Режущий инструмент (варианты) и способ резания - RU2481176C2

Чертежи

Показать все 9 чертежа(ей)

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области нефтяной, газовой, горнодобывающей промышленности, а также к режущим инструментам и может быть использовано при обработке резанием.

Уровень техники

Известно устройство закрывающей пластины с канавками для прохода охлаждающей жидкости, установленной на задней поверхности режущей кромки спирального сверла (см. пат.RU №2135332 С1, МПК 6 В23В 51/06).

Недостатком данного устройства является то, что пластина установлена на задней поверхности режущей кромки, что исключает возможность закрывающей пластины воспринимать тепло и трение сходящей стружки и направляет охлаждающую жидкость на менее нагретую заднюю поверхность режущей кромки, чем передняя, и выполнена без возможности соединения со стружкоделительным устройством и возможности центрирования оси резания.

Известен режущий инструмент, содержащий один съемный отдельный износостойкий защитный элемент, частично, воспринимающий на себя тепло и трение сходящей стружки (см. пат. RU №2159167, МПК В23В 51/00).

Недостатком указанного защитного элемента является то, что он не предусмотрен для защиты движущихся частей, инструмента охлаждения режущих элементов режущего инструмента и выполнен без возможности распределения потока охлаждающей жидкости на разные режущие элементы, без возможности соединения со стружкоделительным устройством и возможности центрирования оси резания. Недостатком также является и то, что охлаждающая жидкость не в полной мере попадает между сходящей стружкой и передней поверхностью режущей кромки из-за потери давления на отрезке между отверстием в корпусе и режущей кромкой, что позволяет возникнуть парообразованиям между передней поверхностью режущей кромки и сходящей стружкой, повышающим нагрев и трение, образованным переходом жидкости в парообразное состояние.

Известен режущий инструмент для обработки отверстий, содержащий сверло с хвостовиком, соединенное с корпусом, несущим режущие пластины, установленные на одной радиальной координате на разных расстояниях от оси, а также устройство охлаждения, выполненное отверстием в корпусе (см. SU №573266, МПК В23В 51/04).

Недостатком данного устройства является то, что устройство выполнено без возможности регулировки диаметра резания корпуса, режущие пластины расположены на разном расстоянии от оси, из-за чего нагрузку периферии резания воспринимает одна режущая кромка, что также ведет к дисбалансу резания. Переход от рабочей части сверла к хвостовику имеет слабое сечение.

Известен режущий инструмент, содержащий стружкоделитель, выполненный ступенчатым (см. пат. WO №2007051344 A1, Li Shiqing, 10.05.2007).

Недостатком является то, что при усадке сходящей стружки, последняя, расширяясь, действует с трением и нагревом о боковую поверхность соседней ступени, ввиду чего она сразу перегревается, отгорает и выводит из строя всю режущую кромку.

Известен способ резания, взятый в качестве прототипа, включающий поступательное движение в процессе резания и возвратно-поступательное движение режущего инструмента, для включения режущих элементов в процесс резания и выключения режущих элементов из процесса резания, при этом все режущие элементы перемещаются одновременно (SU 573266 А1, кл. В23В 51.04, опубл. 25.09.1977).

Недостатком является то, что в резании задействованы все режущие элементы одновременно, одновременно включаются и выключаются, что не позволяет выключить для технологических целей режущие элементы, не прерывая процесс резания, при этом для полного охлаждения режущего элемента требуется остановка процесса резания.

Раскрытие изобретения

Технический результат, полученный с помощью изобретения, сводится к повышению скорости резания и стойкости, снижению нагрева, а также сводится к дополнительным техническим результатам, включающим повышение осевой точности резания, повышение точности регулировки диаметра резания, исключение пакетирования стружки, снижение трения сходящей стружки, облегчение надлома стружки, предотвращение заклинивания, исключение вибрации, исключение попадания сходящей стружки под защитную пластину и между ней и режущими элементами и центральной частью и обеспечение общей прочности корпуса.

Устройство снабжено движущимися платформами с подвижными режущими элементами, прижатыми защитными пластинами, осуществляющими функцию направления оси резания, функцию распределения потока охлаждающей жидкости, включительно на центральную часть, и функцию защиты от стружки, включающую защиту движущихся частей и защиту режущих элементов, причем также содержащееся на режущем инструменте устройство направления оси резания осуществлено расположением режущих элементов, выполненных одновременно с опорной и режущей функцией совместно с поверхностями центровки защитной пластины, причем стружкоделитель облегчает работу защитной пластины и необходим для исключения пакетирования стружки, как стружки, образованной центральной частью, так и при ее выходе по корпусу и из корпуса, выполненного с необходимостью содержания державок основной жесткости и державок вспомогательных. При этом как устройство направления оси резания, так и устройство регулировки диаметра резания выполнены в вариантах, одним из которых является с корпусом, сопряженным с движущимися платформами, другим является корпус с неподвижно закрепленными режущими элементами, и при этом также стружкоделитель с защитной пластиной может быть осуществлен по дополнительному назначению, а именно для направления оси резания при сверлении, а стружкоделитель и защитная пластина для применения при других обстоятельствах.

Технический результат достигается с помощью способа, производимого посредством включения одних и выключения других режущих элементов в процессе резания, при котором в процессе резания используют возвратное от направления вектора подачи движение подвижных режущих элементов для их выключения из процесса резания и включения вспомогательных режущих элементов в процесс резания, а также в процессе резания используют поступательное движение по вектору подачи от вспомогательных режущих элементов для включения режущих элементов на платформах в процесс резания и выключения вспомогательных режущих элементов на корпусе из процесса резания, при этом возвратное и поступательное движение подвижных режущих элементов производят так, чтобы режущие части подвижных режущих элементов перемещались относительно режущих частей неподвижных вспомогательных режущих элементов на корпусе.

В способе для направления возвратно-поступательного движения возможно применение трапециевидных направляющих поверхностей сопряженных корпуса и движущегося элемента.

В способе резания используют режущий инструмент, снабженный платформами, выполненными с возможностью возвратно-поступательного движения по вектору направления подачи режущего инструмента, включение и выключение режущих элементов осуществляют, не прерывая процесс резания, режущие элементы устанавливают на корпусе режущего инструмента и на платформах, включение и выключение режущих элементов в процесс резания осуществляют путем возвратно-поступательного движения платформ по вектору направления подачи. При этом при его использовании для бурения, сверления, фрезерования осуществляют охлаждение режущих элементов.

Технический результат достигается с помощью режущего инструмента, содержащего корпус и режущие элементы и снабженного платформами, выполненными с возможностью возвратно-поступательного движения по вектору направления подачи для включения и выключения режущих элементов в процесс резания, сопряженными с корпусом трапециевидными направляющими и соединенными с элементами передачи возвратно-поступательного движения от силового устройства, при этом режущие элементы установлены на корпусе, а также на платформах и выполнены с упором по оси в центральную часть инструмента и в корпус, а режущий инструмент снабжен устройством направления оси резания, устройством регулировки диаметра резания, стружкоделителем и защитной пластиной, содержащей защиту движущихся частей, при этом устройство направления оси резания выполнено с радиальными опорами в виде поверхностей центровки защитной пластины, расположенных в разных направлениях от оси разных радиальных координат одного диаметра резания, а устройство регулировки диаметра резания выполнено на центральной части инструмента, соединенной конической поверхностью с корпусом и содержащей переходный участок, выполненный с коническим и цилиндрическим участками и радиальной опорой режущих элементов и платформ в разных направлениях от оси, причем режущие элементы и защитная пластина выполнены с возможностью смещения относительно оси инструмента, а корпус выполнен с державками основной жесткости, с которыми сопряжены платформы, и державками вспомогательными для установки режущих элементов корпуса, а защитная пластина выполнена с возможностью распределения потока охлаждающей жидкости на режущую кромку режущего элемента и на центральную часть инструмента.

Элементы передачи возвратно-поступательного движения соединены с пружиной.

Платформы выполнены с возможностью резания и снабжены защитой движущихся частей, а силовое устройство содержит электромагниты. При этом центральная часть инструмента снабжена сменными режущими пластинами.

Режущий инструмент снабжен защитной пластиной для прижатия режущего элемента, выполненной с поверхностями восприятия трения и тепла сходящей стружки и с проходами охлаждающей жидкости, выполненными с возможностью разделения потока охладителя на разные элементы режущего инструмента и с возможностью распыления охлаждающей жидкости и направления потока охладителя между сходящей стружкой и передней поверхностью режущей кромки под давлением, при этом поверхности восприятия трения и тепла сходящей стружки на участке деления стружки расположены на передней поверхности режущей кромки под углом к вектору подачи и выполнены с возможностью соединения со стружкоделителем и сходящимися в сторону хвостовика режущего инструмента, а при стыковке режущих элементов с защитной пластиной передняя поверхность их режущей кромки расположена выше начала поверхностей восприятия трения и тепла защитной пластины, при этом часть рельефа защитной пластины совпадает с частью рельефа режущего элемента, корпус содержит каналы для охлаждающей жидкости, поверхности восприятия трения и тепла сходящей стружки выполнены с обеспечением ломания и завивания стружки, а защитная пластина снабжена поверхностями центровки оси резания и выполнена с защитой движущихся частей режущего инструмента от стружки.

Режущий инструмент снабжен защитной пластиной для прижатия режущего элемента, выполненной с поверхностями восприятия трения и тепла сходящей стружки и с проходами охлаждающей жидкости, выполненными с возможностью разделения потока охладителя на разные элементы режущего инструмента и с возможностью распыления охлаждающей жидкости и направления потока охладителя между сходящей стружкой и передней поверхностью режущей кромки под давлением, при этом поверхности восприятия трения и тепла сходящей стружки расположены на передней поверхности режущей кромки под углом к вектору подачи, поверхности восприятия трения и тепла сходящей стружки на участке схождения стружки выполнены сходящимися в сторону хвостовика режущего инструмента, а при стыковке режущих элементов с защитной пластиной передняя поверхность их режущей кромки расположена выше начала поверхностей восприятия трения и тепла защитной пластины, при этом часть рельефа защитной пластины совпадает с частью рельефа режущего элемента, корпус содержит каналы для охлаждающей жидкости, а защитная пластина снабжена поверхностями центровки оси резания и выполнена с защитой движущихся частей режущего инструмента от стружки.

Режущий инструмент снабжен державками основной жесткости и державками вспомогательными, стружкоделителями, защитными пластинами, устройством направления оси резания и устройством регулировки диаметра резания, причем устройство направления оси резания выполнено с радиальными опорами в виде расположенных в разных направлениях от оси разных радиальных координат одного диаметра резания режущих элементов, выполненных одновременно с опорой поверхностей центровки защитной пластины, расположенными в разных направлениях от оси на разных радиальных координатах одного диаметра резания на равном расстоянии от оси, а устройство регулировки диаметра резания выполнено на центральной части инструмента, соединенным конической поверхностью с корпусом и содержащим переходной участок, выполненный с возможностью радиальной опоры режущих элементов в разных направлениях от оси и с коническим и цилиндрическим участками, а защитная пластина и режущие элементы выполнены с возможностью смещения относительно оси инструмента, при этом между корпусом и центральной частью инструмента выполнен зазор, а корпус выполнен с возможностью смены центральной части инструмента, имеющего различные диаметры переходных участков, при этом режущие кромки режущих элементов расположены на уровне диаметра, меньшего, чем диаметр рабочей части центральной части инструмента, а державки основной жесткости снабжены отверстием для прохода стружки и ребром жесткости, причем вспомогательные державки выполнены с прижимом режущего элемента защитной пластиной, содержащим гайку, соединенную с винтом, имеющим головку со стороны стружечной канавки державки основной жесткости.

Центральная часть инструмента выполнена в виде спирального монолитного сверла.

В корпусе выполнено отверстие для подачи охладителя.

Центральная часть инструмента выполнена со сменными режущими пластинами.

Режущий инструмент снабжен стружкоделителем, выполненным на передней поверхности режущей кромки режущего элемента ступенью вниз к периферии и с боковой поверхностью, расположенной под углом к вектору направления подачи, при этом боковая поверхность выполнена с элементами снижения трения и соединена с нижней частью ступени по радиусу.

В варианте стружкоделитель выполнен на монолитном корпусе или на корпусе спирального вида.

Режущий инструмент, предназначенный для бурения, содержащий корпус с режущими элементами, снабжен платформами, снабженными режущими элементами, выполненными с возможностью возвратно-поступательного движения и соединенными с элементами передачи возвратно-поступательного движения от силового устройства.

При этом платформа выполнена с возможностью резания и с защитой движущихся частей.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 - режущий инструмент.

На фиг.2 - то же, платформа, выполненная с возможностью резания и содержащая защиту движущихся частей.

На фиг.3 - то же, защитная пластина в соединении с стружкоделителем.

На фиг.4 - то же, стружкоделитель.

На фиг.5 - то же, монолитный корпус сверла-фрезы спирального вида.

На фиг.6 - режущий инструмент.

На.фиг.7 - то же, защитная пластина.

На фиг.8 - режущий инструмент.

На фиг.9 - то же, центральная часть инструмента.

На фиг.10 - центральная часть инструмента со сменной режущей пластиной.

Осуществление изобретения

Режущий инструмент содержит режущие элементы 1 на корпусе 2 и на платформах 3, выполненных с возможностью возвратно-поступательного движения по вектору Р направления подачи для переключения режущих элементов в процессе резания и сопряженных с корпусом 2 трапециевидными направляющими 4, соединенными с элементами 5 передачи возвратно-поступательного движения от силового устройства (на фиг. не показано), причем платформы 3 и режущие элементы 1 имеют упоры 6 по оси в центральную часть 7 инструмента и в корпус 2, при этом режущий инструмент снабжен устройством направления оси резания, устройством регулировки диаметра резания, стружкоделителем 8 и защитной пластиной 9, содержащей защиту 10 движущихся частей, причем устройство направления оси резания выполнено с радиальными опорами в виде поверхностей 11 центровки защитной пластины 9, расположенными в разных направлениях от оси разных радиальных координат Х, Y одного диаметра d резания, а устройство регулировки диаметра d резания выполнено с центральной частью 7, содержащей переходной участок 12 и соединенной конической поверхностью 13 с корпусом. Переходной участок 12 выполнен с возможностью радиальной опоры режущих элементов 1 и платформ 3 в разных направлениях от оси и переходной участок 12 выполнен коническим 12а и цилиндрическим 12в участками, а режущие элементы 1 и защитная пластина 9 выполнены с возможностью смещения, при этом корпус 2 выполнен с державками 14 основной жесткости и державками 15 вспомогательными, причем платформы 3 сопряжены с державками 14 основной жесткости корпуса 2, а на державках 15 вспомогательных установлены режущие элементы 1 без возможности возвратно-поступательного движения, а защитная пластина 9 выполнена с возможностью распределения потока охлаждающей жидкости на режущую кромку 16 режущего элемента 1 и на центральную часть 7 инструмента.

Платформы 3 и элементы 5 передачи движения соединены с пружиной (на фиг. не показано).

Платформы 17 выполнены с возможностью резания и снабжены защитой 18 движущихся частей.

Силовое устройство выполнено электромагнитным.

Центральная часть 7 снабжена сменными режущими пластинами 19.

Режущий инструмент содержит защитную пластину 9, выполненную с проходами 20 охлаждающей жидкости и выполненную с прижатием режущего элемента 1 или режущего элемента 21, при этом проходы 20 охлаждающей жидкости выполнены с возможностью распределения потока на разные элементы режущего инструмента, выполнены с возможностью распыления охлаждающей жидкости и с возможностью направления потока между сходящей стружкой и передней поверхностью 22 режущей кромки 16 под давлением. Защитная пластина 9 снабжена поверхностями 23 восприятия трения и тепла сходящей стружки с проходами 20, расположенными на передней поверхности 22 режущей кромки 16 и выполненными под углом N отклонения от вектора Р подачи и выполненными с возможностью соединения с стружкоделителем 8, образующим участок Wd деления стружки.

Защитная пластина 9 выполнена с участком схождения Ws стружки или в соединении со стружкоделителем, образующим участок Wd деления стружки.

При этом поверхности 23 восприятия трения и тепла сходящей стружки в варианте выполнены, частично, на разном их расстоянии от режущей кромки 16 режущего элемента 1, 21, в частности поверхности 23, 23а, 23в, 23с восприятия трения и тепла сходящей стружки выполнены от режущей кромки 16 на расстоянии L1, L2, L3, L4, а на участке Wd деления стружки и участка Ws схождения стружки выполнены сходящимися в сторону хвостовика режущего инструмента с дополнительным их наклоном по указанному углу Nb отклонения от периферии и дополнительным их наклоном по указанному углу Na отклонения к периферии (на фиг. не обозначено). При этом участок Ws схождения стружки образован по длине среза всей режущей кромки.

Причем при стыковке сменных режущих элементов 1, 21 с защитной пластиной 9 их передняя поверхность 22 режущей кромки 16, частично, расположена выше части поверхностей 23 восприятия трения и тепла защитной пластины 9, при этом защитная пластина 9 содержит часть 24 рельефа, совпадающую с частью 25 рельефа режущего элемента 1, 21, а корпус 2 содержит каналы (на фиг. не показаны) для охлаждающей жидкости. При этом защитная пластина 9 снабжена поверхностями 11 центровки оси резания и выполнена с возможностью защиты движущихся частей режущего инструмента от стружки.

Режущий инструмент содержит корпус 2 с режущими элементами 21 и центральную часть 7, корпус 2 снабжен державками 14 основной жесткости и державками 15 вспомогательными. При этом режущий инструмент снабжен стружкоделителями 8 и защитными пластинами 9. Устройство направления оси резания инструмента выполнено с радиальными опорами резания в виде расположенных в разных направлениях от оси разных радиальных координат X, Y одного диаметра d резания режущих элементов 21 и совместных с защитной пластиной 9 с поверхностями 11 центровки в разных направлениях от оси на разных радиальных координатах одного диаметра резания на равном расстоянии от оси. Устройство регулировки диаметра d резания выполнено на центральной части 7 инструмента, соединенной конической поверхностью с корпусом 2 и содержащей переходной участок 12, выполненный с возможностью радиальной опоры режущих элементов 21 и защитных пластин 9 в разных направлениях от оси, переходной участок 12 выполнен с коническим 12а и цилиндрическим 12в участками, а защитная пластина 9 и режущие элементы 21 выполнены с возможностью смещения относительно оси инструмента, при этом между корпусом 2 и переходным участком 12 выполнен зазор, а корпус выполнен с возможностью смены центральной части 7 инструмента, имеющей различные диаметры D переходных участков 12, при этом режущие кромки 16 режущих элементов 21 расположены на уровне диаметра d1, меньшего по отношению к диаметру D2 рабочей части 26 центральной части 7 инструмента, а державки 14 основной жесткости снабжены ребром жесткости 28 и снабжены отверстием 27 для прохода стружки, причем вспомогательные державки 15 выполнены с прижимом режущего элемента 21 защитной пластиной 9, содержащей гайку, соединенную винтом, имеющим головку 29 со стороны стружечной канавки державки 14 основной жесткости.

Центральная часть 7 инструмента может быть выполнена в виде спирального монолитного сверла 7а.

В корпусе выполнено отверстие 30 для подачи охладителя.

Центральная часть 7 инструмента может быть выполнена со сменными режущими пластинами 19.

Центральная часть 7 выполнена в виде спирального монолитного сверла.

Устройство охлаждения дополнено отверстием 30 в корпусе. Режущий инструмент содержит стружкоделитель 8 сменных режущих элементов 1, 21 выполненный ступенчатым на передней поверхности 22 режущей кромки 16 ступенью вниз к периферии с боковой поверхностью 31, расположенной под углом К наклона к вектору Р направления подачи, при этом боковая поверхность 31 выполнена с возможностью содержания бугристых элементов 32 снижения трения, а соединение боковой поверхности 31 с нижней частью ступени, являющейся участком Wd деления стружки, выполнено по радиусу R.

Стружкоделитель в варианте выполнен на монолитном корпусе 33 спирального вида и на центральной части 7.

Режущий инструмент, предназначенный для бурения, содержит режущие элементы на корпусе (на фиг не показан) и на платформах 3, выполненных с возможностью возвратно-поступательного движения, при этом платформы соединены с элементами передачи возвратно-поступательного движения от силового устройства.

При этом платформа в варианте выполнена с возможностью резания или с защитой движущихся частей.

Способ резания производят путем выключения отработавших износ режущих элементов и включения вспомогательных режущих элементов, что достигается посредством выключения одних и включения других режущих элементов в процессе резания режущего инструмента, при котором для выключения из процесса резания подвижных режущих элементов используют их возвратное от направления вектора подачи движение за режущие части вспомогательных режущих элементов, выполненных без возможности возвратно-поступательного движения, что в свою очередь последние включает в процесс резания. Таким образом производят выключение и включение разных режущих элементов без остановки процесса резания, возможность чего позволяет повысить скорость резания инструмента.

Скорость резания повышают, например, в варианте, за счет переключения сил резания инструмента на разные режущие элементы инструмента или за счет охлаждения режущих элементов, когда нагретые режущие элементы выключают из процесса резания для их охлаждения, а охлажденные режущие элементы вновь включают в процесс резания. Для обратного включения подвижных режущих элементов на платформах используют их поступательное по направлению вектора подачи движение так, чтобы режущие части подвижных режущих элементов переместились за режущие части вспомогательных режущих элементов. При выключении из процесса резания режущих элементов отключают их источник нагрева, что позволяет охладить их до температуры охлаждающей жидкости. Путем возвратно-поступательного движения, выключают из резания нагретые режущие элементы или отработанные и включают остывшие вспомогательные режущие элементы. Таким образом резание производят, не прерывая процесс резания, с охлажденными режущими элементами до температуры охлаждающей жидкости, что кратно повышает стойкость режущих элементов и производительность. При этом при переключении режущих элементов переключаются силы резания инструмента по разным координатам своего действия на инструмент.

При этом возвратно-поступательное движение от силового устройства передают элементами передачи движения, при этом возможно использование устройства направления оси резания, использование устройства регулировки диаметра резания, использование устройства защиты движущихся частей.

В способе резания передача возвратно-поступательного движения возможна гибкими, например, при бурении или жидкими элементами передачи движения, например из гидравлического масла.

Таким способом повышают скорость резания, производительность, стойкость режущих элементов и снижают рабочий нагрев режущих элементов.

Сущность работы устройств заключается в функции, при которой есть возможность, не прерывая процесс резания режущего инструмента, включить в резание одни и выключить из резания другие режущие элементы, а осуществление данной функции производится с указанными устройствами дополненными защитной пластиной 9, стружкоделителем 8, устройствами осевого направления резания и дополнительным устройством регулировки диаметра резания, выполненных в вариантах, при этом режущий инструмент выполнен с вариантами устройств корпусов режущего инструмента и с вариантами возможностей назначения режущего инструмента, включающих функцию фрезерования, функцию сверления, функцию бурения, функцию токарной обработки и др.

При включении в резание режущих элементов 1 совершается поступательное движение в направлении вектора Р подачи, при котором режущие кромки 16 режущих элементов 1, установленных на платформах 3, располагаются дальше от хвостовика, чем режущие кромки 16 режущих элементов 1, установленных на корпусе 2 на вспомогательных 15 державках. При выключении режущих элементов 1, установленных на платформах 3 совершается возвратное движение по вектору Р подачи, при котором режущие кромки 16 режущих элементов 1, установленных на платформах 3, располагаются ближе к хвостовику, чем режущие кромки 16 режущих элементов 1, установленных на корпусе 2.

Включенные и выключенные из резания режущие элементы 1 постоянно охлаждаются смазочно-охлаждающей жидкостью. Включение и выключение в резание вычисляется временным отрезком и производится в зависимости от нагрева включенных в резание режущих элементов, причем выключение резания нагретых элементов отключает их источник нагрева, что позволяет охладить режущие элементы до температуры охлаждающей жидкости без остановки процесса резания. Выключение производится при достижении нагрева режущих элементов уровня 450-500 градусов. После охлаждения режущих элементов 1, путем возвратного движения, выключают из резания нагретые режущие элементы и включают остывшие режущие элементы. Осевая опора резания режущего инструмента производится за счет поверхностей 11 центровки защитной пластины 9, расположенными симметрично в четырех радиальных направлениях, что повышает осевую точность резания.

Движение режущих элементов 1 осуществляется за счет платформы 3, к которой они прикреплены. Платформа 3 сопряжена с корпусом 2 и имеет опору во всех направлениях координат за счет центральной части 7, имеющей переходной участок 12 от рабочей части 26 к хвостовику и цилиндрического 12в участка, обеспечивающего при этом смещение по оси. При этом при переключении режущих элементов переключаются силы резания инструмента по разным координатам своего действия на инструмент.

Конические поверхности 13 служат для соединения корпуса 2 с центральной частью 7 без вибраций и с осевой точностью.

Платформа 3 сопряжена с корпусом 2 на державках 14 основной жесткости и совершает возвратно-поступательное движение. За счет трапециевидных направляющих 4 исключаются, за счет своей формы, вибрации платформы 3 относительно корпуса 2. Фиксацию нескольких режущих элементов обеспечивают упоры 6 центральной части 7 и корпуса 2.

Сообщают движение платформам 3, элементы 5 передачи движения, в варианте выполнения, проводящие охлаждающую жидкость через свои отверстия и сопряженные с корпусом 2, а возникает движение от силового устройства, например с электроприводом и пружиной (на фиг. не показаны), совершающей возвратное движение.

Режущие элементы 1 прижаты к платформам 3 с помощью защитной пластины 9, содержащей защиту 10 движущихся частей от попадания стружки между платформой 3 и корпусом 2 или переходным участком 12, что предотвращает 4 заклинивание платформы 3 к корпусу 2.

Защитная пластина 9 выполняет функцию защиты режущих элементов 1 от трения и тепла сходящей стружки с помощью поверхностей 23 восприятия тепла и трения стружки и функцию направления оси резания с помощью поверхностей 11 центровки оси резания при их симметричном расположении в разных направлениях от оси.

При выполнении корпуса 2 с вспомогательными 15 державками усугубляется ситуация, связанная с выводом стружки из корпуса и центральной части 7. Для исключения пакетирования стружки на корпусе 2 и стружки, образованной центральной частью 7, при смешивании со стружкой, образованной режущим элементом 1, 21, чему также способствует поступательное движение платформ 3, применяется стружкоделитель 8, разделяющий стружку на полосы и выполненный как на центральной части 7 инструмента, так и на режущих элементах 1, 21, причем стружкоделитель 8 режущих элементов 1, 21 работает в соединении с защитной пластиной 9, при котором конфигурацию поверхностей 23 восприятия тепла и трения сходящей стружки выполняют, учитывая рельеф стружкоделительного устройства 8, имеющего участки Wd деления стружки для снижения трения.

При расположении поверхностей 11 центровки защитной пластины 9 в разных направлениях от оси разных радиальных координат X, Y симметрично в четырех направлениях повышается осевая точность резания.

При этом инструмент может работать с любыми стружкоделителями, например со стружкоделителем 34, также образующим участок Wd деления стружки и выполненным канавкой.

При этом режущий инструмент может работать с любыми устройствами охлаждения, например устройство охлаждения выполнено отверстием 30 в корпусе 2.

При этом режущие элементы, в варианте, прижимают к платформе через промежуточные пластины (на фиг. не показаны), которые воспринимают на себя износ при трении режущих элементов 1, и платформ 3 о переходной участок 12 при возвратно-поступательном движении, при этом износ трапециевидных направляющих 4 могут принимать на себя сменные направляющие поверхности (на фиг. не показаны).

Платформы 17, в варианте, выполнены без сменных режущих элементов 1 и производят резание своим корпусом и выполнены с возможностью подточки режущей части. Смазку движущихся частей производит смазочно-охлаждающая жидкость. При этом платформы 17 соединены с защитой 18 движущихся частей и защищают себя от попадания стружки аналогично защитной пластине 9.

Элемент 5 передачи движения в варианте осуществления работы устройства выполнен и применяется жидким, например из гидравлического масла или выполнен гибким.

Работа режущего инструмента, предназначенного для бурения, производится аналогично с выключением одних режущих элементов и включением других в процесс резания, не прерывая процесса резания инструмента.

В работе данного инструмента включением одних режущих элементов и выключением других режущих элементов переключают силы резания инструмента на разные режущие элементы инструмента, а также выключением отработавших режущих элементов включают вспомогательные режущие элементы, что повышает производительность.

Режущий инструмент работает при сверлении, при фрезеровании, при бурении и других процессах резания.

Таким образом повышают скорость резания, стойкость, снижают нагрев, повышают точность регулировки диаметра d резания, исключают пакетирование стружки, снижают трение сходящей стружки, облегчают надлом стружки, предотвращают заклинивание движущихся частей, исключают вибрации, исключают попадание сходящей стружки между защитной пластиной 9 и центральной частью 7, обеспечивают общую прочность корпуса 2, повышают эффективность охлаждения и осевую точность резания.

Стружкоделитель 8 работает следующим образом. Стружка завивается о переднюю поверхность 22 режущей кромки 16 сменного режущего элемента. Передняя поверхность 22 содержит ступени, выполненные стружкоделителем 8, с помощью которого производят разрез срезаемого слоя. Стружка на верхней части ступени завивается раньше, чем на нижней части ступени и отрывается от нее с образованием двух частей стружки. При этом нижняя и верхняя части ступеней являются участками Wd одного деления стружки, а стружка образованная на участке Wd при завивке имеет усадку и расширение и действует с нагревом и трением на боковую поверхность 31. Для снижения нагрева и трения стружкоделителя 8 боковая поверхность 31 имеет угол К отклонения от вектора Р направления подачи, позволяющий снизить контакт стружки с боковой поверхностью 31, для чего также служат бугристые элементы 32. Например, если боковую поверхность 31 выполнить без угла К отклонения от вектора Р подачи, то ступени будут иметь повышенный износ, а для восстановления режущих свойств необходимо будет снимать большой слой материала режущего инструмента, что влечет затраты времени и снижения экономичности, во избежание чего стружкоделитель 8 содержит боковую поверхность 31, отклоненную на угол К от вектора Р направления подачи. Переход от боковой поверхности 31 к нижней части ступени выполнен через радиус R для избежания разрушения режущей кромки 16 на ступенях и снижения трения стружки о боковую поверхность 31.

Деление стружки на части снижает силу трения о переднюю поверхность 22 режущей кромки 16, облегчая ее завивку, что в целом позволяет снизить нагрев режущих элементов 1, 21 и центральной части 7 и обеспечить выход стружки, в зоне переходного участка 12 и корпуса 2, путем ее измельчения.

Стружкоделитель 8 аналогично работает на монолитном корпусе 33, при этом корпус 2, 33 выполнен монолитным спирального вида и выполнен с возможностью заточки.

Стружкоделитель 8 работает при сверлении и фрезеровании.

Таким образом повышают скорость резания, стойкость режущих элементов, снижают нагрев режущих элементов, снижают трение, исключают пакетирование стружки.

Защитная пластина 9 воспринимает тепло и трение стружки при завивке и ее выходе. Стружка, образованная режущей кромкой 16, завивается о поверхности 23 восприятия тепла и трения сходящей стружки. Начала поверхностей 23 восприятия приближены к режущей кромке 16 и находятся ниже на 0,1 мм передних поверхностей 22, ниже для того, чтобы сходящая стружка не попадала под защитную пластину 9 и для возможности максимального приближения поверхностей 23 восприятия тепла и трения сходящей стружки к режущей кромке 16. При завивке стружки о поверхности 22 проходы 20 между стружкой и передней поверхностью 22 направляют поток охлаждающей жидкости, при котором поток имеет давление под стружкой и распыление, что позволяет в необходимом объеме доставить охлаждающую жидкость к передней поверхности 22 и режущей кромке 16 и исключить парообразные пустоты, повышающие трение и образующиеся при охлаждении передней поверхности, причем исключение парообразных пустот снижает трение за счет смазки. Также при расположении проходов 20 под стружкой и первоначальном охлаждении стружки со стороны передней поверхности 22 она подкаливается, повышая свою хрупкость, что способствует ее надлому.

Защитная пластина 9 выполняет функцию многоразового использования верхней части элементов 1, 21 заменяя собой их конструктивные части, включающие в себя выступы и канавки для прохода охлаждающей жидкости на переднюю поверхность 22 режущей кромки 16, а также прижим режущих элементов 1, 21 защитной пластиной 9 осуществляется по их периметру, что позволяет снизить объем массы, необходимый для прочности многогранного сменного элемента 1, 21 с повышением прочности при работе их сечения, повышением прочности крепления и снижением вибрации. Защитная пластина 9 выполнена с возможностью многоразового использования.

Защитная пластина 9 имеет поверхности 23 восприятия тепла и трения сходящей стружки под углом N, что снижает трение стружки о защитную пластину 9 и снижает ее нагрев, повышая стойкость.

На участке Wd деления стружки могут содержаться дополнительные поверхности завивания стружки 23а и 23в восприятия с дополнительным наклоном от вектора Р по углу Na к периферии кромки 16 и наклоном по углу Nb от периферии кромки 16, с помощью чего стружка отдаляется от передней поверхности 22, образуя пустоту между собой и передней поверхностью 22, куда через проход 20 между поверхностями 23а и 23в восприятия направляется поток охлаждающей жидкости в большем объеме. При этом возможно выполнение дополнительных поверхности 23а с наклоном от вектора Р по углу Na к периферии кромки 16, ближе от режущей кромки 16, чем дополнительные поверхности 23в с наклоном по углу Nb от периферии кромки 16, что позволяет краю стружки, образованной на участке Wd деления стружки, произвести его завивку в горячем состоянии в сторону периферии. Завивка стружки в горячем состоянии облегчает ее деформацию, а при завивке стружки, образованной режущей кромкой 16 и образованной на участке Wd деления стружки с помощью ступени, в сторону периферии, силы резания частично направляются к центру и при симметрии с двух сторон от оси частично уравновешиваются, снижая свое значение, причем завивка стружки в сторону периферии режущей кромки 16 снижает ее трение о боковую поверхность 31 стружкоделителя 8. Таким образом в варианте работают поверхности 23 восприятия тепла и трения с разноудаленными своими частями, поверхности 23а, 23в, 23с расположены на разном расстоянии L1, L2, L3, L4 от режущей кромки 16.

Защитная пластина 9 соединена с стружкоделителем 8, 34, при этом от участков Wd деления стружки стружка отходит полосами по поверхностям 23 восприятия тепла и трения. Это дополнительно используется для снижения трения при выполнении поверхностей 23 под углом N отклонения от вектора Р направления подачи, при котором поверхности 23а и 23в сближены к хвостовику и раздвинуты к режущей кромке 16 или, другими словами, выполнены сходящимися в сторону хвостовика, и в совокупности с этим выполнение под углом отклонения относительно периферии поверхностей 23 позволяет увеличить теплоемкость передней поверхности 22 участка Wd деления стружки, так как поверхности 23а и 23в расположены на перифериях участка Wd деления стружки и работают с краями стружки, а не по всей ее ширине. При этом участок Wd деления стружки расположен на участке Ws схождения стружки всей режущей кромки, а защитная пластина 9 выполнена с возможностью аналогичной вышеуказанной работы поверхностей 23 на всем участке Ws схождения стружки.

Защитная пластина 9 многофункциональна и содержит защиту 10 движущихся частей платформ 3, при котором защита 10 в зоне прилегания режущих элементов 1 и платформ 3 к переходному участку 12 выполнена с проходами 20 охлаждающей жидкости, с помощью чего стружка не попадает между переходным участком 12 и платформами 3 с режущим элементом 1, а охлаждающая жидкость, также препятствующая попаданию стружки, направляется на центральную часть 7, а также защита 10, защищая от стружки пространство между платформой 3 и корпусом 2, исключает их заклинивание.

Одной из функций защитной пластины 9 является снижение трения стружки о режущие элементы 1, 21 и направление оси резания режущего инструмента, производимое с помощью поверхностей 11 центровки оси резания, являющихся радиальными опорами резания, а при расположении поверхностей 11 центровки оси резания симметрично в четырех направлениях от оси повышается осевая точность резания режущего инструмента.

Защитная пластина 9 обеспечивает ломание и завивание стружки. Подвод охлаждающей жидкости между защитной пластиной 9 и режущим элементом 1, 21 осуществляется любым устройством, например трубкой или отверстием (на фиг. не показано) в корпусе 2.

Защитная пластина 9 работает с любыми элементами снижения трения и покрытиями, например нанопокрытиями, и работает в соединении с любым стружкоделителем, например со стружкоделителем 34, выполненным канавкой на задней поверхности режущей кромки, также образующим участок Wd разделения стружки.

Фиксация режущего элемента 1, 21 производится с помощью прижима защитной пластины 9, имеющей часть 24 рельефной поверхности, совпадающую с частью 25 рельефной поверхности режущего элемента 1,21, а также частью рельефной поверхности режущего элемента 1,21 совпадающей с рельефной поверхностью корпуса (на фиг. не показаны).

Защитная пластина 9 работает при фрезеровании, сверлении, токарной обработке и других разделах резания.

Таким образом повышают скорость резания и стойкость, снижают нагрев, снижают трение, повышают осевую точность резания, облегчают надлом стружки, исключают вибрации, исключают попадание сходящей стружки под защитную пластину 9 между ней и режущими элементами 1, 21 и центральной частью 7, повышают эффективность охлаждения и снижают себестоимость режущего элемента1, 21, смазывают стружку и переднюю поверхность 22, увеличивают теплоемкость передней поверхности 22, повышают прочность многогранного сменного режущего элемента 1, 21, увеличивают объем потока охлаждающей жидкости между стружкой и передней поверхностью 22 режущей кромки 16.

В варианте выполнения корпуса 2, державки 14 основной жесткости не сопряжены с платформами 3 и снабжены наряду с державками 15 вспомогательными режущими элементами 21, которые прижаты, так же как и режущие элементы 1, защитными пластинами 9. Расположение режущих элементов 21 и радиальное воздействие сил резания на режущие элементы обуславливает различие вариантов выполнения устройства направления оси резания, выполненных одновременно с аналогичным расположением поверхностей 11 центровки защитной пластины 9. Режущие элементы 21 выполняют функцию резания одновременно с опорной функцией направления оси резания, снижая толщину среза и симметрично распределяя силы резания, относительно оси резания, что обеспечивается за счет их расположения в разных направлениях от оси разных радиальных координат X, Y симметрично в четырех направлениях и что повышает точность резания с одновременным повышением стойкости и снижением вибраций. Режущие элементы 21, дополненные поверхностями 11 центровки защитной пластины 9, также расположенными в разных направлениях от оси разных радиальных координат X, У симметрично в четырех направлениях, дополнительно повышают осевую точность резания режущего инструмента.

Повышение таким образом осевой точности резания обуславливает трудности, связанные с выводом стружки и с общей прочностью корпуса 2, которые решаются путем выполнения державки 14 основной жесткости с ребром 28 жесткости, обеспечивающим общую прочность корпуса 2, и со стружечной канавкой вспомогательных 15 державок, выполненной с отверстием 27, позволяющим вывести стружку вспомогательных державок 15 и выполнить вспомогательные 15 державки с необходимым сечением для прочности, обеспечивающей работу режущего элемента 21, в варианте крепящихся за счет винта с головкой 29, закрученной со стороны стружечной канавки державки 14 основной жесткости. Стружка, образованная режущей кромкой 16 элементов 21 и образованная центральной частью 7, для исключения пакетирования, измельчается стружкоделителем 8 и выходит из корпуса 2 по стружечной канавке державки 14 основной жесткости. Ее измельчение позволяет беспрепятственно перемешаться и выйти со стружкой режущего элемента 1, 21, также измельченной стружкоделителем 8, 34. Стружка, образованная центральной частью 7, выходит в стружечную канавку державки 14 основной жесткости. Стружка, выходящая по стружечной канавке вспомогательных 15 державок, также выходит в стружечную канавку державки 14 основной жесткости. Далее стружка выходит в общий поток стружки из корпуса 2.

Расположение режущих кромок 16 режущих элементов 1, 21 на диаметре dl переходного участка 12, меньшего по отношению к диаметру D2 рабочей части 26 центральной части 7, позволяет исключить попадание стружки между ним и элементами 1,21.

Работа устройства регулировки диаметра резания производится аналогично как на корпусе, содержащем платформы 3, так и на корпусе, их не содержащем, работа производится посредством возможности замены диаметра D переходного участка 12, являющимся радиальной опорой для режущих элементов 1, 21, прижатых защитными пластинами 9, и работа производится посредством возможности их смещения. При этом соединение центральной части 7 с корпусом 2, для быстросменности, для надежности, долговечности и для осевой точности резания и крепления центральной части 7, относительно корпуса 2, выполнено с коническими цилиндрическими поверхностями 13, также исключающими возможность вибрации. Для возможности замены диаметра D переходного участка 12 используется разница диаметров между рабочей частью 26 и его хвостовиком. К примеру при необходимости увеличить диаметр d резания на 0,3 мм производят замену центральной части 7 на аналогичную, но с большим диаметром D переходного участка 12 на 0,3 мм, а так как поверхность переходного участка 12 является радиальной опорой, то соответственно режущие элементы 1, 21, совместно с прижимающими их защитными пластинами 9, смещаются радиально, увеличивая диаметр d резания корпуса 2 на 0,3 мм. Зазор (на фиг. не обозначен) между корпусом 2 с платформой 3 и переходным участком 12 допускает увеличение диаметра D переходного участка 12. Режущие элементы 1, 21 и защитные пластины 9 смещаются относительно оси своего крепления за счет увеличенных отверстий (на фиг. не показаны), через которые выполняется их прижим. Таким образом достигается максимальная точность регулировки диаметра d резания.

Установка режущих элементов под углами F, L повышает производительность и осевую точность, направляет сходящую стружку к периферии к обрабатываемой поверхности, о которую она ломается, снижает силы резания, так как силы, действующие на режущие кромки 16, частично направлены к центру, частично уравновешивают друг друга.

Дополнительное устройство охлаждения произведено отверстием 30 в корпусе 2.

Центральная часть 7 работает спиральным сверлом или с содержанием сменной режущей пластины 19.

Таким образом, повышают скорость резания, стойкость, снижают нагрев, повышают точность регулировки диаметра резания, исключают пакетирование стружки, снижают трение сходящей стружки и обеспечивают общую прочность корпуса 2, снабженного радиальными опорами в виде режущих элементов 21, выполненных одновременно с опорной и режущей функцией.

Реферат

Группа изобретений относится к области обработки металлов резанием, в частности к металлорежущим инструментам. Инструмент содержит подвижные режущие элементы 1, установленные на платформах 3, имеющих возможность возвратно-поступательного движения в направлении подачи, и неподвижные режущие элементы 2, закрепленные на корпусе инструмента. Платформы 3 сопряжены с корпусом трапециевидными направляющими и соединены с силовым устройством. Для охлаждения режущих элементов в процессе резания платформы перемещают в направлении подачи за диаметр резания неподвижных режущих элементов 2, в результате чего отключают источник нагрева неподвижных режущих элементов 2, что позволяет охладить их до температуры охлаждающей жидкости. Способ охлаждения может быть применим при сверлении, бурении и фрезеровании. Обеспечивается охлаждение режущих кромок инструмента и повышение его стойкости, а также защита режущих кромок режущих элементов инструмента. 7 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

Формула