Демпфирующие резцы c варьированием жесткости

Цель исследования. Улучшение формообразования поверхностей лезвийным инструментом является актуальной задачей, так как трудоемкость обработки точением составляет доминирующую часть всех видов обработки. Вибрации в процессе токарного точения являются следствием преждевременного износа инструмента и увеличения шероховатости поверхностей деталей. Новые конструкции резцов для снижения вибраций, возникающих в процессе резания, увеличения их стойкости и повышения качества обработки представляют практический и научный интерес. Целью и задачами предлагаемой конструкционной линейки демпфирующих резцов с регулируемой (управляемой) жесткостью являются: совершенствование конструкций режущего инструмента, позволяющих увеличить его стойкость за счет гашения вибраций; создание эффективных технологических процессов резания материалов, повыша-ющих качество обработки; улучшение эксплуатационных характеристик резцов.

Методы. Существующие конструкции виброгасящих резцов с упругими демпфирующими вставками постоянной жесткости, в которых установлены державка или оправка с режущей пластиной, не отвечают необходимым требованиям по эффективности снижения вибраций из-за невозможности варьирования жесткостью инструмента, кроме того, велика трудоемкость подготовки резцов к работе и демонтажу. Предложены инновационные конструкции резцов с регулируемой (управляемой) жесткостью.   

Результаты. Разработанная линейка виброогасящих резцов с варьированием жесткости и учетом недостатков существующих конструкций позволяет, в зависимости от обрабатываемого материала и технологических режимов резания, управлять частотами вибраций возмущающей силы и составных компонентов инструментальной системы, что исключает неконтролируемый рост амплитуды колебаний и значительно продлевает работоспособность резцов с высоким качеством обработки. Разработанные существующие и предложенные новые конструкции демпфирующих резцов позволили составить их классификацию, что дает возможность вести исследования по их совершенствованию.

Заключение. Предлагаемые демпфирующие резцы с варьируемой жесткостью отвечают поставленным целям и задачам. Теоретические исследования и промышленные испытания, простота конструкций и технологий изготовления новых демпфирующих резцов позволяют рекомендовать  их для внедрения в производство. 

1. Инструментальное обеспечение процессов механической обработки твердыми сплавами и композитами: монография / Е.И. Яцун, В.В. Малыхин, О.С. Зубкова, С.Г. Новиков. Курск, 2016. С.160-124.

2. Пат. 2009768 Российская Федерация, МПК5 В23В27/00. Резец / Рогов В.А.; заявитель и патентообладатель Российский университет дружбы народов. №5014352/08; заявл. 02.12.91; опубл. 30.03.94. 3 с.

3. Пат. 2280542 Российская Федерация, МПК7 В23В27/00. Резец / Васин Л.А., Бородкин Н.Н.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Тульский государственный университет (ТулГУ). 25.04.2005; опубл. 27.07.2006. 4 с.

4. Пат. 2287405 Российская Федерация, МПК В23В27/10. Резец / Полежай- кин Г.М., Ладошкин Н.А., Фомин А.Г., Полежайкин И.Г., Ефаньева Т.Г.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева. №2005 124 690/02; заявл. 02.08.2005; опубл. 20.11.2006. 3 с.

5. Пат. 2107588 Российская Федерация, МПК В23В27/16. Резец / Войтенко В.Г., Татаркин Е.Ю., Ситников А.А.; заявитель и патентообладатель Алтайский государственный университет. №96123454/02; заявл. 15.12.96; опубл. 27.03.98. 3 с.

6. Пат. 2 457 078 Российская Федерация, МПК51 В23В27/00. Универсальный демпфирующий резец/ Новиков С.Г., Малыхин В.В., Яцун Е.И.[и др.]; патентообладатель ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет». № 2010 145193/02; заявл. 03.11.2010; опубл.27.07.2012, Бюл. № 21.

7. Пат. 2 596 546 Российская Федерация, МПК51 В23В27/00. Демпфирующий резец/ Новиков С.Г., Малыхин В.В., Яцун Е.И. [и др.]; патентообладатель ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет». № 2015114 463/02; заявл. 20.04.2015; опубл. 10.09.2016, Бюл. № 25.

8. Пат. 2 457 077 Российская Федерация, МПК51 В23В27/00. Демпфирующий резец/ Новиков С.Г., Малыхин В.В., Яцун Е.И. [и др.]; патентообладатель ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет». № 2011 106 621/02; заявл. 22.02.2011; опубл. 27.07.2012, Бюл. № 21.

9. Пат. 2582403 Российская Федерация, МПК51 В23В27/00. Демпфирующий резец/ Новиков С.Г., Малыхин В.В., Яцун Е.И. [и др.]; патентообладатель ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет». № 2015 103203/02; заявл. 03.02.2015; опубл. 27.04.2016, Бюл. № 12.

10. Демпфирующие резцы постоянной жесткости и упругой связью с системой «Станок - инструмент – деталь» / С.Г. Емельянов, В.В Малыхин., Е.И. Яцун, С.Г. Новиков // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 8. Ч. 2. С.22-31.

11. Пат. 2 535196 Российская Федерация, МПК51 В23В27/00. Демпфирующий резец с управляемой жесткостью / С.Г. Новиков, В.В. Малыхин, Е.И. Яцун [и др.]; патентообладатель ФБОУ ВПО «Юго-западный государственный университет». №2013113649/02; заявл. 26.03.2013; опубл. 10.12.2014, Бюл. №34.

12. Пат. 2 479385 Российская Федерация, МПК51 В23В27/00, Демпфирующий резец с регулируемой жесткостью/ С.Г. Новиков, В.В. Малыхин, Е.И. Яцун [и др.]; патентообладатель ФБОУ ВПО «Юго-западный государственный университет». №2011141683/02; заявл. 13.10.2011; опубл. 20.04.2013. Бюл. №11.

13. Яцун Е.И., Малыхин В.В., Новиков С.Г. Разработка и исследование конструкций демпфирующих резцов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып. 8. Ч.1. С.287-296.

14. Пат. 2 511 193 Российская Федерация, МПК51 В23В27/00. Универсальный демпфирующий резец с регулируемой жесткостью / С.Г. Новиков, В.В. Малыхин, Е.И. Яцун [и др.]; патентообладатель ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет». № 2012144043/02; заявл. 16.10.2012; опубл.10.04.2014, Бюл. №10.

15. Пат. 2 621 939 Российская Федерация, МПК51 В23В27/00. Универсальный демпфирующий резец с управляемой жесткостью / С.Г. Новиков, В.В. Малыхин, Е.И. Яцун [и др.]; патентообладатель ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет». № 2015116208/02; заявл. 28.04.2015; опубл.08.06.2017, Бюл. №16.