Оправка для тяжелого резания

 

Изобретение относится к механической обработке материалов резанием с неравномерными припусками и может быть использовано для оснащения универсальных и специализированных токарных и карусельных станков. Цель изобретения - повышение производительности механической обработки и стойкости инструмента путем снижения напряжений в твердом сплаве режущего элемента при ударных нагрузках за счет увеличения по времени нагружения режущего элемента и за счет обеспечения малого поворота резцового блока вокруг жесткого короткого выступа корпуса оправки с отходом режущего элемента из-под корня стружки. На корпусе 1 оправки выполнены два выступа: короткий 6 и длинный 7, образующие продольный паз. Разность длин выступов 6 и 7 равна B. Продольные поверхности M и N выступов 6 и 7 расположены на расстоянии H друг от друга, равном ширине продольного паза. Между торцовой поверхностью хвостовика 8 резцового блока 2 и поверхностно длинного выступа 7 образован зазор L. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ(ИЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И) А1 (59 4 В 23 В 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

8 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4283940/25-08 (22) 20.05.87 (46) 23.07.89 ° Бюл. ¹ 27 (75) В.Б.Меэдрогин, E.В.Устюгов и А.В.Гопиенко (53) 62!.9.025(088.8) (56) Каталог. Режущий и вспомогательный инструмент фирмы "Сандвик Коромант" № С-2940:004-RUS, 984. (54) ОПРАВКА ДЛЯ ТЯЖЕЛОГО РЕЗАНИЯ (57) Изобретение относится к механической обработке материалов резанием с неравномерными припусками и может быть использовано для оснащения универсальных и специализированных токарных и карусельных станков.

Цель изобретения — повышение производительности механической обработки и стойкости инструмента путем сни2 жения напряжений в твердом сплаве режущего элемента при ударных нагрузках за счет увеличения по времени нагружения режущего элемента и за счет обеспечения малого поворота реэцового блока вокруг жесткого короткого выступа корпуса оправки с отходом режущего элемента из-под корня стружки. На корпусе 1 оправки выполнены два выступа: короткий 6 и длинный

7, образующие продольный паз, Разность длин выступов 6 и 7 равна Ь.

ПродольНые поверхности ш и и выступов

6 и 7 расположены на расстоянии b дру друг от друга, равном ширине продольного паза. Между торцовой поверхностью хвостовика 8 резцового блока 2 и поверхностью длинного выступа 7 образован зазор е. 6 ил.

1495007 изобретение относится к механической обработке материалов резанием с неравномерными припусками и может быть использовано для оснащения уни5 версальных и специализированных токарных и карусельных станков.

Цель изобретения — повышение производительности механической обработки и стойкости инструмента путем сни- 10 жения напряжений в твердом сплаве режущего элемента при ударных нагруз ках.

Поставленная цель достигается уве" личением по времени нагружения режу- 15 щего элемента за счет обеспечения малого поворота резцового блока вокруг жесткого короткого выступа корпуса оправки с отходом режущего элемента из-под корня стружки.

На фиг.1 представлена оправка в сборе, общий вид; на фиг.2 — схема крепления резцового блока в корпусе оправки; на фиг.3 — схема поворота резцового блока под действием сил резания; на фиг.4 и 5 — схемы определения условной оси поворота реэцо" вого блока; на фиг.6 — схема определения конструктивных соотношений соединения реэцовый блок-корпус.

Оправка для тяжелого резания содержит корпус 1, реэцовый блок 2 и продольную тягу 3. На одном конце корпуса 1 оправки имеется хвостовик

4, Хвостовик 4 имеет посадочную по- 35 верхность, выполненную, например, в форме конуса 7:24. На другом конце корпуса 1 с помощью продольной тяги

3 и пружины 5 усилием Q закреплен реэцовый блок 2. 40

На корпусе 1 оправки выполнены два выступа: короткий 6 и длинный 7, образующие продольный паз. Разность длин выступов 6 и 7 корпуса 1 равна

Ь. Продольные поверхности ш и и вы- 45 ступов 6 и 7 корпуса l расположены на расстоянии h друг от друга, равном ширине продольного паза. Реэцовый блок 2 имеет хвостовик 8 и установлен в корпусе I оправки так,,что 50 между торцовой поверхностью хвостовика 8 реэцового блока 2 и поверхностью длинного выступа 7 корпуса 1 оправки образован зазор е, 55

При обработке заготовок с переменным llpHII Yc YAM на реэцовый блок 2, кроме си..ы закругления Q, воздействует сила р. анния К, непостоянная по

Под действием ударных нагрузок от силы резания R составляющими которой являются Р и Р> (фиг,7), на конце длинного выступа 7 корпуса 1 возникает нормальная реакция N, определяемая иэ уравнения моментов сил относительно условной оси поворота О по формуле

) р- а+ 1 + P ° h 1

f h+b где а — расстояние от вершины А реэцового блока 2 до поверхности торца короткого выступа 6 корпуса 1 оправки ю

h — расстояние от продольной пот,ерхности ш короткого выступа 6 корлуса 1 оправки до основной плоскости Н;

Т коэффициент трения f- Т—

N сила трения между поверхностью и длинного выступа 7 корпуса 1 и поверхностью резцового блока 2. величине, в том числе и ударного характера. При этом происходит упругая деформация длинного выступа 7 корпуса

1 оправки на величину 6 . Резцовый блок 2 поворачивается вокруг ударной оси 0 на малый уголь . Вершина реэцового блока 2 смещается из исходного положения А в положение А на величину g Х и b, 7, во взаимно перпендикулярных плоскостях, зазор е уменьшается до величины е,.

Условная ось 0 поворота резцового блока 2 накодится вблизи поверхности

r торца жесткого короткого выступа 6 корпуса 1 и определяется расположением площадок контакта короткого выступа 6 корпуса 1 оправки с соответствующими поверхностями резцового ! блока 2. Если продольная поверхность и резцового блока 2 не контактирует с поверхностью m короткого выступа

6 корпуса 1 оправки (фиг.4) ° то ус ловная ось поворота 0 совпадает с ребром. короткого выступа 6 корпуса 1, образованным пересечением поверхностей r u m. Если на коротком выступе

6 корпуса 1 выполнена фаска (фиг.5) ° то условная ось поворота О является линией пересечения плоскостей нормальных к поверхностям г и m короткого выступа 6 корпуса 1, проходящих че", рез их середины.

1495007

Величина деформации длинного выступа 7 корпуса 1 оправки определяется как прогиб консольной балки

N 1> ((1) 5

3F I

Смещение вершины резцового блока 2 из исходного положения А в положение

А определяется по формулам

Ь

ДХ =--- h

h

$Z= — -а

30

При увеличении силы резания R происходит малый поворот резцового блока 2 относительно условной оси поворо(а 0 в направлении действия крутящего момента от силы резания Е, а при уменьшении силы резания R — поворот резцового блока 2 в обратном направлЕнии за счет энергии угругой деформации длинного выступа 7 корпуса 1 оправки. Таким образом, процесс прерывистого резания вызывает малые ко.лебательные движения резцового блока 2 вокруг условной оси поворота О.

Эффективная трансформация (преобразование) ударных нагрузок от силы резания R достигается увеличением времени, т.е. плавности нагружения режущего элемента и происходит при движении главной режущей кромки реэцового блока 2 по траектории, расположенной п л углом !((=.0-20 к вектору окружной скорости резания Ч.

Эта траектория обесп(чивается расположением условн<.й оси поворота О резцового блока 2 в плоскости, проходящей через вершину А резцового блока 2 под углом (((к основной плос35

45

55 где 1 — длина консольной части длинного выступа 7 корпуса 1, мм!

Š— модуль упругости материала корпуса 1, кг/мм

2.

I — момент инерции поперечного сечения длинного выступа 7 корпуса в направлении оси

О мм4

15 г

Малый угол at поворота резцового блока 2 вычисляется по формуле

Д (= --- r

Ь

Изменение зазора е на величину Де при повороте резцового блока 2 на малый угол с(определяется по формуле

Де = — -"h

Д (2.)

25 кости Н инструмента. Таким образом, h< соотношение -- должно удовлетворять а условию

h(— tg t!( о в виду, что Q =0-20 или, имея

h( а

0 — 0,35.

Максимальное значение зазора е определяется исходя иэ предельно допустимого значения изгибающей силы (N), зависящего от прочности длинного выступа 7 корпуса 1 оправки, (юг)У (ю = - — — —г

1 где (G »

„3

Подставив значение (Nj в формулу (1), получим максимальный прогиб

Д „ „ длинного выступа 7 корпуса I егравки

РизгЭ M 1

Д ма с ЗЕТ

Подставив Д „ в формулу (2), получим выражение для максимально допустимого зазора е „а((с

«Риз(3 !! 1 !( е

3EI b где Ь/h=tgE =0,5-0,7 (принято из условия обеспечения "незаклинивания" резцового блока 2), В случае повышения расчетной ве» личины нагрузок от силы резания R после выбора зазора е „а(, в процессе поворота резцового блока 2 на поверхности S торца длинного выступа 7 корпуса 1 оправки возникает нормальная реакция N препятствующая даль( нейшему повороту реэцового блока 2 и изгибу упругого длинного выступа 7 корпуса 1 оправки, что предохраняет

его от поломок, Используя оправки с воэможностью малого поворота резцового блока 2, рост напряжений в твердом сплаве его режущего элемент» происходит медленнее, чем при использовании жесткой оправки с жестким закреплением реэцового блока. Таким образом, оправка C воэможностью поворота резцового блока 2 об1495007

Риг. 3 ладает свойством трансформации (преобразованияj силы резания, приводящим к снижению напряжений в твердом сплаве режущего элемента„.

Формула и з о б р е т е н и я

Оправка для тяжелого резания, содержащая корпус, на торце которого выполнен продольный паз, образованньп двумя выступами, тягу и резцовый блок с режущим элементом, хвостовик которого сопряжен с корпусом по двум продольным и двум торцовым поверхностям, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности обработки путем снижения напряжений в твердом сплаве режущегО элемента при ударных нагрузках, выступы корпуса выполнены различной длины, 5 при этом длинный выступ выполнен менее жестким и между его торцовой по верхностью и торцовой поверхностью хвостовика резцового блока образован 0 зазор, а разность длин выступов корпуса и ширина паза корпуса связаны соотношением

blh = 0,5-0,7, где b — разность длин выступов корпуса, мм;

h — ширина паза корпуса, мм:

1495007