Заявка Режущая пластина

РЕЖУЩАЯ ПЛАСТИНА
Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение,
являются повышение работоспособности режущей пластины и увеличение
площади обработки, производимой одной пластиной.
Поставленные задачи решаются путем достижения технического результата, который заключается в повышении ресурса режущей пластины за
счет обеспечения точности позиционирования и создания оптимальных
условий нагружения режущей кромки пластины при многопозиционном ее
использовании.
Указанный технический результат достигается тем, что у режущей
пластины на основе многогранника, с опорной поверхностью, криволинейными режущими кромками, образованными пересечением передней поверхности с боковыми поверхностями, образующая которых – прямая,
перпендикулярная опорной поверхности, режущие кромки выполнены из
двух участков, один из которых имеет проекцию на плоскость, параллельную опорной поверхности, в виде прямой линии, а второй имеет проекцию
на ту же плоскость в виде дуги, проходящей через вершину образующего
пластину многогранника, причем радиус кривизны этой дуги равен или
меньше длины стороны многогранника, а центр дуги, вершина многогранника и точка пересечения дуги второго участка со стороной многогранника
являются вершинами равностороннего треугольника. Образующая боковой
поверхности криволинейного второго участка режущей кромки может
быть расположена под углом к опорной поверхности и лежит на поверхности конуса, ось которого проходит через центр дуги второго участка перпендикулярно опорной поверхности, а вершина находится со стороны
опорной поверхности, противоположной передней поверхности.
Предлагаемое решение отличается от прототипа тем, что режущие
кромки режущей пластины выполнены из двух участков, один из которых
2
имеет проекцию на плоскость, параллельную опорной поверхности, в виде
прямой линии, а второй имеет проекцию на ту же плоскость в виде дуги,
проходящей через вершину образующего пластину многогранника, причем
радиус кривизны этой дуги равен или меньше длины стороны многогранника, а центр дуги, вершина многогранника и точка пересечения дуги второго участка со стороной многогранника являются вершинами равностороннего треугольника. Кроме того, образующая боковой поверхности криволинейного второго участка режущей кромки может быть расположена
под углом к опорной поверхности и лежит на поверхности конуса, ось которого проходит через центр дуги второго участка перпендикулярно опорной поверхности, а вершина находится со стороны опорной поверхности,
противоположной передней поверхности.
На фиг.1 показана режущая пластина в трехгранном исполнении, аксонометрия; на фиг.2 – схема построения криволинейного второго участка
режущей кромки; на фиг.3 – режущие пластины в четырех-, пяти- и шестигранном исполнении; на фиг.4 – схема построения криволинейного второго участка режущей кромки при радиусе кривизны R дуги второго участка
равном длине L стороны образующего пластину многогранника; на фиг.5 –
режущие пластины в трехгранном, четырехгранном и ромбовидном исполнении при R=L, вид сверху; на фиг.6 – сечение А–А на фиг.2 или фиг.4 при
расположении образующей перпендикулярно к опорной поверхности; на
фиг.7 – то же, при расположении образующей под углом к опорной поверхности; на фиг.8 – схема позиционирования пластины в гнезде державки; на фиг.9 – то же, при R=L; на фиг.10 – эпюра распределения напряжений 1 в зоне резания при использовании прямой режущей кромки; на
фиг.11 – то же, при использовании режущей кромки в виде дуги.
Режущая пластина (фиг.1) выполнена на основе многогранника 1 и
имеет режущие кромки, образованные пересечением передней поверхно-
3
сти 2 с боковыми поверхностями 3 и 4. Режущие кромки выполнены из
двух участков 5 и 6. Один участок 5 имеет проекцию на плоскость, параллельную опорной поверхности 7, в виде прямой линии, а второй участок 6
имеет проекцию на ту же плоскость в виде дуги, проходящей через вершину 8 образующего пластину многогранника 1. Радиус R кривизны дуги
второго участка 6 равен или меньше длины L стороны многогранника 1.
Центр 9 дуги второго участка 6, вершина многогранника 8 и точка 10 пересечения дуги второго участка 6 со стороной многогранника 1 являются
вершинами равностороннего треугольника (фиг.2,3). В случае, когда R=L,
точка 10 пересечения дуги второго участка 6 со стороной многогранника 1
совпадает с вершиной многогранника 1, соседней вершине 8, при этом
длина прямолинейного участка 5 режущей кромки равна нулю (фиг.4,5).
Образующая 11 боковой поверхности 4 криволинейного второго участка 6 – прямая, расположенная либо перпендикулярно опорной поверхности 7 (фиг.6), либо под углом к опорной поверхности 7 (фиг.7) и лежащая
на поверхности конуса 12, ось 13 которого проходит через центр дуги 9
второго участка 6 перпендикулярно опорной поверхности 7, а вершина 14
находится со стороны опорной поверхности 7, противоположной передней
поверхности 2.
Наличие у режущей пластины боковых поверхностей 3 в виде плоскостей, перпендикулярных опорной поверхности 7, позволяет осуществить
точное позиционирование пластины в гнезде державки в виде углового паза 15 (фиг.8). В случае отсутствия плоских боковых поверхностей 3 при
R=L, точное позиционирование пластины легко осуществляется, например,
в гнезде державки в виде упорного штифта 16 и цилиндрической поверхности 17 с радиусом R1 несколько меньшим радиуса R кривизны боковой
поверхности 4 (фиг.9), при этом глубина гнезда должна быть меньше толщины режущей пластины.
4
Выполнение участка 6 режущей кромки, работающей в зоне резания,
в виде дуги позволяет значительно снизить величину растягивающих
напряжений 1.
Пример. Проведен сравнительный расчет напряжений методом конечных элементов при нагружении режущей кромки силой резания Р для
следующих условий резания: черновая обработка, обрабатываемый материал – сталь с твердостью НВ 200-220, материал режущей пластины –
твердый сплав марки ВК8. Результаты расчета, приведенные в виде эпюр
на фиг.10, 11, показали, что изменение формы режущей кромки пластины с
прямолинейной на дугообразную позволило уменьшить напряжения растяжения 1 в 20 раз.
Выполнение режущей кромки из двух участков, прямолинейного для
позиционирования пластины и в виде дуги для работы в зоне резания, позволяет повысить ресурс режущей пластины за счет обеспечения высокой
точности позиционирования и создания оптимальных условий нагружения
режущей кромки пластины при многопозиционном ее использовании.
5
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Режущая пластина на основе многогранника, с опорной поверхностью, криволинейными режущими кромками, образованными пересечением передней поверхности с боковыми поверхностями, образующая которых – прямая, перпендикулярная опорной поверхности, о т л и ч а ю щ а я с я
тем, что режущие кромки выполнены из двух участков, один из которых
имеет проекцию на плоскость, параллельную опорной поверхности, в виде
прямой линии, а второй имеет проекцию на ту же плоскость в виде дуги,
проходящей через вершину образующего пластину многогранника, причем
радиус кривизны этой дуги равен или меньше длины стороны многогранника, а центр дуги, вершина многогранника и точка пересечения дуги второго участка со стороной многогранника являются вершинами равностороннего треугольника.
2. Режущая пластина по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что образующая
боковой поверхности криволинейного второго участка режущей кромки
расположена под углом к опорной поверхности и лежит на поверхности
конуса, ось которого проходит через центр дуги второго участка перпендикулярно опорной поверхности, а вершина находится со стороны опорной поверхности, противоположной передней поверхности.
6
Режущая пластина
1
2
8
6
4
7
3
5
Фиг.1
А
9
10
1
8
R=Lк
5
6
Lк
L
А
Фиг.2
7
Режущая пластина
Фиг.3
А
9
1
10
8
R=Lк
6
L
А
Фиг.4
8
Режущая пластина
Фиг.5
А–А
6
А-А
2
11
2
6
11
7
Фиг. 6
13
7
12
14
Фиг.7
9
Режущая пластина
R1
3
16
15
4
17
3
Фиг.8
Фиг.9
1
1
Р
Р
Фиг.10
Фиг.11