close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY19260

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2015.06.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
B 23B 27/16
(2006.01)
СПОСОБ УСТАНОВКИ СМЕННОЙ РЕЖУЩЕЙ ПЛАСТИНЫ
В РЕЖУЩЕМ ИНСТРУМЕНТЕ
(21) Номер заявки: a 20110025
(22) 2011.01.06
(43) 2012.08.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Полоцкий государственный университет" (BY)
(72) Авторы: Попок Николай Николаевич; Терентьев Виктор Александрович; Хмельницкий Руслан Сергеевич; Сидикевич Алексей Владимирович; Сопиков Иван Яковлевич
(BY)
BY 19260 C1 2015.06.30
BY (11) 19260
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Полоцкий государственный
университет" (BY)
(56) RU 2334592 C2, 2008.
RU 2380197 C1, 2008.
SU 1745417 A1, 1992.
SU 1046029 A, 1983.
SU 1609551 A1, 1990.
SU 965606, 1982.
BY 3107 C1, 1999.
(57)
Способ установки сменной режущей пластины в режущем инструменте, содержащем
Т-образный прихват и корпус с продольным сквозным пазом для перемещения прихвата и
расположенным перпендикулярно ему открытым пазом, в котором его боковая поверхность является опорной базой для сменной режущей пластины, а перпендикулярная ей поверхность является установочной базой для сменной режущей пластины, при котором
сменную режущую пластину устанавливают на конце Т-образного прихвата, являющегося
для нее опорной базой, закрепляют с помощью штифта, затем Т-образный прихват со
сменной режущей пластиной располагают в продольном сквозном пазу корпуса и перемещают их вдоль поверхности продольного сквозного паза до упора сменной режущей
пластины в опорную базу корпуса и зажимают ее винтом, прижимая к установочной и
опорной базам.
Фиг. 1
BY 19260 C1 2015.06.30
Изобретение относится к области обработки материалов резанием и режущим инструментам.
Известен способ установки сменных режущих пластин в режущем инструменте, предусматривающий базирование сменной режущей пластины по опорной, направляющей и
установочной базам и прижатие ее прихватом сверху [1]. В соответствии с этим способом
опорную базу выполняют в виде штифта, расположенного в корпусе режущего инструмента, что приводит к уменьшению прочности корпуса режущего инструмента. Направляющая база располагается на поверхности прихвата в виде клина, который передней
своей частью упирается в пластину режущую, а задней - в корпус режущего инструмента.
При закреплении сменной режущей пластины прихват перемещается вниз и происходит
перемещение сменной режущей пластины от корпуса режущего инструмента до упора в
штифт. При обработке режущим инструментом с таким способом крепления сила резания
направлена в противоположную сторону силы закрепления сменной режущей пластины, а
также зажатие прихвата может вызвать отрыв нижней поверхности пластины от установочной базы, что приведет к вибрациям в процессе обработки.
Наиболее близким техническим решением является способ установки сменной режущей пластины CoroTurn RC rigid clamping (жесткое крепление), предложенный фирмой
Sandvik Coromant [2]. Способ заключается в базировании сменной режущей пластины по
опорной, направляющей и установочной базам, располагаемым в закрытом пазу корпуса
режущего инструмента. Закрепление сменной режущей пластины осуществляется посредством прихвата с винтом, имеющим на противоположной стороне от пластины скос для
обеспечения его перемещения. Способ осуществляется следующим образом. Пластину
располагают в закрытом пазу корпуса инструмента. Затем устанавливают прихват по отверстию сменной режущей пластины и скосу, выполненному на корпусе режущего инструмента. После чего в корпус режущего инструмента, через отверстие в прихвате,
вкручивают винт, в результате чего сменная режущая пластина прижимается к опорной
базе и боковым поверхностям закрытого паза, что обеспечивает точное позиционирование
и надежное закрепление.
Однако известный способ имеет следующие существенные недостатки: невысокую
универсальность способа установки сменных режущих пластин и низкую технологичность изготовления режущего инструмента. Известный способ применим только для
сменных режущих пластин с отверстием. Для выполнения закрытого паза требуется применение высокоточного оборудования, что в свою очередь приводит к удорожанию режущего инструмента с данным способом установки сменной многогранной пластины.
Задача предлагаемого способа заключается в повышении его универсальности и технологичности изготовления режущих инструментов с обеспечением точности установки
сменной режущей пластины.
Поставленная задача достигается тем, что способ установки сменной режущей пластины в режущем инструменте, содержащем Т-образный прихват и корпус с продольным
сквозным пазом для перемещения прихвата и расположенным перпендикулярно ему открытым пазом. Боковая поверхность открытого паза является опорной базой для сменной
режущей пластины, а перпендикулярная ей поверхность является установочной базой для
сменной режущей пластины. Сменную режущую пластину устанавливают на конце Тобразного прихвата, являющегося для нее опорной базой, закрепляют с помощью штифта.
Затем Т-образный прихват со сменной режущей пластиной располагают в продольном
сквозном пазу корпуса и перемещают их вдоль поверхности продольного сквозного паза
до упора сменной режущей пластины в опорную базу корпуса и зажимают ее винтом,
прижимая к установочной и опорной базам.
Способ осуществляется следующим образом. Вначале устанавливают сменную режущую пластину на конце Т-образного прихвата. Затем прихват размещают в продольном
сквозном пазу корпуса режущего инструмента с одновременной установкой сменной ре2
BY 19260 C1 2015.06.30
жущей пластины на установочную базу. После этого завинчивают винт либо в корпус режущего инструмента, либо в прихват. Выполнение резьбового отверстия под винт в корпусе режущего инструмента или в прихвате зависит от конструкции режущего
инструмента. Причем независимо от того, где выполнено резьбовое отверстие под винт,
прихват вместе со сменной режущей пластиной имеет возможность свободного перемещения вдоль открытого сквозного паза за счет скоса, выполненного на корпусе режущего
инструмента, до упора сменной режущей пластины в направляющую базу. Перемещение
прихвата в горизонтальной плоскости исключается за счет допусков на размеры продольного сквозного паза и прихвата в поперечном сечении.
Опорная база может быть выполнена как для сменных режущих пластин с отверстиями в виде штифта со сферической или иной поверхностью, так и для пластин без отверстия в виде сочетания плоских и криволинейных поверхностей в зависимости от формы
сменной режущей пластины.
Отличием заявляемого способа является иная последовательность выполнения действий при установке сменной режущей пластины, а также использование конструктивных
элементов режущего инструмента, без которых способ невыполним.
Возможность использования сменных режущих пластин с отверстием и без отверстий
в одном корпусе режущего инструмента, за счет смены лишь одного конструктивного элемента-прихвата, повышает универсальность режущего инструмента.
Благодаря выполнению установочной и направляющей баз под сменную режущую
пластину в виде открытого паза и выполнению продольного сквозного паза под прихват
значительно повышается технологичность изготовления режущего инструмента, так как
изготовление пазов осуществляется "на проход" и не требуется применение специального
оборудования.
На фиг. 1-4 представлены схемы установки сменной режущей пластины в режущем
инструменте, причем на фиг. 1 представлена схема крепления сменной режущей пластины
с отверстием; на фиг. 2 - схема крепления сменной режущей пластины с отверстием, вид
сверху; на фиг. 3 представлена схема крепления сменной режущей пластины без отверстия; на фиг. 4 - схема крепления сменной режущей пластины без отверстия, вид сверху.
На фиг. 5 представлена теоретическая схема базирования прихвата. На фиг. 6 показана
расчетная схема примера конкретного выполнения способа крепления.
На фигурах точками 1, 2, 3 обозначена установочная база, точками 4 и 5 - направляющая база, точкой 6 - опорная база, корпус режущего инструмента 7, сменная режущая пластина 8, прихват 9, винт 10, штифт 11. Стрелочками показаны направления действия сил,
возникающие при завинчивании винта. Pз - направление силы затяжки винта, W2 - направление силы закрепления сменной режущей пластины. l1 и l2 - плечи рычажного механизма, реализуемого Т-образным прихватом.
Предлагаемый способ закрепления рассмотрим на примере закрепления сменной режущей пластины 8 с отверстием, который реализуется следующим образом. Сменную режущую пластину 8 ориентируют относительно опорной базы, выполненной в виде штифта
11, на Т-образном прихвате 9 с одновременной установкой ее на установочной базе. При
этом Т-образный прихват 9 располагают в продольном сквозном пазу корпуса режущего
инструмента 7. После этого Т-образный прихват 9 со сменной режущей пластиной 8 перемещают вдоль продольного сквозного паза до упора сменной режущей пластины 8 в направляющую базу и зажимают винтом 10. Причем при зажиме винта 10 сменная режущая
пластина 8 до упора прижимается в установочную и направляющую базы, что лишает ее
перемещения под действием сил Pz и Px. Перемещению под действием силы резания Py
препятствует прихват 9, расположенный в продольном сквозном пазу.
Силу зажима винта 10 можно рассчитать, рассмотрев режущий инструмент как приспособление для закрепления сменной пластины режущей 8, состоящее из рычажного и
винтового механизмов [3].
3
BY 19260 C1 2015.06.30
Для винтового механизма усилие зажима рассчитывается по формуле:
Q⋅l
W1 =
η,
(1)
1 D3 − d 3
rср ⋅ tg (ψ + ϕпр ) + µ 2
2
3 D −d
где W1 - усилие зажима пластины режущей, Н;
Q - исходное усилие зажима, Н;
l - плечо зажима, мм;
rср - средний радиус резьбы, мм;
ψ - угол подъема резьбы, град.;
ϕпр - приведенный угол трения, град.;
µ - коэффициент трения на плоском торце винта;
D - внешний диаметр опорного торца винта, мм;
d - внутренний диаметр опорного торца винта, мм;
η - КПД винтового механизма.
Для схемы (фиг. 6) получены следующие расчетные данные: rср = 2,3375 мм;
tgψ = 0,0545, ψ = 3,12°; ϕпр = 9,82°; D = 8,5 мм; d = 6 мм; ηсм = 0,12.
При плече 10 мм изменение силы зажима равно W1 = 1,1Q.
Учитывая условие прочности винта с метрической резьбой
(2)
W
≤
σ
σ=
,
р
c ⋅ d2
где c = 0,5 - коэффициент для метрической резьбы с крупным шагом;
[σр] = 80 - допускаемые напряжения материала винта,
получили, что усилие зажима не должно превышать Q = 909 Н.
С учетом того что закрепление и открепление сменной режущей пластины необходимо производить с минимальной затратой сил и времени рабочего, т.е. усилие руки не
должно превышать 147 Н, то можно рекомендовать увеличить плечо зажима с 10 мм до
61 мм для получения максимального усилия зажима, выдерживаемого винтом. Тогда максимальный момент в резьбе будет достигать
W
Tр = Ql = 1 = 9090 H. А при Q = 147 Н и минимальном плече, равном 10 мм,
0,11
Tр = Ql = 1470 Н.
Осевая сила затяжки, возникающая в резьбе, равна силе затяжки, рассчитываемой по
формуле:
[ ]
Pз = FВ =
2Tр
.
d 2 tg (ψ + ϕпр )
(3)
Сила затяжки при минимальном плече 10 мм будет равна P3 = 2737 Н, а при максимальном плече 61 мм - Pз = 16922 Н.
Рассчитать силу, действующую на сменную режущую пластину через рычажный механизм, можно из уравнения моментов относительно точки А:
(4)
∑ М A = Pз ⋅ l1 − W2 (l1 + li ) = 0,
где W2 - сила закрепления пластины;
l1 и l2 - плечи рычажного механизма; l1 = 17,5 мм; l2 = 16,5 мм.
Выразив из уравнения моментов силу закрепления сменной режущей пластины с учетом КПД рычажного механизма, получим:
W2 =
Pз ⋅ l1
0,95.
l1 + l 2
4
(5)
BY 19260 C1 2015.06.30
Тогда при минимальном плече в 10 мм на сменную режущую пластину действует сила, равная 1408 Н, а при максимальном плече в 61 мм - 8709 Н.
Как видно из приведенных расчетов, предлагаемый способ установки сменной режущей пластины обеспечивает ее надежное закрепление даже при минимальном плече.
По такому же методу производится расчет усилия зажима сменных режущих пластин
без отверстия.
Использование предлагаемого способа установки по сравнению с существующими
повышает универсальность за счет установки сменных режущих пластин с отверстием и
без него в открытом пазу одного и того же режущего инструмента. Технологичность изготовления режущих инструментов повышается за счет выполнения пазов "на проход". В
результате эти технические решения позволяют снизить затраты на использование и изготовление режущего инструмента.
Источники информации:
1. RU 2334592, МПК B 23B 27/16, 2008.
2. Официальный сайт фирмы Sandvik Coromant [Электронный ресурс] / Каталог продукции - Россия, 2010. - Режим доступа: http://www.coromant.sandvik.com - Дата доступа:
10.06.2010.
3. Антонюк В.Е. В помощь молодому конструктору станочных приспособлений. Минск: Беларусь, 1975. - С. 351.
Фиг. 2
Фиг. 3
5
BY 19260 C1 2015.06.30
Фиг. 4
Фиг. 5
Фиг. 6
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
151 Кб
Теги
by19260, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа