Обмен опытом

См. также:

Уважаемые коллеги. Размещение авторского материала на страницах электронного справочника "Информио" является бесплатным. Для получения бесплатного свидетельства необходимо оформить заявку

Положение о размещении авторского материала

Размещение информации

Инструмент для механической обработки материалов резанием. Обзор изобретения и использование материалов патента в образовательном процессе для студентов ГБПОУ СРМК специальности 15.02.08 Технология машиностроения в рамках изучения дисциплины общепрофессионального учебного цикла ОП.06 "Процессы формообразования и инструменты" и междисциплинарного курса МДК.03.01 "Реализация технологических процессов изготовления деталей"

04.10.2021 32 41
Диба Ольга Сергеевна
Диба Ольга Сергеевна, преподаватель

Чумак Павел Иосифович
Чумак Павел Иосифович, к.т.н., доцент

Ковальчук Александр Сергеевич
Ковальчук Александр Сергеевич, техник

Ставропольский региональный многопрофильный колледж

В современном машиностроительном производстве существуют некоторые особенности обработки пенопластов, полимерных композитных материалов резанием. Авторским коллективом в составе техника Ковальчук А.С., инженера-конструктора Диба О.С., под руководством к.т.н., доцента, главного инженера-конструктора Чумак П.И., на производственно-экспериментальной площадке Общества с ограниченной ответственностью «Аэростарт» г. Ставрополь был изобретен инструмент для механической обработки материалов резанием. После прохождения успешных испытаний 16.05.2016 г. была подана заявка  № 2016118931 в Федеральную службу по интеллектуальной собственности Российской Федерации на изобретение и получен патент на изобретение RU 2643994 С 2 со сроком действия исключительного права на изобретение до 16.05.2036 г., правообладателем является ООО «Аэростарт».

Изобретение относится к области обработки пенопластов, полимерных и композитных материалов резанием. Может быть использовано при обработке древесины и мягких металлов. Технический результат предлагаемого изобретения достигается за счет использования скользящего резания и состоит в обеспечении качественной обработки деталей при сохранении высокой стойкости инструмента и простой технологии переточки при его затуплении.      

Инструмент для механической обработки материалов состоит из спирального режущего лезвия (1), цилиндрического корпуса (2) с винтовой профилированной канавкой для режущего лезвия, вала фрезы (3) с фланцем, прижимного кольца (4)  и гайки (6). Спиральное режущее лезвие представляет собой цилиндрическую спираль, навитую из плоской профилированной пластины, в последующем термически обработанной на требуемую твердость. Технический результат изобретения достигается тем, что с целью облегчения переточки при затуплении, повышения стойкости и долговечности инструмента его режущее лезвие выполнено съемными представляет собой спираль, изготовленную из плоской профилированной пластины, навинченной до упора по винтовой нарезке цилиндрического корпуса и закрепленной в таком положении. 4ил.

Широко известна теория и разработанный на ее основе режущий инструмент, обеспечивающий снятие припуска с заготовки за счет деформации сдвига материала. Этот инструмент повсеместно и успешно используется при обработке металлов: стали, чугуна, бронзы, латуни. Однако часто возникают проблемы при обработке пластичных металлических материалов: малоуглеродистой стали, меди, алюминия. И совсем неприемлемо использование данного режущего инструмента при обработке полимерных материалов и особенно пластмасс.

Попытки улучшения качества резания полимерных и композитных материалов за счет подбора оптимальных значений переднего и заднего углов резцов, а так же угла заострения положительных результатов не дали. При традиционном резании этих материалов происходит отделение срезаемого слоя в результате создания зоны напряженного состояния, обусловленной упругопластической деформацией. При этом стружка отделяется по плоскостям действия наибольших напряжений. Для вязкоупругих полимерных материалов такая схема резания приводит к отрыву срезаемого слоя по направлениям разрыва молекулярных связей на определенной стадии упругонапряженного состояния. Обработанная поверхность этих материалов при применении традиционного резания характеризуется неупорядоченными вырывами и сколами по кромкам, определяющими весьма низкие показатели качества поверхностного слоя. Соответственно получаются низкими показатели точности размеров обработанных поверхностей.

При разработке режущего инструмента для полимерных и композитных материалов необходимо использовать новую теорию. И такова теория уже имеется. Это теория «Скользящего резания». Основоположником которой является академик ВАСХНИЛ Горячкин Василий Прохорович. Впервые она была изложена в работе «Теория плуга». В этой работе отмечается особое значение скользящего движения лезвия по разрезаемому материалу. Он же ввел понятие коэффициента скольжения, определяя его как отношение касательной составляющей полной скорости лезвия к нормальной составляющей этой скорости. При скользящем резании величина общего усилия, действующего на режущий инструмент, существенно уменьшается, что снижает деформацию обработанной поверхности заготовки и улучшает ее чистоту.

В дальнейшем теория скользящего резания была развернута и детально изложена в трудах Марунича Вячеслава Алексеевича. В них же содержатся необходимые рекомендации, подтвержденные экспериментально, как по соотношению скоростей резания и подач, так и по геометрическим параметрам режущего инструмента.

Известен режущий инструмент, содержащий корпус и пластинчатые ножи с режущими кромками и вогнутыми передними и задними поверхностями для обработки ячеистых пластмасс за счет скользящего резания (Авторское свидетельство SU1152723А).

Недостатком данного инструмента является то, что припуск с детали удаляется за счет обламывания подрезанного слоя. Поэтому данный инструмент применим только для обработки пенопластов. Известен режущий инструмент для обработки пенопласта, рабочая часть которого содержит корпус с поочередно расположенными прорезными и отрезными ножами. Причем наиболее удаленные от оси инструмента точки режущих ножей находятся на одной окружности и лежат в плоскости, перпендикулярной оси инструмента (Авторское свидетельство SU1117149А1).     

Недостатком данного инструмента является то, что он малопригоден к обработке сплошных пластмасс и, и тем более, композитных материалов.

Известен инструмент (цилиндрическая фреза) для механической обработки материалов, взятый за прототип, содержащий цилиндрический корпус с режущей частью в виде винтовой нарезки, отличающийся тем, что, с целью обработки полимерных материалов, винтовая нарезка выполнена с углом подъема 5-15° (авторское свидетельство SU1219387А). При таком угле наклона режущей кромки обеспечивается скользящее резание, обеспечивающее высокую чистоту поверхности и точность изготавливаемых деталей.    

Недостатком фрезы, взятой за прототип, является очень большая сложность переточки при затуплениии, как следствие, высокая стоимость изготовления нового инструмента и последующей эксплуатации.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в разработке конструкции фрезы, обеспечивающей качественную обработку заготовок из полимерных и композитных материалов на фрезерных станках, а так же копировальных станках и обрабатывающих центрах.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в обеспечении качественной обработки деталей из полимерных материалов, включая пенопласты и композитные материалы, при сохранении высокой стойкости инструмента, и простой технологии переточки при его затуплении.

Технический результат изобретения достигается тем, что инструмент для механической обработки материалов, содержащий цилиндрический корпус с режущей частью виде винтовой нарезки с углом подъема 5-15°, отличающийся тем, что режущая часть лезвия имеет задний угол 4…6°,передний угол78…80°, угол заострения не более 6°, выполнена съемной и представляет собой спираль, изготовленную из плоской профилированной пластины, навинченной до упора по винтовой нарезке цилиндрического корпуса, и закрепленной в таком положении гайкой или фиксирующим винтом.

На фиг.1 - показан инструмент для механической обработки в сборе.

На фиг.2 - режущее лезвие инструмента.

На фиг.3 -цилиндрический корпус инструмента с винтовой профилированной канавкой для навинчивания режущего лезвия.

На фиг.4-вал фрезы с фланцем.

 

Оригинал публикации (Читать работу полностью): Инструмент для механической обработки материалов резанием. Обзор изобретения и использование материалов патента в образовательном процессе для студентов ГБПОУ СРМК специальности 15.02.08 Технология машиностроения в рамках изучения дисциплины общепрофессионального учебного цикла ОП.06 "Процессы формообразования и инструменты" и междисциплинарного курса МДК.03.01 "Реализация технологических процессов изготовления деталей"




Назад к списку


Добавить комментарий
Прежде чем добавлять комментарий, ознакомьтесь с правилами публикации
Имя:*
E-mail:
Должность:
Организация:
Комментарий:*
Введите код, который видите на картинке:*