РЕЖУЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ МЕТОДОМ РОТАЦИОННОГО ТОЧЕНИЯ

Полезная модель относится к области обработки материалов резанием и может быть использована для обработки винтовых поверхностей методом ротационного точения.
Известен круглый резец, режущий элемент которого выполнен в форме цилиндрического столбика (или грибка), применяемый для обработки наружных цилиндрических поверхностей методом ротационного точения (SU 107279, В23В 27/12, опубл. 01.01.1957). Данный режущий элемент представляет собой цилиндрический столбик (или грибок), один из рабочих торцов которого выполнен плоским и представляет собой переднюю поверхность, а другой опорный торец снабжен сферической поверхностью, упирающейся в пятку гнезда державки. Задняя поверхность режущего элемента представляет собой коническую поверхность грибка. Устройство позволяет осуществлять ротационное точение цилиндрических и торцовых поверхностей. Однако такой режущий элемент имеет недостатки: относительно большой расход инструментального материала, задняя коническая поверхность не позволяет получить изменяющуюся величину заднего угла вдоль задней поверхности, передняя поверхность имеет постоянную величину переднего угла вдоль передней поверхности.
Наиболее близким к заявляемому является режущий элемент в форме усеченного конуса (Ермаков Ю.М. Развитие способов ротационного резания. - М., 1989. - 56 с., 30 ил. Машиностроит. пр-во. Сер. Технология и оборудование обработки металлов резанием: Обзор. информ./ВНИИТЭМР. Вып.3). Один из рабочих торцов данного режущего элемента имеет коническую форму передней поверхности, а второй торец вместе с центральным многоступенчатым отверстием служит для базирования режущего элемента на вращающемся в процессе резания валу. Такой режущий элемент не отличается относительно большим расходом инструментального материала, однако форма его задней поверхности имеет описанный выше недостаток, который не позволяет обрабатывать мелкоразмерные фасонные поверхности. Передняя поверхность не способствует облегчению процесса обработки материалов с различными механическими свойствами.
Конические формы задних поверхностей аналогов не позволяют получить большую величину заднего угла без существенного уменьшения величины главного угла заострения в нормальной секущей плоскости, определяющего прочность режущей кромки. В свою очередь меньшая величина заднего угла в нормальной секущей плоскости позволяет увеличить диапазон изменения величины угла наклона режущей кромки, ограниченный отсутствием явления «затирания» обработанной поверхности задней поверхностью режущего элемента. Наличие конической формы передней поверхности не способствует улучшению удаления стружки и облегчению процесса резания, особенно при обработке труднообрабатываемых материалов.
Полезная модель решает задачу расширения технологических возможностей режущего инструмента при обработке фасонных поверхностей меньших типоразмеров методом ротационного точения в том числе в труднообрабатываемых (твердых, вязких, и т.п.) материалах с различными механическими свойствами.
Это достигается тем, что режущий элемент, выполненный в виде тела вращения, ограниченного в пространстве опорной, боковой и верхней поверхностями, и имеющий центральное ступенчатое отверстие, имеет криволинейную боковую поверхность и верхнюю поверхность с канавкой, выполненной по всей длине окружности вблизи режущей кромки.
В процессе резания режущая кромка удаляет обрабатываемый материал и при этом непрерывно вращается под действием сил резания вследствие наличия угла наклона режущей кромки. Увеличение величины угла наклона режущей кромки сопровождается уменьшением величины заднего угла на вспомогательном участке режущей кромки. При определенном значении угла наклона режущей кромки задний угол на вспомогательном участке режущей кромки принимает отрицательное значение и происходит «затирание» обработанной поверхности боковой поверхностью, что при резании вызывает ряд существенных негативных явлений.
Кривизна боковой поверхности по всей ее длине обеспечивает большую величину заднего угла в нормальной секущей плоскости при ротационном точении фасонных поверхностей и, следовательно, больший диапазон изменения величины угла наклона режущей кромки.
Наличие канавки на верхней поверхности вблизи режущей кромки позволяет улучшить обрабатываемость ротационным точением фасонных поверхностей из материалов с различными механическими свойствами.
Боковая поверхность и форма канавки может быть выполнена в виде технологически реализуемой кривой: дуга окружности, дуга эллипса, гипербола, парабола, спираль Архимеда.
Таким образом, расширяется допустимый диапазон значений угла наклона режущей кромки, обусловленный отсутствием явления «затирания» и появляется возможность облегчить процесс резания труднообрабатываемых материалов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид режущего элемента, на фиг.2 - сечение режущего элемента в нормальной секущей плоскости.
Режущий элемент представляет из себя тело вращения, ограниченное опорной поверхностью 1, технологически реализуемой криволинейной боковой поверхностью 2, верхней поверхностью 3 с канавкой 4, выполненной по всей длине окружности вблизи режущей кромки, и имеющее в центре ступенчатое цилиндрическое отверстие 5, предназначенное для базирования на валу режущего инструмента.
Режущий элемент работает следующим образом.
Опорная поверхность 1 через центральное ступенчатое цилиндрическое отверстие 5 прижимается к ответной поверхности вала ротационного режущего инструмента. В процессе резания режущая кромка удаляет обрабатываемый материал и при этом непрерывно вращается под действием силы резания вследствие наличия угла наклона режущей кромки.
При ротационном точении криволинейная форма боковой поверхности 2 позволяет увеличить диапазон изменения угла наклона режущего элемента при одновременном сохранении достаточной величины главного угла заострения, определяющего прочность режущей кромки. Больший диапазон изменения величины угла наклона режущего элемента позволяет получать меньшие размеры профиля фасонной поверхности и расширяет диапазон типоразмеров продукции.
При ротационном точении фасонной поверхности верхняя поверхность 3, благодаря наличию канавки 4, обеспечивает лучший отвод стружки (дробление, отсутствие условия налипания обрабатываемого материала), что улучшает процесс резания при обработке в первую очередь труднообрабатываемых материалов.
Заявляемый режущий элемент позволяет расширить допустимый диапазон значений угла наклона режущей кромки, обусловленный отсутствием явления «затирания», а также улучшить процесс резания. Это расширяет технологические возможности ротационного режущего инструмента, оснащенного таким режущим элементом, позволяет обрабатывать фасонные поверхности меньшего типоразмера, в том числе из труднообрабатываемых (твердых, вязких и т.п.) материалов с различными механическими свойствами.