Різальний інструмент

Винахід відноситься до конструкції різальних інструментів, і може бути використаний при проектуванні та виготовленні інструментів із циліндричними різальними вставками, наприклад, фрез. Відомий різальний інструмент (торцева фреза), який містить різальні вставки з порожнинами, які закріплені двома гвинтами у корпусі (див. пат. України №16555. М. кл. В23С5/06, 1987). Механізм кріплення різальної вставки полягає у тому що різальна вставка розміщується у отворах корпуса з гарантованим зазором, а утримання вставки забезпечується точковими контактами гвинтів із вставками та лінійним із корпусом. Недоліком даної конструкції є те, що при закріпленні вставки гвинтами збільшується зазор між отвором у корпусі фрези та вставкою, тобто контакт вставки з корпусом є не об'ємним, а лінійним. Крім того, за рахунок порожнини, виконаної у вставці, при закріпленні її гвинтами порожнина деформується, що значно зменшує надійність кріплення вставки. Найбільш близьким до запропонованого винаходу по технічній суті та досягаємому результату є різальний інструмент, що містить корпус, в отворах якого установлені та закріплені циліндричні різальні вставки з порожнинами, в яких розміщені деформуючі вставку елементи (Пат. України №39574, М. кл. В23С5/06, 2001). Недоліком такою конструкції є те, що вставка не базується в осьовому напрямку. Сила різання, що діє в осьовому напрямку, сприймається тільки силою тертя від пружної деформації різальної вставки у отворі корпуса. Як відомо, сила тертя не є постійною силою. Це приводить до зниження точності установки різальних вставок в осьовому напрямку під час роботи інструмента. Крім того, пружня деформація різальних вставок у приведеній конструкції утворюється завдяки гвинту, сила дії якого направлена на зміщення різальної вставки в осьовому напрямку саме у той момент, коли пружня деформація ще не розпочалася, що приводить до похибок розташування вершин ріжучої частини із-за відсутності торцевого базування різальної вставки. В основу винаходу поставлена задача удосконалення різального інструмента шляхом зміни конструкції вузла кріплення різальних вставок, що дозволяє базувати в осьовому напрямку різальні вставки при закріпленні їх у корпусі та надійно затискати, за рахунок чого забезпечується точність установки різальних вставок. Поставлена задача вирішується тим, що у різальному інструменті, що містить корпус, в отворах якого установлені та закріплені циліндричні різальні вставки з порожнинами, в яких розміщені деформуючі різальні вставки елементи, згідно винаходу, порожнина кожної різальної вставки виконана конічною, а кожний деформуючий різальну вставку елемент виконаний у вигляді тяги з можливістю осьового переміщення за допомогою контргайки, розташованої на верхній різьбовій частині тяги, нижня частина якої виконана конічною і розміщена у конічній порожнині різальної вставки, і додатково постачений підпружиненою гайкою із зовнішньою різьбою, установленою з можливістю обертання у різьбовому отворі, виконаному у корпусі на одній осі з різальною вставкою, та контактує із торцевою поверхнею різальної вставки, при цьому верхня частина тяги проходить крізь отвір підпружиненої гайки, а ділянки поверхні різальної вставки, які контактують з корпусом і охоплюють конічну частину тяги, виконані з поздовжніми наскрізними щілинами. Крім того, наскрізні щілини виконані по типу меандр. Виконання різального інструмента у сукупності із усіма суттєвими ознаками, включаючи відмінні, дозволяє базувати різальну вставку по торцю до підпружиненої гайки, що виключає можливість осьового переміщення різальної вставки та виконувати водночас закріплення різальної вставки в отворі корпуса завдяки переміщенню конічної частини тяги у конічній порожнині вставки за допомогою контргайки. Наявність наскрізних щілин на ділянці поверхні різальної вставки забезпечує кращу деформацію її в порожнині при осьовому переміщенні тяги. Виконання гайки підпружиненою дозволяє виключити зазор у зовнішній різьбі гайки з корпусом та запобігти самостійною прокручування гайки під час роботи інструмента. Проходження верхньої частини тяги з різьбою крізь отвір підпружиненої гайки дає можливість застосування контргайки, яка забезпечує переміщення тяги із різальною вставкою та дотик її до торця підпружиненої гайки, подальший затиск різальної вставки у корпусі та запобігає розрегулюванню. В цьому полягає осьове базування різальної вставки у отворі корпуса та її закріплення. Завдяки наявності конічної порожнини різальної вставки та розміщеній в ній конічної поверхні тяги забезпечується надійний затиск різальної вставки у корпусі. Надійність затиску підвищується завдяки виконанню наскрізних щілин, наприклад, по типу меандр на ділянці поверхні різальних вставок. При цьому виключається можливість непередбаченого зміщення в осьовому напрямку різальних вставок при затисканні. Коливання сил різання також не впливатиме на осьове переміщення різальних вставок завдяки надійному базуванню різальних вставок по торцю із гайкою, що має нерухомий зв’язок із корпусом інструмента. Все в цілому дозволяє забезпечити точність установки різальних вставок. Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг.1 показаний осьовий розріз вузла кріплення вставки в корпусі різального інструмента, на фіг.2 - вигляд зверху на фіг.1, а на фіг.3 переріз А-А на фіг.1, на фіг.4 вид збоку на фіг.3. Різальний інструмент містить корпус 1, у отворах якого встановлені циліндричні різальні вставки 2 з конічними порожнинами 3 і деформуючими різальні вставки елементами, кожний з яких виконаний у вигляді тяги 4. В корпусі 1 на одній осі з кожною різальною вставкою 2 виконаний різьбовий отвір 5, у який загвинчується підпружинена гайка 6 із зовнішньою різьбою. Гайка 6 торцем 7 контактує із торцем циліндричної різальної вставки 2 і виконує функцію бази різальної вставки 2 для регулювання її в осьовому напрямку. В різьбовому отворі 5 між торцем гайки 6 і корпусом 1 розміщений пружній елемент, наприклад, тарілчаста пружина 8. Нижня частина 9 тяги 4 виконана конічною і розміщена у конічній порожнині 3 різальної вставки 2, а поєднана з конічною її верхня різьбова частина 10 проходить крізь отвір різальної вставки 2 та отвір підпружиненої гайки 6. На верхній різьбовій частині 10 тяги 4 розміщена контргайка 11, яка своїм торцем контактує із підпружиненою гайкою 6. Тяга 4 виконана з можливістю осьовою переміщення за допомогою контргайки 11. Ділянки поверхні різальної вставки 2, які контактують з корпусом 1 і обхоплюють нижню конічну частину 9 тяги 4, виконані з поздовжніми наскрізними щілинами 12, наприклад по типу меандр. Різальний інструмент працює таким чином. У різьбовий отвір корпуса 1 установлюють тарілчасту пружину 8 та загвинчують підпружинену гайку 6 із зовнішньою різьбою. Різальну вставку 2 із нижньою конічною та верхньою різьбовою частинами 9 та 10 тяги 4 встановлюють у корпус 1 так, щоб різьбова частина 10 тяги 4 проходила крізь отвір підпружиненої гайки 6 із зовнішньою різьбою. На різьбову частину 10 тяги 4 нагвинчують контргайку 11 і затягують її, щоб виконати дотик підпружиненої гайки 6 із зовнішньою різьбою до різальної вставки 2, та вибрати зазор між торцями підпружиненої гайки 6 і контргайки 11. Після цього виконують регулювання положення різальних вставок 2 в осьовому напрямку, обертаючи підпружинену гайку 6 із зовнішньою різьбою. Завдяки дотику торця різальної вставки 2 до торця підпружиненої гайки 6 та відсутності зазору між підпружиненою гайкою 6 та контргайкою 11 при обертанні підпружиненої гайки 6 остання рухається в осьовому напрямку і водночас pyxaє в тому ж осьовому напрямку різальну вставку 2. Базування по торцю підпружиненої гайки 6 із різальною вставкою 2 дає можливість виконати регулювання положення різальної вставки 2 в осьовому напрямку. Після закінчення регулювання в осьовому напрямку усіх різальних вставок 2 інструмента дещо відпускають контргайки 11 на тязі 4 та орієнтують різальні вставки 2 у радіальному напрямку, наприклад по шаблону. Утримуючи кожну різальну вставку 2 від провороту, загвинчують контргайку 11 на тязі 4 до надійного закріплення різальної вставки 2 у корпусі 1. При загвинчуванні контргайки 11 нижня конічна частина 9 тяги 4 рухається в осьовому напрямку і деформує різальну вставку 2 у конічній порожнині 3. Завдяки наявності щілин 11 типу меандр, розміщених на ділянці поверхні різальної вставки 2, вона деформується відразу після початку руху тяги 4, в результаті чого різальна вставка 2 надійно затискається в отворі корпуса 1. Таким чином різальний інструмент завдяки запропонованій конструкції базування та закріплення різальних вставок дає можливість підвищити точність регулювання положення різальних вставок в осьовому напрямку, їх установки у радіальному напрямку, швидкість і зручність регулювання, що дозволяє підвищити надійність експлуатації інструмента в умовах реального виробництва (вібрації, обробка з ударами, та інше).