Результат интеллектуальной деятельности: Способ металлообработки по схеме несвободного резания

Изобретение относится к области металлообработки по схеме несвободного резания и может быть использовано при обработке металлов прерывистым резанием.

Известен способ по схеме несвободного резания, описанный в изобретении RU 2487783, МПК В23В 51/00, 20.07.2013, в котором за счет ступенчатой формы стружкоотводящей канавки у передней поверхности стружка подвергается сегментированию, чтобы иметь узкую ширину, повышая эффективность отвода стружки и за счет загнутого участка вспомогательной канавки в другом направлении, отличающимся от направления, вдоль которого загнут загнутый участок стружкоотводящей канавки стружка, достигающая загнутого участка вспомогательной канавки, будет выталкиваться, в загнутом участке вспомогательной канавки, к внешней периферий корпуса сверла в другом направлении, отличающимся от направления загнутого участка стружкоотводящей канавки. Это уменьшает риск застревания стружки в узком пространстве между загнутым участком вспомогательной канавки и обрабатываемой детали.

К недостаткам такого способа следует отнести быстрый износ ступенчатых канавок при сегментировании стружки за счет высокой температуры резания и износ направляющей канавки вследствие повышения температуры при многократном изгибе стружки в загнутых участках стружкоотводящих канавок. И данный способ применим к глубокому сверлению.

Известен способ обработки пластичного материала по схеме несвободного резания, при котором сходящая по передней поверхности стружка попадает во вращающийся ролик, создающий тянущее усилие в направлении увеличения угла схода стружки (RU 2555694, МПК В23В 1/00, 10.07.2015).

К недостаткам этого способа относится то, что он применим только для непрерывного резания для обеспечения тянущей силы. Кроме того, за счет увеличения естественного угла схода стружки и ее отрыва от передней поверхности происходит быстрый износ инструмента.

Наиболее близким по назначению к предлагаемому способу является способ обработки прерывистых поверхностей резанием, при котором обеспечивают взаимодействие режущей поверхности резца с обрабатываемой поверхностью (патент SU 1641509, МПК В23В 1/00, В23В 27/00, 15.04.91).

К недостаткам этого способа следует отнести то, что он применяется только для обработки прерывистых поверхностей и не обеспечивает защиту режущего инструмента от износа.

Задача – разработка эффективного способа металлообработки прерывистым резанием.

Техническим результатом является увеличение периода стойкости инструмента при прерывистом резании.

Технический результат достигается в способе металлообработки по схеме несвободного прерывистого резания, заключающемся во взаимодействии режущей поверхности резца с обрабатываемой поверхностью, при этом в зоне контакта стружки с передней поверхностью резца осуществляют приложение прижимного усилия стружки к передней поверхности резца.

Сущностью способа является то, что при прерывистом резании стружкообразование изменено путем приложения прижимного усилия стружки в направлении, параллельном передней поверхности резца в зоне контакта стружки с передней поверхностью резца. Прижимное усилие достигается благодаря прижимной пластине, установленной на передней поверхности резца. В процессе резания металла по схеме несвободного резания образующаяся стружка сходит по передней поверхности резца и попадает под прижимную пластину. При этом прижимная пластина прижимает стружку к передней поверхности резца и препятствует ее завиванию и отрыву от передней поверхности. Так как прижимное усилие имеет направление, параллельное передней поверхности резца, происходит увеличение длины контакта стружки с передней поверхностью резца, уменьшению температуры в зоне резания и снижению глубины износа резца как по передней, так и по задней режущим поверхностям резца. Таким образом, достигается увеличение периода стойкости инструмента при прерывистом резании.

Пример.

Способ металлообработки по схеме несвободного резания осуществлялся с помощью резца для прерывистого резания, снабженного закрепленной на передней поверхности прижимной пластиной.

В процессе прерывистого резания образующаяся стружка попадает в зазор между прижимной пластиной и передней поверхностью резца и прижимается к передней поверхности резца. Это препятствует завиванию стружки и увеличивает длину контакта стружки с передней поверхностью резца.

Проведено исследование процесса прерывистого резания по схеме несвободного резания на образце из Стали 45 при постоянной глубине резания t=1,0 мм и подаче S=0,2 мм/об; передний угол γ=0°; главный угол в плане ϕ=45° резцами с пластинами марки Т15К10, скорость резания 90 м/мин с прерывистым резанием без приложения прижимного усилия и прерывистым резанием с приложением прижимного усилия.

Длину контакта стружки с передней поверхностью резца и глубину износа передней и задней режущих поверхностей измеряли на профилографе - профилометре К-201.

Среднеинтегральную температуру в зоне резания измеряли по величине термо-ЭДС между твердосплавной пластиной резца и заготовкой.

Результаты экспериментов представлены в таблице.

Из приведенной таблицы видно, что при прерывистом резании с приложением прижимного усилия стружки в направлении, параллельном передней поверхности резца, глубина износа на передней поверхности резца уменьшается на 56%, а на задней поверхности резца на 40%. Длина контакта стружки с передней поверхностью резца при этом увеличилась на 48%.

Таким образом, в результате приложения прижимного усилия в зоне контакта стружки с передней поверхностью резца в направлении параллельном упомянутой поверхности резца происходит увеличение периода стойкости инструмента при прерывистом резании