RU30297U1 - Твердосплавная пластина металлорежущего инструмента - Google Patents

Description

Твердосплавная пластина металлорежущего инструмента

Решение относится в области машиностроения, в частности к чашечным токарных резцам для профильной обработки колёс железнодорожных вагонов.

Известно (Патент JP 55037205, В 23В 27/22, 1980) решение, в котором в стружкозавивающей канавке передней поверхности режуш,ей пластины в несколько рядов в шахматном порядке расположены стружкодробяш,ие выступы. Таких рядов несколько, выступы в рядах расположены преимуш,ественно в шахматном порядке. Выступы в рядах прилегают друг к другу вплотную, ряды также прилегают друг к другу вплотную. Высота выступов одинакова, форма выступов (и, соответственно, размеры) различна, а именно: наружный ряд - часть сферы, усечённой по бокам близлежащими выступами, последующие ряды - часть сферы, усечённая по бокам до многоугольника.

Недостатком данного рещения является то, что при переменных глубине резания, подаче и числе оборотов детали (а именно этим характерна обработка обода колёс железнодорожных вагонов, локомотивов и т.д.) устойчивое стружкодробление не обеспечивается.

Техническим результатом заявляемого решения является устойчивое стружкодробление, обеспечиваемое тем, что в стружкозавивающей канавке на стружку производится дополнительное воздействие специальным образом расположенных и выполненных выступов, приводящее к её деформации в двух направлениях (вдоль и поперёк) и организующее перевод сливной стружки в стружку надлома и скола. Дополнительным результатом является повыщение работоспособности пластины (рост прочности и износостойкости).

На фиг. 1 показано принципиальное устройство пластины (вид сверху), на фиг. 2 - сечение А-А по фиг. 1, на фиг. 3 - сечение Б-Б по фиг. 1, на фиг. 4 - показана схема обработки колеса железнодорожного вагона с переменными параметрами срезаемых колёс, на фиг. 5 - сечение А-А по фиг. 1 со схемой стружколомания одним выступом, на фиг. 6 - сечение Б-Б по фиг. 1 со схемой стружколомания двумя выступами, на фиг. 7 - схема поперечной деформации стружки выступами.

Сущность заявляемого изобретения состоит в следующем:

передняя поверхность пластины состоит из прямого участка 1, стружкозавивающей канавки 2 и основного стружколома 3. На некотором расстоянии от стружколома 4 (или на расстоянии 2 от начала стружкозавивающей кацавки) в стружкозавивающей канавке 2 дискретно (на расстоянии) по окружности расположен ряд стружкодробящих выступов 5. Технологически наиболее просто их выполнить сферической формы. На большем (чем первый ряд выступов, который далее будем называть предшествующим) расстоянии от режущей кромки расположен следующий ряд выступов 6, причём выступы 6 в этом дополнительном ряду расположены в шахматном порядке по отношению к выступам 5 предшествующего ряда.

OQil3i«47

МПК в 23В 27/16; 7/02; 27/22

Работа предложенной пластины состоит в следующем:

стружколомающие выступы 5 первого (ближнего к режущей кромке) ряда взаимодействуют с формируемой при резании поверхностью 7 стружки, изменяют траекторию ее движения (за выступами 5 нет контакта стружки со стружкозавивающей канавкой 2) и направляют стружку на основной стружколом 3. Реакция взаимодействия стружки со стружколомом 3 приводит к образованию надломов 8 в стружке. Если сечение среза 9 стружки не велико (щадящий режим резания, чистовая обработка), но этой реакции взаимодействия достаточно для формирования значительных надломов 8, приводящих к сколу стружки, т.е. к формированию элементной стружки 10. Однако, если сечение стружки значительно (показано позициями 11 и 12 по фиг. 4, где обозначено: S - направление подачи инструмента, 13 - профиль колеса, подлежащего обработке, 14 - формируемый профиль колеса, 15, 16 и 17 - положения заявляемой пластины в процессе обработки колеса, в частности, при обработки поверхности катания колеса, галтели и головки гребня колеса), то образующая стружка не получает надломов 8 должных размеров и, следовательно, не ломается на элементы 10, а сходит в виде сливной стружки. Для образования надломов 8 для такой стружки пластина снабжена последующим (дополнительным) рядом выступов 6, отстоящим на некотором расстоянии li от первого ряда. Дополнительный изгиб стружки по её длине при взаимодействии с выступом 6 приводит к образованию надлома 8, который при дальнейшем взаимодействии стружки с основным стружколомом 3 подрастает в виде трещин 18 и образует скол 19, ведущий к образованию элементной 10 стружки.

При таком характере формирования стружки и деления (ломания) её на элементы 10 расстояние 1 между выступами, расстояние 2 выступов от края 20 стружкозавивающей канавки (или режущей кромки 4), размер (диаметр di выступающей части сферы) и количество (шаг) выступов регламентируются размерами инструмента, физико-механическими характеристиками режущего и обрабатывающего материала. Однако, взаимное расположение выступов в последующем и первом рядах должно обеспечивать дополнительную деформацию стружки в её поперечном сечении 21, что приводит к образованию продольного надлома 22 и облегчает скол стружки.

В наиболее полной мере эффективное стружкодробление обеспечивается при соблюдении следующих условий:

1.расстояние Ь, фиг. 6, и разность высот (hi-h2) выступов в рядах, фиг. 3, должны образовывать надлом 8, 18 стружки до момента её взаимодействия с основным стружколомом 3;

2.расстояние Ь, фиг. 7, между выступами в последующем ряду (при их шахматном расположении относительно выступов первого ряда) должно обеспечивать надлом 22 по ширине стружки при разности (h2hi) высот (зависит от свойств обрабатываемого материала и режимов резания, но тем больше, чем больше глубина резания) выступов, что, соответственно, выдвигает требование к выбору расстояния (шага Ц) между выступами в первом ряду, т.е. U должно быть больше половины ширины В стружки и меньше неё (,5B).

.

лусферы выступов, расположенных в первом ряду, 3 мм; радиус полусферы выступов, расположенных в последующем ряду, 4 мм; расстояние Ь 2,3 мм; расстояние li 3,8 мм; расстояние Ь и являются результатом исполнения в рядах по 12 выступов; форма выступов - простейшая, т.е. в виде полусферы.

Наличие выступов 5 и особенно выступов 6 способствует также повышению работоспособности инструмента. Это объясняется снижением удельной нагрузки, приходящейся на режущую кромку 4 и рабочую площадку 23 (с упрочняющей отрицательной фаской или без таковой). Снижение удельной нагрузки связано с тем, что энергия деформации стружки не локализована на рабочей площадке 23, а распределена между площадкой 23, выступами 5 и 6 и стружколомом 3. Дополнительный фактор повышения работоспособности состоит в снижении температуры на режущей кромке 4 из-за изменения условий теплоотвода через выступы 5 и 6. При этом снижается вероятность скола основного стружколома 3 (что ведёт к расколу всей пластины на части) в силу снижения усилий взаимодействия основного стружколома 3 со стружкой, содержащей развитые надломы 8 и 22 и сколы 19.

Claims (3)

1. Твердосплавная пластина металлорежущего инструмента, передняя поверхность которой содержит стружкозавивающую канавку и расположенные в ней в шахматном порядке стружкодробящие выступы, отличающаяся тем, что выступы в последующем ряду выполнены с высотой, большей высоты выступов, расположенных в первом ряду, выступы в рядах расположены дискретно равноотстоящими друг от друга.

2. Твердосплавная пластина по п.1, отличающаяся тем, что расположенные в первом ряду выступы выполнены отстоящими друг от друга на расстоянии, меньшем ширины стружки и большем ее половины.

3. Твердосплавная пластина по п.1, отличающаяся тем, что выступы выполнены в виде полусфер.