СМЕННАЯ МНОГОГРАННАЯ РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА

Полезная модель относится к области обработки резанием пластичных материалов, в частности к режущему инструменту, предназначенному для точения нержавеющих и жаропрочных сплавов.
Известны конструкции сменных режущих пластин с криволинейными передними поверхностями, предназначенными для завивания и дробления стружки при обработке пластичных материалов [1, с. 48]. Недостатком таких конструкций являются ограниченные технологические возможности, связанные с повышенной износостойкостью пластин при обработке нержавеющих и жаропрочных материалов.
Известны резцы с укороченной передней поверхностью [2, с. 226]. У резцов с укороченной передней поверхностью уменьшается температура резания, что приводит к повышению износостойкости.
Прототипом для данной полезной модели является разработка режущей пластины, описанной в патенте RU 2492970 (C1), В23В 27/22, опубл. 20.09.2013 [3], которая содержит одну режущую кромку, переднюю поверхность, проходящую от режущей кромки и имеющую положительный передний угол, вогнутую часть, расположенную смежно и позади передней поверхности. Отличительной особенностью конструкции является наличие специальных выступающих элементов, расположенных в углублении стружкозавивающей канавки вблизи передней поверхности. При резании такой пластиной стружка касается поверхностей выступов, что приводит к увеличению сопротивление трения, сил и температуры резания. Ухудшение механики резания в конечном итоге сказывается на снижении износостойкости пластины.
Задача полезной модели - повышение стойкости инструмента и надежности стружкодробления при резании нержавеющих и жаропрочных сплавов.
Технический результат достигается тем, что сменная многогранная режущая пластина содержит укороченную переднюю поверхность, имеющую положительный передний угол, и расположенную за ней канавку со стружкозавивающей задней стенкой, при этом канавка в поперечном сечении имеет форму дуги окружности с радиусом
к
R < 0,4⋅(w-l⋅cos γ)/sin γ,
где w - расстояние от режущей кромки до задней стенки стружкозавивающей канавки,  - длина укороченной передней поверхности, γ - положительный передний угол пластины.
Повышение периода стойкости режущей пластины происходит за счет оптимизации геометрических параметров передней поверхности инструмента и уменьшения площади контакта стружки с поверхностью стружкозавивающей канавки.
Уменьшение площади контакта стружки с передней поверхностью пластины приводит к снижению трения стружки с резцом и уменьшению тепловыделения в зоне резания.
с
Чтобы устранить вероятность контакта стружки с поверхностью канавки, необходимо учесть продавливание стружки силами резания в канавку и изменение угла схода γ на выходе из контакта с укороченной передней поверхностью. С этой целью радиус канавки изготавливается меньшим величины радиуса кривизны стружки. При длине укороченной поверхности , ширине стружкозавивающей поверхности w и переднем угле γ радиус канавки равен
к
R < 0,4⋅(w-l⋅cos γ)/sin γ.
Уменьшение длины контакта стружки с инструментом приводит к стабилизации стружкообразования, уменьшению сил трения, повышению стойкости инструмента.
На фиг. 1 показана форма передней поверхности сменной пластины в нормальном сечении; на фиг. 2 - схема стружкообразования при резании пластиной со стружкозавивающей канавкой и укороченной передней поверхностью.
к
Стружкозавивающая поверхность сменной многогранной режущей пластины состоит из укороченной передней поверхности 1 и канавки 2 радиусом R. Передняя поверхность расположена под углом γ, а задняя стенка канавки удалена от режущей кромки на расстоянии w.
Наличие на пластине укороченной передней поверхности и стружкозавивающих элементов ограничивает возможное увеличение радиуса кривизны стружки, стабилизируя контактные условия деформации стружки и уменьшая диапазон варьирования ее кривизны. За пределами контакта с резцом стружка перемещается как твердое тело, траектория движения которого ограничена связью со стороны задней стенки канавки. Отжимаясь от обрабатываемой детали и резца, стружка упирается в стружкозавивающий выступ, принимая соответствующую форму. При известной длине контакта стружки и геометрии стружкозавивающей поверхности инструмента величина радиуса кривизны стружки может быть определена геометрическим путем. Для схемы резания, показанной на фиг. 2, радиус кривизны стружки будет равен
.
Учитывая неизбежное затягивание стружки в канавку, для устранения возможного контакта стружки с поверхностью канавки необходимо, чтобы радиус канавки был меньше радиуса стружки.
Указанное условие выполняется, если канавка в поперечном сечении имеет форму дуги окружности с радиусом
к
R < 0,4⋅(w-l⋅cos γ)/sin γ.
За счет оптимизации конструкции передней поверхности пластины улучшается механика стружкообразования, уменьшается температура резания и интенсивность износа инструмента. Снижение интенсивности теплообразования приводит к уменьшению температуры стружки, делая ее менее пластичной, что повышает надежность стружкодробления.
Список источников
1. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по специальностям «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты» / Г.Н. Сахаров, О.Б. Арбузов, Ю.Л. Боровой и др. - М.: Машиностроение, 1989. - 328 с.
2. Резников А.Н., Резников Л.А. Тепловые процессы в технологических системах - М.: Машиностроение, 1990. - 287 с.
3. RU 2492970 (С1) - Режущая пластина / Ямагути Такаси [JP]; патентообладатель: Тунгалой Корпорейшн [JP]; опубл. 20.09.2013.