УДК 621.9.025

МРНТИ 55.31.29

Ключевые слова: резание, инструмент, обработка отверстий, жёсткость, вибрации, производительность

Источник: Научный журнал Вестник Семипалатинского государственного имени Шакарима, 2012. № 4

Сведения об авторе: Касенов Асылбек Жумабекович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Машиностроение и стандартизация»

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ РЕЗЦОВОЙ СБОРНОЙ РАЗВЁРТКИ С БЕЗВЕРШИННЫМИ ЗУБЬЯМИ

Т.М. Мендебаев¹, А.Ж. Таскарина¹, Н.С. Дудак², Г.Т. Итыбаева², Ж.К. Мусина², А.Ж.Касенов²

¹ г. Алматы, Казахский национальный технический университет

им. К.И. Сатпаева

² г. Павлодар, Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

В статье предлагается конструкция усовершенствованной резцовой сборной развёртки с безвершинными зубьями [1, 2] для обработки отверстий. Приведены краткие данные о предлагаемом новом инструменте. Предлагаемый инструмент позволит сократить общее количество составных деталей и уменьшить время сборки развёртки, увеличить жёсткость, уменьшить вибрации, себестоимость изготовления, а, следовательно, и качество обрабатываемых отверстий.

Ключевые слова: резание, инструмент, обработка отверстий, жёсткость, вибрации, производительность

В [1, 2] представлена резцовая сборная развёртка с безвершинными резцами, обеспечивающая более высокую стойкость и качество обрабатываемой поверхности при обработке цилиндрических отверстий.

Резцовая сборная развёртка с безвершинными зубьями со сменными пластинами имеет вставные зубья-резцы, на которых нет вершины, режущая кромка криволинейная, но она отличается от окружности потому что обеспечение заданной постоянной величины задних углов при заточке такого зуба-резца требует, чтобы вектор круговой формы при формировании задней поверхности зуба-резца развёртки в плоскости симметрии зуба-резца совпадал с плоскостью симметрии профиля шлифовального круга для заточки зуба-резца развёртки во избежание возникновения отрицательных задних углов. Диаметр криволинейной режущей кромки должен быть меньше диаметра обрабатываемого отверстия. Непременное условие для работы такого зуба-резца – наличие угла наклона режущей кромки, при котором режущая кромка располагается наклонно к плоскости, перпендикулярной оси отверстия и развёртки. В этой плоскости сечение отверстия является эллипсом, но приближать кривую режущей кромки резца к этому эллипсу нежелательно, т.к. требуется уменьшить зону контакта зуба-резца и заготовки для уменьшения силы резания.

Для обработки сквозных отверстий зубья-резцы развёртки (их количество предпочтительно четыре) расположены с постоянным смещением вдоль оси так, что оси симметрии резцов образуют винтовую линию. Все зубья-резцы имеют режущие кромки, образованные указанными кривыми, плоскости которых наклонены под углом λ к оси развёртки (отверстия), тем самым на криволинейном участке зубьев исключается вершина, и улучшаются условия резания. Все зубья-резцы имеют один размер по высоте, т.е. настроены на обработку одного диаметра D отверстия. Перед каждой переточкой резцовой сборной развёртки под резцы устанавливаются новая пластина с толщиной, увеличенной на величину припуска на переточку. Минимальные биения режущих зубьев обеспечивают высокую точность обработки. Для повышения точности обработки на корпусе развёртки имеются направляющие элементы. Крепление резцов на развёртке выполнено с помощью специальных прижимов и винтов (рисунок 1).

На рисунке 1 показан общий вид резцовой сборной развёртки с безвершинными зубьями: 1 – корпус развёртки; 2 – четыре смещённых друг относительно друга резца развёртки; 3 – крепёжные винты; 4 – прижимы; А – последовательное смещение друг относительно друга крепёжных винтов, плоскостей симметрии резцов; D – диаметр развёртки (отверстия); D_н.п – диаметр предварительной направляющей (ловителя); D_ш – диаметр шейки; ℓ_р – длина рабочей части развёртки; ℓ_ш – длина шейки; ℓ_х – длина хвостовика; L – длина развёртки.

Конструктивные особенности и геометрия резцовой сборной развёртки с безвершинными резцами обеспечивают высокую эффективность чистовой операции развёртывания, повышение точности обработки и снижение шероховатости обрабатываемых деталей.

Наряду с достоинствами применения резцовой сборной развёртки с безвершинными зубьями анализ её конструкции выявил следующий недостатки: при обработке возможна некоторая податливость зубьев-резцов в осевом и радиальном направлениях из-за неточности изготовления посадочных размеров прижимов и зубьев-резцов. Устраняются данные недостатки при помощи крепления зубьев-резцов непосредственно к корпусу развёртки крепёжными винтами, что повышает жёсткость в осевом и радиальном направлениях, помимо этого сокращается общее количество деталей, входящих в состав резцовой сборной развёртки (исключение прижимов).

Усовершенствованная конструкция резцовой сборной развёртки с безвершинными зубьями представлена на рисунке 2. Конструкция состоит из корпуса 1, четырёх вставных зубьев-резцов 2 и крепёжных винтов 3 по два на каждый вставной зуб-резец. Изготовление зубьев-резцов возможно двух исполнений: из быстрорежущей стали (рисунок 3) предпочтительно марки Р6М5 и оснащённого твёрдосплавной пластинкой Т30К4 для чистовой обработки.

Таким образом, применение усовершенствованной конструкции резцовой сборной развёртки с безвершинными зубьями позволит увеличить жёсткость зубьев-резцов развёртки в осевом и радиальном направлениях благодаря креплению зубьев-резцов непосредственно к корпусу, что уменьшает количество деталей, входящих в состав развёртки (исключение прижимов), габаритных размеров, себестоимость изготовления резцовой сборной развёртки, уменьшает вибрации при обработке, а, следовательно, обеспечивает более высокое качество обрабатываемого отверстия.

Оснащение зубьев-резцов твёрдосплавной пластинкой, как показывает практика, повышает производительность обработки, т.к. увеличиваются режимы резания: скорость резания, подача, глубина резания и как следствие повышение точности и уменьшение шероховатости обрабатываемого отверстия.

Выводы:

1. Усовершенствованная конструкция резцовой сборной развёртки с безвершинными зубьями имеет меньшее количество деталей (исключение прижимов), что уменьшает себестоимость изготовления инструмента.

2. Применение предлагаемого инструмента повышает жёсткость технологической системы (станок – приспособление – инструмент – деталь), а, следовательно, и точность обработки отверстий.

3. Оснащение зубьев-резцов твёрдосплавными пластинами увеличит производительность и качество обработки отверстий.

Список литературы

1 Таскарина А.Ж., Дудак Н.С., Касенов А.Ж. Резцовая сборная развертка с безвершинными зубьями // Научный журнал МОН «Поиск» № 1(2)/ 2012. – С. 274-279.

2 Н.С. Дудак, Г.Т. Итыбаева, Ж.К. Мусина, А.Ж. Касенов, А.Ж. Таскарина. Конструкции резцовых сборных развёрток с безвершинными зубьями // Научный журнал Павлодарского государственного университета им. С. Торайгырова. Вестник ПГУ № 2 – Павлодар: ПГУ им. С. Торайгырова, 2012.