Демпфирующий сборный резец

Авторы патента:

B23B27/00 - Резцы для токарных или расточных станков (для сверлильных станков B23B 51/00); подобные режущие инструменты общего назначения; приспособления к ним

Владельцы патента RU 2771248:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет» (ЮЗГУ) (RU) (RU)

Изобретение относится к механической обработке конструкционных материалов и может быть использовано в инструментальном производстве и технологии машиностроения. Демпфирующий сборный резец содержит державку, в которой размещены режущая пластина с центральным цилиндрическим отверстием, установленная на опорной пластине, закрепленной на державке с помощью фиксирующей втулки, механизм сброса режущей пластины, включающий толкатель, взаимодействующий с боковой поверхностью режущей пластины и размещенный в регулировочно-направляющей втулке, и механизм закрепления режущей пластины, включающий пластинчатую пружину для взаимодействия с передней поверхностью режущей пластины, зафиксированную на державке посредством винта, шток с регулировочной гайкой и цилиндрический штифт для взаимодействия с отверстием режущей пластины, установленный с возможностью осевого перемещения в отверстиях, выполненных в опорной пластине и державке, при этом на штоке выполнен клиновой участок для взаимодействия с наклонной лыской на упомянутом цилиндрическом штифте, размещенном соосно с регулировочным винтом. Толкатель установлен с возможностью взаимодействия с вставкой между его торцом и державкой, цилиндрический штифт расположен на подпятнике, установленном над упомянутым регулировочным винтом, шток размещен в цилиндрической втулке с возможностью взаимодействия с упомянутой регулировочной гайкой. При этом упомянутые вставка и подпятник установлены в державке с предварительным напряжением сжатия. Достигается повышение качества обработки и стойкости инструмента за счет повышения эффективности демпфирования возникающих в процессе резания вибраций. 4 ил.

Изобретение относится к механической обработке конструкционных материалов и может быть использовано в инструментальном производстве и технологии машиностроения.

Известен резец, содержащий державку, в которой расположены режущая пластина и узел ее крепления, и вставку из материала с высоким демпфированием, размещенную в выборке державки, резец снабжен подвижным упором, размещенным в опорной части, выполненной на державке и имеющей выборку, при этом продольная ось упора параллельна продольной оси резца, а в месте сопряжения опорной части с опорной плоскостью державки выполнен упругий шарнир, причем на вставке выполнен выступ, размещенный в выборке опорной части (патент РФ №2009768, МПК⁵ В23В 27/00, опубл. 30.03.1994). Недостатком является низкое качество обработки из-за неэффективности демпфирования возникающих в процессе резания вибраций, так как не виброизолированы подвижный упор и державка.

Известен сборный резец, содержащий державку, в которой размещены режущая пластина, механизм сброса режущей пластины, включающий толкатель с пружиной, и механизм закрепления режущей пластины, содержащий шток, взаимодействующий с пакетом тарельчатых пластин, резец снабжен пластинчатой пружиной для взаимодействия с передней поверхностью режущей пластины и подпружиненным цилиндрическим штифтом для взаимодействия с отверстием режущей пластины, установленным с возможностью осевого перемещения в отверстии, выполненном в державке, при этом на штоке выполнен клиновой участок для взаимодействия с наклонной лыской, выполненной на упомянутом цилиндрическом штифте (а.с. СССР №1816540, кл. В23В 27/16, опубл. 23.05.93, Бюл. №19).

Резец имеет следующие недостатки:

1. Наличие в конструкции двух цилиндрических и пакета тарельчатых пружин, расположенных последовательно в державке, значительно снижает жесткость резца и не позволяет достигнуть требуемых качества обработки и стойкости инструмента.

2. Втулка, фиксирующая на державке опорную пластину, изготовлена из материала, не обладающего свойством высокого демпфирования, поэтому не уменьшает возникающие вибрации.

3. Толкатель, цилиндрический штифт и шток не виброизолированы от державки, что также не позволяет создать обработанную поверхность необходимого качества.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение качества обработки и стойкости инструмента.

Технический результат по повышению качества обработки и стойкости инструмента достигается тем, что в демпфирующем сборном резце, содержащем державку, в которой размещены режущая пластина с центральным цилиндрическим отверстием, установленная на опорной пластине, закрепленной на державке с помощью фиксирующей втулки, механизм сброса режущей пластины, включающий толкатель, взаимодействующий с боковой поверхностью режущей пластины и размещенный в регулировочно-направляющей втулке, и механизм закрепления режущей пластины, включающий пластинчатую пружину для взаимодействия с передней поверхностью режущей пластины и зафиксированную на державке посредством винта, шток с регулировочной гайкой, цилиндрический штифт для взаимодействия с отверстием режущей пластины, установленный с возможностью осевого перемещения в отверстиях, выполненных в опорной пластине и державке, при этом на штоке выполнен клиновой участок для взаимодействия с наклонной лыской на упомянутом цилиндрическом штифте, размещенным соосно с регулировочным винтом, толкатель установлен с возможностью взаимодействия с вставкой между его торцом и державкой, цилиндрический штифт расположен на подпятнике, установленным над упомянутым регулировочным винтом, шток размещен в цилиндрической втулке с возможностью взаимодействия с упомянутой регулировочной гайкой, при этом упомянутые вставка, подпятник, цилиндрическая, фиксирующая и регулировочно-направляющая втулки выполнены из материала с высоким демпфированием, кроме того, упомянутые вставка и подпятник установлены в державке с предварительным напряжением сжатия.

На фиг. 1 представлен демпфирующий сборный резец, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 3.

Резец содержит державку 1, в которой размещены режущая пластина 2 с центральным цилиндрическим отверстием, установленная на опорной пластине 3, закрепленной на державке 1 с помощью фиксирующей втулки 4, механизм сброса режущей пластины 2, включающий толкатель 5, взаимодействующий с боковой поверхностью режущей пластины 2 и размещенный в регулировочно-направляющей втулке 6, и механизм закрепления режущей пластины 2, включающий пластинчатую пружину 7 для взаимодействия с передней поверхностью режущей пластины 2 и зафиксированную на державке 1 посредством винта 8, шток 9 с регулировочной гайкой 10, цилиндрический штифт 11 для взаимодействия с отверстием режущей пластины 2, установленный с возможностью осевого перемещения в отверстиях, выполненных в опорной пластине 3 и державке 1. На штоке 9 выполнен клиновой участок 12 для взаимодействия с наклонной лыской 13 на цилиндрическом штифте 11, размещенным соосно с регулировочным винтом 14. Толкатель 5 установлен с возможностью взаимодействия с вставкой 15 между его торцом и державкой 1. Цилиндрический штифт 11 расположен на подпятнике 16, установленным над регулировочным винтом 14. Шток 9 размещен в цилиндрической втулке 17 с возможностью взаимодействия с упомянутой регулировочной гайкой 10. Вставка 15, подпятник 16, цилиндрическая 17, фиксирующая 4 и регулировочно-направляющая 6 втулки выполнены из материала с высоким демпфированием. Вставка 15 и подпятник 16 установлены в державке 1 с предварительным напряжением сжатия.

Подготовку демпфирующего сборного резца к работе производят в такой последовательности.

Вставка 15, подпятник 16, цилиндрическая 17, фиксирующая 4 и регулировочно-направляющая 6 втулки изготовлены из материала с высоким демпфированием, могут гасить радиальные и осевые вибрации, а также эксплуатироваться под различными напряжениями и испытывать значительные деформации.

Подпятник 16 устанавливают регулировочным винтом 14 в державке 1 с предварительным напряжением сжатия, обеспечивающим усилие для расположения цилиндрического штифта 11 в центральном отверстии режущей пластины 2. Регулировочно-направляющей втулкой 6 обеспечивают сжатие вставки 15 и необходимое взаимодействие толкателя 5 с боковой поверхностью режущей пластины 2. Клиновой участок 12 штока 9 располагают в наклонной лыске 13 цилиндрического штифта 11 таким образом, чтобы штифт 11 находился в режущей пластине 2, а регулировочная гайка 10 взаимодействовала с цилиндрической втулкой 17.

Пластинчатую пружину 7, взаимодействующую с передней поверхностью режущей пластины 2, фиксируют посредством винта 8 на державке 1.

Процесс обработки конструкционного материала демпфирующим сборным резцом осуществляют следующим образом.

При обработке изделия в сборных частях резца возникают колебания, которые необходимо минимизировать. Радиальные и осевые колебания толкателя 5 демпфируют регулировочно-направляющая втулка 6 и вставка 15; цилиндрического штифта 11 - соответственно фиксирующая втулка 4 и подпятник 16; радиальные вибрации штока 9 - цилиндрическая втулка 17. В результате происходит значительное снижение вибраций всего резца, а следовательно, повышение качества обработки, т.к. составные сборные части виброизолированы от державки 1.

При необходимости сменить изношенную режущую пластину 2 выключают станок, на шток 9 в направлении стрелки «Г» воздействуют например, штоком гидро- или пневмоцилиндра. При этом шток 9 при помощи гайки 10 сжимает цилиндрическую втулку 17, смещается в направлении цилиндрического штифта 11, и клиновой участок 12, воздействуя на стенку наклонной лыски 13, перемещает штифт 11 вниз. Верхняя часть штифта 11 выходит из отверстия в режущей пластине 2, и толкатель 5 под действием силы упругости предварительно сжатой вставки 15 выталкивает режущую пластину 2 из-под пластинчатой пружины 7. Длину и ход толкателя 5 выбирают такими, чтобы часть поверхности режущей пластины 2 оставалась под пластинчатой пружиной 7 при полном выдвижении толкателя 5. В этом случае зазор от нижней поверхности пластинчатой пружины 7 до верхней плоскости опорной пластины 3 сохраняется равным толщине режущей пластины 2. Исполнительный орган загрузочного устройства (не показан) устанавливает новую режущую пластину на открытый участок опорной пластины 3 (фиг. 1), проталкивает режущую пластину под пружину 7, сжимает торцом толкателя 5 вставку 15 и одновременно выталкивает изношенную режущую пластину 2. В тот момент, когда отверстие новой режущей пластины окажется под штифтом 11, снимается усилие на штоке 9. Под действием первоначально сжатой цилиндрической втулки 17 шток 9 смещается вправо (фиг. 3), штифт 11 под действием усилия сжатия подпятника 16 входит в центральное отверстие режущей пластины 2. Включают станок и продолжают процесс резания с эффективным демпфированием вибраций, так как возможно осуществлять регулирование жесткостей сборных частей и самого резца в зависимости от обрабатываемого материала и технологических режимов резания, что повышает качество обработки, увеличивает стойкость инструмента и время между сменами режущей пластины.

Оригинальностью предложенного демпфирующего сборного резца является то, что толкатель 5 установлен с возможностью взаимодействия с вставкой 15 между его торцом и державкой 1, цилиндрический штифт 11 расположен на подпятнике 16, установленным над регулировочным винтом 14, шток 9 размещен в цилиндрической втулке 17 с возможностью взаимодействия с упомянутой регулировочной гайкой 10, при этом вставка 15, подпятник 16, цилиндрическая 17, фиксирующая 4 и регулировочно-направляющая 6 втулки выполнены из материала с высоким демпфированием, кроме того, вставка 15 и подпятник 16 установлены в державке с предварительным напряжением сжатия. Это позволяет:

1. Повысить качество обработки и стойкость инструмента путем увеличения эффективности демпфирования колебаний резца за счет виброизоляции его сборных частей от державки материалом с высоким демпфированием.

2. Увеличить время между сменами режущей пластины, так как возможно осуществление регулирования жесткостей сборных частей и самого резца в зависимости от обрабатываемого материала и технологических режимов резания.

Таким образом предлагаемый демпфирующий сборный резец позволяет достичь технического результата по повышению качества обработки и стойкости инструмента.

Демпфирующий сборный резец, содержащий державку, в которой на опорной пластине, закрепленной с помощью фиксирующей втулки, установлена режущая пластина с центральным цилиндрическим отверстием и размещены механизм сброса режущей пластины, включающий толкатель, взаимодействующий с боковой поверхностью режущей пластины и размещенный в регулировочно-направляющей втулке, и механизм закрепления режущей пластины, включающий пластинчатую пружину для взаимодействия с передней поверхностью режущей пластины и зафиксированную на державке посредством винта, шток с регулировочной гайкой, цилиндрический штифт для взаимодействия с отверстием режущей пластины, установленный с возможностью осевого перемещения в отверстиях, выполненных в опорной пластине и державке, при этом на штоке выполнен клиновой участок для взаимодействия с наклонной лыской на упомянутом цилиндрическом штифте, размещенным соосно с регулировочным винтом, отличающийся тем, что толкатель установлен с возможностью взаимодействия с вставкой между его торцом и державкой, цилиндрический штифт расположен на подпятнике, установленным над упомянутым регулировочным винтом, шток размещен в цилиндрической втулке с возможностью взаимодействия с упомянутой регулировочной гайкой, при этом упомянутые вставка и подпятник установлены в державке с предварительным напряжением сжатия.

Изобретение относится к режущему инструменту с покрытием, содержащему основу и покрытие, при этом покрытие содержит внутренний мультислой α-Al2O3 и наружный монослой α-Al2O3, толщина наружного монослоя α-Al2O3 составляет 1-10 μм, предпочтительно 3-5 μм, и толщина внутреннего мультислоя α-Al2O3 составляет менее чем или равна 35% от суммы толщины внутреннего мультислоя α-Al2O3 и толщины наружного монослоя α-Al2O3, и при этом упомянутый мультислой α-Al2O3 состоит из чередующихся подслоев α-Al2O3, и подслоев TiCO, TiCNO, AlTiCO или AlTiCNO, причем упомянутый внутренний мультислой α-Al2O3 содержит по меньшей мере 5 подслоев α-Al2O3, и по меньшей мере один слой из TiC, TiN, TiAlN или TiCN, расположенный между основой и внутренним мультислоем α-Al2O3.

Режущий инструмент с покрытием // 2766635

Изобретение относится к режущему инструменту с покрытием. Режущий инструмент с покрытием содержит основу и покрытие, причем покрытие содержит многослойную систему, состоящую из чередующихся подслоев κ–Al2O3 и подслоев TiN, TiC, TiCN, TiCO или TiCNO, причем упомянутая многослойная система содержит по меньшей мере три подслоя κ–Al2O3 и проявляет рентгенодифрактограмму в диапазоне углов сканирования θ–2θ 15–140°, на которой дифракционный пик 002 (площадь пика) является самым сильным пиком, относящимся к подслоям κ–Al2O3 многослойной системы.

Режущий инструмент с покрытием // 2766604

Изобретение относится к режущему инструменту с покрытием, включающему основу и покрытие, причем покрытие содержит многослойную систему α-Al2O3, состоящую из чередующихся подслоев α-Al2O3 и подслоев TiCO, TiCNO, AlTiCO или AlTiCNO, упомянутая многослойная система α-Al2O3 содержит по меньшей мере 5 подслоев α-Al2O3, полная толщина упомянутой многослойной системы α-Al2O3 составляет 1-15 мкм, период многослойной системы α–Al2O3 составляет 50-900 нм, при этом режущий инструмент с покрытием дополнительно содержит первый слой α-Al2O3, находящийся между основой и многослойной системой α-Al2O3, в непосредственном контакте с многослойной системой α-Al2O3, причем толщина упомянутого слоя α-Al2O3 составляет < 1 мкм, и многослойная система α-Al2O3 проявляет рентгенодифрактограмму в диапазоне углов сканирования θ-2θ 20°-140°, на которой отношение интенсивности дифракционного пика 0012 (площади пика), I(0012), к интенсивностям дифракционного пика 113 (площади пика), I(113), дифракционного пика 116 (площади пика), I(116), и дифракционного пика 024 (площади пика), I(024), составляет I(0012)/I(113) > 1, I(0012)/I(116) > 1 и I(0012)/I(024) > 1.

Снабженный покрытием режущий инструмент // 2760426

Изобретение относится к снабженному покрытием режущему инструменту для механической обработки металлов: для токарной обработки, фрезерования или сверления металлического материала: легированной, углеродистой или труднообрабатываемой твердой стали. Режущий инструмент содержит подложку, покрытую многослойным износостойким покрытием, включающим в себя слой альфа–Al2O3 и слой карбонитрида титана TixCyN1–y с 0,85≤x≤1,3, предпочтительно 1,1≤x≤1,3 и 0,4≤y≤0,85, осажденный на слой альфа–Al2O3, причем TixCyN1–y имеет коэффициент текстуры TC(hkl), равный или более 3.

Способ точения открытой границы цилиндрической или конической поверхностей заготовки с её торцевой поверхностью и инструмент для осуществления способа // 2756056

Способ относится к завершающей стадии обработки – формообразованию границы между цилиндрическими или коническими поверхностями заготовки и её торцевой поверхностью. Способ включает черновую, получистовую и чистовую обработки, которые выполняют одновременно одним инструментом и при одной подаче инструмента, которую выбирают из диапазона 0,3–0,8 мм/об, с глубиной резания черновой обработки в 2–3 раза больше подачи, получистовой обработки - в 2–3 раза меньше подачи, а чистовую обработку ведут с глубиной резания не меньше остаточной высоты неровностей на обработанной поверхности после получистовой обработки.

Демпфирующий резец // 2755559

Резец содержит режущую пластину и узел ее крепления, державку с выборкой в ней и вставку из материала с высоким демпфированием и металлическую оправку. Режущая пластина с узлом ее крепления жестко фиксирована на верхней поверхности оправки, выполненной в виде прямоугольного параллелепипеда.

Способ модификации поверхностного слоя режущих пластин из инструментальной керамики, предназначенной для точения никелевых сплавов // 2751608

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на заключительном этапе изготовления режущих керамических пластин из оксинитрида алюминия-кремния для обеспечения их повышенной износостойкости при токарной обработке жаропрочных никелевых сплавов, используемых в авиационной промышленности.

Устройство для токарной обработки // 2750226

Устройство содержит державку с упругим элементом U-образной формы, с закрепленной на рабочей ветви которого головкой крепления режущей пластины. Оно снабжено установленным на упомянутой рабочей ветви упругого элемента волноводным резонатором, внутри которого с возможностью продольного перемещения по оси Z установлена направляющая втулка, один конец которой жестко закреплен в рабочей упругой ветви, а другой установлен в рабочей части головки крепления режущей пластины.

Резец для вибрационного точения // 2749013

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для токарной обработки валов на универсальных станках. Резец содержит пружинящую державку с прорезью и отверстием, в которое ввинчен винт.

Способ изготовления оксидно-кремниевой карбидной режущей керамики новой фракции // 2748537

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению высокопрочных режущих пластин из оксидно-кремниевой карбидной керамики. Может использоваться для оснащения режущего инструмента для обработки труднообрабатываемых сталей и материалов на металлообрабатывающих станках.