Самозатачивающийся режущий инструмент для древесины мягких пород
Владельцы патента RU 2433033:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная лесотехническая академия" (RU)
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Инструмент имеет режущую кромку и чередующиеся слои твердого и мягкого материала. Упомянутые слои выполнены раздельно. Соотношение твердостей слоев лежит в пределах НВ1/НВ2=4,5÷5,3, где НВ1 - твердость твердого слоя, НВ2 - твердость мягкого слоя. В результате обеспечивается повышение стойкости инструмента и качества обработки. 2 ил., 1 табл.
Режущий инструмент предназначен для высокопроизводительного и качественного деления древесины мягких пород в продольном и поперечном направлениях и может найти применение в деревообрабатывающей промышленности.
Известно устройство лезвий бытовых кухонных ножей с твердым покрытием, одна сторона кромки которых покрыта порошковым материалом, закрепленным в матрице [А.с. №23335, класс 8в, 30, 31.10.1931]. Матрица является более мягкой, чем порошковый материал, частицы которого выступают из матрицы и обеспечивают повышенную стойкость лезвия к затуплению кромки. Однако режущая кромка, образованная дискретными частицами из твердого материала, не позволяет обеспечивать гладкое режущее действие, а производит разрывы за счет растяжения материала, который режут, т.е. не обеспечит требуемого качества обработанных поверхностей. Кроме того, многослойное покрытие очень сложно в изготовлении.
Наиболее близким является самозатачивающийся режущий инструмент, имеющий кромку, включающую нанесенное на одну сторону режущей кромки покрытие, которое тверже, чем материал режущей кромки, и имеющее слоистую ламинарную микроструктуру [Патент РФ №2305623, В26В 9/00, 10.09.2007]. Основным недостатком этого инструмента следует считать высокую сложность нанесения чередующихся покрытий, причем соотношение твердостей мягкого и твердого слоев неизвестно.
Изобретение решает задачу упрощения изготовления самозатачивающегося режущего инструмента для древесины мягких пород, т.е. инструмента, обладающего повышенной стойкостью с обеспечением требуемой производительности и качества обработки.
Для этого в самозатачивающемся режущем инструменте для древесины мягких пород, имеющем режущую кромку и чередующиеся слои твердого и мягкого материала, согласно изобретению названные слои выполнены раздельно, а соотношение твердостей слоев лежит в пределах НВ1/НВ2=4,5÷5,3, где НВ1 - твердость твердого слоя, НВ2 - твердость мягкого слоя.
На фиг.1 представлен дереворежущий инструмент. На фиг.2 дан разрез инструмента в сечении А-А.
Самозатачивающийся инструмент включает корпус 1 и режущую кромку 2 с чередованием мягких 3 и твердого 4 слоев материала инструмента, соединенных механическим способом.
Один из вариантов механического соединения слоев. Слои выполнены в виде трех тонких дисков. Средний из дисков имеет наибольшую твердость (поз.2 на фиг.2), а два других меньшую (поз.3, фиг.1). Соединены диски посредством стандартных винтов с потайной головкой (поз.5, фиг.1), проходящих сквозь отверстия в корпусе (поз.1). Количество винтов крепления рассчитывается из условия прочности инструмента. Корпус 1 необходим для крепления вследствие высокой механической хрупкости диска с высокой твердостью 2, а также его большой стоимости.
Как показали проведенные исследования, проблемой получения эффекта самозатачивания для режущих устройств, работающих в условиях взаимодействия с древесиной мягких пород, является недостаточное или избыточное соотношение твердостей слоев. Если соотношение твердостей меньше оптимального значения, происходит затупление режущей кромки, т.е. эффект самозатачивания присутствует частично. Если соотношение твердостей больше оптимального значения, происходит чрезмерное заострение режущей кромки и, как следствие, обламывание и выкрашивание режущей кромки. Раздельное выполнение слоев самозатачивающегося режущего инструмента упрощает его конструкцию, позволяет полностью устранить такую операцию по подготовке инструмента к работе, как заточка.
Сравнительные испытания были проведены на основе режущих дисков с двухсторонней заточкой с углом заострения 33° для деления мягколиственной древесины вдоль и поперек волокон. Результаты приведены в таблице. Представленные в ней данные подтверждают наибольшую стойкость инструмента с оптимальным соотношением твердостей слоев более чем в 3 раза.
| № | Конструкция, материал | Соотношение твердостей слоев | Стойкость, ч |
| 1 | Цельный, сталь 9ХФ, HRCэ 40 ед. | 1,0 | 58 |
| 2 | Сборный, сталь 9ХФ, тв. сплав ВК-15 | 3,1 | 75 |
| 3 | Сборный, сталь 20Х, тв. сплав ВК-6 | 6,2 | 70 |
| 4 | Сборный сталь 45, тв. сплав ВК-6 | 4,8 | 244 |
| (изобретение) |
Самозатачивающийся режущий инструмент для древесины мягких пород, имеющий режущую кромку и чередующиеся слои твердого и мягкого материала, отличающийся тем, что упомянутые слои выполнены раздельно, а соотношение твердостей слоев лежит в пределах НВ1/НВ2=4,5÷5,3, где НВ1 - твердость твердого слоя, НВ2 - твердость мягкого слоя.
