РЕЗЕЦ С ПОВОРОТНОЙ ДЕРЖАВКОЙ

Техническое решение относится к механической обработке металлов резанием, в частности касается конструкции инструмента и может быть использовано для нарезания винтовых поверхностей, особенно винтовых поверхностей с большими углами подъема (многозаходных резьб, червяков и т.д.), и наиболее актуален для предприятий, имеющих широкую номенклатуру таких изделий.
Известен резьбовой резец с поворотной державкой разработанный в Московском государственном технологическом университете «СТАНКИН» [Пат.РФ №60414, МПК B23B 29/00, Бюл. №3, 2007], состоящий из:
- режущей сменной многогранной пластины (СМП), закрепленной винтом в державке;
- державки - поворотной части резьбового резца, служащей для установки СМП на необходимый угол подъема, представляющей собой цилиндр, с гнездом для крепления СМП с одной стороны и цилиндрический хвостовик с резьбой для установки державки в корпусе резьбового резца с противоположной стороны, а также круговую шкалу для отсчета угла поворота державки относительно корпуса резьбового резца. На торце державки выполнены зубья рифления, которые, контактируя с зубьями корпуса, задают определенное положение СМП;
- корпуса представляющего собой параллелепипед с цилиндрическим отверстием для установки державки и риски для фиксации по круговой шкале державки угла ее поворота относительно корпуса. На торце корпуса выполнены зубья рифления;
- гайки, которая навинчивается на резьбовую часть цилиндрического хвостовика державки и служит для закрепления державки в корпусе;
- пружины, за счет упругой деформации которой создается постоянный поджим державки к корпусу при отжатии гайки.
Недостатками аналога являются значительные трудности прямого использования на станке с ЧПУ. Возможен вариант крепления прототипа в револьверной головке станка с ЧПУ который подразумевает использование специально изготовленного адаптера (переходника) позволяющего установить резец-аналог на оси центров станка. Такое решение увеличивает номенклатуру специальной технологической оснастки и массу, приходящуюся на одно гнездо револьверной головки. При этом также снижается жесткость технологической системы и увеличивается время наладки станка за счет времени затрачиваемого на установку адаптера.
В качестве прототипа выбран резец с поворотной державкой, разработанный в Тульском, государственном университете [Пат.РФ №106160, МПК B23B 29/00, Бюл. №19, 2011], состоящий из:
- режущей сменной многогранной пластины, закрепленной винтом в державке через специальный винт опорной пластины;
- опорной пластины - промежуточного элемента между СМП и державкой, служащего для предохранения посадочного гнезда державки и закрепленной в нем специальным винтом;
- державки - поворотной части резца, служащей для установки СМП на необходимый угол подъема, представляющей собой цилиндр, с гнездом для крепления СМП и опорной пластины с одной стороны, и конический хвостовик (конус Морзе) с резьбовым отверстием для установки державки в корпусе резца и крепления ее невыпадающим винтом с противоположной стороны, а также круговую шкалу, которая взаимодействуя с нониусом, нанесенном на корпусе, служит для отсчета угла поворота державки относительно корпуса резца;
- корпуса, представляющего собой ступенчатый цилиндр с лыской, на поверхности которого выполнено рифление таким образом, что позволяет крепить корпус в гнезде для осевого инструмента револьверной головки станка с ЧПУ. Корпус содержит коническое отверстие (конус Морзе) для установки державки и нониус для фиксации по круговой шкале державки угла ее поворота относительного корпуса.
Недостатком прототипа является зависимость последнего от вида револьверной головки, установленной на станке. Так если револьверная головка, которой оснащен станок, не имеет гнезда для инструмента с хвостовиком по ГОСТ 24900-81 (DIN 69880 (VDI 3425)), то крепление в ней резца-прототипа подразумевает использование специально изготовленных переходников, что влечет за собой увеличение номенклатуры специальной технологической оснастки и массы, приходящейся на одно гнездо револьверной головки. При этом также снижается жесткость технологической системы и увеличивается время наладки станка за счет времени затрачиваемого на установку специального переходника.
Задачей технического решения является: замещение прототипа в условиях, в которых прямое использование последнего невозможно, т.е. в случае если револьверная головка, которой оснащен станок, не имеет гнезда для инструмента с хвостовиком по ГОСТ 24900-81 (DIN 69880 (VDI 3425)), а имеет стандартное гнездо под крепление резцов с прямоугольным сечением державки.
Резец с поворотной державкой, состоящий из корпуса, державки со шкалой и закрепленной в державке с помощью винтов опорной пластиной и режущей сменной многогранной пластиной, причем ось поворота державки относительно корпуса совпадает с осью симметрии вершинной режущей кромки режущей сменной многогранной пластины и расположена в плоскости, проходящей через вершину резца параллельно основной плоскости, при этом резец выполнен с возможностью установки в станке так, что ось поворота державки относительно корпуса пересекает ось шпинделя станка, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде призмы с коническим отверстием в виде конуса Морзе для установки державки и продольным боковым приливом прямоугольного сечения для установки резца на станке, выполненных таким образом, что ось конического отверстия расположена в плоскости верхней грани прямоугольного прилива и в плоскости параллельной боковой грани прямоугольного прилива.
Техническая сущность предложенного технического решения поясняется чертежами, на которых на фиг.1 изображен унифицированный с прототипом вариант конструкции инструмента в сборе (вид главный) с местными разрезами, показывающими крепление СМП и опорной пластины к державке, а также державки к корпусу. На фиг.2 изображен вид сверху фиг.1. На фиг.3 изображен разрез по линии А-А (фиг.1).
Предложенный резец с поворотной державкой состоит из корпуса 1, в котором винтом 2 закреплена державка 3. В гнезде державки 3 специальным винтом 4 закреплена опорная пластина 5, на которой установлена и через специальный винт 4 закреплена винтом 6 режущая сменная многогранная пластина 7.
Перечисленные выше элементы выполнены следующим образом:
- режущая сменная многогранная пластина 7 имеет, как правило, форму треугольника, режущие вершины которого частично или полностью повторяют форму впадины нарезаемой винтовой поверхности, а также имеют необходимые для резания геометрические параметры (передние и задние углы). В центре СМП 7 выполнено отверстие тороидальной формы, через которое СМП 7 крепится невыпадающим винтом 6 с тороидальной головкой в гнезде державки 3 поверх опорной пластины 5 через внутреннюю резьбу специального винта 4 опорной пластины 5. СМП 7 изготавливают из инструментального материала, как правило, это металлокерамический твердый сплав, реже - быстрорежущая сталь;
- опорная пластина 5 - промежуточный элемент между СМП 7 и державкой 3, служащий для предохранения посадочного гнезда державки, повторяет форму СМП 7. Опорная пластина 5 предпочтительно изготавливается из твердого сплава или инструментальной стали 9ХС;
- державка 3 - поворотная часть резца, служащая для установки СМП 7 на необходимый угол. В предложенном варианте конструкции резца с поворотной державкой конструкция державки унифицирована с конструкцией державки резца-прототипа и представляет собой цилиндр, с гнездом для крепления СМП 7 и опорной пластины 5 с одной стороны, и конический хвостовик (конус Морзе) с резьбовым отверстием для установки державки 3 в корпусе 1 резца и крепления ее невыпадающим винтом 2 с противоположной стороны, а также круговую шкалу 8, которая взаимодействуя с нониусом 9, нанесенном на корпусе 1, служит для отсчета угла поворота державки 3 относительно корпуса резца 1. Державку 3 выполняют из конструкционной рессорно-пружинной стали марки 50ХФА или из конструкционной легированной стали марки 40Х;
- корпус 1, выполнен в виде призмы с продольным боковым приливом прямоугольного сечения для установки инструмента на станке. Корпус 1 содержит коническое отверстие (конус Морзе) для установки державки 3 и нониус 9 для фиксации по круговой шкале 8 державки 3 угла ее поворота относительно корпуса 1. Материал корпуса 1 и державки 3 идентичны.
Работа с резцом с поворотной державкой осуществляется следующим образом: в гнездо державки 3 устанавливают опорную пластину 5 и закрепляют специальным винтом 4 для опорной пластины 5. Поверх опорной пластины. 5. в гнездо державки 3 устанавливают СМП 7, которую закрепляют винтом 6.·Далее устанавливают державку 3 в корпус 1 установленный на станке, и, сохраняя необходимый угол их взаимного расположения γ, определяемый при помощи шкалы 8, нанесенной на державке 3 и нониуса 9 нанесенного на корпус 1 инструмента, закрепляют державку 3 в корпусе 1 по средствам винта 2. После чего осуществляют обработку заготовки по программе.
Предложенное техническое решение позволяет замещать прототип в условиях в которых прямое использование последнего невозможно т.е. в случае если револьверная головка, которой оснащен станок, не имеет гнезда для инструмента с хвостовиком по ГОСТ 24900-81 (DIN 69880 (VDI 3425)), а имеет стандартное гнездо под крепление резцов с прямоугольным сечением державки, что при прочих равных условиях позволит повысить жесткость технологической системы за счет исключения избыточных элементов, необходимых для использования резца-прототипа, повысить режимы резания и, соответственно, сократить основное время формообразования винтовых поверхностей. Также предложенный резец с поворотной державкой позволит минимизировать время наладки станка, исключив затраты времени на установку дополнительных специальных адаптеров.