Різальний інструмент

Винахід відноситься до галузі виробництва і переробки полімерних матеріалів, в т.ч. їх відходів, і може бути використаний, наприклад, для гранулювання полімерів при стренговій (стрижневій) грануляції, для грануляції на фільєрній плиті, для подрібнювання відходів полімерів, особливо високонаповнених, армованих або забруднених. Відомий різальний інструмент для гранулювання пластмас [авт. свідоцтво СРСР №1706876, МПК 5 В29В9/00 від 05.01.88р., опубл. у бюл. №3 від 23.01.92p.], який містить корпус із різальною частиною, що виконана у вигляді двошарового елемента. Один шар елемента виконано з інструментальної сталі і розташований на передній грані різальної частини, а другий шар - із твердого сплаву і розташований на задній поверхні різальної частини. Різальний інструмент працює таким чином У процесі роботи різальна частина (ніж), що прикріплений корпусом до ножової головки, притискається до робочої поверхні фільєри і переміщується відносно неї. При цьому твердосплавний шар, що має високу зносостійкість, своєю ділянкою задньої поверхні сприймає тиск притискування різальної частини (ножа) до фільєри, що дозволяє ефективно знизити зношування (спрацювання) задньої поверхні в цілому, включаючи різальний окрайок і шар елементу, виготовлений із інструментальної сталі. Крім того запропоновано, знайдене дослідним шляхом, співвідношення ширин шарів із інструментальної сталі і твердого сплаву в залежності від концентрації наповнювача у гранульованому матеріалі. Недоліком цього рішення є те, що у даній конструкції різальний окрайок і ділянки різальної частини, що виготовлені із інструментальної сталі, все ще мають підвищений знос як по передній, так і по задній поверхні. Причиною цього в першу чергу є те, що в цьому технічному рішенні не враховано наявність вібраційних (коливових) процесів при зрізуванні гранул і контактній взаємодії різальної частини з робочокуюверхнею фільєрної плити. Найбільш близьким технічним рішенням є інструмент для грануляції пластичних мас [пат. Росії №2083363, МПК 6 В29В9/00, від 07.09.93p., опубл. 10.07.97р.]. Інструмент для грануляції пластичних мас містить корпус із робочою частиною (різальним елементом), що має два шари (пластини). Один із шарів, що утворює передню і частково задню поверхні, виконано із інструментальної сталі. Шар із інструментальної сталі виконано за одне ціле із корпусом, що утворює опорну і демпфувальну стінки. Другий шар виконано із високозносостійкого матеріалу. Залишок ділянки задньої поверхні робочої частини (різального елементу), що утворено другим шаром, який розміщений за опорною і демпфувальною стінкою. Таким чином передня стінка має подвійну функцію, а саме опорної носійної стінки і демпфувального прошарка, що розташований перед високозносостійким шаром. Останній несе відповідальність за швидкість стирання інструменту при контактній взаємодії різальної частини з робочою поверхнею фільєри. Використання запропонованої конструкції інструменту дозволяє підвищити ресурс його роботи. Це випливає з відомого в тріботехніці положення, що згладжування (демпфування) коливань зусиль (вібрації), а отже і взаємних мікропереміщень, мікродеформацій зменшує зношування важконавантажених контактних поверхонь деталей. Разом з цим в наведеному технічному рішенні слід відзначити такі недоліки: - демпфування відбувається лише в одній площині (в площині ковзання ножа по фільєрі), в той час коли в парі "інструмент (ніж)-фільєра" коливання відбувається у двох площинах - в площині ковзання ножа по фільєрі та в площині перпендикулярній до неї; - демпфувальний шар, виконаний із інструментальної сталі, при спрацювуванні зменшується у розмірах, що суттєво змінює його демпфувальну здатність. Ці недоліки зменшують зносостійкість пари тертя "інструмент-фільєра". В основу винаходу поставлено рішення наступної технічної задачі - створення різального інструменту, що дає можливість значно підвищити ресурс роботи інструменту і його якість. Технічне рішення цієї задачі досягається за рахунок того, що робоча частина виконана як різальний елемент, який змонтовано в корпусі різального інструменту. Дві поверхні корпусу використовуються, як опорні, до того ж одна з них через демпфувальну деталь, а третя - використовується як демпфувальна стінка через демпфувальну деталь. Суть винаходу пояснюється кресленнями. На Фіг.1 зображено розріз різального інструменту (переважний варіант виконання), на Фіг.2 - варіант установлення елементів інструменту. Різальний інструмент містить у собі корпус 1, в паз 2 (оконтурений штрих-п унктирною лінією) якого установлено різальний елемент (робочу частину) 3. Різальний елемент 3 (оконтурений штрих-пунктирною лінією) складається з пластини 4 із високозносостійкого матеріалу, яка має передню 5 і задню 6 грані. Між стінкою 7 паза 2 і пластиною 4 розташована демпфувальна клинова деталь 8, що виконує роль демпфера коливань у площині ковзання різального елемента 3 по поверхні зрізування 9 гранул. Для забезпечення постійного притискання пластини 4 до опорної поверхні 10 паза 2 між пластиною 4 із високозносостійкого матеріалу і опорною поверхнею 11 паза 2 розташовані демпфувальні клинові деталі 12, що виконують роль демпфера коливань в площині, перпендикулярній поверхні зрізування гранул 9, що постійно забезпечує наявність розпорного зусилля між поверхнею 11 паза 2 і кріпильним штифтом 13, за допомогою якого закріплена пластина 4 на корпусі 1. При установці пластини 4 без штифта 13, паз 2 виконується із заплечиком 14 (див. Фіг.2). Різальний інструмент працює таким чином Пластина 4 із високозносостійкого матеріалу, що змонтована в корпусі 1, переміщується по поверхні 9 зрізання гранул фільєри гранулятора у напрямку вказаному, стрілкою А (Фіг.1) і зрізає при цьому гранули полімера. У зв'язку з тим, що процес зрізання гранул не безупинний, - гранули дискретні, - величина зусилля різання змінюється у часі, а це викликає коливання пластини 4 та її додаткові мікропереміщення відносно поверхні 9 зрізування гранул. Ці коливання демпфує стінка 7 паза 2 за рахунок демпфувальної клинової деталі 8, запезпечуючи при цьому постійно наявність зусилля притискання пластини 4 до опорної поверхні 10 паза 2. По згаданій вище причині, а також із-за похибки виготовлення, в т.ч. і в межах установлених допусків, нерівномірності зносу по локалізуванню контактуючи х поверхнь, накладених вібрацій працюючого гранулятора, потужність двигунів якого може досягати сотень кіловат, виникають вібраційні процеси і у напрямку, перпендикулярному поверхні 9 зрізання гранул, показано стрілкою Б (див. Фіг.1). Ці коливання, демпфують демпфувальні клинові деталі 12, забезпечуючи при цьому наявність постійного розпорового зусилля між опорною поверхнею 11 та кріпильним штифтом 13, або заплечиком 14. Використання запропонованої конструкції різального інструменту дозволяє забезпечити стійкий і регульований процес різання, за рахунок застосування змінних пластин із механічним кріпленням, виключити процес їх паяння до корпусу і за рахунок цього підвищити якість і ресурс роботи інструменту.