РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА

Полезная модель относится к устройствам для обработки металлов, в частности к концевым фрезам или резцам с вставными режущими зубьями, оснащенными режущими элементами из сверхтвердого материала.
Известны режущие пластины из сверхтвердых материалов.
(Справочник конструктора-инструментальщика: Под общ. Ред. В.А.Баранчикова. - М.: Машиностроение, 1994. - 560., ил. - (Библиотека конструктора) - табл.3.25).
Недостатком таких пластин является высокая себестоимость, вызванная высокими безвозвратными потерями при затачивании и перетачивании инструмента.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели являются трехгранные и квадратные режущие пластины, включающие корпус с верхним и нижним основаниями, выполненными в форме многоугольника, гнездо в вершине корпуса со вставкой из сверхтвердого материала.
(Справочник конструктора-инструментальщика: Под общ. Ред. В.А.Баранчикова. - М.: Машиностроение, 1994. - 560., ил. - (Библиотека конструктора) - табл.3.27).
Недостатком таких режущих пластин является малое количество переточек, что вызвано тем, что при перетачивании пластины, площадь контакта элемента из сверхтвердого материала с корпусом пластины уменьшается, следовательно уменьшается сила припоя, удерживающая элемент в гнезде корпуса пластины. При этом, сила резания, действующая на пластину не меняется. При дальнейших переточках, когда сила резания превысит силу, удерживающую режущий элемент в гнезде корпуса, может произойти вырывание режущего элемента из гнезда корпуса.
Задачей и техническим результатом полезной модели является режущая пластина, оснащенная режущим элементом из сверхтвердого материала, обеспечивающая увеличение количества переточек и увеличение срока службы.
Технический результат достигается тем, что режущая пластина, содержит корпус с верхним и нижним основаниями, выполненными в форме многоугольника, гнездо в его вершине и вставку из сверхтвердого материала, установленную и закрепленную в гнезде корпуса, при этом гнездо выполнено в форме отверстия, ось которого расположена так, что проекция на основную плоскость пластины точки пересечения оси отверстия с верхним основанием пластины расположена от вершины пластины на расстоянии (-0,25-0,25)d, где d - диаметр отверстия, в направлении проекции биссектрисы угла при вершине пластины на основную плоскость пластины, и на расстоянии (-0,25-0,25)d, где d - диаметр отверстия, в направлении луча, перпендикулярного проекции биссектрисы на основную плоскость пластины и параллельного основной плоскости пластины и направленного относительно проекции биссектрисы угла при вершине пластины на основную плоскость пластины по часовой стрелке, угол между проекцией оси отверстия на основную плоскость пластины и проекцией биссектрисы угла при вершине пластины на основную плоскость пластины равен (-0,25-0,25)ε, где ε - угол при вершине, угол между проекцией оси отверстия на главную секущую плоскость пластины и биссектрисой угла заострения равен -0,25 (90°-α-β)-0,25 (90°-α-β), где α - задний угол пластины, β - передний угол пластины.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 показана в перспективе режущая пластина с четырехугольными основаниями в соответствии с настоящей полезной моделью;
- на фиг.2 показан вид пластины в плане в направлении стрелки А;
- на фиг.3 частично показано сечение В-В пластины по главной секущей плоскости пластины;
- на фиг.4 показана обработка заготовки резцом, оснащенным «правой» пластиной;
- на фиг.5 показана обработка заготовки резцом, оснащенным «левой» пластиной;
- на фиг.6 показана переточенная пластина.
Заявленная полезная модель содержит:
1 - режущую пластину;
2 - корпус;
3 - верхнее основание корпуса;
4 - нижние основание корпуса;
5 - отверстие;
6 - вершину пластины;
7 - вставку из сверхтвердого материала;
8 - ось отверстия;
9 - проекцию на основную плоскость пластины точки пересечения оси отверстия верхним основанием пластины;
10 - основную плоскость пластины;
11 - точку пересечения оси отверстия с верхним основанием пластины;
12 - проекцию биссектрисы угла при вершине на основную плоскость пластины;
13 - луч, перпендикулярный проекции биссектрисы угла при вершине на основную плоскость пластины и параллельный основной плоскости пластины;
14 - проекцию оси отверстия на основную плоскость пластины;
15 - проекцию оси отверстия на главную секущую плоскость пластины;
16 - главную секущую плоскость пластины;
17 - биссектрису угла заострения;
18, 19 - ребра верхнего основания, проходящие через вершину пластины;
20 - обрабатываемую заготовку;
21 - державку резца, оснащенного пластиной;
22 - передняя поверхность переточенной пластины;
23, 24 - ребра переточенной передней поверхности пластины.
1
2
Режущая пластина 1, содержит корпус 2 с верхним основанием 3 и нижним основанием 4, выполненными в форме многоугольника, с отверстием 5 в вершине 6 корпуса 2 и вставки 7 из сверхтвердого материала, установленной и закрепленной в отверстии 5 корпуса 2. Ось 8 отверстия 5 расположена так, что проекция 9 на основную плоскость 10 пластины 1 точки 11 пересечения оси 8 отверстия 5 с верхним основанием 4 пластины 1 расположена от вершины 6 корпуса 2 на расстоянии а, равном (-0,25-0,25)d, где d - диаметр отверстия, в направлении проекции 12 биссектрисы угла ε при вершине 6 на основную плоскость 10 пластины 1, и на расстоянии b, равном (-0,25-0,25)d, где d - диаметр отверстия, в направлении луча 13, перпендикулярного проекции 12 биссектрисы угла ε при вершине 6 на основную плоскость 10 пластины 1 и параллельного основной плоскости 10 пластины 1 и направленного относительно проекции 12 биссектрисы угла ε при вершине 6 на основную плоскость 10 пластины 1 по часовой стрелке, угол δ между проекцией 14 оси 8 отверстия 5 на основную плоскость 10 пластины 1 и проекцией 12 биссектрисы угла при вершине 6 на основную плоскость 10 пластины 1 равен (-0,25-0,25)ε, где ε - угол при вершине, угол δ между проекцией 15 оси 8 отверстия 5 на главную секущую плоскость 16 пластины 1 и биссектрисой 17 угла заострения равен -0,25(90°-α-β)-0,25(90°-α-β), где α - задний угол пластины 1, β - передний угол пластины 1.
1
1
1
Направление отсчета угла δ производят на виде пластины 1 в плане против часовой стрелки. Положительный знак угла δ соответствует случаю «правой» пластины, когда ребро 19 функционально является главной режущей кромкой. Отрицательный знак угла δ соответствует случаю «левой» пластины, когда ребро 18 функционально является главной режущей кромкой.
2
Направление отсчета угла δ в главной секущей плоскости 16 пластины 1 осуществляют по часовой стрелке.
Испытания предложенной конструкции, а именно режущей пластины в форме призмы с квадратным основанием с размером стороны квадрата 12,7 мм и толщиной 4,76 мм, предназначенной для крепления в корпусе резца были проведены на производственной площадке ГОУ ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН».
1
Корпус 2 пластины 1 был выполнен из твердого сплава марки ВК3, вставка 7 была выполнена из кубического нитрида бора. Вставку 7 устанавливали и закрепляли пайкой в отверстии 5 корпуса 2 пластины 1. Диаметр отверстия 5 составлял 2 мм, ось 8 отверстия 5 располагали так, что проекция 9 на основную плоскость 10 пластины 1 точки 11 пересечения оси 8 отверстия 5 с верхним основанием 4 пластины 1 располагалась от вершины 6 корпуса 2 на расстоянии а, равным 0,5 мм в направлении проекции 12 биссектрисы угла при вершине 6 на основную плоскость 10 пластины 1, и на расстоянии b, равным 0,5 мм в направлении луча 13, перпендикулярного проекции 12 биссектрисы угла при вершине 6 на основную плоскость 10 пластины 1 и параллельного основной плоскости 10 пластины 1 и направленного относительно проекции 12 биссектрисы угла при вершине 6 на основную плоскость 10 пластины 1 по часовой стрелке, угол δ между проекцией 14 оси 8 отверстия 5 на основную плоскость 10 пластины 1 и проекцией 12 биссектрисы угла при вершине 6 на основную плоскость 10 пластины 1 составлял 15°, угол между проекцией 15 оси 8 отверстия 5 на главную секущую плоскость 16 пластины 1 и биссектрисой 17 угла заострения равен -5°.
Характер расположения оси 8 отверстия 5, в котором устанавливали и закрепляли вставку 7 из сверхтвердого материала позволил увеличить количество переточек пластины 1 и при этом сохранить надежность закрепления вставки 7 в отверстии 5 корпуса 2 пластины 1, что обусловлено тем, что вставка 7, базируясь по поверхности отверстия 5 имела меньше степеней свободы по сравнению с известными из уровня техники способами крепления. Характер расположения оси 8 отверстия 5, в котором устанавливали и закрепляли вставку 7 из сверхтвердого материала позволил располагать ось 8 отверстия 5 в направлении сил резания, действующих на пластину 1, т.е. учитывать характер резания пластины - «левый» или «правый», влияющий на направления силы резания, что также позволил увеличить надежность крепления вставки 7 в отверстии 5 корпуса 2 пластины 1.
Результаты сравнительных испытений представлены в таблице 1. Конструкция режущей пластины по полезной модели позволяет увеличить количество переточек в 2-3 раза по сравнению с известной пластиной при увеличенной надежности крепления вставки из сверхтвердого материала в корпусе пластины.
Таким образом, режущая пластина по полезной модели обеспечивает достижение технического результата.
Таблица 1
Расстояние от проекции на основную плоскость точки пересечения оси отверстия с верхним основанием до вершины корпуса в направлении проекции биссектрисы угла при вершине на основную плоскость, «а»
Расстояние от проекции на основную плоскость точки пересечения оси отверстия с верхним основанием до вершины корпуса в направлении луча, перпендикулярного проекции биссектрисы угла при вершине на основную плоскость и параллельного основной плоскости пластины, «b»
Угол между проекцией оси отверстия на основную плоскость и проекцией биссектрисы угла при вершине на основную плоскость, «δ<sub>1</sub>»
Угол между проекцией оси отверстия на главную секущую плоскость и биссектрисой угла заострения, «δ<sub>2</sub>»
Решаемая задача
1
2
3
4
5
-0,3d
0,3d
-0,3ε
0,3(90°-α-β)
Слишком большие по модулю значения «а», «b», «δ<sub>1</sub>» и «δ<sub>2</sub>» приводят к тому, что поверхность гнезда, в котором закрепляется вставка, уменьшается, уменьшая надежность ее крепления и прочность корпуса в месте крепления вставки
-0,25d
0,25d
-0,25ε
0,25(90°-α-β)
Увеличение срока службы по отношению к известной пластине
-0,05d
0,05d
-0,05ε
0,05(90°-α-β)
Увеличение срока службы по отношению к известной пластине
0,05d
-0,05d
0,05ε
-0,05(90°-α-β)
Увеличение срока службы по отношению к известной пластине
1
2
3
4
5
0,25d
-0,25d
0,25ε
-0,25(90°-α-β)
Увеличение срока службы по отношению к известной пластине
0,3d
-0,3d
0,3ε
-0,3(90°-α-β)
Слишком большие по модулю значения «а», «b», «δ<sub>1</sub>» и «δ<sub>2</sub>» приводят к тому, что поверхность  гнезда, в котором закрепляется вставка, уменьшается, уменьшая надежность ее крепления и прочность корпуса в месте крепления вставки