CC BY
15
УДК 621.91.02
РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ УНИВЕРСАЛЬНОГО ДОЛБЕЖНОГО РЕЗЦА СО СМЕННОЙ ЗАКЛИНИВАЕМОЙ
РАБОЧЕЙ ЧАСТЬЮ Макаров Александр Георгиевич, студент (e-mail: [email protected]) Научный руководитель Яняк Сергей Владимирович, к.т.н., доцент Вологодский государственный университет, г.Вологда, Россия
В данной статье описывается конструкция универсального сборного долбежного резца, его корпус, геометрия заклинивающейся твердосплавной вставки и способ её производства.
Ключевые слова: долбежный резец, твердосплавная вставка, унифицированный корпус.
В современной металлообработке распространение получили сборные инструменты. Сборная конструкция обеспечивает: экономию дефицитного режущего материала; утилизацию режущего материала; длительное использование корпуса резца; возможность оперативного вмешательства в технологический процесс (при признаках износа заменить режущую часть); избавление от необходимости переточки инструмента. Одним из способов закрепления режущей части в корпусе резца является заклинивание в пазу с рифлениями. Рифления предотвращают сдвиг и смещение режущей части. Обработка рифлений в корпусных деталях—сложная технологическая задача. Трудности, возникающие во время обработки:
- малая ширина паза,
- большое количество рифлений с малым или меняющимся шагом,
- большая длина рифлений,
- необходимость обработки с высокой точностью,
- разная форма рифлений,
Обработка рифлений преимущественно осуществляется на долбежных станках одновершинными долбежными резцами. Эта технология приводит к дополнительным погрешностям из-за необходимости многократного изменения положения детали и инструмента.
Мы предлагаем упростить обработку использованием гребенчатого долбежного резца сборной конструкции (рисунок 1) с самозаклинивающейся твердосплавной вставкой, выполненной в форме пластины с рифлениями с двух сторон (рисунок 2). [1]
Длина пластины зависит от длины обрабатываемого паза и складывается из трёх размеров: рабочая часть, переходная часть и заделка. Величины углов выбраны в соответствии с условием прочности, режимам обработки и габаритам обрабатываемого паза. Главный задний угол а в пределах от 4 до 6 градусов, главный передний угол у от 8 до 12 градусов, угол наклона в 5 градусов обусловлен формой паза. Угол заделки в пределах от 6 до 8 градусов обеспечивает самозаклинивание пластины в корпусе резца. Уста-
новка пластины в паз корпуса резца производится с небольшим усилием, например, ударом медного молотка. Для удобного извлечения пластины из корпуса предусмотрено овальное отверстие. Удаление пластины из корпуса резца происходит вручную при помощи клина-рычага.
32 25
/ л \
№ 1
Ш5Л V
2 фоски Е
44
1
§
1
Рисунок 1 - Сборный долбежный резец с установленной пластиной
А
_5Сив
1 ?
-----
1
1
1
Рисунок 2 — Твердосплавная вставка
Корпус имеет простую прямоугольную форму. Технологичная конструкция корпуса резца позволяет производить обработку на большинстве долбежных станков без применения дополнительной оснастки (рисунок 3).
Размеры корпуса обусловлены обеспечением достаточного вылета для обработки. Нижняя часть корпуса имеет выступ для предотвращения смещения резца в продольном направлении. Рифления в пазе самого корпуса сделаны по всей ширине для установки пластин различной ширины. Корпус изготовлен из конструкционной стали. В нем возможна установка пластин для обработки рифлений разного шага, формы и глубины (рисунок 4), а также вставок в виде: проходных двухсторонних или односторонних долбежных резцов, долбежных резцов для обработки шпоночных пазов, канавочных долбежных резцов, зубчатых долбяков для обработки зубчатых колёс для внешнего или внутреннего зацепления (рисунок 5). Возможна установка не только твердосплавных пластин, но и пластин из быстрорежущей стали.
25
Рисунок 4 — Возможные варианты рифлений
Вид А
А
А
Рисунок 5 — Примеры различных форм вставок
Пластина изготавливается методом порошковой металлургии с прессованием в жесткой пресс-форме из твердых сплавов марки Т5К10 и Т5К12. (рисунок 6). Пресс-форма состоит из сборной матрицы, нижнего и верхнего пуансонов. Гнездо матрицы имеет простую прямоугольную форму. Рифления и углы формируются торцевыми поверхностями пуансонов. Пуансоны могут быть извлечены из матрицы для нанесения рифлений и иметь цельную или сборную конструкцию (для разных форм рифлений). Для упрощения производства режущей пластины, она ограничена по периметру взаимно параллельными плоскостями.
Консольная, наклонно расположенная режущая пластина в заделке с корпусом имеет значительный вылет и сравнительно малое поперечное се-
Рисунок 6 — Жесткая пресс-форма
чение. Проверочный расчет прочности при изгибе подтвердил работоспособность инструмента (рисунок 7). Обработка выполняется со следующими режимами: подача S в пределах от 0,02 до 0,04 мм/ дв.х.; ширина срезаемого слоя b=16 мм. Сечение срезаемого слоя b-S=16-0,04=0,64 мм . С учетом твердости обрабатываемого материала (Сталь 45) HV140, силы резания Pz= 10-HV/2-(S-b) =10-140/2-0,64=448 H. Для твердого сплава Т5К10
предел прочности при изгибе : [о]= ow/K=1400/2,5=550 Н/мм 2. Момент изгиба пластины будет равен: Ми= Pz -l= 448-1,63=730,24 H/мм. Момент сопротивления вставки примем как момент сопротивления прямоугольника, равный:
W = b-h2/6=16-4,552/6=52,2 мм3. Проверяем прочность платины на изгиб: g=mh/W < [g]
g= 730,24/52,2=13,989 Н/мм2 13,989 Н/мм2 <550 Н/мм2 Условие прочности на изгиб выполняется. Ожидается, что предложенный долбежный резец уменьшит трудоемкость обработки. Технологичная конструкция универсального корпуса долбежного резца позволяет использовать один и тот же корпус для обработки различным долбежным инструментом при помощи замены вставок.
Список литературы
1. Макаров А. Г., Яняк С. В. Разработка конструкции сборного долбёжного резца /А.Г. Макаров, С.В. Яняк // Содружество наук. Барановичи-2016: материалы XII международной науч.-практ. конф. молодых исследователей. Часть 2 — Барановичи, 2016. — С. 141—143
Makarov Alexander Georgievich, student
(e-mail: [email protected])
Vologda state university, Vologda, Russia
Yanyak Sergey Vladimirovich, scientific supervisor, Cand.Tech.Sci., associate professor
Vologda state university, Vologda, Russia
DEVELOPMENT OF UNIVERSAL DESIGN OF MORTISING CUTTER WITH THE REPLACEABLE JAMMED CUTTING INSERT
Abstract. This article describes the design of universal modular mortising cutter, cutter's body, geometry of jammed carbide cutting insert and method of production.
Keywords: mortising cutter, carbide cutting insert, unified cutter body.
i463 m
Ш: wm,
Üf ~—J 1 i 1 1 J^ 1
Rz J 1 1 1
Рисунок 7— Провероч-
ный расчет прочности
