Режущий элемент ротационного резца
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1256866 А1
yg 4 В 23 В 27/16
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3872298/25-08 (22) 26.03.85 (46) 15.09.86. Бюл. № 34 (71) Могилевское отделение Физико-технического института АН БССР (72) Г. Ф. Шатуров, С. В. Слесаренко, А. С. Бухтилов и С. В. Апраксин (53) 621.025.19 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1136891, кл. В 23 В 27/12, 1980. (54) (57) РЕЖУЩИЙ ЭЛЕМЕНТ РОТАЦИОННОГО РЕЗЦА, выполненный в виде кольца, имеющего наружную поверхность в форме поверхности тела вращения, и торцы, один из которых образует режущую кромку, отличающийся тем, что, с целью увеличения долговечности режущего элемента, внутренняя поверхность кольца выполнена с переменным периодическим профилем, имеющим не менее трех выступов, расположенных в пределах центрального угла, равного центральному углу расположения впадин, профиль которых выполнен в форме неполной поверхности вращения, причем толщина режущего элемента в пределах расположения впадин монотонно уменьшается к их середине, а в пределах расположения выступов постоянна.
1256866
f =- y ((+24+g) = .
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при точении, растачивании и строганин заготовок из труднообрабатываемых и неметаллических материалов ротационными резцами.
Целью изобретения является увеличение долговечности режущего элемента резца.
Указанная цель достигается тем, что исключается появление сквозных поперечных трещин кольца в первые минуты работы режущего элемента резца за счет компенсации температурных расширений.
На фиг. 1 изображен предлагаемый режущий элемент с буртом у плоского установочного основания; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — схема работы режущего элемента; на фиг. 4 — линия изгиба кольца при потере им устойчивости.
Режущий элемент ротационного резца выполнен в форме кольца 1, имеющего наружную поверхность 2 в форме поверхности тела вращения (конуса, цилиндра) и с торцов — коническую 3 и установочную плоскую 4 поверхности. Пересечение торцовой конической поверхности с наружной поверхностью 2 кольца 1 образует режущую кромку 5. Плоская поверхность 4 служит установочным основанием при закреплении на ось резца (не показан) и может быть выполнена по внутренней поверхности кольца 1 с буртом 6 или без бурта (не показано). Внутренняя поверхность кольца 1 выполнена с переменным периодическим профилем, состоящим из выступов 7 и впадин 8, расположенных с чередованием друг относительно друга. Выступы 7 расположены на одной поверхности 9 вращения, чаще всего конической или цилиндрической. Профиль впадин 8 выполнен по неполной поверхности 10 (конической, цилиндрической, эллиптической) вращения. Толщина кольца 1 в пределах центрального угла 2 J-расположения выступов 7 постоянна и равна д. Толщина кольца в пределах центрального угла
2,6 расположения впадин 8 переменна и монотонно уменьшается к середине впадины 8 до а, = (0,4 — 0,8) а. Центральный угол 2 расположения выступов 7 равен центральному углу 2 Урасположения впадин 8.
Режущий элемент ротационного резца работает следующим образом.
Кольцо 1 базируетсч по наименьшему диаметру . отверстия, выполненного в бурте 6 (фиг. !) или в самом кольце 1 (не показано), и по плоской установочной поверхности 4. Для получения надежного базирования кольца 1 на оси резца в случае отсутствия в нем бурта 6 количество N выступов 7 должно быть не менее трех (обычно
N=3 — 5). Вышеуказанными поверхностями режущий элемент устанавливается на оси резца (не показано). Крепление режущего элемента осуществляется путем создания напряжений сжатия, действующих на тор5
f0 !
40 цовую коническую поверхность 3 или на торцовую поверхность бурта 6, перпендикулярно плоскому установочному основанию 4 (не показано).
Режущий элемент в процессе обработки нагревается. При изменении температуры режущего элемента по отношению к той, при которой устанавливался режущий элемент на ось резца, в нем возникают сжимающие напряжения. Работу режущего элемента можно схематизировать в следующем виде: стержень, поперечное сечение которого равно поперечному сечению режущего элемента, защемленный концами при температуре t нагревают до температуры (фиг. 3). В результате на концы стержня действуют силы P
Р= EF(t — t>) = EFht, где P — сила, действующая на режущий элемент;
< — коэффициент линейного температурного расширения материала режущего элемента.
Š— модуль упругости;
F — площадь поперечного сечения кольца;
At — разность температур кольца.
Под действием силы Р, действующей на стержень (фиг. 3) или на кольцо в процессе работы, кольцо теряет устойчивость и начинает выпучиваться (изгибаться) по линии, показанной на фиг. 4. При растяжении силы Р, равной критическо" P f,, на кольце в месте максимального его изгиба образуется поперечная трещина по всему сечению, которая приводит к выходу его из строя (кольцо разрывается в результате потери устойчивости) р 4Ч EI е где Р„р — критическая сила для стержня или кольца, приводящая к потере его устойчивости;
EI — жесткость кольца;
1 — длина кольца, 1=Я;
d — диаметр режущей кромки кольца.
Критическую силу P„> прн заданных условиях обработки, ".е. величине àt, можно увеличить за счет уменьшения величины
Но уменьшение f должно быть осуществлено без изменения диаметра d режущей кромки, иначе уменьшается стойкость резца. Уменьшение 3 осуществляется за счет выполнения впадин 8 с уменьшением толщины кольца от а до а,. Впадины 8 являются своего рода компенсаторами температурных расширений кольца. Тогда длину Г одного стержня можно считать от точки Л до точки В кольца (фиг. 2) 1256866
Характер изгиба кольца 1 в пределах точек А, С, В и D в развернутом виде показан на фиг. 4. Тогда P, ð для предлагаемого режущего элемента равна
Р 4 Е 1 1 1 2Р
Поскольку количество впадин или высту4 пов Ф =3 — 5, то Р р для предлагаемого режущего элемента на порядок больше Р„„ для известного режущего элемента резца.
Следовательно, при эксплуатации предлагаемого режущего элемента резца он не выходит из строя из-за трещин и его долговечность увеличивается.
1256866
ЯРиГ.,3
Редактор Л. Повхан
Заказ 4865!9
Составитель М. Лопацинский
Техред И. Верес Корректор М. Самборская
Тираж 1001 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
