Инструмент для обработки отверстий

Авторы патента:


Инструмент для обработки отверстий
Инструмент для обработки отверстий
Инструмент для обработки отверстий
Инструмент для обработки отверстий
Инструмент для обработки отверстий
Инструмент для обработки отверстий
Инструмент для обработки отверстий
Инструмент для обработки отверстий

 


Владельцы патента RU 2524466:

Российская федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)

Инструмент содержит хвостовую часть и трехзубую режущую часть, каждый зуб которой выполнен с передним углом, задним углом и углом в плане, а также калибрующую часть. Для расширения технологических возможностей профиль калибрующей и режущей части в сечении, перпендикулярном оси вращения инструмента, выполнен в виде гипоциклоиды с тремя вершинами, описываемой в полярных координатах приведенной системой параметрических уравнений. При этом вершина режущих кромок, образованная на границе калибрующей и режущей части в проекции на плоскость, которая перпендикулярна оси вращения инструмента, отстоит от касательной прямой к гипоциклоиде в ее вершине на величину δ=(0,002…0,03) R, где R - радиус окружности, проходящей через вершины гипоциклоиды. 4 ил.

 

Изобретение относится к области инструментальной промышленности, в частности к инструментам для обработки отверстий.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является цилиндрическая развертка с канавкой, пересекающей ее зубья, причем канавка выполнена кольцевой с целью разделения зубьев на два участка, из которых первый предназначен для предварительного развертывания отверстия, а второй для окончательного снятия материала (SU 68799, B23D 77/00, опубликовано 30.06.1947).

Недостатком известного технического решения являются узкие технологические возможности, ограниченные тем, что известный инструмент производит только обработку резанием.

Технический результат изобретения заключается в увеличении технологических возможностей инструмента за счет того, что профилем инструмента в сечении, перпендикулярном оси вращения, является гипоциклоида с перепадом радиуса от периферийной точки режущей кромки до периферийной точки инструмента, равным величине пластической деформации, что приводит к тому, что инструмент не только режет, но и выглаживает обрабатываемую поверхность.

Технический результат достигается тем, что инструмент для обработки отверстий содержит хвостовую, трехзубую режущую часть, каждый зуб которой выполнен с передним, задним углами, углом в плане, а также калибрующую часть, причем профиль калибрующей и режущей части в сечении, перпендикулярном оси вращения инструмента выполнен в виде гипоциклоиды с тремя вершинами, описываемой в полярных координатах следующей системой параметрических уравнений:

{ θ = a r c t g a 3 sin t ( R a 3 ) sin t 2 a 3 cos t + ( R a 3 ) cos t 2 ρ = R 2 2 3 R a + 2 9 a 2 + 2 3 a ( R a 3 ) cos 3 t 2

где θ=0…2π - полярный угол; ρ=r…R - полярный радиус; r - радиус вписанной в гипоциклоиду окружности; R - радиус окружности, проходящей через вершины гипоциклоиды; t=0…4π - параметр системы; а=(0,045…0,6) R - параметр гипоциклоиды, выбираемый в зависимости от величин r и R; при этом вершина режущих кромок, принадлежащая границе калибрующей и режущей части в проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения инструмента, отстоит от касательной прямой к гипоциклоиде в ее вершине на величину δ=(0,002…0,03) R.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на:

- фиг.1 - вид в изометрии заявленного инструмента;

- фиг.2 - проекция инструмента на плоскость, параллельную его оси вращения;

- фиг.3 - сечение А-А калибрующей части;

- фиг.4 - проекция инструмента на плоскость, перпендикулярную его оси вращения.

Заявленный инструмент для обработки отверстий содержит хвостовую часть 1, трехзубую калибрующую часть 2, трехзубую режущую часть 3 и канавки 4 для отвода стружки. Трехзубая режущая часть 3 характеризуется передними углами, задними углами и углом в плане.

Профиль 5 калибрующей 2 и режущей 3 части в сечении, перпендикулярном оси 6 вращения инструмента, выполнен в виде гипоциклоиды 7 с тремя вершинами 8, описываемой в полярных координатах следующей системой параметрических уравнений:

{ θ = a r c t g a 3 sin t ( R a 3 ) sin t 2 a 3 cos t + ( R a 3 ) cos t 2 ρ = R 2 2 3 R a + 2 9 a 2 + 2 3 a ( R a 3 ) cos 3 t 2

где θ=0…2π - полярный угол; ρ=r…R - полярный радиус; r - радиус вписанной в гипоциклоиду 7 окружности; R - радиус окружности, проходящей через вершины 8 гипоциклоиды 7 или радиус периферийных точек инструмента; t=0…4π - параметр системы; а=(0,045…0,6) R - параметр гипоциклоиды 7, выбираемый в зависимости от величин r и R.

Вершина 9 режущих кромок 10, принадлежащая границе калибрующей 2 и режущей 3 части в проекции на плоскость, перпендикулярную оси 6 вращения инструмента, отстоит от касательной прямой 11 к гипоциклоиде 7 в ее вершине 8 на величину δ=(0,002…0,03) R.

На производственной площадке ГОУ ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» прошли испытания инструмента по изобретению, а именно инструмента для обработки отверстий радиусом 10 мм, предварительно просверленных на радиус 9 мм, в заготовке из углеродистой стали марки У7.

Инструмент для обработки отверстий содержал хвостовую часть 1, трехзубую калибрующую часть 2, трехзубую режущую часть 3 и канавки 4 для отвода стружки. Материал калибрующей и режущей части инструмента - быстрорежущая сталь марки Р18.

Трехзубая режущая часть 3 характеризовалась передними углами γ=5°, задними углами α=10° и углом в плане φ=15°.

Профиль 5 калибрующей 2 и режущей 3 части в сечении, перпендикулярном оси 6 вращения инструмента был выполнен в виде гипоциклоиды 7 с тремя вершинами 8, описываемой в полярных координатах следующей системой параметрических уравнений:

{ θ = a r c t g 0,45 sin t 9,55 sin t 2 0,45 cos t + 9,55 cos t 2 ρ = 91.405 + 8.595 cos 3 t 2

где θ=0…2π - полярный угол; ρ=r…R - полярный радиус; r=9,1 мм - радиус вписанной в гипоциклоиду 7 окружности; R=10 мм - радиус окружности, проходящей через вершины 8 гипоциклоиды 7 или радиус периферийных точек инструмента; t=0…4π - параметр системы.

Вершина 9 режущих кромок 10, принадлежащая границе калибрующей 2 и режущей 3 части в проекции на плоскость, перпендикулярную оси 6 вращения инструмента, отстояла от касательной прямой 11 к гипоциклоиде 7 в ее вершине 8 на величину δ=0,3 мм.

Благодаря тому что профиль 5 инструмента имеет переменный радиус р периферийных точек и тому что периферийная точка режущей кромки 10, ее вершина 9 не совпадает с вершиной 8 гипоциклоиды 7, вершина 9 лежит внутри окружности радиусом R=10 мм периферийных точек инструмента. Вершина 9 лежит на окружности радиусом R-δ=10-0,3=9,7 мм, следовательно, инструмент обладает режущими свойствами в диапазоне радиусов до 9,7 мм. В диапазоне радиусов от 9,7 мм до 10 мм инструмент производит обработку выглаживанием своей калибрующей частью 2, радиус периферийных точек которой равняется радиусу R=10 мм окружности, проходящей через вершины гипоциклоиды 7.

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, позволяет увеличить технологических возможностей инструмента. Данные таблицы подтверждают существенность заявленных в формуле изобретения интервалов.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности, не известной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.

Свойства, регламентированные в заявленном изобретении отдельными признаками, общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для использования в области инструментальной промышленности, касается изготовления инструментов для обработки отверстий;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки 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 соответствуют требованиям условиям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству и обеспечивает достижение технического результата.

Таблица
Расстояние между вершиной режущей кромки и касательной к гипоциклоиде в ее вершине δ
Параметр гипоциклоиды «а» Технический результат
Параметр гипоциклоиды «а» слишком мал, для того чтобы обеспечить необходимый перепад радиуса периферийных точек профиля в торцевом сечении, равный величине пластической деформации δ, что соответствует браку.
0,001 R 0,04 R Величина δ настолько мала, что при обработке инструментом пластической деформации обрабатываемого материала не происходит, обрабатываемая поверхность упруго восстанавливает свою форму и размеры, инструмент обладает только режущими свойствами.
Профиль тех участков инструмента, которые при выглаживании соприкасаются с обрабатываемой поверхностью, выпуклый, что приводит к равномерному увеличению крутящего момента; величина δ соответствует величине пластической деформации обрабатываемого материала.
0,002 R 0,045 R
Профиль тех участков инструмента, которые при выглаживании соприкасаются с обрабатываемой поверхностью, выпуклый, что приводит к равномерному увеличению крутящего момента; величина δ соответствует величине пластической деформации обрабатываемого материала.
0,01 R 0,25 R
Профиль тех участков инструмента, которые при выглаживании соприкасаются с обрабатываемой поверхностью, выпуклый, что приводит к равномерному увеличению крутящего момента; величина δ соответствует величине пластической деформации обрабатываемого материала.
0,02 R 0,4 R
Профиль тех участков инструмента, которые при выглаживании соприкасаются с обрабатываемой поверхностью, выпуклый, что приводит к равномерному увеличению крутящего момента; величина δ соответствует величине пластической деформации обрабатываемого материала.
0,03 R 0,6 R
Параметр гипоциклоиды «а» слишком велик, что приводит к появлению вогнутых участков профиля инструмента в сечении, перпендикулярном оси вращения, что приводит к более резкому перепаду радиуса периферийных точек профиля инструмента, благодаря чему при выглаживании происходит резкое увеличение нагрузки, что может привести к заклиниванию или поломке инструмента.
0,031 R 0,65 R Увеличение величины δ приводит к увеличению крутящего момента при выглаживании, что может привести к заклиниванию или поломке инструмента.

Инструмент для обработки отверстий, содержащий хвостовую часть и трехзубую режущую часть, каждый зуб которой выполнен с передним углом, задним углом и углом в плане, а также калибрующую часть, отличающийся тем, что профиль калибрующей и режущей части в сечении, перпендикулярном оси вращения инструмента, выполнен в виде гипоциклоиды с тремя вершинами, описываемой в полярных координатах следующей системой параметрических уравнений:

где:
θ=0…2π - полярный угол;
ρ=r…R - полярный радиус;
r - радиус вписанной в гипоциклоиду окружности;
R - радиус окружности, проходящей через вершины гипоциклоиды;
t=0…4π - параметр системы;
а=(0,045…0,6) R - параметр гипоциклоиды, выбираемый в зависимости от величин r и R;
при этом вершина режущих кромок, образованная на границе калибрующей и режущей части в проекции на плоскость, которая перпендикулярна оси вращения инструмента, отстоит от касательной прямой к гипоциклоиде в ее вершине на величину δ=(0,002…0,03) R.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки материалов резанием, в частности к сборному режущему инструменту в виде резцов, разверток или фрез с механическим креплением режущих пластин.

Изобретение относится к области обработки материалов резанием, в частности к сборному режущему инструменту в виде резцов, разверток или фрез с механическим креплением режущих пластин.

Изобретение относится к области обработки материалов резанием, в частности к сборному режущему инструменту в виде резцов, разверток или фрез с механическим креплением режущих пластин.

Развертка // 2497639
Развертка имеет режущую часть, содержащую режущую кромку, по меньшей мере три направляющие, расположенные на расстоянии друг от друга вокруг режущей части. Первая направляющая выполнена выступающей в сторону, почти противоположную той, где выполнена режущая кромка.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сверлах, имеющих устанавливаемую с возможностью раскрепления режущую головку. .

Изобретение относится к области сборного режущего инструмента, к разверткам, имеющим сменные режущие части. .

Направляющее приспособление для режущего инструмента включает планку, имеющую направляющую поверхность и отверстие, продолжающееся от первой поверхности планки ко второй поверхности планки. Направляющее приспособление дополнительно включает в себя зажимной элемент, имеющий маленький конец и большой конец, при этом большой конец контактирует с прижимающей поверхностью отверстия ближней к первой поверхности планки, а маленький конец продолжается сквозь отверстие и за пределы второй поверхности планки. Упругий элемент расположен на поверхности планки противоположной направляющей поверхности и выполнен в виде кольца, через которое проходит маленький конец зажимного элемента. Технический результат: уменьшение вибрации инструмента относительно обрабатываемой детали. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Инструмент содержит хвостовую, калибрующую и режущую часть, сформированную передними, задними углами и углом в плане с канавками для отвода стружки. Для повышения качества обработанной поверхности за счет уменьшения растягивающих напряжений калибрующая и режущая часть в поперечном сечении представляет собой гипоциклоиду, по меньшей мере, с двумя вершинами. При этом поверхность режущей части сформирована в результате параллельного переноса образующей калибрующей части вдоль оси вращения инструмента и одновременного пропорционального масштабирования таким образом, что в перпендикулярном к оси вращения инструмента сечении, расположенном на расстоянии от начала режущей части, радиус окружности, в которую вписан профиль режущей части, определяется по приведенной зависимости.
Наверх