Різальний інструмент

Різальний інструмент, що містить корпус, в отворах якого встановлені циліндричні різальні вставки з центральними отворами, що закріплені за допомогою гвинтів, встановлених у нарізних отворах корпусу, перпендикулярних осям отворів під різальні вставки, на бічних поверхнях різальних вставок виконані одна або дві паралельні лиски і діаметр центрального отвору різальних вставок визначений залежністю:  P  0  (d  2h)1  1183 3  , ,  bE    2 (19) 1 3 бічних поверхнях різальних вставок виконані одна або дві паралельні лиски. Діаметр центрального отвору різальних вставок визначений такою залежністю: 64630 4  P  0  (d  2h)1  1183 3  ,  bE   , а величина  , що входить до цієї залежності, визначена із співвідношення:          2 0,5 D  D2  4h л (d  h л )   0,5d  h л   D  0,5d  h л  0,5 D  D2  4h л (d  h л )   d        де d0 - діаметр центрального отвору різальної вставки; d - зовнішній діаметр різальної вставки; h - висота лиски або висота найбільшої з двох паралельних лисок, якщо лисок виконано дві; P3 - значення зусилля закріплення різальної вставки; b - довжина центрального отвору різальної вставки; E - модуль пружності матеріалу різальної вставки;  - величина зазору між різальною вставкою та отвором корпусу в осьовій площині вставки, перпендикулярній осям нарізних отворів корпусу; D - діаметр отвору в корпусі інструмента; h л - висота лиски, що контактує з корпусом інструмента. Виконання в різальному інструменті діаметра центрального отвору різальних вставок відповідно до наведеної залежності, отриманої експериментально-аналітичним шляхом, дозволяє здійснити пружну деформацію вставки від дії сили закріплення в межах зазору між вставкою і поверхнею отвору корпусу інструмента, дозволяє забезпечити контакт без зазору поверхні вставки з поверхнею отвору корпусу в напрямку дії головної складової сили різання Pz , а також дозволяє підвищити надійність вузла кріплення вставки, оскільки при цьому враховується можливість виконання на бічних поверхнях вставки плоских лисок. Недоліком відомої конструкції різального інструменту є те, що кожен із двох кріпильних гвинтів здійснює неоднакову пружну деформацію своєї ділянки різальної вставки. Це пов'язано з тим, що центральний отвір з одного боку різальної вставки є наскрізним (виходить назовні), а з іншого боку вставки - глухим (оскільки далі починається вузол кріплення різальної пластини до різальної вставки). Саме з цієї причини гвинту, розташованому ближче до різальної частини, важче здійснювати пружне деформування своєї ділянки різальної вставки. Це було підтверджено експериментами та комп'ютерним моделюванням вузла кріплення різальної вставки із застосуванням пакетів прикладних програм для ЕОМ. Тому при використанні для затискання різальної вставки двох однакових кріпильних гвинтів (одного діаметра різі) знижується надійність кріплення різальної вставки, оскільки кріпильний гвинт, розташований ближче до різальної частини, розвиває недостатнє зусилля для здійснення необхідної деформації тіла різальної вставки. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення вузла кріплення різальної вставки, що дозволить збільшити силу закріплення різальної вставки гвинтом, розташованим ближче до різальної частини, та, відповідно, підвищити надійність інструмента. Поставлена задача вирішується тим, що в різальному інструменті, що містить корпус, в отворах якого встановлені циліндричні різальні вставки з центральними отворами, що закріплені за допомогою гвинтів, установлених у нарізних отворах корпусу, перпендикулярних осям отворів під різальні вставки, на бічних поверхнях різальних вставок виконані одна або дві паралельні лиски і діаметр центрального отвору різальних вставок визначений залежністю:  P  0  (d  2h)1  1183 3  ,  bE   , а величина  , що входить до цієї залежності, визначена із співвідношення:          2 0,5 D  D2  4h л (d  h л )   0,5d  h л   D  0,5d  h л  0,5 D  D2  4h л (d  h л )   d        де d0 - діаметр центрального отвору різальної вставки; d - зовнішній діаметр різальної вставки; h - висота лиски або висота найбільшої з двох паралельних лисок, якщо лисок виконано дві; P3 - значення зусилля закріплення різальної вставки; b - довжина центрального отвору різальної вставки; E - модуль пружності матеріалу різальної вставки;  - величина зазору між різальною вставкою та отвором корпусу в осьовій площині вставки, перпендикулярній осям нарізних отворів корпусу; D- діаметр отвору в корпусі інструмента; 5 h л - висота лиски, що контактує з корпусом інструмента, відповідно до корисної моделі, гвинт, розташований ближче до різальної частини вставки, де ділянку центрального отвору виконано глухою, вибрано зі стандартного ряду діаметрів нарізних гвинтів з діаметром різі принаймні на одну позицію більшим у порівнянні з діаметром різі гвинта, розташованого з іншого боку різальної вставки, де ділянку центрального отвору виконано наскрізною. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та очікуваним технічним результатом визначається наступним. Виконання різального інструмента в сукупності з усіма суттєвими ознаками, включаючи відмінні, дозволяє завдяки збільшенню сили закріплення підвищити надійність інструмента, оскільки застосування кріпильного гвинта, розташованого ближче до різальної частини вставки (де ділянку центрального отвору виконано глухою), зі стандартного ряду діаметрів нарізних гвинтів з діаметром різі принаймні на одну позицію більшим у порівнянні з діаметром різі гвинта, розташованого з іншого боку різальної вставки (де ділянку центрального отвору виконано наскрізною), дає змогу отримати більшу силу закріплення і, відповідно, більшу пружну деформацію на цій ділянці контакту пари "гвинт-різальна вставка", що в свою чергу дозволяє забезпечити контакт без зазору поверхні вставки з поверхнею отвору корпусу і підвищити надійність інструмента. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1,5 показано осьові розрізи різних варіантів виконання конструкцій різального інструмента, на фіг. 2 - розріз А-А на фіг. 1, на фіг. 3 варіант розрізу А-А на фіг. 1 (вставка - з однією лискою висотою h) при нульовому зусиллі закріплення вставки гвинтами, на фіг. 4 - розріз Б-Б на фіг. 1, на фіг. 6 - графічний результат моделювання деформацій різальної вставки на ЕОМ, на фіг. 7 - загальний вигляд конструкції різального інструмента (торцевої фрези). Різальний інструмент містить корпус 1, у циліндричних отворах 2 якого встановлені різальні вставки 3 з центральними отворами 4. Кожна вставка закріплена по лисці 5 гвинтами 6 і 7, що встановлені в нарізних отворах корпусу 1, перпендикулярних осям отворів 2. Коли значення зусилля закріплення вставки дорівнює нулю (P3  0) , між зовнішньою поверхнею вставки 3 і поверхнею отвору 2 корпусу 1 інструмента в напрямку дії складової сили різання Pz існує зазор  / 2 (див. 64630 6 фіг.3), що після закріплення вставки 3 гвинтами 6 та 7 зникає ( / 2  0) за рахунок пружної деформації вставки 3 під дією сили закріплення P3 . При цьому пружна деформація вставки 3 забезпечує контакт зовнішньої поверхні вставки 3 з поверхнею отвору 2 за двома ділянками V та W (див. фіг.4). Гвинт 7, розташований ближче до різальної частини вставки 3 (де ділянку центрального отвору 4 виконано глухою), вибрано зі стандартного ряду діаметрів нарізних гвинтів з діаметром різі принаймні на одну позицію більшим у порівнянні з другим кріпильним гвинтом 6, розташованим з іншого боку різальної вставки 3 (де ділянку центрального отвору 4 виконано наскрізною). Запропонована конструкція різального інструмента працює таким чином. Різальну вставку 3 встановлюють зовнішньою циліндричною поверхнею у отвір 2 корпусу 1 інструмента. Закріплення вставки 3 здійснюють по лисці 5 за допомогою гвинтів 6 і 7. За рахунок пружної деформації тіла вставки 3 здійснюється контакт зовнішньої поверхні вставки 3 із поверхнею отвору 2. Гвинт 7 обирають зі стандартного ряду діаметрів нарізних гвинтів як мінімум на одну позицію більшим у порівнянні з другим гвинтом 6. Саме таке співвідношення діаметрів різі гвинтів було знайдено за допомогою експериментальних досліджень та комп'ютерного моделюванням вузла кріплення різальної вставки. Наприклад, якщо гвинт 6 має різь М12 з силою закріплення 5800 Н, то гвинт 7 потрібен бути М14 з силою закріплення 8500 Н (Справочник техника-конструктора / Самохвалов Я.А., Левицкий М.Я., Григораш В.Д. – К.: Техніка, 1978. – С. 236). При закріпленні вставки 3 гвинт 7 з більшим діаметром різі забезпечує більшу силу закріплення, що, відповідно, дає змогу забезпечити необхідну пружну деформацію ділянки різальної вставки до контакту її з поверхнею отвору корпусу інструмента. Гвинт 6 деформує свою ділянку різальної вставки, і оскільки це можна виконати меншою силою закріплення (наскрізну ділянку отвору вставки легше деформувати, ніж глуху ділянку, де є додаткова жорстка стінка), то цей гвинт 6 вибирають зі стандартного ряду діаметрів різі гвинтів меншим у порівнянні з гвинтом 7. Таким чином розроблена конструкція різального інструмента у порівнянні з існуючими дозволяє підвищити надійність інструмента за рахунок збільшення сили закріплення тієї ділянки різальної вставки, що розташована ближче до різальної частини. 7 64630 8 9 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 64630 Підписне 10 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601