RU177813U1

RU177813U1 - Turning tool

Info

Publication number: RU177813U1
Application number: RU2017130188U
Authority: RU
Inventors: Яков Львович Либерман; Сергей Семенович Кугаевский
Original assignee: Открытое акционерное общество "Свердловский инструментальный завод"
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2017-08-25
Publication date: 2018-03-13

Abstract

В заявке предлагается токарный резец, содержащий державку с режущим элементом и выборкой, в которой вблизи режущего элемента закреплен стержень с резьбой и установленным на нем грузом. Выборка вакуумирована и закрыта крышкой с клапаном одностороннего действия.Отличительной особенностью резца является установка внутри державки гидропластных перегородок – зажимов, представляющих собой замкнутые камеры, охватывающие стержень, с наружной стороны державки закреплены бобышки, в которых расположены плунжеры, проникающие в полости камер. Плунжеры перемещаются соосными с ними винтами. Настройка резца на нужную частоту собственных колебаний осуществляется путем зажатия стержня той или иной перегородкой – зажимом, что обеспечивается перемещением соответствующего плунжера винтом.Технический результат предложения состоит в том, что для перенастройки частоты собственных колебаний резца не требуется снимать крышку вакуумированной выборки, и тем самым обеспечивается возможность его более частой перенастройки в соответствии с часто меняющимися условиями обработки. Соответствующая же перенастройка обеспечивает повышение качества обработки поверхности изделий.The application proposes a turning tool containing a holder with a cutting element and a sample in which a rod with a thread and a load mounted on it is fixed near the cutting element. The sample is evacuated and closed by a lid with a one-way valve. A distinctive feature of the cutter is the installation of hydroplastic partitions inside the holder - clamps, which are closed chambers covering the rod, bosses are fixed on the outside of the holder, in which plungers are located that penetrate into the chamber cavities. The plungers are moved coaxially with their screws. Setting the cutter to the desired frequency of natural vibrations is carried out by clamping the rod with one or another partition - a clamp, which is ensured by moving the corresponding plunger with a screw. The technical result of the proposal is that to reconfigure the frequency of the natural oscillations of the cutter, it is not necessary to remove the cover of the evacuated sample the possibility of its more frequent reconfiguration in accordance with frequently changing processing conditions. The corresponding reconfiguration provides an increase in the quality of surface treatment of products.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована на токарных станках при чистовой обработке резанием.The proposed utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used on lathes for finishing cutting.

Резцы, аналогичные предлагаемому, известны. К ним относится, например, резец, разработанный А.С.Кондратьевым, защищенный Авторским свидетельством СССР №105940, кл. В23 В25/04. Он состоит из державки с режущим элементом, в которую ввинчивается или к которой приваривается шпилька, и навинчиваемых на шпильку гаек с резиновыми прокладками между ними. Гайки закручивают вручную так, чтобы прокладки несколько деформировались, но не сжимались полностью. Если в процессе точения заготовки на токарном станке возникают вынужденные колебания резца, то шпилька, гайки и прокладки, имея определенную частоту собственных колебаний, вынужденные колебания способны погасить. Частота собственных колебаний зависит от закручивания гаек, поэтому для эффективного гашения вынужденных колебаний резца его нужно настроить путем обеспечения определенной величины указанного закручивания. При конкретной настройке резец работает, гася вынужденные колебания в конкретном диапазоне, а поскольку вынужденные колебания в некотором диапазоне определяются условиями резания также в некотором диапазоне, то эффективность гашения вынужденных колебаний резца зависит от соответствующей настройки резца условиям резания. При одних условиях резания резец работает более-менее эффективно при одной настройке, а при других – при другой настройке. Получается, что при изменении условий обработки (например, режимов резания) резец требует и изменения настройки.Cutters similar to those proposed are known. These include, for example, a cutter developed by A.S. Kondratiev, protected by the USSR Copyright Certificate No. 105940, class. B23 B25 / 04. It consists of a holder with a cutting element into which a stud is screwed or welded to it, and nuts screwed onto the stud with rubber gaskets between them. The nuts are tightened by hand so that the gaskets are slightly deformed, but not fully compressed. If in the process of turning a workpiece on a lathe there are forced oscillations of the cutter, then the stud, nuts and gaskets, having a certain frequency of natural vibrations, are forced to absorb the forced vibrations. The frequency of natural vibrations depends on the tightening of the nuts, therefore, to effectively absorb the forced vibrations of the cutter, it must be adjusted by ensuring a certain value of the specified tightening. With a specific setting, the cutter works by damping forced vibrations in a specific range, and since forced vibrations in a certain range are also determined by the cutting conditions in a certain range, the effectiveness of damping forced vibrations of a cutter depends on the appropriate setting of the cutter to the cutting conditions. Under some cutting conditions, the cutter works more or less efficiently with one setting, and under other conditions with a different setting. It turns out that when changing processing conditions (for example, cutting conditions), the cutter also requires a change in setting.

Если резец-аналог настроен правильно, то обработанная этим резцом поверхность изделия получается более-менее высокого качества. Однако достичь требуемого высокого качества обработки даже с помощью описанного резца удается не всегда из-за того, что даже он не всегда эффективно гасит вынужденные колебания. Более эффективно это осуществляет и позволяет получить обработанную поверхность изделия более высокого качества резец, разработанный В.В.Роговым, Г.Г.Поздняковым и Л.Г.Терминасовой, и защищенный Патентом РФ №200977, кл. В23 В27/00. Данный резец, принятый нами за прототип предлагаемого, содержит державку с режущим элементом и стержень, соединенный с державкой со стороны режущего элемента и имеющий резьбовой конец. На этом конце с возможностью перемещения установлен груз. При этом в державке резца выполнена выборка, резец снабжен герметичной крышкой с клапаном одностороннего действия, закрывающей выборку, стержень расположен в выборке, а последняя вакуумирована.If the analog cutter is configured correctly, then the surface of the product processed by this cutter is obtained of more or less high quality. However, to achieve the required high quality of processing even with the help of the described cutter is not always possible due to the fact that even it does not always dampen forced vibrations. This implements more efficiently and allows to obtain a machined surface of a product of a higher quality cutter, developed by V.V. Rogov, G.G. Pozdnyakov and L.G. Terminasova, and protected by RF Patent No. 200977, cl. B23 B27 / 00. This cutter, adopted by us for the prototype of the proposed, contains a holder with a cutting element and a rod connected to the holder on the side of the cutting element and having a threaded end. A load is mounted at this end with the ability to move. At the same time, a sample is made in the tool holder, the tool is equipped with a sealed cover with a one-way valve closing the sample, the rod is located in the sample, and the latter is evacuated.

При эксплуатации резца-прототипа вынужденные колебания гасятся более эффективно, поскольку энергия вынужденных колебаний резца более полно превращается в кинетическую энергию груза. Вместе с тем, резец-прототип не лишен и существенного недостатка. Он также, как и резец-аналог должен перенастраиваться при изменении условий обработки. Перенастройка же требует изменения положения груза на стержне, а для этого необходимо открывать герметичную крышку. После перенастройки резца ее нужно снова закрывать, а выборку, имеющуюся в державке, снова вакуумировать. Это влечет за собой усложнение и увеличение продолжительности перенастройки, что естественным образом вызывает у производственного персонала, использующего резец-прототип, желание перенастраивать его как можно реже. Но если условия обработки изделий на токарном станке меняются часто, то из-за редкой перенастройки резца ухудшается качество обработанной поверхности.During operation of the prototype tool, forced vibrations are damped more efficiently, since the energy of forced tool vibrations is more fully converted into the kinetic energy of the load. However, the prototype cutter is not without a significant drawback. It, like the analogue cutter, must be reconfigured when the processing conditions change. Reconfiguration requires changing the position of the load on the rod, and for this it is necessary to open the sealed cover. After reconfiguring the cutter, it must be closed again, and the sample available in the holder, again evacuated. This entails the complication and increase in the duration of the reconfiguration, which naturally causes the production personnel using the prototype cutter to want to reconfigure it as little as possible. But if the conditions for processing products on a lathe change frequently, then due to the rare reconfiguration of the cutter, the quality of the processed surface deteriorates.

Отсюда возникает задача повышения качества обрабатываемой резцом поверхности изделия при частом изменении условий обработки в широких пределах.Hence, the problem arises of improving the quality of the surface of the product processed by the cutter with frequent changes in the processing conditions over a wide range.

Технически решение поставленной задачи с помощью предлагаемой полезной модели осуществляется путем обеспечения перенастройки резца с вакуумированной выборкой в державке без открывания герметичной крышки. Technically, the task is solved using the proposed utility model by ensuring the reconfiguration of the cutter with a vacuum sample in the holder without opening the sealed cover.

Конструктивно техническое решение реализуется за счет того, что резец, содержащий державку с режущим элементом и стержень, соединенный с державкой со стороны режущего элемента и имеющий резьбовой конец, на котором с возможностью перемещения установлен груз, при этом в державке выполнена выборка, снабженная герметичной крышкой с клапаном одностороннего действия, закрывающей выборку, стержень расположен в выборке, а выборка вакуумирована, отличается от прототипа тем, что в выборке установлены поперечные перегородки, выполненные в виде закрытых камер, полости которых заполнены гидропластмассой, и размещенные с равномерным шагом на расстояниях 0,15 – 0,6 длины стержня от точки соединения стержня с державкой, каждая камера выполнена с охватывающей стержень стенкой, имеющей толщину 0,5-0,75 мм, с зазором 0,3 – 0,6 мм между ней и стержнем, причем на наружной поверхности державки напротив каждой камеры закреплена бобышка с перпендикулярным оси стержня отверстием, соединенным с полостью камеры, в котором с возможностью взаимодействия с гидропластмассой размещен плунжер и установлен с возможностью взаимодействия с плунжером соосный с ним винт.Structurally, the technical solution is realized due to the fact that the cutter comprising a holder with a cutting element and a rod connected to the holder on the side of the cutting element and having a threaded end on which the load is mounted with the possibility of movement, while the holder is fitted with a sealed cover with a single-acting valve closing the sample, the rod is located in the sample, and the sample is evacuated, differs from the prototype in that the sample has transverse partitions made in the form of indoor chambers, the cavities of which are filled with hydroplastic, and placed with a uniform pitch at distances of 0.15-0.6 the length of the rod from the point of connection of the rod with the holder, each chamber is made with a wall covering the rod having a thickness of 0.5-0.75 mm, with a gap of 0.3 - 0.6 mm between it and the rod, and on the outer surface of the holder opposite each chamber, a boss is fixed with a hole perpendicular to the axis of the rod connected to the chamber cavity, in which the plunger is placed with the possibility of interaction with the hydroplastic and installed with the possibility of interaction with the plunger coaxial screw with it.

На фиг.1 изображена конструктивная схема предлагаемого токарного резца, а на фиг.2 – ее сечение А-А.Figure 1 shows a structural diagram of the proposed turning tool, and figure 2 - its section aa.

Резец содержит державку 1 с режущим элементом 2 и стержень 3, соединенный с державкой со стороны режущего элемента. Стержень имеет резьбовой конец, на котором с возможностью перемещения установлен груз 4, фиксируемый контргайкой 5. В державке 1 выполнена выборка 6, снабженная герметичной крышкой 7 с клапаном одностороннего действия 8, закрывающей выборку 6. Стержень 3 расположен в выборке 6, а выборка вакуумирована. Кроме того в выборке 6 установлены поперечные перегородки, выполненные в виде закрытых камер 9, полости 10 камер заполнены гидропластмассой. Размещены перегородки–камеры с равномерным шагом на расстоянии 0,15 – 0,6 длины стержня от точки его соединения с державкой. Каждая камера выполнена охватывающей стержень с зазором 0,3 – 0,6 мм. Стенка 11 камеры, непосредственно охватывающая стержень, имеет толщину 0,5 – 0,75 мм. На наружной поверхности державки 1 напротив каждой камеры 9 закреплена (приварена или выфрезерована) бобышка 12 с перпендикулярным оси стержня 3 отверстием, соединенным каналом с полостью 10 камеры. В отверстии с возможностью взаимодействия с гидропластмассой размещен плунжер 13, соосно и с возможностью взаимодействия с плунжером установлен винт 14.The cutter comprises a holder 1 with a cutting element 2 and a rod 3 connected to the holder on the side of the cutting element. The rod has a threaded end, on which the load 4 is mounted with the possibility of movement, fixed by a lock nut 5. In the holder 1, a sample 6 is made, equipped with a sealed cover 7 with a one-way valve 8, closing the sample 6. The rod 3 is located in the sample 6, and the sample is evacuated. In addition, in the sample 6 there are transverse partitions made in the form of closed chambers 9, the cavity 10 of the chambers is filled with hydroplastic. Partitions – chambers with uniform pitch at a distance of 0.15 - 0.6 of the length of the rod from the point of its connection with the holder are placed. Each chamber is made covering the rod with a gap of 0.3 - 0.6 mm. The wall 11 of the chamber, directly covering the rod, has a thickness of 0.5 - 0.75 mm On the outer surface of the holder 1 opposite each chamber 9, a boss 12 is fixed (welded or milled) with a hole perpendicular to the axis of the shaft 3 connected by a channel to the chamber cavity 10. A plunger 13 is placed in the hole with the possibility of interaction with the hydroplastic; coaxially and with the possibility of interaction with the plunger, a screw 14 is installed.

При эксплуатации предложенного токарного резца используется зависимость частоты собственных колебаний f от массы m механической системы и ее жесткостью g:When operating the proposed turning tool, the dependence of the natural vibration frequency f on the mass m of the mechanical system and its rigidity g is used:

.

В предлагаемом резце жесткость g механической системы, состоящей из стержня 3 с грузом 4, можно изменять путем изменения положения точки соединения стержня 3 с державкой 1. Это положение можно изменять с помощью гидропластных зажимов, которыми, по существу, являются установленные в выборке 6 перегородки 9. Перемещая винтом 14 плунжер 13, взаимодействующий с гидропластмассой, заполняющей полость 10 той или иной камеры перегородки 9, можно создавать деформацию стенки 11 камеры и зажим стержня 3, тем самым меняя точку его соединения с державкой 1. Таким образом можно с помощью той или иной перегородки в державке изменять частоту собственных колебаний резца, не открывая крышку 7 и не нарушая вакуума в выборке 6. Настройка резца в таком случае производится так. Вначале с открытой крышкой 7 на стержне 3 регулируется положение груза 4 и фиксируется контргайкой 5. После этого крышка 7 закрывается и через клапан 8 полость 6 вакуумируется. Так настраивается частота f резца предварительно в соответствии с возможной частотой вынужденных колебаний резца. Все гидропластные зажимы при этом разжаты. В дальнейшем при изменении условий обработки точка соединения стержня 3 с державкой 1 переносится в то или иное положение с помощью того или иного винта 14. Так резец может быть перенастроен без открывания крышки 7 и нарушения вакуума в полости 6.In the proposed cutter, the rigidity g of the mechanical system, consisting of a rod 3 with a load 4, can be changed by changing the position of the connection point of the rod 3 with the holder 1. This position can be changed using hydroplastic clamps, which are essentially installed in the sample 6 of the partition 9 By moving the screw 14 the plunger 13, interacting with the hydroplastic, filling the cavity 10 of a particular chamber of the partition 9, you can create a deformation of the wall 11 of the chamber and the clamp of the rod 3, thereby changing the point of its connection with the holder 1. Taki Thus, with the help of one or another partition in the holder, the frequency of the natural oscillations of the cutter can be changed without opening the cover 7 and without violating the vacuum in the sample 6. In this case, the setting of the cutter is performed as follows. Initially, with the lid 7 open on the shaft 3, the position of the load 4 is adjusted and locked with the lock nut 5. After that, the lid 7 is closed and the cavity 6 is evacuated through valve 8. This sets the frequency f of the cutter in advance in accordance with the possible frequency of the forced oscillations of the cutter. All hydroplastic clamps are unclenched. Subsequently, when changing the processing conditions, the connection point of the rod 3 with the holder 1 is transferred to one or another position with the help of one or another screw 14. So the cutter can be reconfigured without opening the cover 7 and breaking the vacuum in the cavity 6.

Описанным образом можно перенастраивать резец чаще, чем прототип, а следовательно лучше адаптировать его к часто меняющимся условиям обработки. Но возможность указанной адаптации влечет за собой и повышение качества обработки поверхности обрабатываемых изделий при часто меняющихся условиях резания, что является техническим результатом предложения.In this way, you can reconfigure the cutter more often than the prototype, and therefore it is better to adapt it to frequently changing processing conditions. But the possibility of this adaptation entails an increase in the quality of surface treatment of processed products under frequently changing cutting conditions, which is the technical result of the proposal.

Claims

A cutter comprising a holder with a cutting element and a rod connected to the holder on the side of the cutting element and having a threaded end on which the load is movably mounted, while the holder is sealed with a sealed cover with a one-way valve closing the sample, the rod being located in the sample, and the sample is evacuated, characterized in that the sample has transverse partitions made in the form of closed chambers, the cavities of which are filled with hydroplastic, and placed with equal in metering steps at distances 0.15 - 0.6 of the length of the rod from the point of connection of the rod with the holder, each camera is made with a wall covering the rod having a thickness of 0.5 - 0.75 mm, with a gap of 0.3 - 0.6 mm between and a rod, and on the outer surface of the holder opposite each chamber, a boss is fixed with a hole perpendicular to the axis of the rod connected to the chamber cavity, in which the plunger is placed with the possibility of interaction with the hydroplastic and interacted with the plunger to interact with the plunger.