RU2011482C1 - Cutting tool - Google Patents

Abstract

FIELD: machining. SUBSTANCE: cutting tool has body made in the form of central rod whose one end is pressed in shank, another its end is provided with fixed cutting portion of the tool. The rod is made from alternatively positioned layers of resilient polymeric material, for example, basalt fiber or fiber glass and binding material. Fibers of polymeric material are positioned in spiral order and cross section of the fibers looks like equilateral triangle the size of which decreases with increase of radius of the body. EFFECT: enhanced operating reliability. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано, например, в качестве сверла или развертки для точной обработки отверстий. The invention relates to the field of metal cutting and can be used, for example, as a drill or reamer for precise machining of holes.

Известен инструмент, содержащий режущую часть и хвостовик, размещенные на корпусе. A known tool containing a cutting part and a shank placed on the housing.

Известный инструмент имеет существенные недостатки, а именно: большой расход дорогостоящего металла, как правило быстрорежущей стали; низкие демпфирующие способности инструмента - резание происходит "скачками"; достаточно сложный и трудоемкий процесс обработки; возможная поломка инструмента при несовпадении его оси с осью обрабатываемого отверстия из-за высокой жесткости корпуса; невозможность обработки труднодоступных отверстий. The known tool has significant disadvantages, namely: high consumption of expensive metal, usually high speed steel; low damping ability of the tool - cutting occurs "jumps"; quite complex and time-consuming processing process; possible breakdown of the tool if its axis does not coincide with the axis of the hole being machined due to the high rigidity of the body; the inability to handle hard-to-reach holes.

Цель изобретения - снижение металлоемкости и повышение надежности работы инструмента. The purpose of the invention is to reduce the metal consumption and increase the reliability of the tool.

Указанная цель достигается тем, что режущий инструмент, содержащий хвостовик и режущую часть, имеет корпус в виде стержня с отверстием, один конец стержня запрессован в хвостовик, а на другом конце жестко зафиксирована рабочая часть, причем стержень выполнен из упругого полимерного материала, например из слоев базальтовых волокон с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, уложенных вдоль и под углом 45^о к продольной оси, причем размер волокон уменьшается от оси инструмента, а также тем, что используются углеволокна или кварцевые (стеклянные) волокна.This goal is achieved by the fact that the cutting tool containing the shank and the cutting part has a body in the form of a rod with a hole, one end of the rod is pressed into the shank, and the working part is rigidly fixed at the other end, and the rod is made of an elastic polymer material, for example, of layers basalt fibers having a cross section in the form of an equilateral triangle, and stacked along an angle of 45 ^about the longitudinal axis, the fiber size decreases from the axis of the tool, and in that the carbon used or q rtsevye (glass) fibers.

На фиг. 1 представлен общий вид режущего инструмента; на фиг. 2 - поперечный разрез стержня. In FIG. 1 shows a general view of a cutting tool; in FIG. 2 - transverse section of the rod.

Режущий инструмент содержит хвостовик 1 и режущую часть 2, размещенные на центральном стержне 3, имеющем отверстие 4 для подачи в зону резания СОЖ. Один конец стержня 3 запрессован в хвостовике 1, а на другом конце жестко зафиксирована режущая часть 2. Центральный стержень 3 выполнен из упругого полимерного материала, например из слоев базальтовых волокон 5 с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, соединенных связующим вдоль и под углом 45^о к продольной оси. Размер волокон 5 уменьшается от оси инструмента.The cutting tool contains a shank 1 and a cutting part 2, placed on the Central rod 3 having an opening 4 for supplying coolant to the cutting zone. One end of the rod 3 is pressed into the shank 1, and the cutting part 2 is rigidly fixed on the other end. The central rod 3 is made of an elastic polymer material, for example, layers of basalt fibers 5 with a cross section in the form of an equilateral triangle connected by a binder along and at an angle of 45 ^about to the longitudinal axis. The size of the fibers 5 decreases from the axis of the tool.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Инструмент хвостовиком 1 устанавливается в патрон станка (не показан), включаются вращение и подача СОЖ. Инструмент подводится к обрабатываемому отверстию и при несовпадении их осей происходит компенсация погрешности за счет деформации стержня 3, передающего крутящий момент режущей части 2, производящей обработку отверстия. Волокна 5, ориентированные вдоль оси, воспринимают осевое усилие резания, а под углом 45^о - радиальное (касательные напряжения при кручении расположены под углом 45^о к оси кручения). Чем дальше от оси инструмента, тем касательные напряжения больше - они передаются большим числом волокон меньшего сечения (толщина волокна приближается к идеальной молекулярной цепочке - обеспечивается максимальная прочность). Треугольное сечение волокон 5 позволяет обеспечить "лотную упаковку" с наименьшим количеством связующего, т. е. максимальную прочность центрального стержня 3. Этому также способствуют слои с винтовым расположением волокон 5.Tool shank 1 is installed in the chuck of the machine (not shown), turn on the rotation and coolant supply. The tool is brought to the hole to be machined, and if their axes do not coincide, the error is compensated due to the deformation of the rod 3, which transmits the torque of the cutting part 2, which produces the hole. The fibers 5, oriented along an axis perceive axial cutting force, and at an angle ^of 45 - radial (shear stresses in torsion are arranged at an angle ^of 45 to the torsion axis). The farther from the axis of the tool, the greater the tangential stresses - they are transmitted by a large number of fibers of a smaller cross section (the fiber thickness approaches an ideal molecular chain - maximum strength is ensured). The triangular cross-section of the fibers 5 makes it possible to provide “bulk packaging” with the least amount of binder, that is, the maximum strength of the central rod 3. This is also facilitated by layers with a screw arrangement of the fibers 5.

При использовании углеродных волокон (прочность волокна 3,9 ГПа, модуль упругости 600 ГПа) достигается максимальная прочность стержня 3. Однако эти волокна не имеют промышленного выпуска, т. к. очень дороги. Базальтовые волокна по прочностным характеристикам уступают незначительно, дешевы, имеют промышленный выпуск. Кварцевые (стеклянные) волокна также широко используются в промышленности и имеют высокие прочностные характеристики. В качестве связующего может быть использовано связующее на основе полиэфирных смол ПН-1, ПН-10 или эпоксидных ЭД-22, ЭД-20. В процессе работы стержень 3 обладает достаточной упругостью для компенсации несоосности. When using carbon fibers (fiber strength 3.9 GPa, elastic modulus 600 GPa), the maximum strength of the rod 3 is achieved. However, these fibers do not have industrial production, since they are very expensive. Basalt fibers are slightly inferior in terms of strength characteristics, are cheap, and have industrial production. Quartz (glass) fibers are also widely used in industry and have high strength characteristics. As a binder, a binder based on polyester resins PN-1, PN-10 or epoxy ED-22, ED-20 can be used. In the process, the rod 3 has sufficient elasticity to compensate for misalignment.

Claims (3)

1. РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ, содержащий закрепленную на трубчатом многослойном корпусе режущую часть, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения металлоемкости, слои корпуса выполнены из поочередно размещенных упругого полимерного материала и связующего вещества, при этом волокна полимерного материала расположены по спирали вокруг оси корпуса, а поперечное сечение волокон представляет собой равносторонний треугольник, размеры которого уменьшаются с увеличением радиуса корпуса. 1. CUTTING TOOL, comprising a cutting part fixed on a tubular multilayer body, characterized in that, in order to increase reliability and reduce metal consumption, the layers of the body are made of alternately placed elastic polymer material and a binder, while the fibers of the polymer material are arranged in a spiral around the axis case, and the cross-section of the fibers is an equilateral triangle, the dimensions of which decrease with increasing radius of the case. 2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что в качестве упругого полимерного материала выбирают базальтовые волокна. 2. The tool according to claim 1, characterized in that basalt fibers are selected as the elastic polymer material. 3. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что в качестве упругого полимерного материала выбирают стекловолокно. 3. The tool according to claim 1, characterized in that fiberglass is selected as the elastic polymer material.

Images