Матюха П.Г., Вицко А.В. (ДонНТУ, Донецк)
ИНЖЕНЕР: студенческий научно-технический журнал/ Донецк, ДонНТУ, 2004
В статье проанализированы существующие конструкции резцов с автоматизированной сменой режущих кромок неперетачиваемых пластин с целью определения прототипа для разработки новой конструкции резца.
Важнейшей задачей в области машиностроения является повышение эффективности производства за счет рационального использования оборудования, повышения производительности труда, снижения себестоимости выпускаемой продукции при обеспечении требуемого качества.
Современное производство отличается сложностью производственных и технологических процессов. В этих условиях решение проблемы повышение производительности производства при минимальных затратах возможно только путем введения комплексной механизации и автоматизации. Для этого необходимо уметь широко использовать автоматические системы технологического оборудования, которые включают: станки-автоматы, автоматические загрузочные устройства, транспортно-накопительные системы, а также механизмы автоматической замены инструмента.
Использование механизмов автоматической замены инструмента приводит к сокращению потерь времени на замену инструмента, которая, в свою очередь, ведет к повышению экономической скорости резания, и за счет этого снижается себестоимость операции [1].
Существуют несколько способов автоматической замены инструментов (рис. 1).
Рисунок 1 – Способы автоматической замены инструмента
Вопросу автоматической смены режущей кромки инструмента путем поворота режущей пластины посвящены ряд работ [2,3,4].
Целью статьи является анализ существующих конструкций резцов с автоматической сменой кромок режущих пластин и выбор на его основе прототипа для разработки новой конструкции резца с автоматической заменой кромок.
Известна конструкция [2] устройства для замены режущих кромок с механизмом мойки режущего элемента (рис. 2). Устройство содержит: плоскую многогранную вставку твердосплавную пластинку 7 с несколькими режущими кромками и центральным отверстием, вокруг которого пластинка может поворачиваться. Узел 6 крепления вставной твердосплавной пластинки, в котором имеется гнездо 10 для установки пластинки 7. Соединенный с узлом 6 узел 8 регулирования поворота вставной твердосплавной пластинки с базовой поверхностью 16, относительно которого может перемещаться узел 6, при этом во время перемещения в одну сторону поверхность 16 касается закругленной кромки пластины 7, ограничивая ее поворот, а во время перемещения в другую сторону поверхность 16 находится на расстоянии от закругленной кромки пластинки 7, и поворот пластинки 7 становится возможным. Неподвижный узел 17 способствует повороту вставной твердосплавной пластинки на равные углы с базовой поверхностью 19, которая при движении узла 6 в направлении этой поверхности касается пластинки 7 и поворачивает ее на определенный угол. Закрепленное в узле 17 сопло 20, через которое под давлением подается жидкость для мойки режущего инструмента.
Рисунок 2 – Устройство для замены режущих кромок с механизмом для мойки режущего инструмента [2]
Достоинством устройства для замены режущих пластин является надежное позиционирование вставной твердосплавной пластинки, а недостатками – использование не стандартной вставной пластинки, а также необходимость в дополнительном приводе узла поворота пластины.
Известна конструкция устройства для крепления и поворота неперетачиваемых режущих пластин [3]. Согласно изобретению (рис. 3), в отверстие 5 в поверхности 3 гнезда пластинки 4 размещены штифты 6 с кольцевым пазом 7 и зубчатым зацеплением 8 и клиновой ползун 12, входящий в паз 7 и имеющий зубчатую рейку 18, которая подпружинена. Пластинка 20 закреплена на торцевой стороне 22 штифтообразного носителя 6.
Рисунок 3 – Устройство для крепления и поворота неперетачиваемых режущих пластин [3]
Достоинствами данной конструкции является:
- компактность устройства;
- надежность крепление режущей пластины.
Недостатком данной конструкции является отсутствие автоматизированного привода поворота звездочки 13, что требует ручной смены режущей пластины.
Существует конструкция устройства для крепления и поворота неперетачиваемых режущих пластин (рис. 4) [4]. Режущий инструмент содержит режущий элемент 1 с коническим выступом 2, расположенный в гнезде 3 корпуса 4 на оси 5. В отверстиях корпуса расположены конические пальцы 6 и пружины 7. На вершине режущий элемент имеет опорный выступ 8. Оси отверстий под пальцы расположены концентрично относительно оси5. Конический выступ 2 на режущем элементе 1 расположен с эксцентриситетом относительно оси поворота. Пружина 9 предназначена для вертикального перемещения режущего элемента, а цилиндрическая гайка 10 для его поджима. В пазу 11 корпуса установлено коромысло 12, снабженное выступом 13. Коромысло установлено с возможностью поворота на цапфе для взаимодействия своей выемкой с гайкой, установленной посредством пружины. Для поворота режущего элемента на определенный угол его перемещают до взаимодействия с упором. При этом коромысло, вращаясь на цапфе, освобождает ось 5 инструмента из выемки коромысла. Ось 5 под действием пружины 9 перемещается вверх до упора гайкой 10 в корпус 4. Затем инструмент одной из граней режущего элемента взаимодействует с упором, в результате чего режущий элемент поворачивает на необходимый угол. После этого ось 5 посредством упора перемещается вниз до взаимодействия с коромыслом, запирающим ось в крайнем нижнем положении. За счет конического торца гайки происходит поджим и закрепление режущего элемента.
Рисунок 4 - Конструкция устройства для крепления и поворота неперетачиваемых режущих пластин [4]
Приведенная конструкция имеет ряд недостатков:
использование нестандартной вставной твердосплавной пластинки;
- большое количество передаточных механизмов;
- ненадежность закрепления пластины;
- большая погрешность позиционирования пластины.
Анализ конструкций приведенных устройств для крепления и поворота неперетачиваемых режущих пластин позволяет сделать заключение, что наиболее удачной для дальнейшей модернизации является конструкция по патенту №259583 ГДР, МКИ В23В27/16, которая будит принята в качестве прототипа при разработке новой конструкции резца с автоматической и поворота неперетачиваемых режущих пластин
Список используемых источников:
1. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по спецальностям «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты» / Г.Н. Сахаров, О.Б. Арбузов, Ю.Л. Боровой и др. – М.: Машиностроение, 1989. – 328 с.: ил.
2. Устройство для замены режущих кромок с механизмом для мойки режущего инструмента: Заявка 57-38374 Япония, МКИ4 В233/155/ Мицубиси Киндзону К.К. – №51-111128; Заявлено 76 09 16, Бюл. №27.- 1 с., ил.
3. Устройство для крепления и поворота неперетачиваемых режущих пластинок: Экономический патент №259 583 ГДР, МКИ4 В23В27/16/ УДК 62-229 - Опубликовано 88 08 31 №35, Бюл. №29.- 2 с., ил.
4. Режущий инструмент: А.С. ДОП. 1437150 СССР, МКИ4 В23В27/16/ А. А. Залесных, А. А. Зятиков, Ю. В. Трапезников. – №4233633/25-08; Заявлено 87 04 22; Опубликовано 88 11 15, Бюл. №29.- 2 с., ил.