Спосіб обробки матеріалів різанням

Спосіб обробки матеріалів різанням, при якому на матеріал діють двома інструментами в двох взаємно перпендикулярних площинах, одна з яких рівнобіжна поверхні, яку оброблюють, а інша - пе 3 сті обробленої поверхні металів та високоміцних полімерів. Технічний результат полягає в тому, що при такому способі обробки матеріалу забезпечується ефект ковзаного різання, при якому енергія деформації матеріалу, що обробляється, перетворюється в роботу руйнування молекулярних зв'язків, на більш ранній стадії деформації, таким чином забезпечуючи високу якість поверхні матеріалу, що оброблена. Крім того, чорнова та чистова обробки матеріалу здійснюються за один прохід, що підвищує продуктивность обробки. Поставлена задача досягається тим, що в способі обробки матеріалів різанням, при якому на матеріал діють двома інструментами в двох взаємно перпендикулярних площинах, одна з яких рівнобіжна поверхні, що оброблена, а інша - перпендикулярна до неї, згідно з винаходом обробку матеріалу в площині, яка перпендикулярна обробленої поверхні, виконують зубом як вільним, так і невільним різанням, а в площині, яка рівнобіжна обробленої поверхні, виконують ножем тільки вільним ковзним різанням, при цьому ріжучу крайку ножа розташовують нижче торцевої поверхні зуба, а подачу на ніж другого інструмента вибирають відповідно до залежності: S=l·sinJ, де l - довжина різальної крайки; J - кут між різальною крайкою і напрямком швидкості головного руху різання. За наявними у автора відомостям сукупність ознак, що заявляється, не відома з рівня техніки. Отже, винахід, що заявляється, відповідає критерію "новизна". В площині, що перпендикулярна обробленої поверхні, зуб, здійснюючи обертальний рух, виконує як вільне, так і невільне різання, що суттєво підвищує продуктивність за рахунок того, що він може працювати на максимально можливих режимах різання, а утворена ним шорсткість не може бути стримуючим фактором, тому що вона буде зрізана ножем, який виконує тільки вільне ковзане різання в площині обробленій поверхні. В площині, що рівнобіжна обробленої поверхні, ніж, виконуючи тільки вільне ковзане різання, здійснює обертальний рух, його ріжуча крайка, яка знаходиться нижче торцевої поверхні зуба, зрізає шорсткість, що утворена зубом, таким чином істотно підвищуючи якість обробленої поверхні. Більше того, здійснюючи різання з подачею на зуб в залежності S=l·sinJ, також істотно підвищується не тільки продуктивність, але і якість обробленої поверхні матеріалу. Максимальну продуктивність забезпечує ріжуча крайка ножа, яка в даному випадку працює всією довжиною з найбільшою подачею, а якість істотно збільшується за рахунок оптимального кута J, який максимально забезпечує ефект ковзного різання. Числове значення кута J залежить від властивостей, матеріалу, що обробляється, і може змінюватись від 1° до 45°. При куті J, що дорівнює 1°, l=5,7мм, подача на ніж S=0,1мм досягається максимальний ефект ковзного різання, при якому забезпечується найвища якість обробленої поверхні і найменша продуктивність для даної умови. Якщо кут менший 1°, 88094 4 то різання практично нездійснене, а при куті, що дорівнює 0°, нездійснене й теоретично, тому що ріжуча крайка співпадає із напрямком швидкості головного руху різання. У зв’язку з чим відбудеться ковзання, але не різання. При куті J, що дорівнює 45°, l=0,14мм, подача на ніж S=0,1мм, можливо досягатися найбільша подача на зуб, отже, й найбільша продуктивність, але при цьому ефект ковзного різання різко знижується, що суттєво позначається на якості обробленої поверхні при різанні сталей, але достатній при різанні чавуну. Оскільки чавун обладає меншою, ніж сталь, пластичністю - для нього потребується і менший ефект ковзаного різання. Сутність винаходу, що заявляється, не випливає явною уявою з відомого заявнику рівня техніки. Сукупність ознак, які характеризують відомі рішення , не забезпечують досягнення нових властивостей і лише наявність відрізняльних ознак дозволить одержати нові властивості, новий технічний результат. Отже винахід, що заявляється, відповідає критерію "винахідницький рівень". Суть запропонованого способу пояснюється за допомогою Фіг.1-Фіг.4, на яких зображена послідовна обробка матеріалу різанням, а саме: На Фіг.1 - момент процесу різання зубом; На Фіг.2 - момент процесу ковзного різання ножа; На Фіг.3 - момент процесу ковзаного різання з кутом 9; На Фіг.4 - різання в двох взаємноперпендикулярних площинах. На Фіг.1-Фіг.4 показані наступні умовні зазначення: 1 - зуб; 2 - припуск для обробки зубом; 3 - заготовка; 4 - припуск для обробки ножем; 5 - ніж; 6 ріжуча крайка ножа 5; Рn - площина різання, в якій працює ріжуча крайка ножа; Рn1 - площина різання, в якій працює ріжуча крайка зуба; Ds - рух подачі; Dг - головний рух різання. Спосіб здійснюється наступним чином. Зуб 1 зрізає припуск 2 заготовки 3 в площині, перпендикулярній обробленої поверхні Рn1 як вільним, так і невільним різанням, а припуск 4 зрізає ніж 5 ковзним різанням в площині, рівнобіжній обробленої поверхні Рn. При цьому ріжуча крайка 6 ножа 5 , знаходячись нижче торцевої поверхні зуба 1, ковзним різанням зрізає нерівності, що були отримані при різанні зубом 1 із подачею на нього відповідно до залежності S=l·sinJ. Далі робочі цикли робочих інструментів повторюються. Умовні параметри інструментів та режими різання вибирають в залежності від властивостей матеріалу, що обробляється. Кут між ріжучою крайкою 6 і напрямком швидкості головного руху різання Dг - J обирають також в залежності від властивостей матеріалу, що обробляється, і насамперед від його пластичності чи пружності. Головне завдання способу, що пропонується, міститься в тому, щоб енергію деформування оброблюваного матеріалу перетворити в роботу руйнування молекулярних зв’язків на більш ранній стадії деформації. Зуб 1 і ніж 5 працюють незалежно друг від друга, кожний в своїй площині, і викладений вище 5 88094 ефект забезпечується згідно з наведеною залежністю. Приклад 1. Для реалізації запропонованого способу виготовлений спеціальний ріжучий інструмент, який обробляв заготовку із сталі 20. Геометричні параметри зуба 1: передній куті γ=15°; задній кут α=10°; кут в плані ψ=45°. Геометричні параметри ножа 5: передній куті γ=15°; задній кут α =10°; кут між ріжучою крайкою і швидкістю головного руху різання J=10° І=0,39мм, подача на ніж S=0,1мм. Режим різання: швидкість головного руху різання V=5m/c; подача на зуб S=1,7мм; глибина різання зуба t1=3мм; глибина різання ножа t2=1мм; загальна глибина різання t=t1+t2=3+1=4(мм). Процес різання здійснюється наступним чином. Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 6 Надають обертальний рух інструменту і поступальний рух заготовці 3. Зубом 1, що здійснює невільне різання, врізаються на глибину 3мм і зрізають припуск 2, а ножем 5, що виконує вільне ковзане різання, і ріжуча крайка 6 якого знаходиться нижче торцевої поверхні зуба на 1мм, врізаються на глибину 1мм і зрізають припуск 4 метала глибиною 1мм. Таким чином здійснилося відділення слоя метала на глибину 4мм. Далі робочі цикли повторюються. Шорсткість обробленої поверхні дорівнює Ra=0,28-1,25мкм. Винахід, що заявляється, ґрунтується на теоретичних розрахунках, підтверджених експериментальними даними, може бути багато відтворений у виробництві. Отже винахід відповідає критерію "промислова придатність". Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601