Долбяк дисковый с расчетом

Долбякдисковый.cdw

Номинальный делительный
Фактический угол зацепления
Диаметр основной окружности
Толщина зуба по дуге делительной
окружности в исходном сечении
Расстояние исходного сечения
от передней поверхности
Степень точности долбяка
Отклонение от параллельности
опорных поверхностей
Разность соседних окружных шагов
Накопленная погрешность
Профиль зуба в исходном
Сталь Р6М5 ГОСТ 19265-2006
Общие допуски по ГОСТ 30893.1-mK.
Покрытие: нитрид титана TiN
толщина покрытия 0.003 0.005 мм.
Маркировать: обозначение
товарный знак завода
Остальные ТТ по ГОСТ 9323-99.

Zapiska.docx

Данный курсовой проект по дисциплине “Режущий инструмент и инструментальное обеспечение автоматизированного производства” включает в себя разделы по разработке инструментальной наладки расчету и конструированию дискового долбяка сборного резца с СМП и сборного сверла с СМП.
Разработка инструментальной наладки для детали (см. рис. 1.1). Материал детали сталь. Для этого необходимо разработать маршрутную технологию выбрать режущие и вспомогательные инструменты рассчитать режимы резания описать настройку инструмента вне станка и вычертить инструментальную наладку.
Графическая часть проекта состоит из рабочего чертежа дискового долбяка сборного резца с СМП сборного сверла с СМП а так же из рабочего чертежа инструментальной наладки.
Разработка инструментальной наладки4
1 Выбор модели станка4
2 Разработка маршрутной технологии7
3 Выбор режущего инструмента9
4 Выбор вспомогательного инструмента12
5 Расчет режимов резания13
6 Настройка инструментального блока вне станка19
Разработка конструкции дискового долбяка21
1 Патентно-информационный поиск. Назначение типы описание конструкции долбяков21
1.1 Обзор патентов21
1.2 Назначение типы описание конструкции долбяков28
2 Расчет геометрических и конструктивных параметров дискового долбяка30
Разработка конструкции сборного проходного резца с СМП36
1 Патентно-информационный поиск. Назначение типы описание конструкции токарных резцов36
1.1 Обзор патентов36
1.2 Назначение типы описание конструкции токарных резцов42
2 Расчет геометрических и конструктивных параметров43
Разработка конструкции сверла с СМП49
1 Патентно-информационный поиск. Назначение типы описание конструкции сверл49
1.1 Обзор патентов49
1.2 Назначение типы описание конструкции сверл61
2 Расчет геометрических и конструктивных параметров сверла63
Большинство деталей машин из различных материалов приобретает окончательную форму и размеры в результате механической обработки. Важная роль в этом принадлежит обработке материалов резанием особенно в случаях когда требуется получить детали с высокой точностью и малой шероховатостью обработанных поверхностей. Для того чтобы такая обработка была производительной экономичной и обеспечивала высокое качество изготовленных деталей необходимо знать основные закономерности процесса резания на основании которых можно сознательно управлять процессами протекающими в его зоне. Поскольку обработка может выполняться различными режущими инструментами из разнообразных инструментальных материалов и с различными геометрическими параметрами изучение закономерностей процесса резания следует проводить неотрывно от установления основных путей совершенствования режущего инструмента.
Развитие машиностроения тесно связано с совершенствованием конструкций технологических машин металлорежущих станков и в частности режущего инструмента.
От качества надёжности и работоспособности режущих инструментов применяемых в машиностроении в значительной степени зависит качество и точность детали её шероховатость производительность и эффективность процесса обработки в особенности в наше время при использовании инструмента в автоматизированном производстве в условиях гибких производственных систем.
Разработка инструментальной наладки
1 Выбор модели станка
Исходными данными для разработки инструментальной наладки являются:
- Чертеж детали (рис.1.1);
- Оборудование – станок с ЧПУ;
- материал детали – сталь 45;
- твердость – 156–229 НВ.
Рисунок 1.1 – Чертеж детали
Для обработки данной детали применяем станок токарной группы с ЧПУ модели 16А20Ф3 (рис. 1.2). Следовательно разработка маршрутной технологии заключается в назначении переходов на данную токарную операцию.
Станок 16А20Ф3 предназначен для токарной обработки в полуавтоматическом режиме наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем различной сложности.
Область применения токарного станка 16А20Ф3: мелкосерийное и серийное производство.
Особенности конструкции токарного станка:
- высокопрочная станина выполненная литьем из чугуна марки СЧ20 с термообработанными шлифованными направляющими обеспечивают длительный срок службы и повышенную точность обработки;
- привод главного движения включающий главный двигатель 11 кВт и шпиндельную бабку обеспечивает наибольший крутящий момент до 800 Нм;
- высокоточный шпиндель с отверстием 55 мм (по заказу 64 мм) позволяющий обрабатывать детали из пруткового материала
- зона обработки может быть оснащена как линейной наладкой так и револьверной головкой в зависимости от требований покупателя
- надежная защита шарико-винтовых пар обеспечивает долговечность работы механизмов перемещения по координатам X и Z
- станок оснащается системами ЧПУ и электроприводами как отечественного производства так и производства зарубежных фирм
Рисунок 1.2 – Станок 16А20Ф3
Паспортные данные станка:
Наибольший диаметр устанавливаемого изделия над станиной мм 500
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над суппортом мм ..200
Наибольший диаметр изделия устанавливаемого над станиной мм 320
Наибольшая длина обрабатываемого изделия в зависимости от установки
инструментальной головки мм с числом позиций:
Число позиций инструментальной головки .8 (6 12)
Наибольшая высота резца устанавливаемого в резцедержателе мм .25
Центр в шпинделе с конусом Морзе по ГОСТ 13214-79 6
Конец шпинделя фланцевого по ГОСТ 12593-72 6К
Диаметр цилиндрического отверстия в шпинделе мм 55
Центр в пиноли с конусом Морзе по ГОСТ 13214-79 5
Наибольший ход суппортов не менее мм:
Максимальная скорость быстрых перемещений мммин:
Пределы частот вращения шпинделя обмин ..0-2500
Количество управляемых координат 2
Точность позиционирования мм .0.01
Повторяемость мм ..0.003
Класс точности станка по ГОСТ 8-82 .П
Пределы частот вращения шпинделя в трех переключаемых вручную диапазонах обмин:
Наибольший крутящий момент на шпинделе не менее Нм (кгм) 800 (80)
Минимальная скорость рабочей подачи мммин:
Максимальная рекомендуемая скорость рабочей подачи мммин (ммоб):
- продольной .. .. 2000
- поперечной . ..1000
Максимальная скорость быстрых поперечных перемещений ммин 7.5
Максимальная скорость быстрых продольных перемещений ммин .15
Наибольшее усилие продольной подачи Н 10000
Рекомендуемые предельные диаметры сверления мм:
Мощность привода главного движения кВт 11
Суммарная потребляемая мощность кВт 21.4
Габаритные размеры станка без отдельно стоящего шкафа УЧПУ мм не более:
- длина .3700 (5160 с транспортером стружкоудаления)
Габаритные размеры станка с отдельно стоящим шкафом УЧПУ мм не более:
- длина . 3700 (5160 с транспортером стружкоудаления)
Масса станка без отдельно стоящего шкафа УЧПУ и транспортера стружкоудаления кг не более .. .4000
Масса станка с отдельно стоящим шкафом УЧПУ без транспортера стружкоудаления кг не более .. 4150
2 Разработка маршрутной технологии
На рис. 1.3 показан чертеж заготовки вала.
3 – Чертеж заготовки
Рисунок 1.4 – Маршрут обработки детали
Заготовку будем обрабатывать в следующей последовательности (рис. 1.4):
Переход 1. Точить поверхности выдерживая размеры 1-4 6 предварительно с припуском 0.5 мм размер 5 предварительно до 65 мм.
Переход 2. Рассверлить отверстие выдерживая размер 14 до 24 мм.
Переход 3. Точить поверхности выдерживая размеры 12 13 15 предварительно с припуском 0.5 мм.
Переход 4. Точить поверхности выдерживая размеры 1-4 6-11 окончательно размер 5 предварительно до 63.8-0.13 мм.
Переход 5. Точить поверхности выдерживая размеры 12-20 окончательно.
Переход 6. Нарезать резьбу выдерживая размеры 3 5.
3 Выбор режущего инструмента
Для обработки данной детали принимаем инструмент фирмы «Sandvik Coromant» так как данной фирмой разработаны различные геометрии специально предназначенные для обработки материалов групп применяемости Р М и К для высокопроизводительного точения на современном оборудовании. Оптимальные геометрии передней поверхности обеспечивают углы необходимые для резания и наилучшие условия стружкообразования при токарной обработке сталей нержавеющих сталей и чугунов повышая стойкость инструмента и надежность операции. Стоимость стойкость и производительность – основные факторы применяемые во внимание при выборе инструмента. Выбрав пластину с геометрией передней поверхности специально предназначенной для обработки материалов данной группы вместо универсальной геометрии можно значительно повысить производительность обработки.
Для черновой обработки данной детали выбираем сплав пластин 4225 – твердый сплав с покрытием CVD. Предназначен для черновой и чистовой обработки деталей из стали и стального литья. Прочная градиентная структура в сочетании с износостойким покрытием. Сплав отлично работает как в условиях прерывистого так и непрерывного резания с высокой скоростью снятия материала. Широкая область применения.
Для чистовой обработки данной детали выбираем сплав пластин 4215 – твердый сплав с покрытием CVD. Предназначен для обработки сталей на высоких скоростях в условиях непрерывного резания и резания с легкими прерывами. Основа с градиентным спеканием отличается оптимальной прочностью и стойкостью а покрытие повышает износостойкость. Сплав хорошо противостоит пластической деформации при высокой температуре в зоне обработки. Применяется как с СОЖ так и без.
Для нарезания резьбы выбираем сплав пластины 1020 – универсальный твердый сплав с покрытием PVD и высокими режущими свойствами. Сочетает в себе высокую износостойкость и остроту режущих кромок. Рекомендуется для резьбонарезания в мало- и среднеуглеродистых сталях.
Для чернового точения наружных цилиндрических поверхностей принимаем резец проходной S16R-PCLNR 09 оснащённый четырёхгранной CNMG-090308-PM GC4225.
Для рассверливания отверстия 24 мм принимаем сверло 880-D2400L25-04 с центральной пластиной 880-050305H-C-GM GC1044 и периферийной - 880-0503W05H-P-GM GC4044.
Для чернового растачивания отверстия принимаем резец расточной S25T-PCLNR 12 оснащенный четырёхгранной пластиной CNMG-120408-PM GC4225.
Для чистового точения наружных цилиндрических поверхностей принимаем резец проходной для контурного точения DVJNR 2525 M16 оснащенный четырёхгранной пластиной VNMG-160404-PF GC4215.
Для чистового растачивания отверстия принимаем резец расточной A16R-SVUBR 11-EB1 оснащенный четырёхгранной пластиной VBMT-110304-PF GC4215.
Для нарезания резьбы принимаем резец резьбовой R166.4FG-2525-16 оснащенный пластиной R166.0G-16MM01-150 GC1020
Выбранный режущий инструмент заносим в таблицу 1.1.
Таблица 3.1 - Выбор режущего инструмента.
Продолжение табл. 3.1
4 Выбор вспомогательного инструмента
Вспомогательные инструменты служат для соединения режущего инструмента со шпинделем станка. С учетом многообразия конструкций и размеров режущих инструментов необходимости сокращения номенклатуры и затрат на изготовление и эксплуатацию вспомогательных инструментов в настоящее время разработана “система вспомогательного инструмента для станков с ЧПУ”. Система включает три подсистемы. Вспомогательный инструмент токарных станков должен обеспечивать крепление резцов сверл зенкеров зенковок разверток метчиков и плашек и удовлетворять следующим требованиям: быть достаточно жестким; иметь высокую точность и стабильность базирования и крепления режущего инструмента; позволять выполнять все технологические операции; легко и быстро устанавливаться и сниматься; иметь межразмерную унификацию; обеспечивать настройку инструмента вне станка.
Вспомогательный инструмент в данной инструментальной выбираем по следующей литературе: “Ю.И. Кузнецов А.Р. Маслов А.Н. Байков Оснастка для станков с ЧПУ. Справочник М: Машиностроение 1990”.
Для резцов PCLNR 2525 M12 DVJNR 2525 M16 R166.4FG-2525-16 принимаем резцедержатель 191711006 (по ТУ 2-024-5539-81).
Для сверла 880-D2400L25-04 принимаем втулку специальную с цилиндрическим хвостовиком.
Для резцов S16R-PCLNR 09 и A16R-SVUBR 11-EB1 принимаем втулку с цилиндрическим хвостовиком 191815001 (по ТУ 2-024-5540-81).
Выбранный вспомогательный инструмент заносим в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 - Выбор вспомогательного инструмента.
Вспомогательный инструмент
Резцедержатель1917110008 ТУ 2-024-5539-81
Продолжение табл. 3.2
Втулка 191815001 ТУ 2-024-5540-81
5 Расчет режимов резания
Точить поверхности выдерживая размеры 1-4 6 предварительно с припуском 0.5 мм размер 5 предварительно до 65 мм.
Материал детали: сталь 45
Твердость заготовки: 156 – 229 НВ
Диаметр обработки 65 мм
Обработка с охлаждением
По рекомендациям фирмы «Sandvik Coromant» принимаем s=0.4 ммоб.
По рекомендациям фирмы «Sandvik Coromant» принимаем =205 ммин.
Частота вращения заготовки
Примем n=1000 обмин.
Тогда уточненная скорость резания:
где Kp – поправочный коэффициент учитывающий фактические условия резания.
Kмp – поправочный коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;
Kφp Kγp Kλp - поправочные коэффициенты учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания;
Kφp=0.89; Kγp=1; Kλp=1 табл. 23 [2 с. 275]
Cp=300; y=0.75; n=-0.15 табл. 22 [2 с. 273].
Основное время обработки
где Lр.х. – длина рабочего хода суппорта
l – длина обработки детали l=95 мм
Lп – длина подвода инструмента Lп=6 мм.
Рассверлить отверстие выдерживая размер 14 до 24 мм.
Диаметр обработки 24 мм
По рекомендациям фирмы «Sandvik Coromant» принимаем s=0.15 ммоб.
По рекомендациям фирмы «Sandvik Coromant» принимаем =120 ммин.
Частота вращения шпинделя:
Принимаем n=1600 обмин.
Тогда уточненная скорость резания
где по табл. 32 Cм=0.196; q=0.85; y=0.7.
где по табл. 32 Cр=46; y=0.4.
где l=90.5 мм Lп=6 мм.
Точить поверхности выдерживая размеры 12 13 15 предварительно с припуском 0.5 мм.
Диаметр обработки 39 мм
Обработку будем вести за 3 прохода тогда t=2.5 мм.
Примем n=1700 обмин.
l – длина обработки детали l=35 мм
Lп – длина подвода инструмента Lп=4 мм.
Точить поверхности выдерживая размеры 1-4 6-11 окончательно размер 5 предварительно до 63.8-0.13 мм.
Диаметр обработки 63.8 мм
По рекомендациям фирмы «Sandvik Coromant» принимаем s=0.2 ммоб.
По рекомендациям фирмы «Sandvik Coromant» принимаем =250 ммин.
Примем n=1200 обмин.
где l=82 мм Lп=6 мм.
Точить поверхности выдерживая размеры 12-20 окончательно.
Диаметр обработки 40 мм
Примем n=2000 обмин.
где l=35 мм Lп=4 мм.
Нарезать резьбу выдерживая размеры 3 5.
Диаметр резьбы М64х2
По рекомендациям фирмы «Sandvik Coromant» t=0.15 мм обработка резьбы производится за 8 проходов.
По рекомендациям фирмы «Sandvik Coromant» принимаем =145 ммин.
i – число проходов i=8.
Cp=148; y=1.7; u=0.71 табл. 22 [1 с. 298].
Основное время обработки одного прохода
Результаты расчета режимов резания сведем в таблицу 1.3.
Таблица 1.3 – Режимы резания.
6 Настройка инструментального блока вне станка
Для размерной настройки вне станка выпускаются приборы в горизонтальном исполнении (БВ-2010 — БВ-2012) — настройка резцов и борштанг и в вертикальном исполнении (БВ-2013—БВ-2017) — настройка стержневых инструментов (сверл зенкеров разверток метчиков концевых фрез). Приборы первой группы можно также использовать для настройки стержневого инструмента с помощью специальной бабки с горизонтальной осью вращения шпинделя.
Прибор БВ-2010 (см. рис. 1.5) состоит из основания 1 на поверхности Б которого имеются призматические направляющие нижней каретки 3 шкала продольного отсчета и стопор нижней каретки. К нижней каретке прикреплены направляющие 9 верхней каретки кронштейн 8 с отсчетным устройством продольного хода и осветителем шкалы продольного хода кронштейн 7 с осветителем и отсчетным устройством поперечного хода и стопор верхней каретки. На верхней каретке размещены проектор 5 установленный на кронштейне6 и шкала поперечного отсчета. К кронштейну 6 посредством планки 4 прикреплен осветитель 2 обеспечивающий подсветку вершины режущего инструмента при настройке.
Подставка под инструмент устанавливается на поверхность А и выверяется с помощью специального контрольного шаблона с известными координатами вершины.
Настройка инструмента на размер осуществляется следующим образом. Резцовый блок (державка) закрепляется на подставке. Перекрестие проектора устанавливается на требуемые координаты вершины инструмента в поперечном и продольном направлениях. Для этого ослабляют стопоры кареток передвигают их вручную а затем с помощью винтов микроподачи выставляют на заданные размеры и закрепляют.
Режущий инструмент устанавливают в державке и с помощью регулировочных элементов смещают его вершину так чтобы ее проекция попала в перекрестие а проекции режущих кромок совпали с соответствующими линиями перекрестия экрана.
Режущий инструмент закрепляется в державке при этом необходимо исключить смещение его вершины. У прибора БВ-2015 (рис. 1.5) стойка4 имеет вертикальные направляющие для продольного перемещения каретки5. На каретке по горизонтальным направляющим в поперечном направлении перемещается траверса 7 на конце которой расположен визирный микроскоп 6. Шпиндель 3 который легко можно провернуть рукой крепится к станине 12. В верхней части шпинделя имеется отверстие для установки державки с инструментом который закрепляется маховиком 2. Координатные расстояния вершины режущей кромки устанавливают по отсчетным микроскопам 8 и 9. Перемещения осуществляются с помощью маховиков 1 (грубое по вертикали) 11 (точное по вертикали) и 10 (по горизонтали).
В некоторых конструкциях приборов визирный микроскоп заменен на блок из двух индикаторов.
Размерная настройка производится с целью обеспечения требуемой точности положения режущих кромок инструмента в системе координат вспомогательного инструмента. На рис. 1.6а положение вершины резца в указанной системе координат определяют размеры Х и Zкоторые задаются в карте настройки инструмента. Резец устанавливают в блоке или в державке которые базируют в посадочном гнезде специального прибора идентичном гнезду револьверной головки или резцедержателя. Оптическая система выставлена относительно базовых поверхностей вспомогательного инструмента по координатам X Z с помощью концевых мер шаблонов индикаторов или встроенных в прибор шкал с нониусом. При этом вершина режущего инструмента может не совпадать с центром оптического проекционного устройств. Чтобы устранить погрешность установки dX dZ используют регулировочные винты.
Разработка конструкции дискового долбяка
1 Патентно-информационный поиск. Назначение типы описание конструкции долбяков
Патент № 2063311. Зуборезный долбяк.
Изобретение относится к машиностроению а точнее к конструкции зуборезных долбяков для обработки зубчатых колес. Долбяк представляет собой цилиндрическое эвольвентное зубчатое колесо с зубьями 1 спрофилированными на базе номинального исходного зубчатого колеса. Зубья 1 имеют коническую поверхность вершин с углом конуса αк и винтовые боковые поверхности с углами наклона вл левой основной винтовой и вп правой основной винтовой линии. Образующие дна впадины 2 долбяка параллельны оси долбяка. Высота зуба h предельно сточенного долбяка задана равной высоте номинального исходного зубчатого колеса увеличенной на величину технологического радиального зазора. 3 ил.
Изобретение относится к машиностроению а точнее к конструкции зуборезных долбяков для обработки цилиндрических зубчатых колес.
Техническим результатом изобретения является повышение технологичности конструкции долбяка.
Технический результат достигается тем что в зуборезном долбяке с эвольвентными зубьями спрофилированными на базе номинального исходного зубчатого колеса и имеющими коническую поверхность вершин и винтовые боковые поверхности с основными задними углами согласно изобретению образующие дна впадины долбяка выполнены параллельными его оси а высота зуба предельно сточенного долбяка выполнена равной высоте зуба номинального исходного зубчатого колеса увеличенной на величину технологического радиального зазора.
Такое выполнение долбяка повышает технологичность его конструкции позволяя производить обработку и отделку долбяка на зуборезных и зубошлифовальных станках предназначенных для обработки зубчатых колес часто имеющих точность более высокую чем специальные станки для обработки долбяков. Это позволит машиностроительным заводам непосредственно у себя получать зуборезные долбяки к оптимальными параметрами для своего производства гарантирующими качество зубчатых передач.
На фиг. 1 изображен зуборезный долбяк предлагаемой конструкции; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1. Зуборезный долбяк представляет собой цилиндрическое эвольвентное зубчатое колесо с зубьями 1 спрофилированными на базе номинального исходного зубчатого колеса (ГОСТ 16530-70).
Для возможности резания зубья долбяка имеют коническую поверхность вершин с углом конуса вершинαк и винтовые боковые поверхности с углами наклона вллевой основной винтовой и вп правой основной винтовой линий. Образующие дна впадины 2 долбяка параллельны оси долбяка. Высота зуба h предельно сточенного долбяка выполнена равной высоте номинального исходного зубчатого колеса увеличенной на величину технологического радиального зазора выбираемого из условий зацепления долбяка с обработанным изделием с образованием фасок или без фасок на продольных кромках зубьев изделия.
В процессе обработки изделия долбяк совершает возвратно-поступательное движение вдоль своей оси вращательное движение обкатки и движение отскока при ходе в сторону опорной поверхности 3.
Предложенная конструкция долбяка по сравнению с известными более технологична что позволяет использовать для ее изготовления точные зуборезные и зубошлифовальные станки предназначенные для обработки зубчатых колес которыми оснащены машиностроительные заводы.
Зуборезный долбяк с эвольвентными зубьями спрофилированными на базе номинального исходного зубчатого колеса имеющими коническую поверхность вершин и винтовые боковые поверхности с основными задними углами отличающийся тем что образующие дна впадин долбяка выполнены параллельными его оси а высота зуба соответствующая параметрам предельно сточенного долбяка задана равной высоте зуба номинального исходного зубчатого колеса увеличенной на величину технологического радиального зазора.
Рисунок 2.1 – Иллюстрации к патенту № 2063311
Патент № 2385786. Способ долбления и долбяк для его осуществления.
Способ включает долбление деталей в условиях обката фасонным долбяком при этом долбяк совершает возвратно-поступательное движение резания а деталь - относительное движение подачи. Резание выполняют за каждый ход возвратно-поступательного движения долбяка с одинаковой скоростью в обоих направлениях при непрерывной подаче детали. При этом применяют реверсивный долбяк. Для сокращения и уменьшения движений формообразования уменьшения динамики резания и повышения производительности детали сообщают непрерывное комбинированное движение подачи включающее одновременные радиальную и круговую подачи. При этом могут использовать дисковый фасонный долбяк содержащий рабочую часть с режущими лезвиями заданного профиля имеющий переднюю и заднюю поверхности. Рабочую часть выполняют с такими же лезвиями с противоположной стороны а заднюю поверхность - общей и симметричной относительно противолежащих режущих кромок лезвий. Общая задняя поверхность может быть образована наклонными плоскими гранями или выполнена вогнутой по криволинейной поверхности второго порядка. 3 з.п. ф-лы 4 ил.
Предлагаемое изобретение относится к металлообработке конкретно к долблению в условиях обката фасонных и зубчатых поверхностей деталей.
Технический результат предлагаемого способа заключается в сокращении и упрощении движений формообразования улучшении динамики резания и повышении производительности в 15 раза. Благодаря исключению лишних движений и механизмов упрощается конструкция и повышается жесткость долбежного станка; кроме того в 2 раза повышается стойкость долбяка.
Указанный технический результат достигается те что резание выполняют за каждый ход возвратно-поступательного движения долбяка с одинаковой скоростью в обоих направлениях при непрерывной подаче детали при этом применяют реверсивный долбяк.
Дисковый фасонный долбяк для реверсивного резания имеет с обоих сторон рабочие части с лезвиями одинакового профиля и симметричной относительно режущих кромок общей задней поверхностью. Последняя может быть криволинейной или образована плоскими гранями.
На фиг.1 и 2 приведена схема способа главный вид и вид сверху; на фиг.3 и 4 изображен долбяк главный вид и вид сверху.
Способ долбления деталей в условиях обката фасонным долбяком при котором долбяк совершает возвратно-поступательное движение резания а деталь - относительное движение подачи резание выполняют за каждый ход возвратно-поступательного движения долбяка с одинаковой скоростью в обоих направлениях при непрерывной подаче детали при этом применяют реверсивный долбяк отличающийся тем что детали сообщают непрерывное комбинированное движение подачи включающее одновременные радиальную и круговую подачи.
Способ по п.1 отличающийся тем что используют дисковый фасонный долбяк содержащий рабочую часть с режущими лезвиями заданного профиля имеющий переднюю и заднюю поверхности при этом выполняют рабочую часть с такими же лезвиями с противоположной стороны а заднюю поверхность - общей и симметричной относительно противолежащих режущих кромок лезвий.
Способ по п.2 отличающийся тем что общую заднюю поверхность образуют наклонными плоскими гранями.
Способ по п.2 отличающийся тем что общую заднюю поверхность выполняют вогнутой по криволинейной поверхности второго порядка.
Рисунок 2.2 – Иллюстрации к патенту № 2385786
Патент № 2443518. Долбяк для обработки предварительно нарезанных зубчатых колес.
Долбяк выполнен в виде цилиндрического зубчатого колеса со ступицей имеющий на боковом рабочем торце зубьев режущие кромки созданные передними и задними поверхностями по всему контуру. Для расширения технологических возможностей зубья долбяка со стороны рабочего торца выполнены полыми с передним углом 10-15° а с противоположного торца - глухими с толщиной стенок не менее 3 4 мм. При этом ступица выполнена в виде втулки толщиной не менее 3 4 мм и соединена с зубчатым венцом только со стороны нерабочего торца перемычкой толщиной не менее 3 4 мм. 7 ил.
Изобретение относится к машиностроению в частности к производству зубчатых колес и зубообрабатывающего инструмента.
Задачей изобретения является расширение технологических возможностей повышение производительности и качества зубообработки снижение материалоемкости инструмента путем использования разделенной схемы резания предусматривающей черновой и чистовой долбяки а также использования конструкции чистового долбяка с полыми зубьями и облегченным корпусом что дает увеличения стойкости инструмента и снижение параметра шероховатости обработанной поверхности упрощение заточки по передней поверхности проводимой с целью увеличения переднего угла позволяющего снизить усилия резания и повысить стойкость инструмента [1].
Поставленная задача решается с помощью предлагаемого долбяка для чистовой обработки предварительно нарезанных зубчатых колес который выполнен в виде цилиндрического зубчатого колеса имеющей на боковом рабочем торце зубьев режущие кромки созданные передними и задними поверхностями по всему контуру при этом зубья долбяка со стороны рабочего торца выполнены полыми с передним углом 10 15° а с противоположного торца - глухими с толщиной стенок не менее 3 4 мм при этом ступица выполнена в виде втулки толщиной не менее 3 4 мм и соединена с зубчатым венцом только со стороны нерабочего торца перемычкой толщиной не менее 3 4 мм.
Особенности конструкции предлагаемого долбяка поясняются чертежами.
На фиг.1 показана конструкция известного чистового зуборезного стандартного долбяка выполненного по ГОСТ 9323-79 прямозубого типа 1; на фиг.2 - конструкция предлагаемого чистового долбяка продольный разрез по А-А на фиг.3; на фиг.3 - конструкция предлагаемого долбяка вид Б снизу на фиг.2; на фиг.4 - конструкция заготовки предлагаемого долбяка полученная штамповкой в закрытых штампах на кривошипных горячештамповочных прессах продольный разрез по Е-Е на фиг.5; на фиг.5 - конструкция заготовки предлагаемого долбяка полученная штамповкой в закрытых штампах на кривошипных горячештамповочных прессах вид Д снизу на фиг.4; на фиг.6 - элемент Г на фиг.3; на фиг.7 - продольный разрез по Ж-Ж на фиг.6.
Предлагаемый долбяк предназначен для чистовой обработки предварительно нарезанных зубчатых колес. Он может работать самостоятельно а также в комплекте т.е. с применением двух долбяков закрепленных на одной оси при этом комплект долбяков работает по разделенной дифференцированной схеме резания где нижний долбяк выполняет черновую работу верхний - чистовую окончательную.
Предлагаемый чистовой долбяк выполнен в виде цилиндрического зубчатого колеса имеющего на боковом рабочем торце зубьев режущие кромки созданные передними и задними поверхностями по всему контуру аналогично традиционно применяемым стандартным долбякам изготовляемым по ГОСТ 9323-79 (см. фиг.1) [3].
При этом зубья предлагаемого долбяка со стороны рабочего торца выполнены полыми с передним углом 10 15° а с противоположного торца - глухими с толщиной стенок не менее =3 4 мм (см. фиг.2 3).
Предлагаемый долбяк как инструмент получается из цилиндрического зубчатого колеса путем создания передних γ и задних α углов по всему контуру режущих кромок. В результате его задние поверхности получаются похожими на коническое колесо с равновысоким зубом. Однако в отличие от конического колеса у которого образующая начального конуса расположена на конической поверхности у предлагаемого долбяка образующая начального (делительного) цилиндра лежит на цилиндрической поверхности. Делительный диаметр dOявляется постоянным в любом сечении перпендикулярном к оси долбяка.
Нетрудно представить что задние поверхности зубьев предлагаемого долбяка можно получить зуборезной гребенкой исходный контур которой равен исходному контуру инструментальной рейки [1].
Полые зубья с толщиной стенок Змм предлагаемого долбяка можно получить штамповкой в закрытых штампах на кривошипных горячештамповочных прессах при изготовлении заготовки долбяка (см. фиг.4 5).
Толщина стенок полого зуба заготовки долбяка определяется по формуле:
где З - толщина стенок полого зуба заготовки предлагаемого долбяка мм;
- толщина стенок зуба готового долбяка принимается не менее =3 4 мм;
t - припуск на обработку заготовки - штамповки долбяка по ГОСТ 7505-74 принимается от 05 11 до 24 58 мм.
Ступица предлагаемого долбяка выполнена в виде втулки толщиной не менее =3 4 мм и соединена с зубчатым венцом только со стороны нерабочего торца перемычкой толщиной не менее =3 4 мм.
Заготовку предлагаемой конструкции долбяка получают штамповкой в закрытых штампах. Этот способ позволяет получать более точные штампованные заготовки сократить расход металла ввиду отсутствия заусенцев и применяют для сталей и сплавов с пониженной пластичностью.
Припуски и допуски принимаются по ГОСТ 7505-74. Припуски t на сторону для штампованных заготовок массой до 40 кг с размерами до 800 мм получаемых в закрытых штампах на кривошипных горячештамповочных прессах - от t=05 11 до t=24 58 мм.
Поле допусков соответственно от 07 34 до 16 11 мм.
Поверхность разъема при штамповании согласно рекомендациям [2] принимаем - рабочий торец долбяка (см. фиг.4) обеспечивающий свободное удаление заготовки из штампа и контроль сдвига верхней части штампа относительно нижней после обрезки.
Радиусы закруглений регламентированы ГОСТ 7505-74 в пределах 1 8 мм. Принимаем наружные радиусы в полости штампа - R1=1 мм внутренние - R2=3 мм. Внешние уклоны - 1=3 5° внутренние уклоны - 2=5 7°.
Предлагаемый долбяк имеет задний угол α=6° как все стандартные долбяки а передний угол отличный от стандартного - γ=10 15° (передний угол стандартного долбяка γ=5°). В стандартных долбяках эти углы не являются оптимальными и по условиям резания их целесообразно увеличить. В предлагаемой конструкции долбяка появилась возможность увеличить передний угол до значений γ=10 15° не изменяя положения самих режущих кромок путем подточки передней поверхности зубьев долбяка (см. фиг.7). Так как в предлагаемом долбяке режущие зубья полые с толщиной стенки =3 4 мм то подточку передней поверхности зубьев долбяка шириной 3 4 мм выполнить не сложно и менее трудоемко чем в стандартных долбяках.
Исследования проведенные с предлагаемым долбяком показали что увеличение переднего угла γ до 15° повышает стойкость быстрорежущего предлагаемого долбяка в 25 3 раза.
Применение комплектных долбяков работающих по разделенной дифференцированной схеме резания где нижний долбяк стандартный выполняет черновую работу а верхний предлагаемый долбяк ведет чистовую окончательную обработку является эффективным направлением интенсификации процесса зубодолбления зубчатых колес.
Предлагаемый долбяк расширяет технологические возможности повышает производительность и качество зубообработки снижает материалоемкость инструмента путем использования разделенной схемы резания предусматривающей черновой и чистовой долбяки а также использования конструкции чистового долбяка с полыми зубьями имеющими увеличенный передний угол и облегченным корпусом что дает увеличения стойкости инструмента и снижение параметра шероховатости обработанной поверхности упрощает заточку по передней поверхности проводимой с целью увеличения переднего угла позволяющего снизить усилия резания и повысить стойкость инструмента.
Источники информации
Иноземцев Г.Г. Проектирование металлорежущих инструментов: Учеб. пособие для втузов по специальности «Технология машиностроения металлорежущие станки и инструменты». - М.: Машиностроение 1984. С.188-202.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение 1986. С.139-149.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение 1985. С.197-200 рис. к табл.109.
Долбяк для чистовой обработки предварительно нарезанных зубчатых колес выполненный в виде цилиндрического зубчатого колеса со ступицей имеющий на боковом рабочем торце зубьев режущие кромки созданные передними и задними поверхностями по всему контуру отличающийся тем что зубья долбяка со стороны рабочего торца выполнены полыми с передним углом 10°-15° а с противоположного торца - глухими с толщиной стенок не менее 3 4 мм при этом ступица выполнена в виде втулки толщиной не менее 3 4 мм и соединена с зубчатым венцом только со стороны нерабочего торца перемычкой толщиной не менее 3 4 мм.
Рисунок 2.3 – Иллюстрации к патенту № 2443518
1.2 Назначение типы описание конструкции долбяков
Зуборезный долбяк представляет собой совокупность большого количества элементарных зубчатых колес с бесконечно малой шириной обода имеющих соответственно положительную нулевую и отрицательную коррекцию закрепленных на одной оси и имеющих передние и задние углы. Каждое из этих элементарных колес образовано огибающим движением рейки с профильным углом а и поэтому любое сечение долбяка перпендикулярное к его оси имеет один и тот же эвольвентный профиль. По мере переточки долбяка по передней поверхности в работу резания и в зацепление с нарезаемым колесом вступает одно из этих бесконечно тонких зубчатых колес с соответствующей величиной смещения контура. Поэтому колеса сформированные различными сечениями долбяка будут иметь один и тот же эвольвентный профиль.
По конструкции долбяки делятся на дисковые чашечные и хвостовые. Для нарезания прямозубых колес применяются прямозубые долбяки для косозубых и шевронных — косозубые. Применяются долбяки для нарезания зубьев на блочных колесах и на колесах с буртами колес внутреннего зацепления шевронных колес с непрерывным зубом без канавки для выхода инструмента точных зубчатых реек методом огибания.
В соответствии с ГОСТ 9323-79 изготавливаются долбяки следующих типов (рис. 2.4):
)дисковые прямозубые классов точности АА А и В;
)дисковые косозубые классов точности А и В с номинальными углами наклона зубьев 15° и 23°;
)чашечные прямозубые классов точности АА А и В с номинальными делительными диаметрами 80100 и 125 мм а также классов точности А и В с номинальным делительным диаметром 50 мм;
)хвостовые прямозубые классов точности А и В;
)хвостовые косозубые классов точности В с номинальными углами наклона зубьев 15° и 23°.
Долбяки класса точности АА предназначены для нарезания колес 6-й степени точности а классов А и В — соответственно для колес 7-й и 8—11-й степеней точности.
Рекомендации по выбору основных конструктивных элементов чистовых долбяков приведены в табл. 10.40 – 10.44 [1].
Рисунок 2.4 – Конструктивные разновидности долбяков
2 Расчет геометрических и конструктивных параметров дискового долбяка
Угол зацепления =20;
Номинальный делительный диаметр d0ном=75 мм;
Число зубьев нарезаемого колеса z1=34;
Число зубьев сопряженной шестерни z2=54;
Колесо прямозубое =0 зацепление наружное;
Степень точности колеса – 8;
Коэффициент высоты головки зуба ha*=1;
Коэффициент радиального зазора с*=0.25;
Коэффициент смещения исходного контура x1=x2=0.
Расчет основных параметров нарезаемых шестерни и колеса [1 с.816]:
Делительный диаметр:
Высота головки зуба:
Диаметр окружности вершин зубьев:
Коэффициент радиального зазора:
Диаметр окружности впадин зубьев:
Толщина зуба на делительном диаметре:
Расчет долбяка[1 1. 900-909]:
Так как нарезаемое колесо имеет 8-ую степень точности то по ГОСТ 9323-79 выбираем класс точности долбяка – B. Материал режущей части – сталь Р6М5 по ГОСТ 19265-73.
Число зубьев долбяка
Делительный диаметр долбяка d0ном=75 мм.
Уточненный делительный диаметр
Передний угол долбяка примем a=5.
Задний угол по ГОСТ 9323-79 примем a=6.
Фактический угол профиля долбяка:
Боковой задний угол в сечении по делительному цилиндру:
Задний угол на боковых сторонах зубьев в нормальном сечении:
Основной диаметр долбяка:
Определение размеров долбяка в исходном сечении:
Толщина зуба долбяка на делительной окружности:
где sy=0.1 – величина утолщения зубьев долбяка для образования бокового зазора при чистовой обработке нарезаемых колес.
Диаметр окружности выступов долбяка в исходном сечении:
Толщина зуба долбяка на наружном диаметре в исходном сечении:
Минимально допустимая по условию механической прочности толщина зуба нового долбяка на наружном диаметре:
Исходное расстояние обеспечивающее заданную толщину зуба sa0 на вершине
где x*0 – коэффициент смещения исходного контура долбяка. По ГОСТ 9323-79 принимаем x*0=0.1 мм.
Принятое значение исходного расстояния проверяется на отсутствие интерференции с переходными кривыми колеса и шестерни.
Проверка долбяка с выбранным исходным расстоянием на отсутствие интерференции с переходными кривыми у нарезаемых им колес выполняется только для шестерни.
Рисунок 2.5 - Схема для определения радиусов кривизны профиля
Интерференция отсутствует если выполняется условие ρр1>ρn (рис. 2.5)
где ρр1 — радиус кривизны активного профиля зуба шестерни в нижней начальной контактной точке при внешнем зацеплении ее с колесом:
rb2 - радиус основной окружности колеса
ρl1 - радиус кривизны эвольвентного профиля зуба шестерни в точке начала переходной кривой при нарезании ее долбяком (рис. 2.4)
Межосевое расстояние в зубчатой передаче
Угол профиля зуба долбяка в точке на окружности выступов
где r2 — радиус делительной окружности колеса
ra2 — радиус окружности вершин колеса.
Величина ρl1 определяется следующим образом
где rb0 — радиус основной окружности долбяка
Угол зацепления в станочном зацеплении определяется по формуле
где x1*и x0* - коэффициенты смещения соответственно для шестерни и долбяка. При проверке нового долбяка принимают
Межосевое расстояние в станочном зацеплении шестерни с долбяком
Так как р1>l1 то интерференция с переходными кривыми колеса отсутствует.
Определение размеров зубьев долбяка по передней поверхности.
Окружная толщина зуба по делительному цилиндру
Высота головки зуба долбяка
Высота ножки зуба долбяка
Диаметр вершин зубьев долбяка
Диаметр впадин зубьев долбяка
Наибольшая допустимая величина стачивания долбяка ограничивается прочностью зуба сточенного долбяка и отсутствием подрезания зубьев нарезаемых им колес
где В – длина зуба нового колеса. По ГОСТ 9323-79 В=17 мм;
l – длина зуба окончательно сточенного долбяка. Принимаем l=6 мм.
При работе окончательно сточенным может происходить подрезание ножки зуба шестерни и колеса. Подрезание отсутствует если выполняются условия ρl1≥0 (для шестерни) и ρl2≥0 (для колеса). Расчет ведем по формулам приведенным в п. 16 принимая
Величина ρl2 определяется
Проверку на отсутствие срезания головки зуба окончательно сточенным долбяком выполняют по соотношению
следовательно условие выполняется.
Остальные элементы конструкции выбираются по ГОСТ 9323-79 или из конструктивных соображений.
Допуски и предельные отклонения параметров зуборезных долбяков принимаются по ГОСТ 9323-79.
Таблица 2.1 - Допуски и предельные отклонения параметров долбяков
Допуски и отклонения
Отклонение диаметра посадочного отверстия
Отклонения от перпендикулярности внешней опорной поверхности к поверхности посадочного отверстия
Отклонения от параллельности опорных поверхностей
Торцовое биение поверхности
Отклонение углов переднего и заднего
Биение окружности вершин зубьев
Отклонение диаметра окружности вершин зубьев
Погрешность профиля немодифицированного участка на режущей кромке
Отклонение высоты головки зуба
Разность соседних окружных шагов
Накопленная погрешность окружного шага
Радиальное биение зубчатого венца
Разработка конструкции сборного проходного резца с СМП
1 Патентно-информационный поиск. Назначение типы описание конструкции токарных резцов
Патент № 2393066. Конструкция резца для чистовой обработки.
Резец содержит державку режущую пластину опорную пластину и узел крепления режущей пластины на державке. Для повышения точности и качества обработанной поверхности он снабжен электрическим разъемом соединенным электропроводящим кабелем с опорной пластиной которая выполнена в виде вибратора ультразвуковых колебаний причем электропроводящий кабель установлен в канале выполненном в державке. Резец может быть снабжен защитными пластинами из диэлектрика изолирующими от корпуса державки опорную пластину которая выполнена из материала обладающего пьезоэффектом. Опорная пластина может быть выполнена в виде по меньшей мере четырех независимых секций расположенных в одной плоскости каждая из которых соединена электрическим кабелем с упомянутым разъемом.
Изобретение относится к области обработки материалов резанием в частности к токарной обработке.
Техническим результатом изобретения является снижение коэффициента трения об обрабатываемую деталь что позволяет повысить точность и качество обработанной поверхности в частности снизить шероховатость.
Сущность изобретения заключается в том что резец для чистовой обработки содержащий державку режущую пластину опорную пластину и узел крепления режущей пластины на державке снабжен электрическим разъемом соединенным электропроводящим кабелем с опорной пластиной которая выполнена в виде вибратора ультразвуковых колебаний причем электропроводящий кабель установлен в канале выполненном в державке. Резец снабжен защитными пластинами из диэлектрика изолирующими от корпуса державки опорную пластину которая выполнена из материала обладающего пьезоэффектом. Опорная пластина выполнена в виде по меньшей мере четырех независимых секций расположенных в одной плоскости каждая из которых соединена электрическим кабелем с упомянутым разъемом.
Технический результат достигается тем что в процессе точения вибратор создает вынужденные ультразвуковые колебания режущей пластины что в свою очередь изменяет природу и величину коэффициента трения между режущей пластиной и обрабатываемой деталью. Процесс зарождения и распространения микроразрушений в корне стружки происходит при меньших напряжениях процесс схода стружки улучшается. В результате улучшается качество обработанной поверхности и снижается ее шероховатость.
На фиг.1 представлен общий вид резца на фиг.2 - пример выполнения опорной пластины с защитными пластинами из диэлектрика; на фиг.3 - пример выполнения опорной пластины в виде четырех независимых вибраторов.
Резец для чистовой обработки содержит державку 1 режущую пластину 2 опорную пластину 3 узел 4 крепления режущей пластины на державке. Резец снабжен электрическим разъемом 5 соединенным электропроводящим кабелем 6 с опорной пластиной 3. Электропроводящий кабель 6 установлен в канале 7 выполненным в державке. Резец снабжен защитными пластинами 8 и 9 выполненными из диэлектрика. Опорная пластина 3 может быть выполнена в виде электромагнитного (катушка с сердечником причем роль неподвижного сердечника может выполнять центральный штифт или винт крепления пластин) или пьезо вибратора (например пластина из пьезокерамики). Опорная пластина 3 может быть выполнена по меньшей мере из четырех независимых секций каждая из которых представляет собой вибратор ультразвуковых колебаний расположенных в одной плоскости. Каждая секция соединена электропроводящим кабелем с разъемом 5. В этом случае пьезопластины могут быть выполнены на одной общей подложке. Для обеспечения гарантированной фиксации опорной пластины 3 в державке 1 может быть выполнено углубление соответствующее форме пластины 3.
Устройство работает следующим образом.
Резец электрическим разъемом 5 соединяется с генератором ультразвуковых колебаний и системой ЧПУ станка. В процессе работы через кабель 6 сигнал подается на опорную пластину 3 которая совершает ультразвуковые колебания с заданной амплитудой заставляя вибрировать и режущую пластину 2. В результате происходит обильное зарождение микротрещин в корне стружки которая легко отделяется от обрабатываемой детали резко снижается сила трения между режущей пластиной 2 и обрабатываемой заготовкой. Режущая пластина 2 нагревается значительно меньше чем при обычном резании не происходит оплавления обрабатываемой заготовки и качество обработанной поверхности улучшается. Защитные пластины 8 и 9 выполненные из диэлектрика электрически изолируют пьезокерамическую пластину от металлического корпуса державки. Выполнение опорной пластины 3 по меньшей мере из четырех независимых секций в виде вибраторов ультразвуковых колебаний расположенных в одной плоскости позволяет одновременно управлять амплитудой и формой колебаний каждой секции и создавать как поступательные изгибные так и крутильные колебания режущей пластины 2 что влияет на качество обработки. Бесконтактные датчики качества обработанной поверхности станка могут посылать сигнал в систему ЧПУ которая в зависимости от требуемых параметров резания может корректировать частоту амплитуду и форму сигналов генератора.
В результате возможна обработка заготовок с обеспечением шероховатости поверхности в нанометровом диапазоне.
Резец для чистовой обработки содержащий державку режущую пластину опорную пластину и узел крепления режущей пластины на державке отличающийся тем что он снабжен электрическим разъемом соединенным электропроводящим кабелем с опорной пластиной которая выполнена в виде вибратора ультразвуковых колебаний причем электропроводящий кабель установлен в канале выполненном в державке.
Резец по п.1 отличающийся тем что он снабжен защитными пластинами из диэлектрика изолирующими от корпуса державки опорную пластину которая выполнена из материала обладающего пьезоэффектом.
Резец по п.1 отличающийся тем что опорная пластина выполнена в виде по меньшей мере четырех независимых секций расположенных в одной плоскости каждая из которых соединена электрическим кабелем с упомянутым разъемом.
Рисунок 3.1 – Иллюстрации к патенту № 2393066
Патент № 2093314. Конструкция сборного резца.
Использование: область обработки металлов резанием. Сущность изобретения: сборный резец содержит державку имеющую хвостовик подвижную и неподвижную опоры между которыми размещена пластина с несквозной прорезью образующей гнездо с консольной прижимной частью для режущего элемента. Резец содержит также установленные на державке узел закрепления пластины и узел закрепления режущего элемента предназначенный для взаимодействия с указанной консольной частью пластины. Подвижная опора выполнена из двух раздельных частей одна из которых предназначена для взаимодействия с узлом закрепления режущего элемента а другая - с узлом закрепления пластины.
Изобретение относится к области обработки металлов резанием в частности к конструкциям резцов со сменными режущими элементами.
В предлагаемом сборном резце содержащим державку имеющую хвостовик подвижную и неподвижную опоры между которыми размещена пластина с несквозной прорезью образующей гнездо с консольной прижимной частью для режущего элемента резец содержит также установленные на упомянутой державке узел закрепления пластины и узел закрепления режущего элемента предназначенный для взаимодействия с указанной консольной частью пластины упомянутая подвижная опора выполнена из двух раздельные частей одна из которых предназначена для взаимодействия с узлом закрепления режущего элемента а другая с узлом закрепления пластины узел закрепления режущего элемента выполнен подпружиненным.
Предлагаемая конструкция сборного резца за счет того что подвижная опора выполнена из двух раздельных частей одна из которых предназначена для взаимодействия с узлом закрепления режущего элемента а другая предназначена для взаимодействия с узлом закрепления пластины позволит при закреплении режущего элемента сохранить базирование корпуса пластины резца и тем самым повысить точность обработки изделия.
Кроме того выполнение узла закрепления подпружиненным также является дополнительным фактором повышения стойкости инструмента так как позволяет регулировать силу прижима при различных режимах резания а также предотвращает раскрепление режущего элемента под воздействием ударных и вибрационных нагрузок во время работы резца.
На чертеже изображен сборный резец.
Он состоит из державки 1 с хвостовиком. На державке 1 выполнена неподвижная опора 2 и подвижная опора состоящая из двух раздельных частей 3 и 4.
Часть 4 подвижной опоры предназначена для закрепления пластины 5 размещенной между неподвижной опорой 2 и частями 3 и 4 подвижной опоры. В пластине 5 выполнена прорезь 6 идущая от гнезда 7 с размещенным там режущим элементом 8 в глубь тела пластины 5. Прорезь 6 образует в пластине консольную часть 9.
С консольной частью 9 пластины 5 взаимодействует часть 3 подвижной опоры. Часть 3 подвижной опоры выполнена в виде прижима крепежного элемента 10 и пакета тарельчатых пружин 11.
Сборка резца осуществляется следующим образом.
Пластину 5 устанавливают на неподвижную опору 2 державки 1 и закрепляют частью 4 при помощи перемещения подвижной опоры в направлении перпендикулярном продольной оси крепежного хвостовика державки 1. В гнезде 7 размещают режущий элемент 8 после чего заворачивают болт 10. Через тарельчатую пружину 11 болт 10 давит на прижим части 4 подвижной опоры. Прижим части 4 давит свою очередь на консольную часть 9 пластины 5. Консольная часть 9 изгибается уменьшая ширину прорези 6 прижимает режущий элемент 8 к пластине 5 и тем самым закрепляет его в гнезде 7.
Технико-экономические преимущества предлагаемого сборного резца заключаются в повышении стойкости инструмента и в повышении точности обработки изделия за счет выполнения узлов закрепления пластины и режущего элемента раздельными а также за счет возможности регулирования силы закрепления режущего элемента.
Сборный резец содержащий державку имеющую хвостовик подвижную и неподвижную опоры между которыми размещена пластина с несквозной прорезью образующей гнездо с консольной прижимной частью для режущего элемента резец содержит также установленные на упомянутой державке узел закрепления пластины и узел закрепления режущего элемента предназначенный для взаимодействия с указанной консольной частью пластины отличающийся тем что упомянутая подвижная опора выполнена из двух раздельных частей одна из которых предназначена для взаимодействия с узлом закрепления режущего элемента а другая с узлом закрепления пластины.
Резец по п. 1 отличающийся тем что узел закрепления режущего элемента выполнен подпружиненным.
Рисунок 3.2 – Иллюстрации к патенту № 2093314
Патент № 2056220. Резец.
Использование: обработка материалов резанием токарные резцы с перетачиваемой режущей пластиной. Сущность изобретения: в гнезде державки резца на клиновом упоре установлена режущая пластина взаимодействующая передней поверхностью при закреплении с помощью винта с опорной поверхностью упомянутого гнезда расположенной параллельно основной статической плоскости резца. Винт расположен параллельно продольной оси резца с возможностью взаимодействия головкой с клиновым упором. Резец снабжен упругим элементом установленным на резьбовой части винта в выборке выполненной в державке со стороны противоположной вершине резца шайбой и гайкой расположенными на резьбовой части винта и предназначенными для взаимодействия с упругим элементом. 3 з. п. ф-лы 3 ил.
Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано в качестве токарного резца с перетачиваемой режущей пластиной.
Сущность изобретения заключается в том что резец снабжен упругим элементом установленным на резьбовой части винта в выборке выполненной в державке со стороны противоположной вершине резца шайбой и гайкой установленными на резьбовой части винта и предназначенными для взаимодействия с упругим элементов при этом опорная поверхность гнезда державки предназначенная для взаимодействия с передней поверхностью режущей пластины расположена параллельно основной статической плоскости резца а винт расположен параллельно продольной оси резца с возможностью взаимодействия головкой с клиновым упором. Гнездо державки и клиновой упор имеют в поперечном сечении форму трапеции. Упругий элемент выполнен в виде гофрированной цилиндрической оболочки упругий элемент выполнен из композиционного материала на полимерной основе.
Это позволяет при любых тепловых деформациях и вибрациях в процессе резания поддерживать необходимый натяг в узле крепления режущей пластины демпфировать колебания режущей пластины и обеспечивать гарантированное положение вершины режущей пластины при переточках на одном уровне относительно линии центров станка а также углы резания.
На фиг. 1 представлен резец общий вид; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 то же по п. 2 формулы.
Резец содержит державку 1 с опорной поверхностью 2 выполненной в верхней ее части режущую пластину 3 узел крепления режущей пластины на державке гнездо 4 выполненное со стороны узла крепления и имеющее наклонную нижнюю поверхность 5. Режущая пластина 3 установлена на клиновом упоре 6. В державке со стороны противоположной вершине резца имеется выборка 7 в которой размещен упругий элемент 8 в виде гофрированной цилиндрической оболочки установленный на винте 9 с резьбовой частью 10. На резьбовой части 10 установлена шайба 11 и гайка 12. Винт 9 имеет головку 13. Опорная поверхность 2 гнезда 4 предназначенная для взаимодействия с передней поверхностью режущей пластины 3 расположена параллельно основной статической плоскости резца а винт 9 параллельно продольной оси резца с возможностью взаимодействия головкой 13 с клиновым упором 6. Гнездо 4 державки 1 и клиновой упор 6 имеют в поперечном сечении форму трапеции. Режущая пластина 3 и клиновой упор 6 взаимодействуют между собой контактирующими поверхностями 14. Упругий элемент 8 может быть выполнен из композиционного материала на полимерной основе.
Перетачиваемая режущая пластина 2 устанавливается на клиновой упор 6 и производится ее фиксация путем затяжки гайки 12. При этом происходит частичное сжатие упругого элемента 8 а клиновой упор 6 перемещается параллельно самому себе поджимая режущую пластину 3 к опорной поверхности 2 державки. Независимо от формы пластины и ее назначения (например может быть использована пластина для механического крепления бывшая в эксплуатации и переточенная) ее вершина всегда будет размещаться на одном и том же уровне. Упругий элемент 8 в виде цилиндрической гофрированной оболочки обладает высокой жесткостью что гарантирует высокую надежность фиксации режущей пластины 3 при вибрациях тепловых деформациях и т.д.
Упругий элемент 8 выполненный из композиционного материала на полимерной основе кроме того обладает высокими демпфирующими способностями что позволяет снизить вибрации при резании. Расположение винта 9 параллельно продольной оси резца обеспечивает равномерное распределение нагрузки по сечению державки. Узел крепления режущей пластины 3 при выполнении поперечных сечений гнезда 4 и клинового упора 6 в виде трапеции обладает повышенной жесткостью поскольку обеспечивает более плотное прилегание боковых поверхностей гнезда 4 и клинового упора 6. Снятие режущей пластины 3 производится при откручивании гайки 12.
Резец в гнезде державки которого на клиновом упоре установлена режущая пластина взаимодействующая передней поверхностью при закреплении с помощью винта с опорной поверхностью упомянутого гнезда отличающийся тем что резец снабжен упругим элементом установленным на резьбовой части винта в выборке выполненной в державке со стороны противоположной вершине резца шайбой и гайкой установленными на резьбовой части винта и предназначенными для взаимодействия с упругим элементом при этом опорная поверхность гнезда державки предназначенная для взаимодействия с передней поверхностью режущей пластины расположена параллельно основной статической плоскости резца а винт расположен параллельно продольной оси резца с возможностью взаимодействия головкой с клиновым упором.
Резец по п.1 отличающийся тем что гнездо державки и клиновый упор имеют в поперечном сечении форму трапеции.
Резец по пп.1 и 2 отличающийся тем что упругий элемент выполнен в виде гофрированной цилиндрической оболочки.
Резец по пп.1 - 3 отличающийся тем что упругий элемент выполнен из композиционного материала на полимерной основе.
Рисунок 3.3 – Иллюстрации к патенту № 2056220
1.2 Назначение типы описание конструкции токарных резцов
Резец – это однолезвийный инструмент для обработки с поступательным или вращательным главным движением резания и возможностью движения подачи в любом направлении. Он состоит из рабочей части с помощью которой осуществляется резание (ее размеры определяют ресурс работы резца) и корпуса имеющего вид стержня или диска.
Корпус несет на себе рабочую часть а сам крепится в технологическом оборудовании или приспособлении. Кроме этих основных частей резец может иметь стружколомы крепежные детали опорные подкладки и пластины регулировочные и установочные элементы.
Отличительные признаки резцов:
- по виду оборудования: токарные для автоматов или полуавтоматов расточные горизонтально-расточных станков специальные для специальных станков;
- по виду обработки: проходные подрезные отрезные расточные канавочные резьбовые фасонные и др.;
- по характер обработки: черновые чистовые для тонкого точения;
- по сечению стержня корпуса: прямоугольные квадратные круглые трапецеидальные;
- по расположению рабочей части относительно корпуса: прямые отогнутые изогнутые с оттянутой головкой;
- по способу крепления рабочей части к державке или корпусу:цельные сварные (паяные) клееные с механическим креплением пластин с креплением пластин силами резания
- по материалу рабочей части: быстрорежущие стали твердые сплавы керамика сверхтвердые материалы
- по положению главной режущей кромки: правые левые универсальные;
- по установке относительно детали: радиальные тангенциальные.
2 Расчет геометрических и конструктивных параметров
Резец – проходной правый CSSNR.
Расчет резца [1 с 188-190]:
Из обозначения резца PSSNR по стандарту ISO 5608:1995 определяем следующие параметры резца:
- способ крепления режущей пластины P – крепление пластины рычагом;
- форма пластины S – квадратная =90°;
- угол в плане S–φ=45°;
- задний угол N – α=0°;
- направление подачи R – вправо.
Применим резец PSSNR-2525M-12 фирмы «Sandvik Coromant» (рис. 3.4).
Рисунок 3.4 – Резец PSSNR-2525M-12
Выбор режущей пластины.
По каталогу фирмы «Sandvik Coromant»определяем что для резца PSSNR-2525M-12 применяется керамическая пластина SNMG-120408 имеющие следующие геометрические параметры (рис. 3.5):
- размер пластины – 12 мм;
- диаметр вписанной окружности –
- толщина пластины – s=7.94 мм;
- радиус при вершине r=0.8 мм.
Рисунок 3.5 – Пластина режущая
Определяем положение плоскости N-N (рис. 3.6) расположенной под углом относительно главной режущей кромки в которой необходимо повернуть пластину на угол для обеспечения главного α и вспомогательного α1 задних углов:
где =90° - угол при вершине пластины
αном=8° – номинальный задний угол резца в сборе
αп=0° –задний угол пластины.
α1=3° –вспомогательный задний угол резца.
Угол между осью державки и плоскостью N-N
где φ=45° - главный угол резца в плане.
Рисунок 3.6 – Схема для расчета положения гнезда под пластину
Определяем координаты центра отверстия под винт для установки пластины (рис. 3.7)
где d – диаметр вписанной окружности пластиныd=12.7 мм;
b1 b2 – вылет пластины из гнезда b1=0.3 мм. b2=0.3 мм;
Рисунок 3.7 – Схема расчета координат центра отверстия
Рассчитаем режимы резания[2 с. 293-300]
1. Для обработки детали выбираем проходной резец для контурного точения с пластиной из твердого сплава PSSNR который имеет следующие геометрические параметры: сечение резца 25x25мм угол в плане φ=475 передний угол γ=-8 задний угол α=8° угол наклона главного режущего лезвия λ=-3.
где D – диаметр заготовки примем D=137 мм
d – диаметр обработки примем d=130 мм.
3. Подача. По рекомендациям фирмы «Sandvik Coromant» принимаем s=0.4 ммоб.
4. Скорость резания. По рекомендациям фирмы «Sandvik Coromant» принимаем V=250 ммин.
5. Частота вращения заготовки
Kφp=1; Kγp=1.25; Kλp=1 табл. 23 [1 с. 374]
Cp=300; y=0.75; n=-0.15 табл. 22 [1 с. 372].
Определим минимальное сечение корпуса резца
Допускаемое напряжение на изгиб для материала державки
Отношение высоты к ширине державки Н=В
Максимальный вылет резца
Расчёт на прочность по допускаемому напряжению изгиба для материала державки для корпусов резцов квадратного сечения
Полученные значения размеров державки должны быть не менее чем
B х Н=20.3 х 20.3 мм
Конструктивно из стандартных значений принимаем:
Проверочный расчёт корпуса на жёсткость:
Где Е – модуль упругости материала корпуса E = 200 220ГПа.
I – момент инерции державки для прямоугольного сечения державки:
условие выполняется.
Остальные размеры принимаем конструктивно.
Разработка конструкции сверла с СМП
1 Патентно-информационный поиск. Назначение типы описание конструкции сверл
Патент № 2136451. Сверло с режущей пластиной.
Изобретение относится к области обработки металлов резанием. Технический результат: повышение эффективности и упрощение обслуживания зажимного устройства. Сверло содержит режущую пластину с режущей кромкой в частности выполненную за одно целое из твердосплавного материала и фиксируемую на торцевом конце корпуса сверла с возможностью съема. При этом на торцевом конце корпуса расположена канавка для приема режущей пластины проходящая диаметрально и направленная по оси корпуса причем в зоне канавки расположено средство для центрирования режущей пластины. При этом корпус сверла имеет стружечные канавки проходящие по его окружности в основном в осевом направлении. Режущая пластина закреплена в канавке корпуса с помощью силового замыкания между своими боковыми поверхностями и противолежащими им соответствующими боковыми сторонами канавки посредством упругого давления от посадки с натягом оказываемого боковыми сторонами канавки корпуса. 11 з.п. ф-лы 18 ил.
Изобретение относится к сверлу с признаками содержащимися в ограничительной части п. 1 формулы изобретения. Такое сверло известно из EP-B1-172148. Режущая пластина в этом сверле выполнена состоящей из нескольких частей. Кроме того она закреплена посредством зажимного винта радиально проходящего через канавку в корпусе сверла.
В основу изобретения положена задача усовершенствовать сверло вышеуказанного типа в отношении повышения его эффективности и упрощения обслуживания зажимного устройства. Эта задача решается признаками п. 1.
Решение характеризуется свойствами "самозажима" ("Self gvip" - свойствами). Режущую пластину нужно только вставить в канавку корпуса сверла. Соотношения в размерах между толщиной зажатой стенки режущей пластины и расстоянием между обеими боковыми сторонами канавки определяют прочность зажима. Режущая пластина в направлении подачи сверла опирается на дно канавки в корпусе сверла.
Улучшение зажима достигается признаками п. 2 формулы. Составляющие давления зажима подводимого к дополнительным направляющим поверхностям вместе с компонентами давления оказываемыми боковыми сторонами канавки приводят к результирующим компонентам давления с помощью которых режущая пластина прижимается особенно к зонам лежащим радиально снаружи на боковых стенках канавки корпуса сверла.
Признаки п. 4 позволяют регулировать упругую характеристику зажимного давления а именно способом описанным более подробно в п. 5.
П. 7 относится к модифицированной форме выполнения для решения задачи изобретения которая не зависит или меньше зависит от наличия упругого давления зажима оказываемого боковыми сторонами канавки на режущую пластину. Здесь можно создавать или поддерживать посредством осевого зажима режущей пластины радиальное давление зажима действующее на режущую пластину и для этого решения также не требуются дополнительные направляющие поверхности согласно п. 2 хотя в этой форме выполнения их применение также может быть предпочтительным.
П. 8 содержит решение для простого осуществляемого зажима режущей пластины. Другие признаки выполнения являются предметом п. 9-12.
Предмет изобретения поясняется более подробно на основе примеров выполнения представленных на чертежах.
На фиг. 1 показан вид сбоку на корпус сверла в первой форме выполнения; на фиг. 2 - вид сверху в направлении II на фиг. 1; на фиг. 3 - вид сбоку на режущую пластину применяющуюся с корпусом по фиг.1 и 2; на фиг. 4 - вид сверху по стрелке IV на фиг. 3; на фиг. 5 - вид сбоку на комплектное сверло со вставленной режущей пластиной аналогично виду по фиг. 1; на фиг. 6 - вид сбоку по стрелке VI на фиг. 5; на фиг. 7 - вид сверху по стрелке VII на фиг. 6; на фиг. 8 - в перспективном изображении конец корпуса сверла со стороны режущей пластины; на фиг. 9 - вид на комплектное сверло со вставленной режущей пластиной аналогичный виду по фиг. 8; на фиг.10 - перспективное изображение комплектного сверла в первой форме выполнения; на фиг. 11 - вид сбоку - частично в разрезе - второй формы выполнения сверла согласно изобретению; на фиг. 12 - вид сбоку аналогичный фиг. 11 без частичного разреза; на фиг. 13 - вид сверху по стрелке XIII на фиг. 11; на фиг. 14 - вид сбоку на корпус без режущей пластины аналогичный фиг. 12; на фиг. 15 - вид сбоку на режущую пластину во второй форме выполнения частично - в разрезе; на фиг. 16 - вид сбоку по стрелке XVI на фиг. 15; на фиг. 17 - комплектная вторая форма выполнения в разобранном виде; на фиг. 18 - перспективное изображение комплектного сверла во второй форме выполнения.
В первой форме выполнения сверло состоит в основном из корпуса 1 и режущей пластины 13 вставляемой в его торцевой конец 2. Режущая пластина 3 выполнена предпочтительно сплошной за одно целое из твердого сплава. Она имеет сверлящую режущую кромку 4. Режущая пластина во время работы вращается в направлении 5.
Корпус 1 сверла выполнен из инструментальной стали.
Торцевой конец 2 корпуса 1 сверла снабжен диаметральной канавкой 7 шириной 8 проходящей своей плоскостью в осевом направлении 6 корпуса 1. Канавка 7 служит для приема режущей пластины 3. В зоне канавки имеется средство для центрирования режущей пластины 3 описываемое ниже.
Корпус 1 сверла имеет стружечные канавки 9 проходящие по его окружности в основном в осевом направлении 6 и продолжающиеся в зоне канавки 7 и в направлении торцевого конца 2. Стружечные канавки 9 в комплектном сверле продолжаются в зоне режущей пластины в направлении к его режущей кромке 4. Боковые стороны 10 11 канавки 7 корпуса направлены по меньшей мере частично параллельно друг другу и оси 12 корпуса.
Режущая пластина 3 зажимается в канавке 7 корпуса с силовым замыканием по боковым поверхностям 13 14 соответствующим боковым сторонам 10 11 канавки и противолежащим им посредством упругого давления посадки с натягом оказываемого боковыми сторонами 10 11 канавки корпуса.
В радиальном направлении между боковыми сторонами 10 11 канавки 7 корпуса и стружечными канавками 9 расположено по одной дополнительной направляющей поверхности 15 16 выступающей наружу приблизительно в радиальном направлении которая проходит преимущественно параллельно оси 12 корпуса сверла и образует с боковыми сторонами 10 11 канавки корпуса тупой угол 17. Режущая пластина 3 имеет на направляющих поверхностях 15 16 соответствующие и расположенные противоположно друг другу направляющие поверхности 18 19 на заплечиках 20 21 выступающих соответственно приблизительно радиально наружу. Режущая пластина 3 дополнительно с силовым замыканием зажимается этими заплечиками 20 21 между направляющими поверхностями 18. 19. Тупой угол 17 составляет около 150-160o.
Корпус 1 сверла снабжен прорезью проходящей примерно посередине и параллельно канавке 7 корпуса и отходящей от дна 22 канавки в осевом направлении (прорезь 23). Глубина прорези 23 замеренная в осевом направлении служит для согласования характеристики пружинения боковых сторон 10 11 канавки направленного радиально внутрь или направляющих поверхностей 15 16 относящихся к ним. Дно 22 канавки 7 корпуса проходит приблизительно под прямым углом к оси 12 корпуса. Режущая пластина 3 опирается своей соответственно плоской поверхностью 24 дна на дно 22 канавки.
Если зона боковых сторон 10 11 канавки или направляющих поверхностей 15 16 представленная на чертежах и обращенная ко дну 22 канавки имеет немного сходящуюся направленность ко дну 22 канавки то это не противоречит существенности параллельности боковых сторон 10 11 канавки и направляющих поверхностей 15 16 друг относительно друга и относительно оси 12 корпуса а также соответствующей направленности контрповерхностей режущей пластины 3. Эта сходящаяся направленность служит в частности для облегчения установки режущей пластины 3.
Канавка 7 корпуса во второй форме выполнения согласно фиг. 11 имеет при ширине 28 конфигурацию аналогичную канавке 7 корпуса в первой форме выполнения. Канавка имеет здесь ссылочную позицию 27. И в этой форме выполнения корпус 1 сверла имеет прорезь 23 проходящую примерно посередине параллельно к канавке 27 корпуса и начинающуюся от дна канавки в осевом направлении 6. В этой форме выполнения дно канавки 32 поднимается с двух сторон от боковых сторон 10 11 канавки в направлении радиально вовнутрь к осевой прорези 23 и образует при этом форму крыши с поверхностями 33 34 донной части. Поверхность 35 дна режущей пластины 43 выполнена в соответствии с крышеобразной формой дна 32 канавки с углом 30 конька немного меньше чем угол 31 скосов дна 32 канавки.
Режущая пластина 43 зажата в осевом направлении 6 относительно дна 32 канавки в частности привинчена таким образом что давление зажима оказывает на боковые стороны 10 11 канавки 27 корпуса давление зажима направленное друг к другу. Для зажима режущей пластины служит фиксирующий винт 41 проходящий через прорезь 23 в корпусе приблизительно коаксиальный с осью 12 корпуса и своей резьбой взаимодействующий с режущей пластиной 43 к которому с нижнего или заднего конца 40 корпуса имеется доступ для обслуживания. Он может быть выполнен в виде стопорного винта. В режущей пластине 43 целесообразно расположить с силовым или геометрическим замыканием элемент 42 с резьбой потому что непосредственное выполнение крепежной резьбы в детали из твердого сплава является проблематичным. Элемент 42 с резьбой выполнен в этом примере выполнения в виде осевого выступа режущей пластины 43 в направлении дна 32 канавки и служит в качестве радиального центрирующего элемента для режущей пластины 43. Фиксирующий винт 41 может служить в качестве такого фиксирующего элемента.
Сверло содержащее режущую пластину с режущей кромкой в частности выполненную за одно целое из твердосплавного материала и фиксируемую на торцовом конце корпуса сверла с возможностью съема при этом на торцовом конце корпуса расположена канавка для приема режущей пластины проходящая диаметрально и направленная по оси корпуса причем в зоне канавки расположено средство для центрирования режущей пластины при этом корпус сверла имеет стружечные канавки проходящие по его окружности в основном в осевом направлении с возможностью продолжения внутрь в зону канавки корпуса и зону режущей пластины к режущей кромке последней а боковые стороны упомянутой канавки корпуса направлены по меньшей мере частично параллельно друг другу и оси корпуса отличающееся тем что режущая пластина закреплена в канавке корпуса с помощью силового замыкания между своими боковыми поверхностями и противолежащими им соответствующими боковыми сторонами канавки посредством упругого давления от посадки с натягом оказываемого боковыми сторонами канавки корпуса.
Сверло по п.1 отличающееся тем что в радиальном направлении между боковыми сторонами канавки корпуса и стружечными канавками расположены дополнительные направляющие поверхности выступающие приблизительно радиально наружу расположенные параллельно оси корпуса сверла и образующие тупой угол с боковыми сторонами упомянутой канавки корпуса при этом режущая пластина имеет выступающие радиально наружу заплечики с направляющими контрповерхностями соответствующими и расположенными напротив упомянутых дополнительных направляющих поверхностей и предназначенными для дополнительного зажима режущей пластины с силовым замыканием между упомянутыми заплечиками и дополнительными направляющими поверхностями.
Сверло по п.2 отличающееся тем что тупой угол между дополнительными направляющими поверхностями и боковыми сторонами канавки корпуса составляет приблизительно 150 - 160o.
Сверло по любому из пп.1 - 3 отличающееся тем что корпус имеет прорезь проходящую примерно посередине параллельно канавке корпуса и отходящую в осевом направлении от дна канавки.
Сверло по п.4 отличающееся тем что глубина упомянутой проходящей в осевом направлении прорези выбрана соответствующей для согласования характеристики подпружинивания боковых сторон канавки корпуса или дополнительных направляющих поверхностей.
Рисунок 4.1 – Иллюстрации к патенту № 2136451
Сверло по любому из пп. 1 - 5 отличающееся тем что дно канавки корпуса расположено приблизительно под прямым углом к оси корпуса а режущая пластина установлена с возможностью опоры плоской поверхностью своего дна на дно канавки.
Сверло по п. 1 отличающееся тем что в корпусе выполнена прорезь проходящая приблизительно посередине параллельно канавке корпуса и отходящая в осевом направлении от дна канавки при этом последнее выполнено с подъемом от боковых сторон в направлении радиально вовнутрь к упомянутой прорези с образованием приблизительно крышеобразной формы причем поверхность дна режущей пластины выполнены крышеобразной формы с незначительно уменьшенным углом конька а режущая пластина зажата в частности привинчена в осевом направлении с возможностью оказания давления зажима на боковые стороны канавки корпуса в направлении друг к другу.
Сверло по п.7 отличающееся тем что оно снабжено фиксирующим винтом проходящим через упомянутую прорезь корпуса коаксиально с ним и предназначенным для взаимодействия своей резьбой с режущей пластиной при этом с заднего конца корпуса выполнен доступ для обслуживания указанного фиксирующего винта.
Сверло по п.8 отличающееся тем что в качестве фиксирующего винта применен затяжной винт.
Сверло по любому из пп.1 - 9 отличающееся тем что оно снабжено элементом с резьбой вставленным с силовым или геометрическим замыканием в режущую пластину.
Сверло по любому из пп.1 - 10 отличающееся тем что упомянутый элемент с резьбой имеет осевой выступ предназначенный для вставления в дно канавки корпуса по типу цапфы в качестве радиального центрирующего элемента.
Сверло по любому из пп.1 - 11 отличающееся тем что элемент с резьбой предназначен для выполнения функции центрирующего элемента.
Рисунок 4.2 – Иллюстрации к патенту № 2136451
Патент № 2432237. Сверло с режущей пластиной.
Сверло содержит корпус внутреннюю режущую пластину установленную рядом с осью вращения и имеющую ось симметрии и осесимметричный контур имеющий четыре режущих кромки и четыре скругленных угла внешнюю режущую пластину идентичную внутренней режущей пластине. При этом внешняя режущая пластина установлена дальше от оси вращения чем внутренняя режущая пластина. Траектории вращения внутренней режущей пластины и внешней режущей пластины по меньшей мере частично перекрываются с образованием участка перекрытия на котором режущая кромка внутренней режущей пластины и режущая кромка внешней режущей пластины наклонены к оси вращения в направлении к детали а траектория вращения режущей кромки внутренней режущей пластины выступает по направлению к детали вдоль оси вращения корпуса по сравнению с траекторией вращения режущей кромки внешней режущей пластины. Технический результат: повышение производительности уменьшение необходимых запасов режущих пластин облегчение их установки и замены за счет использования идентичных режущих пластин. 2 н. и 7 з.п. ф-лы 14 ил.
Настоящее изобретение относится к сверлу с режущими пластинами содержащему внутреннюю пластину и внешнюю пластину. Более конкретно настоящее изобретение относится к сверлу с режущими пластинами содержащему внутреннюю пластину и внешнюю пластину которые имеют по существу четырехгранную форму и четыре идентичные режущие пластины.
Задачей настоящего изобретения является создание сверла с режущими пластинами которое предотвращает поочередное выступание внутренней и внешней пластин на участке где внутренняя пластина и внешняя пластина перекрывают друг друга даже если эти пластины приближены друг к другу с одновременным повышением производительности режущих пластин и облегчением управления установки и замены пластин за счет идентичности пластин что позволяет решить проблемы прототипа.
Для достижения вышеуказанной цели согласно настоящему изобретению предлагается сверло содержащее: тело сверла имеющее ось вращения внутреннюю режущую пластину установленную рядом с осью вращения на проксимальном конце тела сверла при этом внутренняя режущая пластина имеет ось симметрии и осесимметричный контур имеющий четыре режущих кромки и четыре скругленных угла и внешнюю режущую пластину идентичную внутренней режущей пластине при этом внешняя режущая пластина установлена дальше от оси вращения чем внутренняя режущая пластина на проксимальном конце тела сверла в котором траектории вращения внутренней режущей пластины и внешней режущей пластины частично перекрывают друг друга в котором на участке перекрытия режущая кромка внутренней режущей пластины и режущая кромка внешней режущей пластины наклонены к оси вращения в направлении к детали и в котором на участке перекрытия траектория вращения режущей кромки внутренней режущей пластины выступает в направлении к детали вдоль оси вращения тела сверла по сравнению с траекторией вращения режущей кромки внешней режущей пластины.
В сверле с режущими пластинами по настоящему изобретению предотвращается поочередное выступание внутренней и внешней режущих пластин на участке где внутренняя режущая пластина и внешняя режущая пластина перекрывают друг друга даже если режущие пластины сближены друг с другом при одновременном увеличении производительности режущих пластин и облегчении управления запасами установки и замены режущих пластин за счет того что эти пластины идентичны.
Краткое описание чертежей
Фиг.1-3 - режущие пластины известных сверл с режущими пластинами.
Фиг.4 - вид сверху режущей пластины по одному варианту настоящего изобретения.
Фиг.5 - схематическая диаграмма иллюстрирующая форму режущей пластины выполненной по одному варианту настоящего изобретения.
Фиг.6 - частичный вид сбоку иллюстрирующий часть сверла выполненного согласно одному варианту настоящего изобретения выполненного с возможностью установки режущих пластин.
Фиг.7 - вид в перспективе иллюстрирующий часть сверла показанного на фиг.6 выполненного с возможностью установки режущих пластин.
Фиг.8 - иллюстрация взаимного расположения режущих пластин сверла показанного на фиг.6.
Фиг.9 - вид в перспективе режущей пластины показанной на фиг.6.
Фиг.10 - вид сзади в перспективе режущей пластины показанной на фиг.6.
Фиг.11 - вид в перспективе гнезда выполненного с возможностью установки внутренней режущей пластины показанной на фиг.6.
Фиг.12 - вид в перспективе гнезда выполненного с возможностью установки внешней режущей пластины показанной на фиг.6.
Фиг.13 и 14 - виды гнезд по фиг.11 и 12 в увеличенном масштабе.
В сверле с режущими пластинами по настоящему изобретению предотвращено поочередное выступание внутренней и внешней пластин на участке где внутренняя и внешняя пластина перекрывают друг друга даже если эти режущие пластины подходят ближе друг к другу при этом одновременно повышается производительность режущих пластин и облегчается обслуживание установка и замена режущих пластин за счет того что эти пластины идентичны друг другу.
Сверло для резания детали содержащее корпус имеющее ось вращения внутреннюю режущую пластину установленную рядом с осью вращения на проксимальном конце корпуса при этом внутренняя режущая пластина имеет ось симметрии и осесимметричный контур имеющий четыре режущих кромки и четыре скругленных угла внешнюю режущую пластину по существу идентичную внутренней режущей пластине при этом внешняя режущая пластина установлена дальше от оси вращения чем внутренняя режущая пластина на проксимальном конце корпуса причем траектории вращения внутренней режущей пластины и внешней режущей пластины по меньшей мере частично перекрываются с образованием участка перекрытия причем на участке перекрытия режущая кромка внутренней режущей пластины и режущая кромка внешней режущей пластины наклонены к оси вращения в направлении к детали а траектория вращения режущей кромки внутренней режущей пластины выступает по направлению к детали вдоль оси вращения корпуса по сравнению с траекторией вращения режущей кромки внешней режущей пластины.
Сверло по п.1 в котором передняя режущая кромка режущих пластин имеет первую часть кромки переходную часть кромки и вторую часть кромки причем каждая из кромок выполнена частично прямой которые расположены последовательно от противоположной стороны к оси вращения причем соединительная часть между кромкой первой части и кромкой переходной части выполнена выпуклой при этом соединительная часть между кромкой переходной части и кромкой второй части выполнена вогнутой.
Сверло по п.2 в котором первая часть передней режущей кромки внутренней режущей пластины наклонена к оси вращения по направлению к детали причем передний угол передней режущей кромки внешней режущей пластины расположен сзади от первой части передней режущей кромки внутренней режущей пластины.
Сверло по п.2 или 3 в котором переходная часть передней режущей кромки внешней режущей пластины расположена перед второй частью передней режущей кромки внутренней режущей пластины по направлению к детали.
Сверло по п.2 или 3 в котором первая часть передней режущей кромки внешней режущей пластины наклонена к оси вращения по направлению к детали а переходная часть передней режущей кромки внешней режущей пластины наклонена к оси вращения по направлению от детали.
Сверло по п.2 или 3 в котором каждая из внутренней режущей пластины и внешней режущей пластины содержат соответствующую нижнюю поверхность и соответствующие четыре боковые стенки расположенные осесимметрично относительно друг друга причем каждая из боковых стенок содержит соответствующую плоскую нижнюю боковую поверхность примыкающую к нижней поверхности и соответствующую изогнутую верхнюю боковую поверхность проходящую от нижней боковой поверхности при этом каждая из режущих пластин поддерживается за счет контакта с корпусом только на нижней поверхности и на нижних боковых поверхностях двух из боковых стенок.
Корпус сверла для резания детали имеющий ось вращения содержащий внутреннее гнездо выполненное рядом с осью вращения на проксимальном конце тела сверла и внешнее гнездо сформированное дальше от оси вращения чем внутреннее гнездо на проксимальном конце корпусасверла причем каждое из гнезд содержит первую стенку обращенную к детали вторую стенку по существу перпендикулярную первой стенке и расположенную рядом с осью вращения и нижнюю поверхность причем каждая из первой и второй стенки содержит соответствующую плоскую нижнюю боковую поверхность примыкающую к нижней поверхности и соответствующую изогнутую верхнюю поверхность проходящую от нижней боковой поверхности и причем первые стенки внутреннего и внешнего гнезда имеют идентичную форму поверхности и вторые стенки внутреннего и внешнего гнезда имеют идентичную форму поверхности.
Корпус сверла по п.7 в котором каждая из верхней боковой поверхности первой стенки внутреннего гнезда и верхней боковой поверхности первой стенки внешнего гнезда содержит первую часть поверхности переходную часть поверхности и вторую часть поверхности последовательно расположенные в направлении от оси вращения и причем первая часть верхней боковой поверхности первой стенки внутреннего гнезда и вторая часть верхней боковой поверхности первой стенки внешнего гнезда наклонены к оси вращения по направлению к детали.
Рисунок 4.3 – Иллюстрации к патенту № 2432237
Корпус сверла по п.7 в котором каждая из верхней боковой поверхности второй стенки внутреннего гнезда и верхней боковой поверхности второй стенки внешнего гнезда содержит первую часть поверхности переходную часть поверхности и вторую часть поверхности последовательно расположенные в направлении от детали и причем первая часть верхней боковой поверхности второй стенки внутреннего гнезда наклонена к детали в направлении к оси вращения а вторая часть верхней боковой поверхности второй стенки внешнего гнезда наклонена к детали в направлении от оси вращения.
Патент № 2071873. Многолезвийный сборный режущий инструмент.
Использование: обработка металлов резанием проектирование и изготовление инструментов оснащенных сменными многогранными пластинами. Сущность изобретения: многолезвийный сборный режущий инструмент например спиральное сверло содержит корпус сменные многогранные пластины установленные на штифтах на базовых поверхностях корпуса посредством штоков; винт с контргайкой служащий для создания регулировки и контроля усилия зажима и расположенный в хвостовой части инструмента. В качестве промежуточного элемента передающего усилие зажима от винта к штоку применен гидропластовый наполнитель который находится в сообщающихся каналах имеющих общий выход перекрытый общим зажимным винтом. 1 ил.
Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при проектировании и изготовлении инструментов оснащенных сменными многогранными пластинами.
Задачей изобретения является обеспечение возможности создания регулирования контроля равномерного зажимного усилия на режущих пластинах многолезвийного сборного режущего инструмента в процессе его работы.
Указанная задача решается тем что в многолезвийном сборном режущем инструменте на базовых поверхностях гнезд корпуса которого на штифтах установлены сменные многогранные режущие пластины закрепляемые с помощью штоков размещенных в заполненных гидропластовом наполнителем сообщающихся каналах с общим выходом перекрытым зажимным элементом указанный общий зажимной элемент выполнен в виде винта и расположен в хвостовой части инструмента.
Гидропластовый наполнитель способен заполнять внутренние каналы различной конфигурации и создавать одинаковые прижимные усилия на несколько режущих пластинах одновременно.
Зажимной элемент вынесенный в хвостовую часть режущего инструмента доступен во время работы инструмента а изменение положения винта позволяет легко изменять и регулировать зажимное усилие. После регулировки зажимного усилия в заданном положении винт фиксируется контргайкой.
В качестве примера рассматривается сверло но данное конструктивное решение применимо и для другого режущего инструмента.
На чертеже показан общий вид описываемого сборного режущего инструмента.
Описываемый инструмент имеет корпус 1 в котором выполнены криволинейные каналы 2 по числу сменных многогранных пластин 3. В корпусе 1 имеются базовые поверхности 4 к которым прижаты сменные многогранные пластины 3 установленные на штифтах 5 расположенных на корпусе 1. Прижатие сменных многогранных пластин 3 к базовым поверхностям 4 с целью их фиксации на режущей части инструмента осуществлено посредством штоков 5 расположенных в каналах 2 корпуса 1 инструмента. Прижимное усилие штокам 6 от зажимного винта 7 фиксируемого контргайкой 8 передается гидропластовым наполнителем 9 размещенным в каналах 2 корпуса 1 инструмента между штоками 6 и винтом 7.
Количество штифтов и криволинейных каналов равно количеству сменных многогранных пластин установленных на штифтах на режущем инструменте.
Закрепление пластин в предлагаемом инструменте осуществляется следующим образом. При ввинчивании винта 7 в гидропластовом наполнителе 9 создается избыточное давление которое передается по всем каналам 2 равномерно заставляя штоки 6 перемещаться. Каждый шток 6 выдвигаясь соприкасается с нерабочими гранями сменных многогранных пластин 3 поворачивает их вокруг штифтов 5 заставляя пластины 3 плотно прижиматься другими нерабочими гранями к базовым поверхностям 4 корпуса 1. Изменяя положение винта 7 можно регулировать зажимное усилие которое передается на сменные многогранные пластины 3 через гидропластовый наполнитель 9 и штоки 6. После регулировки зажимного усилия винт 7 фиксируется в заданном положении контргайкой 8.
В данной конструкции многолезвийного сборного инструмента зажимной элемент который выполнен в виде винта и вынесен в хвостовую часть инструмента доступен в процессе обработки позволяет создавать регулировать контролировать зажимное усилие во время работы инструмента без снятия его со стенка; не требуется дополнительное наладочное оборудование упрощается конструкция режущего инструмента.
Многолезвийный сборный режущий инструмент на базовых поверхностях гнезд корпуса которого на штифтах установлены сменные многогранные режущие пластины закрепляемые с помощью штоков размещенных в заполненных гидропластовым наполнителем сообщающихся каналах с общим выходом перекрытым общим зажимным элементом отличающийся тем что общий зажимной элемент выполнен в виде винта расположенного в хвостовой части инструмента.
Рисунок 4.4 – Иллюстрации к патенту № 2071873
1.2 Назначение типы описание конструкции сверл
Сверло представляет собой режущий инструмент для обработки отверстий в сплошном материале либо для рассверливания отверстий при двух одновременных движениях: вращении детали или сверла вокруг оси и поступательном движении подачи вдоль оси. Классификация сверл с точки зрения области их применения:
- спиральные d=0.1 80 мм;
- спиральные с крутой спиралью d=3 25 мм;
- полукруглые d=0.08 25 мм;
- пластинчатые d=16 250 мм;
- оснащенные СНП d=12 80 мм;
- одностороннего резания: с внутренним подводом СОЖ d=2 50 мм
с внешним подводом СОЖ d=5 300 мм
с эжекторным подводом СОЖ d=18 500 мм;
- трепанирующие d=45 600 мм.
Для обработки отверстий небольшой длины (L≤5d) используются спиральные сверла из быстрорежущей стали цельные твердосплавные сверла и сверла с впаянными пластинами твердого сплава.
Части и конструктивные элементы спиральных сверл
Сверло состоит из рабочей части длиной l шейки длиной 1Ш и хвостовика длиной lХ (рис. 4.5). Конический или цилиндрический хвостовик служит для закрепления сверла в шпинделе станка удлинителе или патроне. Для сверл диаметром свыше 6 мм хвостовик имеет чаще всего коническую форму и заканчивается лапкой длиной 1Л. Лапка предназначена для выбивания сверла из конического отверстия шпинделя переходной втулки или удлинителя. Цилиндрические хвостовики могут иметь поводок длиной 1п который служит для передачи крутящего момента при закреплении сверла в разжимной втулке.
Шейка - промежуточная часть между хвостовиком и рабочей частью сверла. Она имеет несколько меньший диаметр чем рабочая часть.
Рабочая часть состоит из режущей длиной 1р и направляющей частей. Условия работы сверла определяются главным образом конструкцией его режущей части. Она имеет два лезвия которые соединены между собой сердцевиной расположенной вдоль оси сверла. Размер сердцевины соответствует диаметру окружности касательной к поверхности канавок и может увеличиваться по направлению к хвостовику для обеспечения больших прочности и жесткости сверла. Главные задние поверхности лезвий образуются при заточке сверла. Передние поверхности лезвий сверла (винтовые стружечные канавки) имеют винтовую форму по ним стружка транспортируется из зоны резания. Пересечения передних поверхностей (канавок) с главными задними поверхностями образуют главные режущие кромки. При пересечении двух задних поверхностей на сердцевине образуется поперечная кромка или перемычка (см. рис. 4.5).
Рисунок 4.5 - Части и конструктивные элементы спиральных сверл:
а - из быстрорежущей стали; б - с впаянной твердосплавной пластиной;
- стружечная канавка; 2 - главная режущая кромка; 3 - поперечная кромка; 4 - ленточка; 5 - сердцевина сверла; 6 - спинка зуба; 7 - зуб
Направляющая часть обеспечивает ориентацию сверла в кондукторной втулке или обрабатываемом отверстии и служит резервом для образования режущей части при переточках сверла. Для уменьшения трения направляющая часть сверла соприкасается с отверстием только по шлифованным винтовым ленточкам которые расположены по краю винтовой канавки. Ленточки шлифуются по окружности с очень малой конусностью по направлению к хвостовику. Они являются вспомогательными задними поверхностями лезвий сверла. Пересечения передних поверхностей (винтовых канавок) со вспомогательными задними поверхностями (ленточками) образуют вспомогательные режущие кромки.
К основным конструктивным элементам спирального сверла относятся его диаметр d и длина L ширина l и высота ленточки диаметр спинки q центральный угол канавки ширина пера В диаметр (толщина) сердцевины k.
2 Расчет геометрических и конструктивных параметров сверла
Диаметр отверстия – D=40 мм;
Длина отверстия – L=45 мм;
Материал детали – сталь 40Х (в=980 МПа).
Расчет сверла [1 с 281-293]:
Для сверла диаметром 40 мм применим пластину режущую WCMX-080412 фирмы «Sandvik Coromant» имеющую следующие геометрические параметры (рис. 4.6):
Рисунок 4.6 – Пластина режущая
Конструктивные элементы сверла (рис. 4.7)
Для лучшего прилегания режущей пластины к корпусу сверла ось резьбового отверстия корпуса смещают относительно оси отверстия пластины на величину l4=0.3 мм.
Диаметр хвостовика примем dx=40 мм.
Длина хвостовика примем lx=70 мм.
Длина режущей части. Для сверления сквозного отверстия длиной 45 мм примем l=60 мм.
Рисунок 4.6 – Конструктивные элементы сверла
Рассчитаем режимы резания [2 с. 293-300]
1. Для сверления детали выбираем сверло 40 мм.
По рекомендациям фирмы «Sandvik Coromant» принимаем s=0.1 ммоб.
5. Частота вращения шпинделя:
Принимаем n=1000 обмин.
где по табл. 32 Cм=0.012; q=2.2; y=0.8.
где по табл. 32 Cр=42; q=1.2; y=0.75.
Рассчитал и сделал рабочие дискового долбяка сборного резца с МНП и сборного сверла с МНП.
Фельдштейн Е.Э. Металлорежущие инструменты. Справочник инструментальщика Е.Э. Фельдштейн М.А Корниевич – Мн.: Дизайн ПРО 2009 – 1039 с.
Справочник технолога машиностроителя. Под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова; М.: Машиностроение 1985.
Барановский В.А. и др. Режимы резания. Справочник. М.: Машиностроение 1974.
Кузнецов Ю.И. Маслов А.Р. Байков А.Н. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. – М:Машиностроение 1983.
Бабенко Э.Г. Расчет режимов резания при механической обработке металлов и сплавов. – Хабаровск: ДВГУПС 1997. – 65с.
Справочник инструментальщика. И.А. Ординарцев и др. Под общ. ред. И.А. Ординарцева. - Л.: Машиностроение 1987. – 846с.
В.Ф. Романов Расчеты зуборезных инструментов. М.: Машиностроение 1969.
Каталог фирмы «Sandvik Coromant».
Всемирная сеть интернет.