СМЕННАЯ НЕПЕРЕТАЧИВАЕМАЯ ПЛАСТИНА

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к комбинированным инструментам для обработки деталей резанием и пластической деформацией.
Обработка деталей пластической деформацией - выглаживанием - с применением токарного инструмента, снабженного сменной неперетачиваемой пластиной (СНП) стандартного типоразмера, является одной из наиболее перспективных технологических схем обработки поверхностным пластическим деформированием (ППД). Преимущества данного метода в полной мере раскрываются в условиях единичного и мелкосерийного производства, так как появляется возможность существенно сократить номенклатуру используемого инструмента и технологической оснастки. В то же время, в условиях крупносерийного производства, применение стандартного токарного инструмента на операциях обработки ППД помимо сокращения номенклатуры инструмента и оснастки, позволяет, что очень важно, сократить время на смену инструмента и переналадку оборудования.
Известна зачистная пластина для чистовой и получистовой токарной обработки (Патент РФ U1 №79471 опубл. 10.01.2009), выполненная из инструментального материала высокой твердости, например, из твердого сплава, имеет, радиус r1, измеренный в плане при вершине резца (угол, при вершине равен или близок к 90°), мнимую основную плоскость, перпендикулярную скорости резания, совпадающую с режущей кромкой, и зачистные прилегающие части режущих кромок в виде радиусов r2 несколько большей величины, при этом всем величины радиусов находятся в поле допуска на номинальный радиус r1.
Недостатком аналога является высокая сложность его профилирования и использование единого материала для различных видов обработки - резания и пластического деформирования, что отрицательно влияет на стойкость инструмента.
Наиболее близким к заявленному техническому решению - прототипом - является сменная неперетачиваемая пластина, предназначенная для обработки материалов резанием и пластическим деформированием, включающая вершины, режущие кромки, выполненные на торцевых ребрах многогранника, и деформирующие элементы, размещенные на боковых ребрах многогранника (http://www.mami.ru/science/mami145/scientific/article/s08/s08_10.pdf).
Такая СНП существенно проще аналога в части ее профилирования, но обладает тем же недостатком: использование единого материала для различных видов обработки - резания и пластического деформирования, что отрицательно влияет на стойкость инструмента, поскольку нагрузки (тепловые, силовые и т.д.) для указанных видов обработки различны, в связи с чем различны и оптимальные для этих видов обработки инструментальные материалы. Так, для резания, например, конструкционных сталей, предпочтительно использовать ВК6, тогда как для пластической деформации тех же сталей предпочтительно использовать Р6М5.
Задача полезной модели - разработка СНП, оптимизированной по инструментальному материалу как для обработки резанием, так и для обработки ППД.
Технический результат - повышение стойкости сменной неперетачиваемой пластины.
Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в сменной неперетачиваемой пластине, предназначенной для обработки материалов резанием и пластическим деформированием, выполненной в виде многогранника с параллельными торцевыми гранями и включающей вершины, выполненные на торцевых ребрах многогранника режущие кромки и деформирующие элементы, деформирующие элементы выполнены в виде равноудаленных от близлежащих вершин вставок в боковые ребра многогранника, при этом вставки выполнены цилиндрическими, или объединенными с образованием центрального слоя пластины, или в виде нанесенного слоя, предпочтительно вставки выполнять заподлицо с боковыми ребрами.
Полезная модель поясняется изображениями, где:
- на Фиг. 1-3 схематично представлены варианты конструкции заявленной СНП;
- на Фиг. 4 представлена схема резания заявленной СНП;
- на Фиг. 5 представлена схема выглаживания заявленной СНП.
СНП содержит следующие основные элементы:
1 - режущая кромка;
2 - посадочное отверстие;
3 - выглаживающий элемент;
4 - стружколоматель.
СНП предназначена для установки на корпусе резца и фиксации на нем крепежным элементом, пропущенным через посадочное отверстие 2 (на изображениях не показано).
СНП выполнена по форме многогранника (на изображениях - шестигранник, но может быть выбрана и иная целесообразная форма) и включает два вида обрабатывающих элементов:
- режущие кромки 1, сформированные на всех или части торцевых ребер верхней и/или нижней граней СНП;
- выглаживающие элементы 3, размещенных на всех или части боковых ребер СНП.
Режущие кромки 1 выполняются стандартно, например, как в прототипе.
Выглаживающие элементы 3 равноудалены от близлежащих вершин и могут быть выполнены, в зависимости от технологических возможностей производителя:
- в виде цилиндрических вставок, размещенных и зафиксированных (например: сваркой, вклейкой, обжимом и т.п.) в ответных пазах, сформированных в боковых ребрах СНП (см. Фиг. 3);
- в виде нанесенного (например: напыленного, напрлавленного и т.п.) слоя на сформированное в боковых ребрах СНП под указанный слой ложе (см. Фиг. 2);
- объединенными с образованием центрального слоя пластины, размещенного между верхней и нижней частями выполненной составной СНП (см. Фиг. 1).
Во всех рассмотренных случаях целесообразно выглаживающие элементы 3 выполнять заподлицо с боковыми ребрами в целях обеспечения их максимальной стойкости ввиду отсутствия консольных (выступающих) частей.
СНП работает следующим образом
При обработке режущей кромкой 1 (см. Фиг. 4) СНП снимает основной технологический припуск, для этого резец установлен в положение, при котором в контакте с заготовкой участвует режущая кромка 1. Для обеспечения лучшего схождения стружки на торцевых гранях СНП предусмотрена канавка - стружколоматель 4.
По завершении операции токарной обработки резец поднимают на половину высоты СНП относительно оси заготовки так, чтобы в контакте с заготовкой участвовал выглаживающий элемент 3. В этом положении СНП осуществляют операцию выглаживания.
При этом, как было указано выше, конструкция позволяет осуществить оптимальный выбор инструментального материала как для режущей кромки 1, так и для выглаживающего элемента 3 СНП, что позволяет существенно повысить стойкость СНП. Форма выглаживающего элемента 3 выбирается в зависимости от технологических возможностей производителя, при этом выполнение выглаживающих элементов 3 заподлицо с боковыми ребрами обеспечивает их максимальную стойкость ввиду отсутствия консольных (выступающих) частей.
Таким образом можно сделать вывод о том, что поставленная задача - разработка сменной неперетачиваемой пластины, оптимизированной по инструментальному материалу как для обработки резанием, так и для обработки ППД - решена, а заявленный технический результат - повышение стойкости сменной неперетачиваемой пластины - достигнут.
Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к области машиностроения, в частности, к комбинированным инструментам для обработки деталей резанием и пластической деформацией;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и/или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.