Режущая пластина

 

Использование: область машиностроения, режущие пластины к токарным резцам. Сущность изобретения: режущая пластина выполнена в виде многогранника с передней и задней поверхностями, режущими кромками, упрочняющей фаской и стружколомающей канавкой, имеющей криволинейную форму в виде впадин и выступов, последние выполнены в виде параллельных прямых зубьев с постоянным шагом, наклоненных под углом 40 ≅ ω≅ 140 к режущей кромке, а образующая зуба наклонена к нижней опорной поверхности под углом 5°≅ λ ≅ 45°. Причем угол наклона образующей λ увеличивается от режущей кромки и имеет наибольшую величину на 0,2. ..0,5 ширины стружколомающей канавки. 1 з. п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к режущим пластинам, применяемым для обработки металлов резанием в токарных резцах.

Известна режущая пластина, имеющая чередующиеся впадины и выступы, которые в виде параллельных рядов выполнены на передней грани. Ряды высадки и выступов проходят вдоль режущей кромки. При этом ширина впадины меньше ширины выступов.

Наиболее близким техническим решением является конструкция режущей пластины по патенту Японии N 61-25483, кл. В 23В 27/22 от 16.06.86г. имеющая режущую кромку, расположенную по периметру канавку стружколомания, выполненную вдоль кромки. Кромка с внешней стороны имеет прямолинейную форму, а канавка со стороны кромки имеет криволинейную форму в виде выступов и впадин. Каждая впадина по мере удаления от кромки плавно расширяется.

Недостатком указанных конструкций является низкая стойкость режущих пластин. Это связано с тем, что конструкции пластин не учитывают изменения действующих сил резания в зависимости от износа инструмента в процессе обработки.

Целью изобретения является повышение стойкости режущей пластины путем выполнения на ее передней поверхности стружкоотводящих канавок, позволяющих компенсировать возрастающие по мере износа пластины, составляющие силы резания за счет перераспределения их направления.

Поставленная цель достигается за счет того, что в режущей пластине, выполненной в виде многогранника с передней и задней поверхностями, с режущей кромками, упрочняющей фаской и стружколомающей канавкой, имеющей криволинейную форму в виде впадины и выступов, последние выполнены в виде параллельных прямых зубьев с постоянным шагом, наклоненных в направлении плоскости симметрии пластины под углом 40°≅ω≅140° к режущей кромке, а образующая зуба наклонена к передней поверхности под углом 5°≅λ≅45°.

Причем угол наклона образующей λ увеличивается от режущей кромки и имеет наибольшую величину c=0,2.0,5 ширины стружколомающей канавки, а шаг зубьев равен l=0,5.5 мм.

Выполнение стружколомающей канавки указанной формы в виде выступов и впадин позволяет повысить стойкость режущей пластины за счет перераспределения величины и направления действующих в процессе резания сил на переднюю поверхность пластины.

Значения углов l,ω, а также c и l определяются опытным путем.

Выполнение стружколомающей канавки в виде впадин и параллельных прямых зубьев с постоянным шагом позволяет за счет изменения ориентации сходящей стружки изменить величину и направление сил трения и нормального давления со стороны детали на переднюю поверхность. Это приводит к компенсации сил резания, действующих со стороны обрабатываемой заготовки Px и Py, а также уменьшает температуру резания за счет улучшения стружкодробления, которое обеспечивается вершинами зубьев, выполненных на передней поверхности пластины.

Наклон образующей зубьев к передней поверхности пластины под углом 5°≅λ≅45° задает необходимую ориентацию стружки при ее сходе по передней поверхности при обеспечении заданной прочности режущей пластины.

Уменьшение угла λ наклона образующей зубьев меньше 5^o приводит к увеличению сил резания и повышенному износу режущей пластины.

Увеличение угла l выше 45^o приводит к потере прочности и сколам пластины. Изменение угла w наклона зубьев стружколомающей канавки относительно режущих кромок сверх диапазона 40°≅ω≅140° приводит к увеличению сил трения между передней поверхностью пластины и стружкой и, как следствие, к повышенному износу режущей пластины. За счет того, что угол λ угол наклона образующей зуба к передней поверхности достигает своего максимального значения на расстоянии от режущей кромки с=0,2 0,5 ширины стружколомающей канавки обеспечивается прочность режущего клина пластины и увеличение суммарного переднего угла, что позволяет снизить силы резания, а также перераспределить часть сил, действующих на переднюю поверхность в сторону действия составляющей Px.

Увеличение расстояния c приводит к снижению эффекта компенсации одной из составляющих сил резания Py и, как следствие, к повышенному износу пластины и вибрациям технологической системы.

В целом все отличительные признаки позволяют повысить стойкость пластины и улучшить процесс стружкодробления.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 изображен вид пластины сверху с min и max углами наклона зубьев стружколомающей канавки к режущей кромке, на фиг.3 и 4 сечения A-A и B-B на фиг. 1 и 2.

Режущая пластина выполнена в виде многогранника с передней 1 и задней 2 поверхностями, с режущими кромками 3, упрочняющей фаской 4 и стружколомающей канавкой, имеющей криволинейную форму в виде выступов зубьев 5 и впадин 6. Выступы в виде параллельных зубьев 5 выполнены с постоянным шагом l=0,5.5 мм и наклонены в направлении плоскости симметрии 7 пластины под углом 40°≅ω≅140° к режущей кромке 3, а образующая 8 зуба 5 наклонена к передней поверхности 1 пластины под углом 5°≅λ≅45°. Причем угол λ наклона образующей 8 увеличивается от режущей кромки 3 к центру пластины и имеет наибольшую величину на расстоянии 0,2.0,5 от ширины стружколомающей канавки.

При работе инструмента, оснащенного предложенной пластиной, стружка сходит параллельно образующей поверхности 8 зубьев 5, расположенной под углом l к передней поверхности 1. На начальном участке стружколомающей канавки за счет того, что угол l увеличивается, давление стружки на резец приводит к возникновению силы, направленной в сторону Px, действующей на задней поверхности 2, что приводит к частичной компенсации Px. По мере движения стружки по образующей 8 зуба 5 с углом l возрастает сила, направленная в сторону Py, что приводит к компенсации последней. Причем вершины зубьев разрезают стружку в продольном направлении, улучшая стружкодробление. Угол w наклона зубьев 5 стружколомающей канавки относительно режущей кромки 3 корректирует направление возникающих от действия стружки сил резания относительно вспомогательной режущей кромки, что усиливает эффективность компенсации силы резания Py.

Пример. Проводились испытания резцов с механическим креплением режущих твердосплавных пластин на токарном станке h-220 при точении стали 50. Условия проведения и результаты экспериментов приведены в таблице.

Формула изобретения

1. Режущая пластина в виде многогранника, имеющего переднюю и задние поверхности, на пересечении которых расположена режущая кромка с упрочняющей фаской, и стружколомающую канавку с выступами в виде параллельных зубьев, расположенных под углом к нижней опорной поверхности режущей пластины и под углом к режущей кромке в проекции на указанную нижнюю опорную поверхность, отличающаяся тем, что угол наклона зубьев ω к режущей кромке выбран в пределах 40°≅ ω ≅ 140°, а угол наклона λ зубьев к нижней опорной поверхности выбран в пределах 5°≅ λ ≅ 45°, при этом последний угол увеличивается в направлении от режущей кромки и имеет наибольшую величину на расстоянии 0,2-0,5 ширины стружколомающей канавки.

2. Режущая пластина по п.1, отличающаяся тем, что шаг зубьев выполняют равным 0,5-5 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4