Режущая пластина для черновой и чистовой обработки

Авторы патента:

Артамонов Евгений Владимирович (RU)

Киреев Виталий Владимирович (RU)

Васильев Дмитрий Вячеславович (RU)

Чернышов Михаил Олегович (RU)

B23B27/16 - со сменными режущими пластинками или наконечниками, например прижимаемыми к державке

Владельцы патента RU 2531336:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) (RU)

Изобретение относится к области обработки материалов резанием, сборному режущему инструменту с механическим креплением многогранных режущих пластин, предназначенному для черновой и чистовой обработки. Режущая многогранная пластина, выполненная на основе равностороннего многогранника, с главной и вспомогательной режущими кромками, образованными пересечением передней поверхности с боковыми поверхностями. Для повышения работоспособности и расширения технологических возможностей за счет использования режущей пластины для черновой и чистовой обработки вспомогательная режущая кромка выполнена в виде кривой линии, вписанной в четверть длины стороны многогранника, при этом радиус криволинейной режущей кромки равен половине длины стороны многогранника. 6 ил.

Известна режущая пластина на основе равностороннего многогранника, с отверстием (ГОСТ 19042-80).

Основным недостатком известного решения является недостаточный ресурс режущей пластины ввиду неоптимальных геометрических и конструктивных параметров.

Известна режущая пластина, выполненная на основе многогранника с опорной поверхностью и криволинейными режущими кромками, образованными пересечением передней с боковыми поверхностями, состоящими из двух участков, один из которых выполнен плоским, а второй участок выполнен в виде дуги (патент RU 2201316 С2, МПК 7 В23В 27/16, опубл. 27.03.2003).

Недостатками известной режущей пластины являются необходимость использования специального корпуса резца с выемками под боковые поверхности пластины с дуговой режущей кромкой и сосредоточение опорных точек по боковым поверхностям пластины, что повышает значения главных напряжений в пластине, а также наличие концентраторов напряжений в местах перехода из радиусных отрезков в опорные боковые поверхности.

Известна режущая пластина, которая содержит верхнюю поверхность с верхней режущей кромкой для черновой обработки и нижнюю поверхность, достаточную, чтобы выдерживать приложенную силу при черновой обработке, а также имеющую режущие кромки для чистовой обработки, что позволяет использовать такую режущую пластину для решения двух задач - для черновой и для чистовой обработки (патент RU 2470738 С1, МПК 7 В23/В 27/16, опубл. 27.12.2012).

Недостатками известного решения является то, что опорные поверхности пластины в области вершины режущей кромки не обеспечивают опоры и надежного базирования пластины, кроме того, данная пластина может быть использована в проходных резцах и не позволяет использовать ее при поперечной обточке проходными упорными резцами.

Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение, является повышение работоспособности и расширение технологических возможностей режущей пластины, которую можно использовать в стандартном корпусе державки сборного режущего инструмента, при стандартных схемах крепления.

Поставленная задача решается за счет вспомогательной режущей кромки, выполненной в виде дуги, что повышает прочность пластины и позволяет снизить величину шероховатости обработанной поверхности, что обуславливает возможность применения такой режущей пластины для черновой и чистовой обработки в стандартном корпусе державки сборного режущего инструмента.

Указанный технический результат достигается тем, что режущая многогранная пластина, выполненная в виде равностороннего многогранника, с прямолинейными главной и вспомогательной режущими кромками, образованными пересечением передней поверхности с боковыми поверхностями, у которой вспомогательная режущая кромка выполнена в виде кривой линии, вписанной в четверть длины стороны многогранника, при этом радиус криволинейной режущей кромки равен половине длины стороны многогранника.

Криволинейная вспомогательная режущая кромка повышает прочностные свойства режущей пластины ввиду увеличенного угла при вершине ε и снижает величину высоты микронеровностей R_z на обработанной поверхности, кроме того, кривая линия вписывается в четверть длины стороны многогранника, тем самым не требует выемок под боковые поверхности режущих кромок в корпусе державки сборного инструмента. Паз под режущую пластину в корпусе державки сборного режущего инструмента повторяет форму поверхности многогранника, что обуславливает возможность применения такой режущей пластины для черновой и чистовой обработки в стандартном корпусе державки сборного режущего инструмента.

Предложенная режущая пластина показана на фиг.1-5,

где на фиг.1 представлено схематично изображение трехгранной режущей пластины неправильной формы, выполненной на основе равностороннего трехгранника, условно изображенного пунктирными линиями;

на фиг.2 представлено схематично изображение режущих пластин неправильной формы в трех-, четырех- и пятигранном исполнении с углом при вершине ε, вписанных в равносторонние многогранники с углом при вершине ε₁ и стороной L, причем вспомогательная режущая кромка режущей пластины неправильной формы выполнена в виде кривой линии, вписанной в четверть длины стороны многогранника L/4, при этом радиус криволинейной режущей кромки равен половине длины стороны многогранника L/2;

на фиг.3 представлены картины изолиний главных напряжений σ₁ в трехгранных пластинах разных форм, направление приложенной нагрузки обозначено как P_i (Н), позициями 9, 10 и 11 показано расположение опорных точек, позицией 12 показано направление поджима режущей пластины;

на фиг.4 представлен график эпюр распределения напряжений σ₁ на главных режущих кромках трехгранных режущих пластинах разных форм, на оси абсцисс L цифрами обозначены узловые точки на режущей кромке, на оси ординат показаны распределения напряжений σ₁ (Н/мм²) на режущей кромке пластины, в % от приложенной нагрузки P_i (Н);

на фиг.5 представлена схематично иллюстрация продольного точения сборным инструментом с трехгранной пластиной правильной формы, позицией 1 обозначено гнездо державки сборного инструмента в виде углового паза, стрелкой S (мм/об) показано направление подачи, стрелкой показано направление вращения заготовки со скоростью V (м/мин), выноской А показана высота гребешков микронеровностей обработанной поверхности h_i;

на фиг.6 представлена схематично иллюстрация продольного точения сборным инструментом с трехгранной пластиной неправильной формы, позицией 1' обозначено гнездо державки сборного инструмента в виде углового паза, стрелкой S (мм/об) показано направление подачи, стрелкой показано направление вращения заготовки со скоростью V (м/мин), выноской Б показана высота гребешков микронеровностей обработанной поверхности $h_{i}^{'}$ .

Режущая пластина 1 (фиг.1) выполнена на основе равностороннего многогранника 2 с опорной 3 и боковыми поверхностями с прямолинейными главными 4 и криволинейными вспомогательными режущими кромками 5, образованными пересечением передней поверхности 6 с плоской 7 и изогнутой 8 боковыми поверхностями. Для повышения работоспособности и расширения технологических возможностей за счет использования режущей пластины для черновой и чистовой обработки изогнутая боковая поверхность 8 имеет криволинейную вспомогательную режущую кромку 5, вписанную в четверть длины L стороны многогранника 1. Радиус R кривизны кромки 5 равен половине длины L стороны многогранника 2 (фиг.2).

Наличие у режущей пластины боковых поверхностей 7 в виде плоскостей, перпендикулярных опорной поверхности 3 (фиг.1), позволяет осуществить точное позиционирование в гнезде державки в виде углового паза 1 (фиг.3).

Выполнение вспомогательной режущей кромки 5 в виде кривой линии обуславливает увеличение угла при вершине ε>ε₁ (фиг.2), что позволяет значительно снизить величину растягивающих напряжений σ₁ (Н/мм²) и соответственно существенно повысить прочностные свойства режущей пластины.

Пример. Проведен сравнительный расчет напряжений методом конечных элементов при нагружении режущей кромки удельной нагрузкой P_i (Н) для следующих условий резания: черновая обработка, обрабатываемый материал - сталь с твердостью НВ 200-220, материал режущей пластины - твердый сплав марки ВК8. Движение резца при обработке детали в направлении подачи S (мм/об) показано на фиг.3 стрелкой. Результаты расчета, приведенные в виде картин изолиний главных напряжений σ₁ на фиг.3 и эпюр распределения напряжений σ₁ на главных режущих кромках трехгранных режущих пластин разных форм, показали что изменение формы вспомогательной режущей кромки пластины с прямолинейной на криволинейную позволило уменьшить напряжения растяжения σ₁ в 5 раз (фиг.4).

Анализ применения пластинки для чистовой обработки в направлении подачи S (фиг.5 и 6) показал, что изменение формы вспомогательной режущей кромки с прямолинейной на криволинейную позволило существенно уменьшить высоту гребешков микронеровностей обработанной поверхности $h_{i}^{'} < h_{i}$ и соответственно уменьшить расчетную высоту микронеровностей R_z в 22 раза.

Режущая многогранная пластина, выполненная в виде равностороннего многогранника, с прямолинейными главными и вспомогательными режущими кромками, образованными пересечением передней поверхности с боковыми поверхностями, отличающаяся тем, что каждая вспомогательная режущая кромка выполнена в виде кривой линии и вписана в четверть длины стороны многогранника, при этом радиус криволинейной режущей кромки равен половине длины стороны многогранника.

Способ включает установку режущих пластин повышенной длины, выполненных без отверстий для крепления, в пазу корпуса с направлением перемещения под острым углом к оси инструмента.

Косвенное охлаждение вращающегося режущего инструмента // 2522401

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при высокоскоростной обработке вращающимся инструментом титановых и других материалов с низкой теплопроводностью.

Режущая пластина и режущий инструмент // 2521777

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

Режущий инструмент с механизмом регулирования в двух направлениях // 2521535

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке металлов резанием фрезами с регулированием положения. Режущий инструмент содержит корпус, по меньшей мере одну режущую пластину, съемно закрепленную в гнезде под режущую пластину крепежным винтом, сквозное регулировочное отверстие в корпусе, в котором установлен регулировочный винт, ползун, закрепленный в гнезде, содержащий верхнюю и нижнюю поверхности и взаимодействующий с режущей пластиной и с головкой регулировочного винта.

Режущая пластина и узел режущей пластины // 2518835

Узел режущей пластины имеет гнездо под режущую пластину, имеющее канал, режущую пластину и зажимающий ее в гнезде крепежный элемент. Причем режущая пластина имеет канал, первую поверхность, вторую поверхность и периферийную поверхность между ними.

Способ обработки резанием и режущий инструмент для его осуществления // 2514243

Способ обработки резанием включает движение инструмента с установленным в гнезде его корпуса режущим элементом, имеющим режущее лезвие, относительно обрабатываемой детали в направлении главного движения и продольную подачу инструмента.

Сменная двухсторонняя режущая пластина и режущий инструмент // 2511152

Сборный режущий инструмент // 2508965

Режущая пластина с углубленной опорной поверхностью пластины и режущий инструмент // 2508180

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в режущих инструментах с режущими пластинами. Пластина содержит первую поверхность для отвода стружки, вторую поверхность на противоположной от первой поверхности для отвода стружки стороне пластины и боковую поверхность, продолжающуюся между первой поверхностью для отвода стружки и второй поверхностью.

Режущая пластина и режущий инструмент // 2502581

Режущая пластина предназначена для установки в гнезде корпуса режущего инструмента, имеет основание в форме параллелограмма, ограниченное торцовыми поверхностями и боковой поверхностью, включающей две пары противолежащих боковых поверхностей, пересекающихся в углах основания, главную и вспомогательную режущие кромки, расположенные под углом к основанию.

Режущая многогранная пластина // 2533401

Режущая многогранная пластина выполнена с рабочим и опорным основаниями и боковой поверхностью, образованной в поперечном сечении двумя пересекающимися линиями. Для расширения технологических возможностей указанные линии пересекаются в точке, расположенной от опорного основания пластины на расстоянии а в диапазоне 0,1s≤а<0,5s и от торца пластины на расстоянии b в диапазоне 0,1s≤b≤s, где s - толщина пластины, при этом линии выполнены в виде дуг окружностей с кривизной K1 и К2 соответственно, которые определены по приведенным формулам. 7 ил.

Режущий инструмент // 2536316

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в режущих инструментах с механическим креплением режущих пластин. Режущий инструмент содержит державку и режущую пластину, закрепленную прихватом. Державка выполнена с отверстием под цилиндрическую направляющую часть прихвата и с пересекающим его цилиндрическим отверстием с конической торцовой поверхностью. Направляющая часть прихвата выполнена с резьбовым отверстием, ось которого пересекает ось отверстия под направляющую часть державки, предназначенным для установки в нем винта с конической поверхностью эксцентрично торцовой конической поверхности цилиндрического отверстия державки с возможностью взаимодействия с ней. Резьбовое отверстие направляющей части прихвата выполнено из условия расположения его оси под углом к оси цилиндрического отверстия державки. Углы конических поверхностей винта и торцовой поверхности цилиндрического отверстия державки связаны определенным соотношением. Упрощается конструкция, уменьшаются габариты узла крепления, обеспечивается возможность использования конструкции в малоразмерном инструменте. 2 ил.

Режущий инструмент // 2537056

Режущий инструмент содержит индексируемую пластину (1), державку с элементом (20) державки и средство (14) для прикрепления пластины к державке. Выступающая вверх стенка державки и коническая задняя поверхность пластины выполнены с возможностью обеспечения прикрепления пластины к державке в определенном числе фиксированных взаимных положений. Криволинейный участок выступающей вверх стенки державки поддерживает сбоку упомянутую коническую заднюю поверхность в каждом упомянутом фиксированном взаимном положении державки и пластины. Обеспечивается плотное прилегание упомянутой конической задней поверхности к упомянутому криволинейному участку с возможностью предотвращения попадания загрязнения между ними. 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

Режущая пластина и сборная режущая пластина // 2539287

Изобретение относится к области обработки материалов резанием, сборному режущему инструменту в виде резцов, расточного инструмента, сверл, фрез и разверток с механическим креплением сборных режущих пластин. Режущая пластина для закрепления в гнезде корпуса сборного режущего инструмента или гнезде сборной режущей пластины ограничена верхней поверхностью, включающей переднюю поверхность, нижней поверхностью и расположенной между ними боковой поверхностью, включающей главную и вспомогательную задние поверхности, образующие в пересечении с передней поверхностью соответственно главную и вспомогательную режущие кромки. Боковая поверхность включает фронтальную и тыльную боковые опорные поверхности, расположенные под углом не более угла самоторможения между материалами режущей пластины и корпуса сборного режущего инструмента или корпуса сборной режущей пластины, вершина которого расположена со стороны, противоположной вспомогательной режущей кромке. При этом на нижней поверхности выполнены два участка, первый из которых расположен под главной режущей кромкой и ближе к ней, чем второй участок, причем указанная фронтальная боковая опорная поверхность расположена вдоль главной режущей кромки между первым и вторым участками нижней поверхности. Технический результат: расширение технологических возможностей. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Режущая пластина, сборная режущая пластина и сборный режущий инструмент // 2539537

Режущая пластина предназначена для установки в гнезде корпуса сборной режущей пластины или в гнезде корпуса сборного режущего инструмента и ограничена передней поверхностью, нижней поверхностью и боковой поверхностью, расположенной между ними. На виде сверху перпендикулярно нижней поверхности режущая пластина выполнена V-образной, состоящей из двух сходящихся под острым углом к общей части ветвей, причем главная режущая кромка расположена снаружи вдоль одной ветви, а первая боковая опорная поверхность расположена внутри на указанной ветви и пересекает вспомогательную режущую кромку, вторая боковая опорная поверхность расположена снаружи другой из указанных ветвей и сходится с главной задней поверхностью в направлении к общей части режущей пластины, а третья боковая опорная поверхность расположена под углом самоторможения между материалом режущей пластины и материалом корпуса сборной режущей пластины или материалом корпуса сборного режущего инструмента, вершина которого расположена в направлении от общей части ветвей. Технический результат: расширение технологических возможностей. 4 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Инструмент со сменными режущими пластинами // 2542905

Режущий инструмент включает державку и механизм закрепления на ней режущих пластин. Для повышения ударной прочности режущего инструмента сменные режущие пластины расположены в державке стопкой, нижние из которых предназначены для использования в качестве опорных пластин. При этом сменные режущие пластины в стопке разделены слоем демпфирующей жидкости и состоят из профилированного основания и нанесенного на него твердосплавного покрытия. 1 ил.

Режущий инструмент и режущая пластина для него // 2547986

Индексируемая режущая пластина имеет противоположные боковые поверхности и два режущих участка, один из которых используется, когда режущая пластина крепится в державке пластины. Отверстие пластины проходит через обе боковые поверхности. Две главные упорные поверхности, размещенные на противоположных сторонах отверстия пластины, продолжаются от одной из боковых поверхностей, причем одна главная упорная поверхность находится ближе к используемому режущему участку, чем другая. Две вспомогательные упорные поверхности продолжаются от одной и той же боковой поверхности. На виде сверху боковой поверхности вспомогательные упорные поверхности поперечны двум главным упорным поверхностям, а также основным упорным поверхностям, связанным с главными и вспомогательными упорными поверхностями. Технический результат: повышение надежности крепления режущей пластины. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Сменная режущая пластина // 2554840

Область использования: область металлообработки, в частности режущий инструмент, а именно сменные неперетачиваемые режущие пластины. Задача: повышение стойкости режущей пластины, повышение технологичности, а также приведение конструкции в соответствие с требованиями ИСО. Сущность изобретения: сменная режущая пластина с установочным отверстием и выпуклой криволинейной передней поверхностью, описанной параболой, отличающаяся тем, что передняя поверхность пластины по периметру вдоль режущих кромок снабжена канавкой для схода стружки с донной частью, выполненной по радиусу r, сопряженному с одной стороны радиусом R с режущей кромкой, а с другой стороны с выпуклой криволинейной передней поверхностью, математически описываемой формулой y=√x и вписанной в габариты пластины между канавкой и плоскостью около установочного отверстия, при этом ось x параболы расположена под углом 0<α≤15° к соответствующей оси режущей пластины. Высота режущих кромок совпадает с толщиной пластины, радиус канавки r меньше радиуса сопряжения R режущей кромки, при этом пластина в плане может иметь круглую или многоугольную форму. Границы пересечения параболических выпуклых криволинейных поверхностей y=√x в многоугольных режущих пластинах являются ребрами жесткости. Пластина может быть выполнена двусторонней. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Зажимное устройство с независимо упругими зажимными пальцами для зажимания режущей пластины в державке // 2556193

Зажимное устройство для съемного закрепления режущей пластины в державке, применяемое в операциях обточки и фрезерования, содержит зажимной рычаг и исполнительный элемент. Зажимной рычаг включает в себя первый и второй элементы, продолжающиеся от центрального колена, причем первый элемент имеет зажимной концевой участок с двумя независимо упругими зажимными пальцами, отделенными зажимным пазом, а второй элемент функционально соединен с исполнительным элементом. Каждый из независимо упругих зажимных пальцев имеет ось вращения при упругой деформации и верхнюю зажимную область, находящуюся в зажимном контакте с режущей пластиной. При этом оси вращения при упругой деформации по существу параллельны ширине зажимного паза. Технический результат: повышение надежности крепления режущей пластины. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 6 ил.

Сборный режущий инструмент // 2556843

Сборный режущий инструмент содержит корпус с по меньшей мере одним гнездом, в котором установлена режущая пластина, закрепляемая с помощью крепежного винта с головкой и резьбовой частью и дополнительного крепежного элемента. При этом режущая пластина имеет верхнюю поверхность, на которой расположена передняя поверхность, нижнюю опорную поверхность, боковую поверхность, расположенную между верхней и нижней опорной поверхностями, и сквозное ступенчатое отверстие, проходящее между верхней поверхностью и нижней опорной поверхностью. Нижняя опорная поверхность расположена в основном параллельно верхней поверхности, а пересечение боковой поверхности с передней поверхностью образует режущие кромки режущей пластины. Упомянутое ступенчатое отверстие имеет часть меньшего размера с участком для взаимодействия с головкой крепежного винта, прилегающую к верхней поверхности, и часть большего размера, прилегающую к нижней опорной поверхности. При этом гнездо или каждое гнездо корпуса ограничено нижней опорной стенкой для взаимодействия с нижней опорной поверхностью режущей пластины и боковой стенкой или стенками для взаимодействия с боковой поверхностью режущей пластины. Сборный режущий инструмент снабжен опорным винтом, имеющим головку с опорной поверхностью и установленным в отверстии, выполненном в гнезде корпуса. При этом дополнительный крепежный элемент выполнен в виде рычага, имеющего боковую опорную поверхность, резьбовое отверстие и два выступа, боковая опорная поверхность рычага предназначена для взаимодействия с дополнительной опорной стенкой, выполненной в гнезде или каждом гнезде корпуса, резьбовое отверстие предназначено для размещения резьбовой части крепежного винта, упомянутые выступы рычага расположены с противоположной стороны от его боковой опорной поверхности по отношению к его резьбовому отверстию. При этом один выступ предназначен для взаимодействия с упомянутой частью ступенчатого отверстия режущей пластины большего размера, а другой - с опорной поверхностью на головке опорного винта. При этом рычаг установлен в пазу, выполненном в нижней опорной стенке гнезда и ограниченном с одной стороны дополнительной опорной стенкой, а с другой - выходящим в отверстие корпуса для размещения опорного винта. Технический результат: повышение надежности крепления режущей пластины. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.