесс зарождения и распространения микроразрушений в корне стружки происходит при меньших напряжениях, процесс схода стружки улучшается. В результате улучшается качество обработанной поверхности и снижается ее шероховатость.
На фиг.1 представлен общий вид резца, на фиг.2 - пример выполнения опорной пластины с защитными пластинами из диэлектрика; на фиг.3 - пример выполнения опорной пластины в виде четырех независимых вибраторов.
Резец для чистовой обработки содержит державку 1, режущую пластину 2, опорную пластину 3, узел 4 крепления режущей пластины на державке. Резец снабжен электрическим разъемом 5, соединенным электропроводящим кабелем 6 с опорной пластиной 3. Электропроводящий кабель 6 установлен в канале 7, выполненным в державке. Резец снабжен защитными пластинами 8 и 9, выполненными из диэлектрика. Опорная пластина 3 может быть выполнена в виде электромагнитного (катушка с сердечником, причем роль неподвижного сердечника может выполнять центральный штифт или винт крепления пластин) или пьезо вибратора (например, пластина из пьезокерамики). Опорная пластина 3 может быть выполнена по меньшей мере из четырех независимых секций, каждая из которых представляет собой вибратор ультразвуковых колебаний, расположенных в одной плоскости. Каждая секция соединена электропроводящим кабелем с разъемом 5. В этом случае пьезопластины могут быть выполнены на одной общей подложке. Для обеспечения гарантированной фиксации опорной пластины 3 в державке 1 может быть выполнено углубление, соответствующее форме пластины 3.
Устройство работает следующим образом.
Резец электрическим разъемом 5 соединяется с генератором ультразвуковых колебаний и системой ЧПУ станка. В процессе работы через кабель 6 сигнал подается на опорную пластину 3, которая совершает ультразвуковые колебания с заданной амплитудой, заставляя вибрировать и режущую пластину 2. В результате происходит обильное зарождение микротрещин в корне стружки, которая легко отделяется от обрабатываемой детали, резко снижается сила трения между режущей пластиной 2 и обрабатываемой заготовкой. Режущая пластина 2 нагревается значительно меньше, чем при обычном резании, не происходит оплавления обрабатываемой заготовки и качество обработанной поверхности улучшается. Защитные пластины 8 и 9, выполненные из диэлектрика, электрически изолируют пьезокерамическую пластину от металлического корпуса державки. Выполнение опорной пластины 3 по меньшей мере из четырех независимых секций в виде вибраторов ультразвуковых колебаний, расположенных в одной плоскости, позволяет одновременно управлять амплитудой и формой колебаний каждой секции и создавать как поступательные, изгибные, так и крутильные колебания режущей пластины 2, что влияет на качество обработки. Бесконтактные датчики качества обработанной поверхности станка могут посылать сигнал в систему ЧПУ, которая в зависимости от требуемых параметров резания может корректировать частоту, амплитуду и форму сигналов генератора.
В результате возможна обработка заготовок с обеспечением шероховатости поверхности в нанометровом диапазоне.