Способ резания материала лезвийным инструментом в. и. курихина

(54) СПОСОБ (57) Иэобре гии машинос бу резания рументом. Ц повышение и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(72) В.И.Курихи621,941,(Авторское1067, кл. В РЕЗАНИЯ МАТЕРИАЛА ЛЕЗУМЕН ТОМ В . И, КУ РИХИНАение относится к технолороения, а именно к спосоатериалов лезвийным инстлью изобретения являетсяоизводительности процесса резания материала за счет уменьшения усилия на преодоление сопротивления сдвигу обрабатываемого материалав плоскости отделения среэаемогослоя. Режущей частью 3 лазерный луч 1фиксируют над передней поверхностью 2инструмента в точке б. Одновременносфокусированное лазерное излучение вточке на фокальной плоскости 8 направляют вглубь обрабатываемого материала 1 О к месту зарождения 11 и распространения опережающей лезвие на режущей кромке 5 трещины в плоскостисдвига при отделении среэаемого слоя 12.Изобретение относится к технологии машиностроения, а именно к способу резания материала,пеэвийным инструментом и предназначено для испопьзованияэ в технологических процессах машиностроительной промышленности при токарных, Фрезерных и др, видах обработки металлических и неметаллическихматериалов путем снятия припуска с 1 О заготовок в виде стружкиЦелью изобретения является повышекие производительности процесса. резания материала эа счет умекьшения усилия на преодоление сопротивления сдвигу обрабатываемого материала в плоскости отделения срезаемого слоя и снижения контактного трения срезаемого слоя с режущий инструментОсуществлением подогрева обрабаты ваемого материапа в прирезцовой области, при котором лазерное излучение подводят к обрабатываемому материалу со стороны передней поверхности режущей части инструмента, достигнуто увеличение скорости прогрева зоны резания эа счет подвода энергии непосредственно в ооласть упругого и пластического деформировакия магериала в процессе резания, фокусированием и направлением режущей частью лазерного луча к месту зарождения и распространекия по материалу опережающей лезвие инструмента трещины в материале,образующей при отделении среэаемого слоя по плоскости деформации сдвига, получена возможность концентрировать световой поток лазерного излучения над передней поверхнос.тью режущей части инструмен га и осуществлять лскаль р ный подогрев для уменьшения сопротивления обрабатываемого материала разрушению по плоскости сдвига и уменьшено трение срезаемого слоя о переднюю поверхность режущей части инструмента при удалении его из зоны резания за счет деформации срезаемого слоя под действием разности температур на наружной и внутренней (образованной плоскостью сдвига) поверхностями, Подогревом места зарождения трещины в обрабатываемом материале при отделении срезаемого слоя до температуры локального испарения материала и одновременным переводом срезаемого слоячастично в парожидкое состояние при расклинивании твердотельной части давлением паров обрабатываемого материала в плоскости сдвига созданы услокия для получения дополнительных усилий в зоне резания, разрушающих материал по плоскости сдвига, В результате перевода ма"ериалг в локальной зоне в парожидкое сстояние осуществляют генерацию псегдосжиженного подслоя между передней пверхностью режущей части инструмента и обращенной к ней поверхкостьк твердо-елькой части среэаемого слоя материала, При этом получена возможкость удаления среэаемого слоя из эоны резакия на паровом подслое без контакта его твердотельной части с передней поверх. костью режущей части икструмекта, т,е, уменьшено трение между кими,В качестве примера возможной реализации способа выбрано резание неметаллического материала, в частности резины, применителькк удалению крупных выступов рисунка протектора резцом при ьосстановительном ремонте авмобильных шик , при котором усилие резания определяется контактным давлением между среэаемой резиной и ичструментом, разным примерно 2 кГ/см2На фиг,1 покаэака схема подвода лазерного излучения в приреэцовую об" ,пасть через переднюю поверхность режущей части инструмента - резца; ка Фиг,2 - возможнь:й варнак." направления лазерного луча к зоне резания, на фиг,3 - пример передачи лазерного излучения от квантового генератора по гибкому световоду к инструменту; ка фигч - схема отделения среэаемого слоя от обрабатываемого материала,11 одогрев обрабатываемого материала производят в прирезцовой области, в ко горую лазерное излу"ение 1 от квантового генератора (ке показан) подводят со стороны передней поверхносги 2 режущей части 3 инструмента, например, выполненной из прозрачной окиси алюминия с алмазным слоем 4 на боковой поверхности (задней поверхности) для образования ре кущей кромки 5, в виде тонкоплекочкого покрытия, Режущей частью 3 лазерный луч фокусируют над передней поверхностью 2 инструмента в точке 6, преимущественно смещенной в стсроку к режущей кромке 5 путем выполнения режущей части в виде оптической собирательной линзы, имеющей выпуклость под передней поверхносгью 2 ч фокальную плоскость 8 над передней поверхностью 2, а Фокальную ось 9, каправ 1419813ленную в зону резания, Одновременна сфокусированное лазерное излучение в точке на фокальной плоскости 8 направляют вглубь обрабатываемого мате 5 риала 10 к месту зарождения 11 и распространения опережающей лезвие на режущей кромке 5 трещины в плоскости сдвига при отделении среэаемогослоя 12. При подогреве в обрабатывае О мом материале места зарождения трещины до температуры испарения материала в этой локальной зоне срезаемый слой 12 со стороны передней поверхности 2 частично переводят в парожид" 15 кое состояние и одновременно расклинивают твердотельные части материала давлением образовавшихся паров обрабатываемого материала в области плоскости сдвига при резании. При этом твер О дотельную часть срезаемого слоя 12 удаляют из зоны резания во взвешенном относительно передней поверхности инструмента 2 состоянии на паровом подслое 13, исключая контактное взаимо действие между взаимно перемещающимися поверхностями, Режущая часть 3 инструмента может находиться на его державке 14 с каналом, имеющим заглушку 15 для ввода лазерного луча 1 и преломляющую призму 1 б в месте излома оси канала 17. В канал 17 для увеличения жесткости инструмента может быть введен светопрозрачный сердечник 18 из материала на основе окислов металлов. Для регулировки нггравления лазерного излучения через передн:яо пс - верхность 2 предусмотрен узел настройки инструмента, например, в виде винтовой пары 19 на держателе 14, Инс;румент может иметь оптический разъем 20 для присоединения гибкого свето"ада 21 от квантового генератора. Излучение в зону резания может подаваться импульсами для устранения экранирующего эффекта паров метариала. Наличие парового подслоя способствует равномерному распределению давления на передню 1 о поверхность. инструмента при резании и демпфированию колебаний уси лий при резании.Формула изобретенияСпособ резания материала лезвийным инструментом, включающий подогрев эоны обработки, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения производительности обработки, обработку ведут лазерным излучением, которое подводят через переднюю поверхность режущей части инструмента, фокусируют и направляют в прирезцовую область к месту зарождения опережающей лезвие трещины, при этом подогрев осуществляют до температуры локального испарения обрабатываемого материала,ехре:., И Верее о.р дафтор Н,Горя 4214/15 1 ир ал й/ 13035 11 ос.( роиз яодс тяе ино - 1 олиярафич -,. Кое 1 редир "1 ти БНК 1 ПИ Гос по цю 1 а даре Гяеияо го .о-. ".Ъяоб 1 етеи 1:. 1 01 1 одписиое тета СССl крьтк; Ул,город, ул, Пр )ектцая