СМЕННАЯ РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА

Полезная модель относится к области обработки резанием, в частности к сборному режущему инструменту, предназначенному для точения и фрезерования труднообрабатываемых материалов.
Известны конструкции режущих пластин с криволинейными передними поверхностями, предназначенными для улучшения стружкообразования [1].
Известны конструкции режущих пластин с криволинейными задними поверхностями, обеспечивающими повышение износостойкости инструмента [2-4].
Известны конструкции режущих пластин с криволинейными передними и задними поверхностями, образующими в главной секущей плоскости пластины лезвие с выпуклой задней поверхностью и изменяющимися по мере удаления от режущей кромки задними углами [5].
Недостатком пластин с криволинейными задними поверхностями является низкая прочность, что связано с увеличенным средним значением переменного заднего угла и уменьшенным углом заострения лезвия инструмента.
Прототипом заявляемой полезной модели выбрана режущая пластина со сложными задними поверхностями [6]. Режущая пластина имеет криволинейные передние и задние поверхности с изменяющимися по мере удаления от режущей кромки передними и задними углами. Недостатком пластины является ее низкая прочность, что связано с уменьшением среднего угла заострения лезвия инструмента в результате увеличения заднего угла при удалении от главной режущей кромки.
Задача полезной модели - увеличение надежности и производительности режущего инструмента при обработке материалов резанием за счет повышения прочности лезвия инструмента.
Технический результат достигается тем, что сменная режущая пластина имеет криволинейные передние и задние поверхности, образующие в главной секущей плоскости пластины лезвие с уменьшающимися по мере удаления от режущей кромки передними углами и увеличивающимися задними углами, причем интенсивность увеличения задних углов меньше или равна интенсивности уменьшения передних углов.
0
0
В частном случае сменная режущая пластина может иметь вогнутую переднюю и выпуклую заднюю поверхности, образующие лезвие инструмента с передним углом у режущей кромки γ и задним углом у кромки α. В главной секущей плоскости, перпендикулярной проекции главной режущей кромки на основную плоскость режущей пластины, поверхности выполнены в форме дуг окружностей, при этом радиус кривизны задней поверхности больше или равен радиусу кривизны передней поверхности.
з
п
з
п
0
0
Повышение прочности режущей пластины происходит за счет уменьшения и более благоприятного распределения напряжений в лезвии инструмента, возникающих под действием сил резания. Эффект повышения прочности возрастает при увеличении радиуса кривизны задней поверхности R и уменьшении радиуса кривизны передней поверхности R. Например, при результирующей силе резания, равной 548 Н, напряжения в лезвии инструмента с криволинейными рабочими поверхностями R=R=10 мм, γ=0 и α=10° снижается на 30% по сравнению с напряжениями в режущем клине с плоскими рабочими гранями. Снижение напряжений увеличивает запас прочности инструмента, что позволяет работать им в условиях повышенных подач и глубин резания.
з
п
На фиг. 1 показана четырехгранная режущая пластина в плане и ее сечение в главной секущей плоскости. На фиг. 2 показано лезвие режущей пластины, у которой передняя и задняя поверхности в главной секущей плоскости выполнены в форме дуг окружностей равного радиуса R=R.
Сменная режущая пластина имеет криволинейные переднюю 1 и заднюю 2 поверхности, образующие в главной секущей плоскости В-В лезвие инструмента 3 с изменяющимися по мере удаления от режущей кромки 4 передними γ-углами и задними α-углами. Главная секущая плоскость перпендикулярна проекции главной режущей кромки на основную плоскость 5, совпадающую с опорной плоскостью пластины или всего сборного инструмента. В этой плоскости при удалении от режущей кромки передние углы пластины уменьшаются, а задние углы увеличиваются, причем интенсивность увеличения задних углов меньше или равна интенсивности уменьшения передних углов:
Jα≤Jγ.
Интенсивность изменения углов пластины определяется по формулам:
ρ
0
Jα=Δα/Δρ=(α-α)/ρ,
ρ
0
Jγ=Δγ/Δρ=(γ-γ)/ρ,
0
0
ρ
ρ
где γ, α - передний и задний углы у режущей кромки 4; γ, α - передний и задний углы пластины на удалении радиуса вектора р от режущей кромки 4.
з
п
В частном случае задняя поверхность 2 в главной секущей плоскости может быть выполнена выпуклой, а передняя поверхность 1 - вогнутой, причем поверхности имеют форму дуги окружности с радиусами кривизны R≥R.
В процессе резания предложенными пластинами с выпуклой задней и
вогнутой передней поверхностями напряжения в теле резца уменьшаются по
сравнению со стандартными пластинами с плоскими рабочими гранями и пластинами с выпуклой задней и плоской передней поверхностями.
Снижение напряжений увеличивает запас прочности инструмента, что позволяет повысить его надежность и производительность при обработке материалов резанием. Прочность лезвия пластины существенно возрастает, если при удалении от режущей кромки интенсивность уменьшения передних углов превышает интенсивность увеличения задних углов пластин.Список источников
1. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по специальности «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты» / Г.Н. Сахаров, О.Б. Арбузов, Ю.Л. Боровой и др. - М.: Машиностроение, 1989. - 328 с.
2. Ковеленов Н.Ю. и др. Исследование износостойкости твердосплавных дисковых фрез с различной геометрией задней поверхности / Н.Ю. Ковеленов, С.В. Болотских, С.В. Михайлов, А.С. Михайлов // СТИН. - 2016. - №8. - С. 12-16.
3. Михайлов С.В., Михайлов А.С. Проектирование фрезерных тангенциальных пластин с комбинированной задней поверхностью повышенной износостойкости // Инженерный журнал. Справочник. - 2016. - №10. - С. 27-34. DOI: 10.14489/hb.2016.10.pp.027-034.
4. RU 154601 (U1) - Сменная тангенциальная многогранная режущая пластина / Михайлов С.В. [RU], Михайлов А.С. [RU], Сильченко В.И. [RU]; патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью «Технологос» [RU]; опубл. 27.08.2015.
5. US 7014395 (В2) - Throwaway insert and cutting tool having throwaway insert / Daiguji Hisashi [JP], Kimura Yoshihiko [JP]; патентообладатель: Mitsubishi Materials Corporation [JP]; опубл. 21.03.2006.
6. US 5556239 (A) - Positive cutting insert with compound clearance faces / Reiterman Lee [US]; патентообладатель: Valenite Inc. [US]; опубл. 17.09.1996.