Способ чистовой обработки и резец для его осуществления

( АВТОРСК 2 1ный и ехниче льство СССР(54) СПО".,ОБ 1 РЕЗЕЦ ДЛЯ ЕГО (57) Использова Сущность изобр ИСТО ОСУ ние: етени и. еГОСУДДРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетеЬ 407648, кл, В 23 В 1Авторское свидетеМ 178641, кл. В 23 В 1 Изобр р нию,Известен один из распространенных методов получения деталей в машиностроении путем механической обработки различ- ными режущими инструментами. Процесс резания осуществляется режущим клином нструмента, который обеспечивает съем припуска путем образования стружки и при- дание деталям необходимой формы, точности и чистоты обработанной поверхности,В зависимости от обрабатываемого материала, величины снимаемого припуска, требуемой точности обработки и чистоты обработанной поверхности все операции обработки условно разделяют на чернорые, получистовые и иистовые, Такое деление связано с физическими явлениями, происходящими в процессе резания; пластическими, упругими деформациями обрабатываемого материала, усадкой образующейся стружки и разрушением структуры поверхностного слоя материала обработанной поверхности большими конформацию сжатием в зоне максимальных пластических деформаций резания путем прижатия обрабатываемого материала клиновидным прижимом внаправлении кпередней поверхности инструмента, Механический режущий инструмент имеет корпус, на котором установлен клиновидный прижим со скосами; расположенными соответственно над дополнительной и главной режущими кромками инструмента и с зазором между вершиной клиновидного прикима и передней поверхностью инструмента и со смещением вершины клиновидного прикима от дополнительной кромки инструмента, 2 с.п.ф-лы, 7 ил,тактными давлениями на режущую кромку инструмента и износом его. Эти явления неизбежны. Уменьшить или изменить их влияние можно различными методами; повышением режущих свойств инструмента, уменьшением снимаемого за один проход припуска, изменениемгеометрии режущего инструмента, введением дополнительной обработки и др,Известен метод точения с опережающим пластическим деформированием, при которых поверхность резания пластически деформируют роликом с выступами, а поверхность, вышедшую из-под резца, дополнительно пластически деформируют выглаживанием, наклепыванием или чеканкой,Указанные методы связаны с повышением трудозатрат, которые резко возрастают при повышении точности изготовления и качества обработанной поверхности деталей, И там, где требуемую высокую точность и шероховатость невозможно получить методом лезвийной обработки, применяютшлифование. доводку, выглаживание и другие чистовые методы обработки.Способ чистовой обработки материаловрезанием со сжатием слоя снимаемого материала бснован на прижатии образующейся стружки у ее основания и переднейповерхности резца и обработанной поверхности путем введения прижима непосредст.венно в зону максимальных пластических.деформаций и непосредственно перед нею,что обеспечивает уменьшение пластической деформацииснимаемого резцом слояматериала, Этот метод резания в определенной мере аналогичен чистовой штамповке-выреэке, когда в зоне разделенияметаллов создается дополнительный подпор металла эа счет имеющегося в штампевыступа (острого ребра), который пластически деформируют металл в зоне его разьединения (зоне максимальныхпластических деформаций), что и обеспечивает высокую чистоту и качество вырубленных (вырезанных) деталей,При использовании предлагаемого способа за счет введения прижима может возрасти расход мощности, увеличиться усилиерезания, усложниться режущий инструменти в отдельных случаях сократиться ресурсего работы. Но при этом уменьшится высотамикронеровностей, отпадает надобность вотделочнйх операциях - шлифования, доводке, полировке. Улучшение качества обработанной поверхности выразится и вболее плавной микрогеометрии, отсутствиишарнирования и прижогов от абразивных инструментов на отделочных операциях, наличии сжимающих поверхностных напряжений,Известны различные конструкциистружколомателей, закрепляемых на резцеили реэцедержателе как подвижно, так инеподвижно,Наиболее близким по конструкции кпредлагаемому является резец со стружколомателем экранного типа, выполненным ввиде пластины, снабженной с опорной стороны выемкой и установленной на верхнейплоскости державки с возможностью регулировки вдоль оси резца.Недостатком известного резца является то, что стружколомающая пластина расположена не над главной илидополнительной режущими кромками, а находится позади их и функционально с нимине связана, не снабжена клиновидной частью со скосом и воздействует на образовавшуюся стружке вне зоны пластическихдеФормаций,Целью изобретения является повышение производительности обработки и улучшение качества обработанной поверхности.10 20 30 35 40 Поставленная цель достигается путемпластического деформирования материалаобразующейся стружки у ее корня в зонеплоскости сдвига (зоне максимальных пластических деформаций) и перед нею путемвведения прижима, закрепленного на резце,Величина зазора между передней поверхностью резца и вершиной клиновидного прижима и величина расстояния междувершиной резца и вершиной клиновидногоприжима не произвольны и зависят от режимов резания, в частности от глубины резания, свойств обрабатываемого материала игеометрии резца, влияющих на усадкустружки.Поставленная цель достигается такжетем, что к державке чистового резца, у которого дополнительная режущая кромка параллельна направлению подачи и по длинебольше величины подачи, в зоне его режущей части прикреплен прижим с клиновидной частью со скосом, при этом скосклиновидной части расположен над главнойрежущей кромкой резца, а остальной участок клиновидной части прижима - над дополнительной режущей кромкой,Расположение клиновидной части прижима над режущими кромками резца и размеры ее не произвольны, а зависят отсвойства обрабатываемых материалов исвязаны определенными соотношениями сглубиной резанияи подачей Я, По высотеЬ над дополнительной режущей кромкойклиновидная часть со скоком расположенатак, что образовавшаяся стружка имеет возможность проходить под него. Посколькухарактер процесса усадки стружки изменится из-эа введения клиновидной части со скосом в зону максимальных пластическихдеформаций, то толщина стружки будет зависеть от глубины резания и свойств обрабатываемого материала не как при обычномрезании, а будет подчиняться соотношениюЬ=(0,8-3,0)1, Это связано с перераспределением напряжений в зоне максимальных пластических деформаций, изменениемхарактера усадки стружки, что способствуетповышению чистоты и качества обработанной поверхности, лучшему отделениюстружки от обрабатываемой заготовки исходу ее по передней поверхности резца.Из аналогичных расчетов принята и величинасмещения клиновидной части прижима со скосом в сторону державки резцаот его вершины, которая равна 1=(1,0-4,0)1.Размеры 1 и й для предлагаемого резца назначаются в зависимости от величины усадки стружки, Продольная усадка стружкиесть отношение длины срезанной стружки кдлине участка, с которого она срезана. Усад- . 0,05 - 0,2 мм/об, тогда как в предлагаемомка стружки колеблется в широких пределах, способе они будут 0,5 - 2,0 мм/об.например от 0,154 для меди до 0,527 для . Поскольку применение прижима можетстали ЗОХГСА, В соответствие с этими река- увеличить суммарные (резец+ прижим) усимендациями, а также из условия неизменя лия резания, то способ целесообразно приемости объема срезаемого слоя металла.и менять для обработки деталей при ихпроведенных экспериментов размеризме- жестком закреплении, При этом получистоняется в пределах =(1,0-4,0)с, а размерв вые операции могут стать чистовыми с однопределах =(0,8-3.0)т, временным повышением точностиНа фиг,1 представлена схема резания 10 обработки и улучшением шероховатости попо предлагаемому способу чистовой абра- верхности,ботки; на фиг,2 - резец для чистовой обра- К державке резца 1(фиг.2) винтами приботки по предлагаемому способу; на фиг,З - креплен прижим. Прижим полностью изгоразрез А-А на фиг,2; на фиг.4 - разрез Б - Бтавливается из инструментальногона фиг.2, на фиг.5 - резец, вид сверху; на 15 материала, например из быстрорежущейфиг.6 - узелна фиг.5 на фиг,7 - вид В на стали, или только окончание клиновиднойфиг.5, части со скосом. Геометрия резца зависитРезец 1, внедряясь в обрабатываемый от обрабатываемого материала, но в целомматериал 2, образует стружку 3, Клиновид- принята обычной для чистовых резцов с даная часть прижима 4 расположена в зоне 20 полнительной режущей кромкой 5 (фиг.6),максимальных пластических деформаций и параллельной направлению подачи рвзца Янепосредственно перед нею. и равной= (1,2 - 1,6)Я, Клиновидная частьВведение прижима позволит умень- со скосом расположена над дополнительшить длину зоны заторможенного материа- ной и главной режущимйкромками следуюла ОК (С) и длину зоны внешнего трения 25 щим образом. Клиновидная часть 6 (фиг,З)ОМ(С), что позволит изменить положение прижима расположена над дополнительнойплоскости максимальных сдвиговых напря- кромкой 5 на расстоянии и =(0,8-3,0)т, а скосжений ц путем уменьшения угла скалывания 7 клиновидной части прижима - над главнойО. Все это создает опрокидывающий момент режущей кромкой 8 (фиг.6).струкки относительно вершины резца, ока- ЗО В предлагаемом резце может быть зазывает разрушающее действие силы нор- щитная фаска 0,2 мм с отрицательным угломмального давления К и способствует -5 и дополнительный угол в плане 20". шиотделению стружки. С другой стороны, вве- рина дополнительной кромки увеличена сдение прижима способствует уменьшению 1,1 Я до(1,2 - 1,6)Я с учетом поперечной усадопережающей трещины, что приводит к 35 ки стружки и пластической деформации, вы-уменьшению микронеровностей и микро- зываемой прижимом резца,трещин на обработанной поверхноси. Размер высоты начала скоса Н выбранКонкретное применение предлагаемый из тех же условий, которые действуют приметод резания найдет при чистовой обра- выборе. и. Скос клиновидной части приботке различных материалов. При этом об жима находится над главной режущей кромработка производится на общепринятом кой и воздействует на формирующуюсяоборудовании с применением обычных сма- стружку, уже частично имеющую усадку. Вызывающе-охлаждающих жидкостей, при- сота начала скоса Н должна находиться выемов работы и инструментов (резцов) с ше срезаемого сдеформированногозакрепленными на них прижимами, 45 металла. Назначение скоса состоит в том,Возможность более интенсивного воз- чтобы подминать, создавать подпор металдействия режущихинструментовнаобраба- ла в зону максимальных пластических детываемый материал появилась в связи с формаций и непосредственно перед нею,созданием высокоэффективных инструмен- Исходя из этих условий размер высоты натальных материалов (твердый сплав, сверх чала скоса принят равным Н = (1,5 - 6,0)т.твердые, синтетические материалы, ,Цля обеспечения схода стружки, а часизносостойкие покрытия и др,), обладаю- тично и ломания ее со стороны опорнойщих повышенным ресурсом стойкости, поверхности прижима предусмотрена выПовышение производительности дости- емка со скосом 9 (фиг.4). Скос клиновидногогается путем значительного повышения 55 выступа имеет заостренную кромку 10продольных подач, а именно в пять-шесть (фиг,7).раз в сравнении с подачами на числовыхоперациях. Например, при чистовых опера- Предлагаемый резец может быть как нациях точения подачи назначаются равными пайным, так и сборным с закреплением неперетачиваемых пластин в соответствии ссуществующими конструкциями, Прижим может устанавливаться как на резец, так и на резцедержатель, может быть конструктивно выполнен в сочетании с виброгасителем, может быть самонастраивающимся, регулируемым, подпружиненным и др. Настройка величин 1=-(1,0 - 4,0)1 и 1 т=(0,8 - 3,0)т может осуществляться по шаблону, например, зэ счет имеющегося зазора Б между прижимом 4 и вйнтами, и прокладками 11 . (фиг.2). Резец предлагаемой конструкции не будет универсальным и, как правило, будет .настроеннэ конкретные условия обработки,на конкретную операцию, Обработка производится, как правило, при малых глубинах резания, В любом случае резец должен быть жестким, прочным, виброустойчивым, так как введение прижима (по существу еще одного резца) увеличивает суммарные усилия, Им можно обрабатывать короткие, но жесткие детали, требующие высокого качества обработанной поверхности.Использование предлагаемого резца вотличие от известного позволйт повысить качество обработанной поверхности, а . именно уменьшить высоту микронербвностей, увеличить степень наклепа и соответственно, увеличить уровень остаточных сжимающих напряжений, исключить прижоги и шаркирование, присущие абразивным операциям. Повышение производительности труда обеспечивается резким увеличением подачи, Если для чистовых операций величины подачи обычно принимаются равными 0,05-0,2 мм/обтопри использовании резца предлагаемойконструкции она может быть повышена в 5-6 раз и достигать величин 0,5 - 2,0 мм/об, Использование этого резца позволит исключить отделочные операции шлифования, доводки, обработку поверхностным пластическим деформировэнием и др,формула изобретения 1. Способ чистовой обработки, по которому Осуществляют предварительное де формирование сжатием обрабатываемойповерхности, при этом детали и инструменту сообщают относительное движение резания и подачи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности и 10 качества обрабатываемой поверхности детали за счет совмещения зон пластической деформации, образованных клиновидным прижимом и инструментом, деформацию сжатием осуществляют в зоне максималь ных пластических деформаций резания путем прижатия обрабатываемого материала клиновидным прижимом в направлении к передней поверхности инструмента, приэтом расстояние от передней поверхности 20 инструмента до вершины клиновидногоприжима выбирают" из соотношения (0,83,0)т, а расстояние от вершины инструмента до вершины клиновидного прижима выбирают из соотношения (1,0.4,0)т; где т - 25 глубина резания.2, Резец для чистовой обработки резанием, содержащий корпус и режущую часть с главной и дополнительной режущими кромками, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с 30 целью повышения производительности обработки и качества обработанной поверхности, инструмент снабжен установленным нэ корпусе с возможностью продольйого и поперечного перемещения клиновидным при жимом со скосами, расположеннымисоответственно над дополнительной и главной режущими кромками инструмента и с зазором между вершиной клиновидного прижима и передней поверхностью инстру мента и со смещением вершины клиновидного прижима от дополнительной кромки инструмента.1756018 гУ Составитель В, Мосичеведактор Б. Петраш Техред М,Моргентал Корректор ободяни при ГКНТ ССС зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1 Заказ 3045 ВНИИПИ Го Тираж Подписное арственного комитета по изобретениям и открыт 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5