Режущий инструмент

Полезная модель относится к технологии резания труднообрабатываемых конструкционных материалов с низкой теплопроводностью, а именно к режущим инструментам со сменными режущими пластинками.

Техническим результатом полезной модели является повышение стойкости инструмента за счет снижения температуры в зоне резания и, как следствие, увеличение его срока службы.

Технический результат достигается тем, что режущий инструмент, содержащий корпус, режущую пластину, опорную пластину, державку, прижим и теплоотвод, отличается тем, что корпус резца содержит канавку, в которой размещен теплоотвод, выполненный в виде тепловой трубы, радиатор которой остается снаружи.

Для работы устройства в канавке дополнительно размещают легкоплавкий сплав, например, сплав Розе, а тепловую трубу заполняют легкокипящей жидкостью, в качестве которой может быть использованы спирт, ацетон, вода.

Полезная модель относится к технологии резания труднообрабатываемых конструкционных материалов с низкой теплопроводностью, а именно к режущим инструментам со сменными режущими пластинками.

Известен режущий инструмент, включающий режущую и опорную пластинки и державку, в котором опорная поверхность державки покрыта слоем меди толщиной 5-50 мкм для улучшения контакта пластины и державки, и как следствие для улучшению теплового режима работы инструмента, приводящего к улучшению стойкости инструмента (патент РФ на изобретение .2039635, МПК B23B 27/16, 1995 г.)

Однако, теплопроводность стыка между ними и, как следствие, стойкость инструмента остаются недостаточно высокими.

Известен режущий инструмент, режущая пластина которого, содержит двухслойную вставку, закрепленную в гнезде корпуса пластины. Для повышения стойкости за счет снижения температуры в зоне резания в свободное пространство между вставкой и боковой стенкой гнезда помещен охладитель, выполненный в виде смеси медного порошка и связующего материала, в качестве которого взят клей (патент РФ на изобретение 2185935, МПК B23B 27/18, 2000 г.).

Однако, тепловой режим работы инструмента и, как следствие, стойкость инструмента остаются также недостаточно высокими.

Наиболее близким по выполнению является режущий инструмент, содержащий режущую пластину, опорную пластину, державку, прижим и выполненный в виде футляра из теплопроводящего материала (например, медного) теплоотвод, расположенный по обе стороны от режущей кромки и заполненный охладителем - легкоплавким сплавом, например, сплавом Вуда, сплавом Розе и др. (патент РФ на полезную модель 99363, МПК B23B 27/16, 2010 г.).

Однако, тепловой режим работы инструмента и, как следствие, стойкость инструмента остаются также недостаточно высокими.

Техническим результатом полезной модели является повышение стойкости инструмента за счет снижения температуры в зоне резания и, как следствие, увеличение его срока службы

Технический результат достигается тем, что режущий инструмент, содержащий корпус, режущую пластину, опорную пластину, державку, прижим и теплоотвод, отличается тем, что корпус резца содержит канавку, в которой размещен теплоотвод, выполненный в виде тепловой трубы, радиатор которой остается снаружи.

Для работы устройства в канавке дополнительно размещают легкоплавкий сплав, например, сплав Розе, а тепловую трубу заполняют легкокипящей жидкостью, в качестве которой могут быть использованы, например, спирт, ацетон, вода.

На фигуре 1 отображен общий вид устройства в собранном виде, а на фиг.2 - в разобранном виде, где 1 - нижняя часть корпуса резца, 2 - верхняя часть корпуса резца, которая позиционируется на нижней с помощью направляющих штифтов (3), и закрепляется винтами (4), 5 - режущая пластина, устанавливаемая на опорную пластину (6) с помощью прижимного рычага (7) и винта, 9 - тепловая труба, устанавливаемая в канавку нижней части корпуса с помощью держателя трубы (10).

Режущий инструмент работает следующим образом.

Тепловую трубу заполняют теплоносителем, способным понижать температуру в диапазоне 500 - 60°C, например, спирт, ацетон, вода. Одновременно пустое пространство канавки заполняют легкоплавким сплавом, например, сплавом Розе и др. Режущий инструмент подводится к обрабатываемой на токарном станке детали. Выделяющееся при обработке тепло нагревает сменную многогранную пластину до температуры порядка 400°C. Легкоплавкий сплав при плавлении поглощает тепло (фазовый переход первого рода), за счет чего происходит понижение температуры режущей пластины. Аналогичный процесс фазового перехода первого рода с поглощением тепла происходит в тепловой трубе, где жидкий теплоноситель превращается в пар, за счет чего также происходит понижение температуры режущей пластины. В результате двух совокупных процессов возрастает интенсивность охлаждения режущей пластины, что повышает стойкость инструмента и увеличивает срок его службы.

Ниже приведен пример осуществления полезной модели.

Проводят обработку титанового сплава ВТ3-1 при глубине резания t=1 мм, подаче S=0,1 мм/об, скорости резания V=70 м/мин, режущей пластиной из твердого сплава - ВК 8. На рис.1 приведена схема измерения температуры в различных точках державки. Результаты испытаний приведены на рис.2, где A1 - кривая изменения температуры нижней опорной поверхности режущей пластины во времени без охлаждения с использованием фазовых переходов, а В1 - кривая изменения температуры нижней опорной поверхности режущей пластины во времени с охлаждением за счет использования фазовых переходов. Как видно из рисунка, температура нагрева неохлаждаемого резца после 11 мин. работы составляет 360°C, температура нагрева охлаждаемого резца после 14 мин. работы составляет 130°C.

Аналогичные результаты получены при обработке марганцовистой стали 110Г13Л.

Таким образом, устройство позволяет снизить температуру резца на 200°C, что существенно повышает его стойкость.

1. Режущий инструмент, содержащий корпус, режущую пластину, опорную пластину, державку, прижим и теплоотвод, отличающийся тем, что корпус резца содержит канавку, в которой размещен теплоотвод, выполненный в виде тепловой трубы, радиатор которой расположен снаружи.

2. Режущий инструмент по п.1, отличающийся тем, что в канавке размещен легкоплавкий сплав.

3. Режущий инструмент по п.1, отличающийся тем, что теплоотвод заполнен низкокипящим теплоносителем.