Ротационный резец

 

Изобретение относится к размерной обработке металлов резанием в частное и к режущему инструменту Цепью изобретения является повышение качества обрабо тайной поверхности за счет улучшения стружкодробления Круглая пла стина, установленная с возможностью вращения , имеет переднюю поверхность в виде синусоидального геликоида которая в пересечении с конической задней поверхностью образует режущую кромку в виде окружности , лежащей в плоскости, параллельной плоскости основания Такое взаимное расположение режущей кромки и передней поверхности обеспечивает дробление стружки без изменения глубины резани и кмнемз тического заднего угла, т.к. в процессе резания контакт режущей кромки осуществляется в одной плоскости а при вращении криволинейная передняя поверхность плавно изменяет передний угол 7 ил.

союз сопгтских социАпистических

PEC.ПУ6ЛИК

IsiIs В 23 В 27/1

ГосудАРстВFгнlálи комит Гт

I1o изоБРетениям и от кеы I иям

ПРИ ГКНТ СССР

ОП ICAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ” tg ymI„(Э!П P 1- 1 )) .

К АВТОРСKÎMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4648810/08 (22) 12.12.BS (46) 15.03.91. 6юл. М 10 (71) Кировский политех ни <еск ий инс ит ут (72) В.В Фоминых, А И Cåдел»,» i ков

v A.fl. Флаксман (53) 621,9.025 (088 8) (56) Авторское свидетельс; во СССР

N 1060319, кл В 23 В 27/12. 1982 (54) РОТАЦИОННЬ1Й РЕЗГ Ц (57) Изобретение относигся к размерной обработке металлов резанием, в частнос1и к режущему инструменту. Целью изобретения является повышение качества обработанной поверхности эа счет улучшения

Изобретение относится к области размерной обработки металлов резанием. в частности к режущему инструменту

Целью изобретения является повышение качества обработанной поверхносги за счет улучшения стружкодробления

На фиг. 1 показана форма переднеи поверхности резца на фиг. 2 — предложенный резец (разрез по оси вращения круглой пластинки); на фиг, 3 — расчетная схема для вывода выражения, описывающего форму передней поверхности; на фиг. 4 — круглая режущая пластинка предложенного резца; на фиг. 5 — сечение А-А на фиг. 4; на фиг, б— вид сверху на фиг. 4; на фиг, 7 — развертка профиля передней поверхности по радиусу r.

Резец содержит корпус 1, установленную в нем на оси 2 и подшипниках 3 круглую режущую пластину 4 и шестерню 5, эакреп„„. Ж „„1634372 А1 стружкодробления. Круглая режу шая пластина, установленная с воэможностью вращения, имеет переднюю поверхность в виде синусоидального геликоида, которая в пересечении с конической задней поверхностью образует режущую кромку в виде окружности, лежащей в плоскости, параллельной flficскости основания. Такое взаимное расположение режущей кромки и передней поверхности обеспечивает дробление стружки без изменения глубины резания и кинематического заднего угла, т.к. в процессе резания кон гакт режущей кромки осуществляется в одной плоскости, а при вращении криволинейная передняя поверхность плавно изменяет передний угол. 7 ил. ленную гайками 6. Пластина имеет режу óI0 кромку 7, выполненную в виде окружности, расположенной в плоскости, параллельной плоскости ее основани S, Задняя поверхность 9 заточена на конус под углом а . Форма передней поверхностн 10 представляет синусоидальный ro..ликоид и может быть описана следующим выражением

R+

Z =Zo+

2 (т9 ГЪах (В П ф 1 ) Укаэанное выражение можно получить следующим образом.

На фиг. 3 изображена расчетная схема для вывода выражения.

1634372

+2 Rt(r — R) tgymax tgу

+ <9 m* 9 р

2 (19 ymax + 19 ymin ) ) l9 ) гппп (З!Пф + 1 ) ) 55

Пусть точка А принадлежит режущей кромке, а точка В находится на одной образующей с точкой А, на расстоянии r от оси.

Тогда точка А будет совершать движение по окружности радиусом. R, находящимся в 5 плоскости, параллельной плоскости основания, а точка В будет совершать двойное движение — по окружности радиусом r u вертикальное перемещение с амплитудой С по закону синуса, Причем эа один оборот 10 совершается одно колебание.

Имеем: точка А с координатами (R cos p. R sin p .Zp ) точка В с координатами (г cosp,r slop,zt + С sinp) 15 где Z — координата любой точки, лежащей нэ режущей кромке;

Zt — координата точки центра колебаний; р — угол поворота образующей относи- 20 тельно оси Х, Тогда в векторном виде получим следующее выражение для описания рассматриваем и овер но ти: где z — параметр;

Р— радиус-вектор любой точки образующей;

Г д и Pe — радиус-вектор точек А и В.

В параметрическом виде запишется

X = Хд + (Xe-Хд) г;

V = YA+ (Ye-YA) z;

Z = 2д + (2р-ZA) z где Х, Y, Z — координата любой точки поверхности;

XA, YA, ZA — координаты точки А поверхности;

Хв, Ув, Ze — координаты точки В поверхности.

Подставляя координаты точек А и В, 40 получаем:

Х = R cosp + (r созр — R cosp ) z

Y = R slnp+(r slop — R slnp)z

Z = Zp + (zi + С slnp — Zo ) т .

Для исключения параметра т возводим в квадрат выражения для Х и для Y и склацывэем их:

X +Y =R cos p+R sin p+

r- cos p(r — R )2 +z sin р(г — R )2+

+2 (R z (r — R)c0s2p+

+ R т $1п2p(r — R ));

Х2 +Vã R2 +72(r R)2+

2 x+Y =(и+т(г — R)7; x+v -R г г — а

Подставляем значение z в параметрическое выражение координаты 2 и, учитывая, что в цилиндрических координатах X+ У =p, получаем — R

2 = Zp + (21 + С slop — Zp )

Зная, что амплитуда колебаний

21 =2о (т9) гпах(Я r) — С) получим выражения для указанной поверхности в цилиндрических координатах

2 =Zo +(Zo — tg ymax( — г) +

+ 19У " — %7" " (R — г) з п„

2 Й вЂ” г

R — р

Z =Zo + 2 ((tg ymax lgymio) slop или

R — р

2 =Zo+ (tgymax(slop — 1)—

Полученное выражение позволяет определить координаты любой точки передней поверхности.

Перед началом обработки резец устанавливают тэк, чтобы плоскость, в которой лежит окружность режущей кромки, проходила через ocb обрабатываемой заготовки.

К пластинке резца в этом случае прикладывается принудительное вращение через шестерню 5. Допустимо испольэовать и схвму

1634372 самовращения режущей пластинки, в этом случае резец устанавливают так, чтобы плоскость, в которой лежит окружность режущей кромки, находилась под углом х к оси вращения заготовки.

6 процессе обработки по мере вращения режущей пластинки будет происходить плавное изменение переднего угла от + у в точке 12 до — y в точке 11, что вызовет дробление стружки вследствие изменения усадки и1ипа стружки. При этом положение режущей кромки относительно оси заготовки остается постоянным. Кинематический задний угол и глубина резания ие меняются и качество обработанной поверхности повышается.

Например, имеется резец с принудительным вращением круглой пластинки радиусом R = 15 мм, установленный так, что плоскость, в которой лежит окружность режущей кромки, проходит через ось детали.

Задняя поверхность пластинки заточена на конус с углом Q= 6 . Передние углы

ym,„— — У 1о =10

Тогда выражение для передней поверхности примет вид

2 =2о+(p) 19увах sl>p

2.-2 а

R — р R — р

Определим величины передних углов и координаты точек, лежащих на радиусе г = 10 мм, для углов p = Оо, 90о, 180о, 270 (см. фиг. 7)

Р14 =0 а 14 - Zo-Zop = Zp (Zp+ (15 10) tg 10 slll0 ); а14=0;

О

tgy14 =

15 — 10 — О, У14=00;

У2» =90 а» - Zo Zsoо = Zp - (Zp + (15 -10) tg10 х

Х sin 90о); а» = — 0,88; — 0,88

t9 y»= = — 0,176; y» = — 10

15 — 10 ф1з = 180 а1з - Zp Z 180 = Zo — (Zp + (15-1 О) tg10 х

Х sin 180о); i = г1

19У1з = 15 10 =О;у1з =О ;

Pi2 = 270 а12=2о 2270о Zp (Zo+ (15 10)tg 10 х х sin 270 ), a» = 0,88;

5 088

t9 У12 15 — 10 = 0.176: ylz = 10

Использование резца с криволинейной передней поверхностью, выполненной в виде синусоидального геликоида, образующей в пересечении с конической задней поверхностью режущую кромку в виде окружности, лежащей в плоскости, параллельной плоскости основания круглой пластинки, позволяет повысить качество обработанной поверхности, а следовательно, обеспечивает возможность использования резца на чистовой обработке. A предел изменения передних углов значительно расширяется по сравнению с резцом с волнистой режущей кромкой, это позволяет улучшить стружкодробление и расширяет номенклатуру обрабатываемых материалов.

Формула изобретения

Ротационный резец, содержащий корпус и установленную на нем с возможностью вращения круглую режущую пластинку с криволинейной передней поверхностью, отл ича ю щийс я тем, что, с целью повышения качества обработанной поверхности за счет улучшения стружкодробления, криволинейная передняя поверхность выполнена в виде синусоидального геликоида, определяемого соотношением

Z = Zo + (tg ума« { 81п р + 1 )—

2 — tg У,. (Slflllo+ 1)), где Z — координата любой точки на передней поверхности;

Zо — координата любой точки, лежащей на режущей кромке;

R — радиус окружности режущей «ромки;

p — длина радиус-вектора любой точки передней поверхности;

Умакс и Умин — наибольшее и наименьшее значения переднего угла; ф — полярный угол радиус-вектора любой тонки передней поверхности, при этом передний угол в любой точке режущей кромки определяется иэ соотношения

Zo — 2 у = агс19 R

1634372

1634372

1634372

Составитель В. Золотов

Техред М.Моргентал Корректор В. Гирняк

Редактор О. Спесивых

Заказ 716 Тираж 558 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101