Резец для чистовой обработки

Резец содержит державку, режущую пластину, опорную пластину и узел крепления режущей пластины на державке. Для повышения точности и качества обработанной поверхности он снабжен электрическим разъемом, соединенным электропроводящим кабелем с опорной пластиной, которая выполнена в виде вибратора ультразвуковых колебаний, причем электропроводящий кабель установлен в канале, выполненном в державке. Резец может быть снабжен защитными пластинами из диэлектрика, изолирующими от корпуса державки опорную пластину, которая выполнена из материала, обладающего пьезоэффектом. Опорная пластина может быть выполнена в виде по меньшей мере четырех независимых секций, расположенных в одной плоскости, каждая из которых соединена электрическим кабелем с упомянутым разъемом. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области обработки материалов резанием, в частности к токарной обработке.

Известен резец для чистовой обработки, содержащий державку, режущую пластину, опорную пластину и узел крепления режущей пластины на державке (Патент России №2263008, В23В 27/16, 2004 г.).

Известное устройство имеет ограниченное применение, поскольку при точении труднообрабатываемых материалов, а также полимерных и композиционных материалов режущая пластина нагревается до значительных температур, превышающих температуру плавления полимерного связующего. В результате чего снимаемая стружка может плавиться, а обработанная поверхность имеет следы оплавления, что значительно снижает качество обработки.

Техническим результатом изобретения является снижение коэффициента трения об обрабатываемую деталь, что позволяет повысить точность и качество обработанной поверхности, в частности снизить шероховатость.

Сущность изобретения заключается в том, что резец для чистовой обработки, содержащий державку, режущую пластину, опорную пластину и узел крепления режущей пластины на державке, снабжен электрическим разъемом, соединенным электропроводящим кабелем с опорной пластиной, которая выполнена в виде вибратора ультразвуковых колебаний, причем электропроводящий кабель установлен в канале, выполненном в державке. Резец снабжен защитными пластинами из диэлектрика, изолирующими от корпуса державки опорную пластину, которая выполнена из материала, обладающего пьезоэффектом. Опорная пластина выполнена в виде по меньшей мере четырех независимых секций, расположенных в одной плоскости, каждая из которых соединена электрическим кабелем с упомянутым разъемом.

Технический результат достигается тем, что в процессе точения вибратор создает вынужденные ультразвуковые колебания режущей пластины, что, в свою очередь, изменяет природу и величину коэффициента трения между режущей пластиной и обрабатываемой деталью. Процесс зарождения и распространения микроразрушений в корне стружки происходит при меньших напряжениях, процесс схода стружки улучшается. В результате улучшается качество обработанной поверхности и снижается ее шероховатость.

На фиг.1 представлен общий вид резца, на фиг.2 - пример выполнения опорной пластины с защитными пластинами из диэлектрика; на фиг.3 - пример выполнения опорной пластины в виде четырех независимых вибраторов.

Резец для чистовой обработки содержит державку 1, режущую пластину 2, опорную пластину 3, узел 4 крепления режущей пластины на державке. Резец снабжен электрическим разъемом 5, соединенным электропроводящим кабелем 6 с опорной пластиной 3. Электропроводящий кабель 6 установлен в канале 7, выполненным в державке. Резец снабжен защитными пластинами 8 и 9, выполненными из диэлектрика. Опорная пластина 3 может быть выполнена в виде электромагнитного (катушка с сердечником, причем роль неподвижного сердечника может выполнять центральный штифт или винт крепления пластин) или пьезо вибратора (например, пластина из пьезокерамики). Опорная пластина 3 может быть выполнена по меньшей мере из четырех независимых секций, каждая из которых представляет собой вибратор ультразвуковых колебаний, расположенных в одной плоскости. Каждая секция соединена электропроводящим кабелем с разъемом 5. В этом случае пьезопластины могут быть выполнены на одной общей подложке. Для обеспечения гарантированной фиксации опорной пластины 3 в державке 1 может быть выполнено углубление, соответствующее форме пластины 3.

Устройство работает следующим образом.

Резец электрическим разъемом 5 соединяется с генератором ультразвуковых колебаний и системой ЧПУ станка. В процессе работы через кабель 6 сигнал подается на опорную пластину 3, которая совершает ультразвуковые колебания с заданной амплитудой, заставляя вибрировать и режущую пластину 2. В результате происходит обильное зарождение микротрещин в корне стружки, которая легко отделяется от обрабатываемой детали, резко снижается сила трения между режущей пластиной 2 и обрабатываемой заготовкой. Режущая пластина 2 нагревается значительно меньше, чем при обычном резании, не происходит оплавления обрабатываемой заготовки и качество обработанной поверхности улучшается. Защитные пластины 8 и 9, выполненные из диэлектрика, электрически изолируют пьезокерамическую пластину от металлического корпуса державки. Выполнение опорной пластины 3 по меньшей мере из четырех независимых секций в виде вибраторов ультразвуковых колебаний, расположенных в одной плоскости, позволяет одновременно управлять амплитудой и формой колебаний каждой секции и создавать как поступательные, изгибные, так и крутильные колебания режущей пластины 2, что влияет на качество обработки. Бесконтактные датчики качества обработанной поверхности станка могут посылать сигнал в систему ЧПУ, которая в зависимости от требуемых параметров резания может корректировать частоту, амплитуду и форму сигналов генератора.

В результате возможна обработка заготовок с обеспечением шероховатости поверхности в нанометровом диапазоне.

1. Резец для чистовой обработки, содержащий державку, режущую пластину, опорную пластину и узел крепления режущей пластины на державке, отличающийся тем, что он снабжен электрическим разъемом, соединенным электропроводящим кабелем с опорной пластиной, которая выполнена в виде вибратора ультразвуковых колебаний, причем электропроводящий кабель установлен в канале, выполненном в державке.

2. Резец по п.1, отличающийся тем, что он снабжен защитными пластинами из диэлектрика, изолирующими от корпуса державки опорную пластину, которая выполнена из материала, обладающего пьезоэффектом.

3. Резец по п.1, отличающийся тем, что опорная пластина выполнена в виде по меньшей мере четырех независимых секций, расположенных в одной плоскости, каждая из которых соединена электрическим кабелем с упомянутым разъемом.