СОЗДАНИЕ МОДЕЛИ СБОРНОЙ ПРОТЯЖКИ СО СМЕННЫМИ ТВЕРДОСПЛАВНЫМИ ПЛАСТИНАМИ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ

УДК 621.91.02

DOI: 10.24412/2071-6168-2022-4-479-484

СОЗДАНИЕ МОДЕЛИ СБОРНОЙ ПРОТЯЖКИ СО СМЕННЫМИ ТВЕРДОСПЛАВНЫМИ ПЛАСТИНАМИ

Е.В. Артамонов, Д.В. Васильев, Т.Е. Помигалова, Д.А. Русских

Рассмотрен режущий инструмент протяжка с использованием сменных твердосплавных пластин. На основании исследований выявлено, что круглая, трехгранная, радиусная пластина имеют повышенную прочность. В CAD/CAM-системе Компас 3D V15 компании АСКОН создана модель сборной протяжки со сменными твёрдосплавными пластинами.

Ключевые слова: режущий инструмент, проектирование, сменная твердосплавная пластина, протяжка.

В данной работе рассмотрены проблемы такого сложного и в этот же момент эффективного производственного процесса обработки отверстий, как протягивание.

На сегодняшний день номенклатура сборных конструкций режущего инструмента с использованием инструментальных твёрдых сплавов широко применяется в токарных, фрезерных, сверлильных, строгальных видах обработки. В основном это поставщики ведущих инструментальных фирм: Sandvik Coromant, Widia, Mitsubishi, Her-tell.

Принимая во внимание наличие проблемных вопросов по проектированию и изготовлению данной категории инструмента, их сложность и многофакторность, авторами предлагаются различные приемы, позволяющие повысить их эффективность. Однако с приходом эры твёрдых сплавов и с применением твёрдосплавных элементов появляется потребность, в целях экономии инструментального материала и повышения производительности, в сборном инструменте со сменными твердосплавными элементами, который нашёл широкое применение в остальных видах механической обработке резанием металлов.

Основная часть. При проектировании сборных инструментов определяющим фактором является выбор формы и конструктивных параметров сменных режущих пластин (СРП).

В работе [1] на основании результатов исследований напряжённо-деформированного состояния автор пришёл к выводу, что с увеличением угла £ при вершине повышается прочность пластин, а с уменьшением угла £ при вершине увеличивается точность их позиционирования. Результатом работы стало ранжирование пластин по этим двум показателям (рис. 1).

Широкая номенклатура конструктивных параметров СРП предоставляет большой выбор пластин для определенных условий резания металлов. Поэтому выбор осуществляется перебором пластин, удовлетворяющих конкретным условиям обработки.

479

Для этого нужно сделать выбор пластин по имеющимся справочным данным, инструментальным каталогам или практическим назначениям, а затем сравнить выбранные пластины по степени удовлетворения их принятым критериям.

ПОВЫШЕНИЕ ПРОЧНОСТИ

55° 60° 80° 90° 90° 108° 120° 180°

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ

Рис. 1. Классификация форм СРП

На основании работ [1] и [2] было выбрано 3 варианта пластин трёхгранной, круглой и радиусной формы, которые представлены на рис. 2-4. Размеры пластин приведены в табл.1-3.

Рис. 2. Общий вид трёхгранной пластины

Таблица 1

Размеры трёхгранной пластины__

^ мм m, мм г, мм d, мм s, мм

22,0 18,256 0,4 12,700 4,76

Рис. 3. Общий вид круглой пластины

Таблица 2

Размеры круглой пластины__

мм d1, мм d2, мм s, мм

12,7 3,3 7,0 3,18

Проектирование и создание модели сборной протяжки производилось в CAD/CAM-системе Компас 3Б V15 компании АСКОН (Россия) в следующей последовательности.

1) Согласно анализу литературных данных и авторских свидетельств корпус протяжки рекомендуется выполнить виде цельной части протяжки с конструктивными элементами задней направляющей и основной части в виде цилиндра, на который будут одеваться режущие секции и направляющие втулки (рис. 5).

2) Режущие секции представляют собой кольца из конструкционной стали, в которые закреплены сменные режущие твёрдосплавные пластинки. Режущие секции выполняют роль черновых зубьев протяжки. Режущие секции располагаются под углом определённым образом чтобы СРП располагались в шахматном порядке. Варианты режущих секции представлены в зависимости от выбора сменной твердосплавной пластины (рис. 6-8).

~т I

_ 1 _

ТЙ1

Рис. 4. Общий вид радиусной пластины

Размеры радиусной пластины

Таблица 3

1, мм т, мм R, мм г, мм dl, мм d2, мм s, мм

22,0 18,256 23,0 0,4 3,3 5,1 4,76

-Я

Рис. 5. Цельная часть протяжки

Рис. 6. Режущая секция с круглыми СРП

Рис. 7. Режущая секция с трехгранными СРП

Рис. 8. Режущая секция с радиусными СРП

3) Чистовая режущая секция выполнена из конструкционной стали с впаянным в неё кольцом из твёрдого сплава. Чистовая секция предназначена для окончательного срезания слоя металла, оставленного режущими секциями при групповой схеме резания (рис. 9).

Рис. 9. Чистовая режущая секция

4) Установочная втулка предназначена не только для формирования размера осевого шага X, также она исполняет роль стружечной канавки (рис. 10).

Рис. 10. Установочная втулка

5) Готовая спроектированная протяжка со сменными твердосплавными пластинами представлена на рис. 11.

т

Рис. 11. Сборная протяжка

В результате была сформирована схема резания для первой группы зубьев, которая представлена на рис. 12.

- 1 зуб -2 зуб ШШ -Ззуб -4 зуб

О

5 зуб

Рис. 12. Схема резания для первой группы зубьев

482

Заключение. В работе рассмотрен такой вид сборного режущего инструмента, как протяжка с применением сменных твердосплавных пластин. На основании исследований выбрано 3 варианта пластин: трёхгранной, круглой и радиусной формы, которые имеют наибольшую прочность. В результате была создана модель сборной протяжки в CAD/CAM-системе Компас 3D V15 компании АСКОН.

Список литературы

1. Е. В. Артамонов, Т. Е. Помигалова, М. Х. Утешев; под общей ред. М. Х. Утешева/ Расчет и проектирование сменных режущих пластин и сборных инструментов. Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. 152 с.

2. Патент РФ 2201316, МПК 7В 23В 27/16. Режущая пластина / Артамонов Е.В., Ефимович И.А., Помигалова Т.Е. (РФ). №2001105806/02; Заявл.01.03.01; Опубл. 27.03.03, Бюл. №9.

Артамонов Евгений Владимирович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, artamonovev@,tyuiu.ru, Россия, Тюмень, Тюменский индустриальный университет,

Васильев Дмитрий Вячеславович, канд. техн. наук, доцент, vasilevdv@tyuiu.ru, Россия, Тюмень, Тюменский индустриальный университет,

Помигалова Татьяна Евгеньевна, канд. техн. наук, доцент, pomigalovate@tyuiu.ru Россия, Тюмень, Тюменский индустриальный университет,

Русских Дмитрий Александрович, аспирант, russkihda@,tyuiu. ru Россия, Тюмень, Тюменский индустриальный университет

CREATING A COLLECTIVE BROAD MODEL WITH INTERCHANGEABLE CARBIDE

INSERTS

E.V. Artamonov, D.V. Vasil'yev, T.E. Pomigalova, D.A. Russkikh

The cutting tool broach with the use of replaceable carbide inserts is considered. Based on the research, it was found that a round, trihedral, radius plate has increased strength. In the CAD / CAM-system Compass 3D V15 of the ASCON company, a model of a prefabricated broach with replaceable hard-alloy plates was created.

Key words: cutting tool, design, changeable hard-alloy plate, broach.

Artamonov Evgeny Vladimirovich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, artamonovev@,tyuiu. ru, Russia, Tyumen, Industrial University of Tyumen, or-cid.org/0000-0002-3099-4435,

Vasil'yev Dmitriy Vyacheslavovich, candidate of technical sciences, docent, vasile-vdv@tyuiu.ru, Russia, Tyumen, Tyumen Industrial University, orcid.org/0000-0002-7436-091X,

Pomigalova Tatyana Evgenievna, candidate of technical sciences, docent, pomig-alovate@,tyuiu.ru Russia, Tyumen, Tyumen Industrial University,

Russkikh Dmitry Aleksandrovich, postgraduate, russkihda@,tyuiu.ru Russia, Tyumen, Industrial University of Tyumen