БИБЛИОТЕКА
ПАТЕНТ УКРАЇНИ НА ВИНАХІД № 77216 "ТОКАРНИЙ РІЗЕЦЬ".
РІЗЕЦЬ З АВТОМАТИЧНОЮ ЗАМІНОЮ РІЗАЛЬНОЇ КРОМКИ.
Матюха П.Г., Віцко А.В., Габітов В.В.
Винахід відноситься до галузі металообробки,
а саме до токарних різців з автоматичною зміною багатогранних непереточуваних пластин.
Відомий пристрій для заміни різальних кромок з механізмом для промивання різального інструменту [Устройство для замены режущих кромок с механизмом для мойки режущего инструмента. МКИ В 23 Q 3/155, 11/00. заявка №57-38374. Заявитель Мицубиси Кинзоку К.К., Япония. Заявленно 76 09 16, 51-111128. Опубликовано 82.08.14 №2-960]. Пристрій вміщує: плоску багатогранну вставну твердосплавну пластинку з декількома різальними кромками і центральним отвором, навколо якого пластинка може обертатися; вузол закріплення вставної твердосплавної пластинки, в якому є гніздо для її установки; вузол регулювання повороту вставної пластинки, нерухомий вузол повороту вставної твердосплавної пластинки на рівні кути; сопло, через яке під тиском подається рідина для промивки різального інструменту. Пристрій дозволяє зміну різальних кромок після їх зношування, а також промивання різального інструменту.
Недоліком пристрою є можливість зміни різальної кромки в окремій позиції де розташований нерухомий вузол з соплом, а також неможливість використання інструменту в поворотних револьверних головках.
Відомий пристрій для закріплення і повороту непереточуваних різальних пластинок [Устройство для крепления и поворота неперетачиваемых режущих пластинок. В 23 В 23/16. Пат. ГДР №259 583. Опубл. 88.03.31 №35]. До складу пристрою входять: різальна пластина, штифти з кільцевим пазом та зубчастим зачепленням, клинова повзушка з зубчастою рейкою, штифтовидний носій різальної пластини, державка.
Недоліком конструкції є незадовільна жорсткість закріплення різальної пластинки на державці внаслідок наявності зазорів в сполученні “штифтовидний носій – державка”, яке для забезпечення відносних переміщень необхідно виконувати з гарантованим зазором.
Відомий різальний інструмент [Різальний інструмент. Патент України № 51165 А В 23 В 27/16. Матюха П.Г., Скринніков В.С., Гріньов Ю.О., Жук А.С. Заявлено 23.01.2002. Опубл. 15.11.2002. Бюл. №11], який містить державку з отвором, рухому вставку з запресованим штифтом, різальну пластину, закріпляючий гвинт, базуючий елемент з упорними базуючими поверхнями під бокові поверхні пластини з однієї сторони і похилою площиною на протилежній стороні.
Недоліком конструкції є неможливість автоматичної зміни різальної кромки після її зношування.
В основу винаходу поставлена задача удосконалення конструкції різця, в якому за рахунок нових конструктивних елементів забезпечується автоматична зміна різальної кромки після її зношування при високій жорсткості та вібростійкості інструмента шляхом використання зачеплення рейки з зубчастим колесом, яке сполучене з штифтом за допомогою напівмуфти, що передає момент лише в одному напрямку.
Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомому токарному різці, до складу якого входять державка з отвором, рухома вставка з штифтом, на який надіта різальна пластина, базуючий елемент з упорними базовими поверхнями під бокові поверхні пластини з однієї сторони і похилою площиною на протилежній стороні, що має можливість контактувати з відповідною площиною на державці, вузол закріплення, згідно винаходу, штифт встановлено з можливістю повороту відносно рухомої вставки, на один кінець штифта надіта різальна пластина, а на протилежний кінець надіте зубчасте колесо, що сполучається зі штифтом за допомогою напівмуфти і знаходитися в зачепленні з рейкою, яка розташована в державці, крім того, торець рухомої вставки має можливість взаємодії з вузлом закріплення, наприклад, тяги з пружиною.
Доцільно, але не обов’язково, для подальшого підвищення жорсткості та вібростійкості, отвір в державці виконаний трикутним, а рухома вставка – у вигляді трикутної призми.
Ознаками, що відрізняє заявленний токарний різець, є:
штифт встановлено з можливістю повороту відносно рухомої вставки;
на один кінець штифта надіта нерухома різальна пластина, а на протилежний кінець надіте зубчасте колесо, що сполучається зі штифтом за допомогою напівмуфти і знаходитися в зачепленні з рейкою, яка розташована на державці;
зубчаста рейка має паз в який входить обмежувач, розташований на державці;
базуючий елемент пружно закріплений в пазу, сполученому з отвором державки;
торець рухомої вставки має можливість взаємодії з вузлом закріплення, наприклад, тяги з пружиною;
отвір в державці виконаний трикутним, а рухома вставка – у вигляді трикутної призми.
В запропонованому токарному різці забезпечується автоматична зміна різальної кромки після її зношування при високій жорсткості та вібростійкості за рахунок ознак, що відрізняють заявлений різець.
Дійсно, розташування штифта з можливістю повороту відносно рухомої вставки забезпечує поворот штифта на необхідний кут. Розташування на одному кінці штифта нерухомо різальної пластини, а також розміщення на протилежному кінці зубчастого колеса, що сполучається зі штифтом за допомогою напівмуфти і знаходитися в зачепленні з рейкою, яка розташована на державці, забезпечує виведення багатогранної різальної пластини від поверхонь базуючого елементу, а потім поворот на необхідний кут багатогранної різальної пластини під час переміщення рухомої вставки від окремого приводу.
Наявність на зубчастій рейці паза, в який входить обмежувач розташований на державці, забезпечує зупинку рейки і, як наслідок, поворот різальної пластини.
Пружне закріплення базуючого елементу в пазу, сполученому з отвором державки, забезпечує нерухомість базуючого елементу відносно вставки і надає різальній пластині можливість повернутись на необхідний кут для заміни різальної кромки.
Можливість взаємодії торця рухомої вставки з вузлом закріплення, наприклад, тягою з пружиною, забезпечує надійне закріплення різальної пластини в базуючому елементі, а рухомої вставки – в державці без зазорів.
Виконання отвору в державці трикутним, а рухомої вставки – у вигляді трикутної призми, підвищує, при необхідності, жорсткість та вібростійкість закріплення рухомої вставки з багатогранною пластиною на державці.
На фіг.1 показано токарний різець з закріпленою чотирьохгранною пластинкою, вид зверху; на фіг.2 – переріз А - А на фиг.1; на фіг.3 показано переріз Б - Б на фіг.2; на фіг.4 – переріз В – В на фіг.2.
Токарний різець має державку 1 з циліндричним отвором 2, під рухому вставку 3 з штифтом 4, який має можливість повороту відносно рухомої вставки 3. На верхній кінець штифта 4 надіта нерухома різальна пластина 5. На протилежному кінці штифта 4 розташоване зубчасте колесо 6, що сполучається з штифтом 4 за допомогою напівмуфти 7, яка надіта на шліци штифта 4. Зубчасте колесо 6 знаходиться в зачепленні з зубчастою рейкою 8. Рухома вставка 3, яка розташована у отворі 2 державки 1, опорною поверхнею 9 контактує з поверхнею 10 отвору 2, та поверхнею 11 контактує з опорною поверхнею різальною пластини 5. Базуючий елемент 12, який розташований в пазу, сполученому з отвором 2 державки 1, упорними базовими поверхнями 13 і 14 контактує з боковими поверхнями різальної пластини 5, похилою площиною 15 контактує з похилою площиною 16 державки 1, боковими поверхнями 17 і 18 контактує з відповідними поверхнями пазу, що сполучається з отвором 2 державки 1, а опорною поверхнею 19 контактує з поверхнею 20 рухомої вставки 3. В торець рухомої вставки 3 вкручена тяга 21, а між диском тяги та підкладкою розташована затискна пружина 22. Гвинт 23 з пружиною та кулькою фіксує базуючий елемент 12 в державці 1. Зубчаста рейка 8 встановлена в отворі 24 державки 1. Штифт 25, який розташований в державці 1 і виконує функцію обмежувача, одним кінцем входить в паз 26 зубчастої рейки 8.
Складання токарного різця виконується таким чином.
Базуючий елемент 12 поверхнями 17, 18 встановлюється в паз, що сполучений з отвором 2 державки 1, і фіксується підпружиненою кулькою за допомогою гвинта 23. На рухому вставку 3, в отвір якої вставлений штифт 4, знизу закріплюється зубчасте колесо 6 з напівмуфтою 7. В отвір 24 вставляється рейка 8 і фіксується штифтом 25, що входить в паз 26. Після цього рухома вставка 3 з пластиною і зубчатим колесом встановлюється в отвір 2, виконаний в державці 1, таким чином, що зубчасте колесо 6 зайшло в зачеплення з рейкою 8. Потім на вісь штифта встановлюється нерухомо, наприклад за рахунок посадки, різальна пластина 5, яка опорною поверхнею контактує з поверхнею 11 рухомої вставки. В торцеву поверхню рухомої вставки 1 вгвинчується тяга 21, на яку попередньо надіта пружина 22. Внаслідок дії пружини 22 рухома вставка 3 переміщується вправо, бокові поверхні різальної пластини 5 вступають в контакт з поверхнями 13 та 14 базуючого елементу 12, який також намагається переміститись вправо. Цьому протидіють сили на похилих поверхнях 15, 16, що виконані на державці 1 та базуючому елементі 12. Внаслідок сил, що виникають при контактуванні похилих площин, опорна поверхня 19 базуючого елемента 12 діє на поверхню 20 рухомої вставки 3, внаслідок чого опорна поверхня 10 рухомої вставки підтискується до поверхні 9 отвору 2, вибираючи всі зазори. Під час обробки горизонтальна складова сил різання сприяє подальшому закріпленню різальної пластини 5 на базових поверхнях базуючого елементу 12, а також рухомої вставки 3 – в державці 1. Виконання отвору 2 в вигляді трикутника, а рухомої вставки 3 у вигляді трикутної призми сприяє вилученню бокових зазорів в сполученні рухомої вставки 3 і державки 1 і, як наслідок, підвищенню жорсткості та вібростійкості різця в цілому.
Зміна зношеної вершини різальної пластини на нову виконується таким чином.
Внаслідок дії на тягу 21 з силою P від окремого приводу, рухома вставка 3 переміщується вліво, а разом з нею і рейка 8. Після того, як бокові поверхні різальної пластини 5 перемістяться відносно поверхонь 13, 14 на відстань, що обумовлена можливістю повороту різальної пластини разом з штифтом, паз 26 своїм торцем починає контактувати з поверхнею обмежувача – штифта 25, внаслідок чого зубчаста рейка 8 зупиняється, а рухома вставка 3 продовжує переміщення. Це переміщення забезпечує поворот штифта 4 з різальною пластиною 5 за рахунок зчеплення зубчастого колеса 6 з рейкою 8 на кут, який дорівнює центральному куту між вершинами різальної пластини. Після цього сила P від окремого приводу перестає діяти, а тяга 21 під дією пружини 22 починає переміщати рухому вставку 3 вправо. Внаслідок переміщення вправо різальна пластина 5 та рухома вставка 3 закріплюються на державці в послідовності, яка описана вище, з новою вершиною різальної пластини для обробки замість зношеної.
Запропонований токарний різець може застосовуватися при обробці матеріалів різанням, забезпечуючи підвищення продуктивності обробки за рахунок зменшення допоміжного часу на зміну зношеної вершини багатогранної різальної пластини при високій жорсткості та вібростійкості різця.
