Резец

Техническое решение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано в качестве резца для чистовой и черновой обработки. Задачей предлагаемого технического решения является разработка резца с переменными динамическими характеристиками с целью отстройки системы от условий, при которых возникает резонанс, при сохранении высокой жесткости системы. Сущность технического решения заключается в том, что резец, содержащий державку с напаянной режущей пластиной, в которой выполнено наклонное к консольной части резца отверстие, в верхней части которого расположен сердечник электромагнита, в нижней части размещен стальной шарик, который совершает возвратно поступательные движения по отверстию под действием сил тяжести и электромагнитных сил при случайном характере включения электромагнита, изменяя тем самым массу консольной части резца.

Техническое решение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано в качестве резца для чистовой и черновой обработки.

Известен резец, содержащий державку с напаянной на нее режущей пластиной (ГОСТ 18877-73, ГОСТ 18879-73).

Данная конструкция резца имеет существенные недостатки.

При точении заготовок с неравномерным припуском происходит изменение усилия резания, что приводит к возникновению колебаний в технологической системе станка. Частота колебаний определяется собственной частотой инструмента и заготовки как самых слабых звеньев системы. В результате на поверхности резания образуются вибрационные волны определенной длины l₁.

l₁ =/f,

где - скорость резания, м/с; f - частота колебаний системы, Гц.

При резании «по следу» (вторичное возбуждение вибраций) в технологической системе могут установиться колебаний определенной частоты, близкой к частоте ее собственных колебаний. Система может войти в резонанс, который приводит к существенному возрастанию амплитуды колебаний, ухудшению качества обработки, повышению износа, а порой и к поломке резца.

Наиболее близким техническим решением является режущий инструмент с переменной жесткостью - АС 1192907 МПК⁵ В23В 27/16, Бюл. №43, 23.11.1985 г. Данный резец содержит державку, состоящую из набора пластин, и режущий элемент, при этом верхняя поверхность нижней пластины по длине, равной вылету инструмента, выполнена криволинейной.

Данная конструкция имеет недостатки:

- пониженную изгибную жесткость верхней пластины державки;

- необходима высокая точность обработки рабочей поверхности нижней пластины державки;

- требуется дополнительная термообработка рабочей поверхности нижней пластины державки с целью повышения ее твердости и износостойкости.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка резца с переменными динамическими характеристиками с целью отстройки системы от условий, при которых возникает резонанс, при сохранении высокой жесткости системы.

С целью исключения вероятности возникновения резонанса в системе масса консольной части резца меняется, что приводит к изменению собственной частоты колебаний f инструмента.

,

где k - коэффициент; с - жесткость, Н/м; m - колеблющаяся масса, кг.

Сущность технического решения заключается в том, что резец, содержащий державку с напаянной режущей пластиной, в которой с уклоном вниз от хвостовой части резца к консольной выполнено отверстие, в верхней части которого расположен сердечник электромагнита, в нижней части с возможностью движения размещен стальной шарик. Стальной шарик совершает возвратно поступательные движения по отверстию под действием сил тяжести и электромагнитных сил при случайном характере включения электромагнита, изменяя тем самым массу консольной части резца.

На фиг.1 представлен резец с державкой 1, на которой расположена режущая пластина. В державке 1 выполнено глубокое отверстие, в котором последовательно размещены стальной шарик 4 и

сердечник 2, связанный с катушкой электромагнита 3. Для надежности крепления узла установлена гайка 5.

Угол наклона отверстия в державке (см. фиг.1) обеспечивает преодоление шариком силы трения и его движение под действием силы тяжести в консольную часть державки резца (поз.I).

Устройство работает следующим образом.

При включении электромагнита 3 под действием электромагнитных сил шарик 4 перемещается по направлению к сердечнику 2 в поз.II, расположенную над опорной поверхностью суппорта 6, уменьшая тем самым массу консольной части державки 1. При отключении электромагнита шарик 4 под действием силы тяжести занимает поз.I. В результате масса консольной части резца увеличивается на величину, равную массе шарика.

Изменение массы приводит к изменению собственной частоты колебаний инструмента.

В результате на поверхности резания образуются вибрационные волны разной длины. В этих условиях в системе не могут установиться колебания определенной частоты, близкой к частоте ее собственных колебаний.

Случайный характер времени включения электромагнита приводит к образованию непериодических вибраций в системе и ликвидации условий для возникновения резонанса и наиболее опасных регенеративных автоколебаний при токарной обработке.

Резец, содержащий державку с напаянной режущей пластиной, отличающийся тем, что в державке с уклоном вниз, от хвостовой части резца к консольной, выполнено отверстие, в верхней части которого расположен сердечник электромагнита, в нижней части с возможностью движения размещен стальной шарик.