SU1634372A1 - Rotary cutter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к размерной обработке металлов резанием в частное и к режущему инструменту Цепью изобретени   вл етс  повышение качества обрабо тайной поверхности за счет улучшени  стружкодроблени  Кругла  пла стина, установленна  с возможностью вращени , имеет переднюю поверхность в виде синусоидального геликоида котора  в пересечении с конической задней поверхностью образует режущую кромку в виде окружности , лежащей в плоскости, параллельной плоскости основани  Такое взаимное расположение режущей кромки и передней поверхности обеспечивает дробление стружки без изменени  глубины резани и кмнемз тического заднего угла, т.к. в процессе резани  контакт режущей кромки осуществл етс  в одной плоскости а при вращении криволинейна  передн   поверхность плавно измен ет передний угол 7 ил.The invention relates to dimensional machining of metals into a quotient and cutting tools. The chain of the invention is to improve the quality of the machining surface by improving chip breaking. The circular plate, installed rotatably, has a front surface in the form of a sinusoidal helicoid that intersects with a conical back surface cutting edge in the form of a circle lying in a plane parallel to the base plane. This mutual arrangement of the cutting edge and the front overhnosti provides chip control without varying the cutting depth and kmnemz cally adjustable angle, as during the cutting process, the contact of the cutting edge is made in the same plane, and during rotation, the curvilinear front surface smoothly changes the front angle of 7 slugs.

Description

Изобретение относитс  к области размерной обработки металлов резанием в частности к режущему инструментуThe invention relates to the field of dimensional metal cutting by cutting in particular to a cutting tool.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества обработанной поверхности за счет улучшени  стружкодроблени The aim of the invention is to improve the quality of the treated surface by improving chip breaking.

На фиг. 1 показана форма передней поверхности резца на фиг 2 - предложенный резец (разрез по оси вращени  круглой пластинки ); на фиг. 3 - расчетна  схема дл  вывода выражени , описывающего форму передней поверхности; на фиг. 4 - кругла  режуща  пластинка предложенного резца, на фиг. 5 - сечение А-А на фиг 4, на фиг, 6 - вид сверху на фиг. 4; на фиг. 7 - развертка профил  передней поверхности по радиусу г.FIG. 1 shows the shape of the front surface of the cutter in FIG. 2 — the proposed cutter (section along the axis of rotation of a circular plate); in fig. 3 is a design diagram for deriving an expression describing the shape of the front surface; in fig. 4 shows a circular cutting disc of the proposed cutter; in FIG. 5 is a section A-A in FIG. 4; FIG. 6 is a top view in FIG. four; in fig. 7 - sweep profile of the front surface along the radius of

Резец содержит корпус 1, установленную в нем на оси 2 и подшипниках 3 круглую режущую пластину 4 и шестерню 5, закрепленную гайками 6 Пластина имеет режущую кромку 7, выполненную в виде окружности , расположенной в плоскости, параллельной плоскости ее основани  8. Задн   поверхность 9 заточена на конус под углом а , Форма передней поверхности 10 представл ет синусоидальный гетикоид и может быть описана следующим выражениемThe cutter includes a housing 1 mounted thereon on an axis 2 and bearings 3 a circular cutting plate 4 and a gear 5 fixed by nuts 6 The plate has a cutting edge 7 made in the form of a circle located in a plane parallel to the plane of its base 8. The back surface 9 is sharpened tapered at an angle a, the shape of the front surface 10 is a sinusoidal heticoid and can be described by the following expression

Z Z0Z Z0

(tg ymax ( sin у - 1 ) - tg ymin ( sin (/) f 1 ))(tg ymax (sin y - 1) - tg ymin (sin (/) f 1))

Указанное выражение можн получить следующим образом.The specified expression can be obtained as follows.

На фиг. 3 изображена расчетна  схема дл  вывода выражени .FIG. 3 shows a design diagram for outputting an expression.

316343724316343724

Пусть точка А принадлежит режущей+ 2 R т ( г - R) ; кромке, а точка В находитс  на одной образующей с точкой А, на рассто нии г от оси. /-jу- 2 2Let point A belong to the cutting + 2 Rt (r - R); the edge, and the point B is on the same generator with the point A, at a distance r from the axis. / -j- 2 2

Тогда точка А будет совершать движение по -(R+r(r-R)f;Then point A will move along - (R + r (r-R) f;

окружности радиусом R, наход щимс  в 5/ g ga circle of radius R located in 5 / g g

плоскости, параллельной плоскости основа-г X Ч- Y - Ra plane parallel to the base-x plane X H - Y - R

ни , а точка В будет совершать двойноег - Rneither, and point B will make double-R

движение - по окружности радиусом г иПодставл ем значение г в параметричевертикальное перемещение с амплитудой Сское выражение координаты Z и, учитыва , по закону синуса. Причем за один оборот 10 что в цилиндрических координатахthe movement is around a circle of radius r and we set the value of r to a parametric vertical movement with an amplitude Sco, the expression of the Z coordinate and, taking into account, according to the sine law. And for one revolution 10 that in cylindrical coordinates

совершаетс  одно колебание.,-. ,one oscillation is made. ,

Имеем: точка А с координатами X 4- Y р , получаемWe have: point A with coordinates X 4- Y p, we get

( R cos f, R sin p ,Z0 )(R cos f, R sin p, Z0)

точка В с координатамиZ Z0 + ( Z, + С slny - Z0 ) .point B with coordinates Z Z0 + (Z, + С slny - Z0).

(rcosy,rslnp,zi +C slny) ,15vr r-R(rcosy, rslnp, zi + C slny), 15vr r-R

где Z0 - координата любой точки, лежащей на режущей кромке;Зна , что амплитуда колебанийwhere Z0 is the coordinate of any point lying on the cutting edge; Know that the amplitude of oscillations

Zi - координата точки центра колебаний;Q tg Углах - tg ymin ( p r Ч Zi - the coordinate of the point of the center of oscillations; Q tg Angles - tg ymin (p r ×

(f - угол поворота образующей относи- 202(f is the angle of rotation of the generat

тельно оси X.иaxis X.i

Тогда в векторном виде получим следующее выражение дл  описани  рассматри-Zi Z0 - (tg ymax (R-г) - С) , ваемой поверхности:Then, in the vector form, we obtain the following expression for describing the considered-Zi Z0 - (tg ymax (R-g) -C) surface of yours:

р рд + (РВ-ГА) f ,25 получим выражени  дл  указанной поверхгде г- параметр;ности в цилиндрических координатахp pd + (PB-HA) f, 25 we obtain the expressions for the above-mentioned parameter, in cylindrical coordinates

Р - радиус-вектор любой точки образующей; Z Z0 +(Z0 -tgXmax(R-r) +P is the radius vector of any point of the generator; Z Z0 + (Z0 -tgXmax (R-r) +

РА и РВ - радиус-вектор точек А и В.RA and PB - radius vector of points A and B.

В параметрическом виде запишетс  30tg ymax - tg ymin f a r 7 ,In parametric form, 30tg ymax - tg ymin f a r 7 will be written,

X XA + (XB-XA) г ; 2С« П A, +X XA + (XB-XA) g; 2C “P A, +

Y - YA + (YB-YA) т ;Y - YA + (YB-YA) t;

Z ZA + (ZB-ZA) r ;tg ymax - tg ( . .R -.Z ZA + (ZB-ZA) r; tg ymax - tg (.R -.

., . . -. ..L( К- Г ) SIM (Й -g- r.,. . -. ..L (K-D) SIM (Y-g- r

X. Y, Z - координата любом точки повер-I г К -rX. Y, Z - the coordinate of any point of turn-I g K -r

. где X, Y, Z - координата любой точки поверхности; .. where X, Y, Z is the coordinate of any point on the surface; .

Хд, YA,ZA - координаты точки А поверHD, YA, ZA - the coordinates of point A turn

ХНОСХТ8; YB, ZB - координаты точки В повер-Z Z° + tg У™ 9 ln Sln KHNOSHT8; YB, ZB - coordinates of the point В pover-Z Z ° + tg У ™ 9 ln Sln

XНОСТИ.XNOSTI.

Подставл   координаты точек А и В; 40Substituted the coordinates of points A and B; 40

получаем:- (tg ymax + tg ymin ) we get: - (tg ymax + tg ymin)

X R cosy) 4- ( r cosy - R cosy ) г , Y R + (r slny) - R slnyj) г ,илиX R cozy) 4- (r cozy - R cozy) g, Y R + (r slny) - R slnyj) g, or

(2,+Csln -Z0)r..axCsin -l)Дл  исключени  параметра г возводим чэI(2, + Csln -Z0) r..axCsin -l) To eliminate the parameter r, we raise I

в квадрат выражени  дл  X и дл  Y и скла- цывзем их:squared expressions for X and for Y and fold them:

-tgymm ( slny + 1 ) .-tgymm (slny + 1).

X2 4- Y2 R2 cos2 p 4- R2 sin2 y +cn лX2 4- Y2 R2 cos2 p 4- R2 sin2 y + cn l

au Полученное выражение позвол ет опредет -, о ,олить координаты любой точки передней поr2 cos2 р ( г - R f + т2 sin2 р (г - R )2+ верхности.au The resulting expression allows one to determine -, o, the coordinates of any point of the front surface of r2 cos2 p (r - R f + m 2 sin 2 p (r - R) 2+ surface.

Перед началом обработки резец уста -2 (R т (г - R )cos2 p 4-навливают так, чтобы плоскость, в которойBefore processing the cutter mouth -2 (R t (g - R) cos2 p 4 is poured so that the plane in which

55 лежит окружность режущей кромки, прохо , Р , г . |П2 /л f r - R ) удила через ось обрабатываемой заготовки.55 is the circumference of the cutting edge, pass, P, g. П2 / л f r - R) of a piece through an axis of the processed preparation.

К пластинке резца в этом случае приклады2 ,2 / ,ваетс  принудительное вращение через шеX +Y - R +r(r-R) +стерню 5. Допустимо использовать и схемуIn this case, the butts 2, 2 /, forcibly rotate through the ax X + Y - R + r (r-R) + stubble 5, can be applied to the cutter plate.

самовращени  режущей пластинки, в этом случае резец устанавливают так, чтобы плоскость , в которой лежит окружность режущей кромки, находилась под углом Я к оси вращени  заготовки.self-rotation of the cutting plate, in this case, the cutter is set so that the plane in which the cutting edge lies lies at an angle I to the axis of rotation of the workpiece.

В процессе обработки по мере вращени  режущей пластинки будет происходить плавное изменение переднего угла от + у в точке 12 до -у в точке 11. что вызовет дробление стружки вследствие изменени  усадки и типа стружки. При этом положение режущей кромки относительно оси заготовки остаетс  посто нным. Кинематический задний угол и глубина резани  не мен ютс  и качество обработанной поверхности повышаетс .During processing, as the cutting blade rotates, a smooth change in the rake angle from + y at point 12 to -y at point 11 will occur, which will cause chip splitting due to changes in shrinkage and type of chips. The position of the cutting edge relative to the axis of the workpiece remains constant. The kinematic clearance angle and the depth of cut do not change and the quality of the machined surface increases.

Например, имеетс  резец с принудительным вращением круглой пластинки радиусом R 15 мм, установленный так, что плоскость, в которой лежит окружность режущей кромки, проходит через ось детали. Задн   поверхность пластинки заточена на конус с углом а 6°. Передние углыFor example, there is a cutter with forced rotation of a circular plate with a radius of R 15 mm, set so that the plane in which the cutting edge lies lies through the axis of the part. The back surface of the plate is sharpened on a cone with an angle of 6 °. Front corners

Углах -Xmin 10° .Angles -Xmin 10 °.

Тогда выражение дл  передней поверхности примет видThen the expression for the front surface takes the form

Z Z0 + ( R -/э ) tg ymax sirup ;Z Z0 + (R - / e) tg ymax sirup;

«I-Tr Ј--RV"I-Tr Ј - RV

Определим величины передних углов и координаты точек, лежащих на радиусе г 10 мм, дл  углов , 90°, 180°, 270° (см. фиг. 7) ри 0°Determine the magnitude of the front corners and the coordinates of points lying on a radius of 10 mm for angles, 90 °, 180 °, 270 ° (see Fig. 7) and 0 °

an - Zo-Zo° Z0 - (Z0 + (15-10) tg 10° sinO°); ai4 0;an - Zo-Zo ° Z0 - (Z0 + (15-10) tg 10 ° sinO °); ai4 0;

tgyn o:yn o°.tgyn o: yn o °.

aii Z0-Z90° Z0 - (Z0 + (15 -10) tg10° xaii Z0-Z90 ° Z0 - (Z0 + (15 -10) tg10 ° x

X sin 90°); an -0.88;X sin 90 °); an -0.88;

ЦУ а15-810 -°-176 :У11 -Ю° ЦУ а15-810 - ° -176: У11 -Ю °

ai3 Z0- Z 180° Z0 - (Z0 + (15-1 0) tg10° X X sin 180°);ai3 Z0- Z 180 ° Z0 - (Z0 + (15-1 0) tg10 ° X X sin 180 °);

an 0:an 0:

tgyi3 1S°10 o ,tgyi3 1S ° 10 o,

Z0-(Zo + (15-10)tg 10° xZ0- (Zo + (15-10) tg 10 ° x

00

tgyi2 15°J810 0.176 ; y,2-10°.tgyi2 15 ° J810 0.176; y, 2-10 °.

Claims (1)

Использование резца с криволинейной передней поверхностью, выполненной в виде синусоидального геликоида, образующей в пересечении с конической задней поверхностью режущую кромку в виде окружности , лежащей в плоскости, параллельной плоскости основани  круглой пластинки, позвол ет повысить качество об- работанной поверхности, а следовательно, обеспечивает возможность использовани  резца на чистовой обработке. А предел изменени  передних углов значительно расшир етс  по сравнению с резцом с 0 волнистой режущей кромкой, это позвол ет улучшить стружкодробление и расшир ет номенклатуру обрабатываемых материалов. Формула изобретени  Ротационный резец, содержащий корпус и установленную на нем с возможностью вращени  круглую режущую пластинку с криволинейной передней поверхностью , отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества обработанной поверхности за счет улучшени  стружкодроб- лени , криволинейна  передн   поверхность выполнена в виде синусоидального геликоида, определ емого соотношениемThe use of a cutter with a curved front surface, made in the form of a sinusoidal helicoid, forming a cutting edge in the form of a circle lying in a plane parallel to the base plane of the circular plate in the intersection with the conical back surface, makes it possible to improve the quality of the treated surface. use of the cutter for finishing. And the limit of the change of the front corners is significantly widened compared to the cutter with a wavy cutting edge, this allows for improved chip breaking and expands the range of materials to be processed. Claims of the invention A rotary cutter comprising a body and a rotatable cutting plate with a curvilinear front surface mounted for rotation, characterized in that, in order to improve the quality of the machined surface by improving chip breaking, the curvilinear front surface is shaped as a sinusoidal helicoid ratio 5five 3535 Z Z0 + ( tg умакс ( siny + 1 ) 0Z Z0 + (tg umax (siny + 1) 0 00 - tg умин (siny + 1 ) , где Z - координата любой точки на передней поверхности;- tg umin (siny + 1), where Z is the coordinate of any point on the front surface; Zo - координата любой точки, лежащей на режущей кромке;Zo - the coordinate of any point lying on the cutting edge; R - радиус окружности режущей кромки;R is the radius of the circumference of the cutting edge; р длина радиус-вектора любой точки передней поверхности;p is the length of the radius vector of any point on the front surface; Умакс и умии - наибольшее и наименьшее значени  переднего угла;Umax and Umi - the largest and smallest values of the rake angle; «р- пол рный угол радиус-вектора любой тонки передней поверхности, при этом передний угол в любой точке режущей кромки определ етс  из соотношени "P is the polar angle of the radius vector of any thin front surface, and the leading angle at any point of the cutting edge is determined from the ratio Zo -Z y arctg- -.Zo -Z y arctg- -. 5five ZiCfrCQlZiCfrCQl у 74 y 74 П P y3/ y3 / 8eight ФигЛFy -r r-r r Фие 5Phie 5 Фиг 6Fig 6 2УГгUGG ФиатFiat