1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29386
(51) B23D 77/02 (2006.01)
B23B 27/02 (2006.01)
B23B 27/18 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1396.1
(22) 21.10.2013
(45) 25.12.2014, бюл. №12
(72) Дудак Николай Степанович; Мендебаев
Токтасын; Таскарина Айжан Жумажановна; Касенов
Асылбек Жумабекович; Мусина Жанара Керейовна;
Итыбаева Галия Тулеубаевна
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Павлодарский
государственный университет им. С. Торайгырова"
Министерства образования и науки Республики
Казахстан
(56) Таскарина А.Ж., Мендебаев Т.М., Дудак Н.С.,
Итыбаева Г.Т., Мусина Ж.К., Касенов А.Ж.,
Усовершенствование конструкции резцовой
сборной развертки с безвершинными зубьями //
Вестник Семипалатинского Государственного
университета имени Шакарима, 2012, с.32-35
(54) РЕЗЦОВАЯ СБОРНАЯ РАЗВЕРТКА С
ЖЁСТКИМ КРЕПЛЕНИЕМ БЕЗВЕРШИННЫХ
ЗУБЬЕВ, ГРЯЗЕВЫМИ КАНАВКАМИ И
СМЕННЫМИ КОМПЕНСАЦИОННЫМИ
ПЛАСТИНАМИ
(57) Развёртка предназначена для окончательной
обработки отверстий повышенной точности.
Заявленная развертка имеет, как прототип, на
режущей части четыре вставных зуба-резца
развёртки, установленных в пазы со смещением
друг относительно друга вдоль оси и закрепленных
крепёжными винтами непосредственно к корпусу.
Вставные зубья- резцы имеют режущие кромки в
форме окружности, плоскость которой расположена
под углом к оси отверстия (оси развёртки). На
передней части корпуса развёртки выполнен
участок-ловитель для предварительного
центрирования развёртки в начальный период перед
разворачиванием отверстия, который вводится в
отверстие и центрирует развёртку по
предварительному отверстию. На направляющей
части развёртки выполнены фаска f под углом μ и
грязевая канавка, что способствует повышению
качества обработки, а под вставными зубьями-
резцами установлены сменные компенсационные
пластины, меняемые перед переточкой для
обеспечения припуска под переточку после износа
развертки.
(19)KZ(13)A4(11)29386

2. 29386
2
Изобретение относится к металлорежущим
инструментам и представляет собой новый
инструмент - резцовую сборную развёртку с
жёстким креплением безвершинных зубьев,
грязевыми канавками и сменными
компенсационными пластинами для разворачивания
отверстий повышенного качества поверхности и
точности диаметра.
Известны резцовые сборные развёртки с
безвершинными резцами, обеспечивающие более
высокую стойкость и качество обрабатываемой
поверхности при обработке цилиндрических
отверстий [1, рис.1 с.276; 2, рис.3 с.32; рис.5 с.33;
рис.7 с.34].
Известна усовершенствованная конструкция
резцовой сборной развертки с безвершинными
зубьями [3, рис.2 с.33]. Применение инструмента с
безвершинными зубьями повышает жёсткость стыка
в технологической системе (станок -
приспособление - инструмент - деталь), а,
следовательно, и точность обработки отверстий.
Геометрическими параметрами вставного зуба-
резца и развёртки являются передний угол, задний
угол (задний главный и задний вспомогательный
углы у резца, угол наклона главной режущей
кромки, главный и вспомогательный углы в плане),
угол в плане у развёртки.
В качестве аналога и прототипа принята
усовершенствованная конструкция резцовой
сборной развертки с безвершинными зубьями [3,
рис.2 с.33].
Усовершенствованная конструкция резцовой
сборной развертки с безвершинными зубьями имеет,
как прототип, на режущей части четыре вставных
зуба-резца развёртки, установленных в пазы со
смещением друг относительно друга вдоль оси и
закрепленных непосредственно к корпусу
крепёжными винтами. Вставные зубья-резцы имеют
режущие кромки в форме окружности, плоскость
которой расположена под углом к оси отверстия
(оси развёртки). На передней части корпуса
развёртки выполнен участок-ловитель для
предварительного центрирования развёртки в
начальный период перед разворачиванием
отверстия, который вводится в отверстие и
центрирует развёртку по предварительному
отверстию. У усовершенствованной конструкции
резцовой сборной развертки с безвершинными
зубьями отсутствуют прижимы, что позволяет
повысить жёсткость зубьев-резцов развёртки в
осевом и радиальном направлениях благодаря
креплению зубьев-резцов непосредственно к
корпусу крепёжными винтами и уменьшается
количество деталей, входящих в состав развёртки,
её габаритных размеров, себестоимость
изготовления резцовой сборной развёртки,
уменьшаются вибрации при обработке, а,
следовательно, обеспечивается более высокое
качество обрабатываемого отверстия.
Анализ усовершенствованной конструкция
резцовой сборной развертки с безвершинными
зубьями выявил недостаток, который может быть
исправлен при применении заявленной развертки:
при работе направляющей части попавшие мелкие
частицы материала создают условия для
абразивного трения и износа направляющей и
ухудшения качества обработанной поверхности. Для
исключения этого явления на направляющих
элементах корпуса выполнены грязевые канавки
вдоль образующих направляющего цилиндра. Для
исключения возможности внедрения передней
кромки направляющих элементов на корпусе
развертки в обработанную поверхность выполнена
фаска f под углом μ вдоль направляющей,
затрудняющая внедрение при возникновении
вибраций в процессе резания, что повышает
качество обработки деталей. С целью увеличения
срока службы установлена сменная
компенсационная пластина под основание вставного
зуба-резца, меняемая при каждой переточке, для
компенсации потери размера резца по высоте.
Технический результат: новый инструмент -
резцовая сборная развёртка с жёстким креплением
безвершинных зубьев, грязевыми канавками и
сменными компенсационными пластинами -
обеспечивающий более высокую жёсткость,
стойкость и качество обрабатываемой поверхности.
Технический результат достигается тем, что в
новом инструменте выполнены грязевые канавки
вдоль образующих направляющего цилиндра для
исключения абразивного трения, износа
направляющей и ухудшения качества обработанной
поверхности; фаска f под углом μ вдоль
направляющей, затрудняющая внедрение при
возникновении вибраций в процессе резания, а
также установлена сменная компенсационная
пластина под основание вставного зуба-резца,
меняемая при каждой переточке, для компенсации
потери размера резца по высоте.
Таким образом, для достижения технического
результата и повышения качества обработки на
заявленной развёртке выполнены: грязевые канавки
для предотвращения ухудшения шероховатости
поверхности и фаска f с углом μ в месте перехода
предварительной направляющей (ловителя) в
основную направляющую, а также применена
сменная компенсационная пластина для
обеспечения возможности переточки и снятия
требуемого припуска в процессе переточки за всё
время эксплуатации развёртки.
На фиг.1 показана схема обработки заявленной
развёрткой, нанесены необходимые позиции,
обозначения и размеры.
На фиг.2 показана конструкция корпуса
развёртки, нанесены необходимые позиции,
размеры и обозначения.
На фиг.3 показана конструкция вставного зуба-
резца развёртки, нанесены необходимые позиции,
размеры и обозначения.
На фиг.4 показана конструкция сменной
компенсационной пластины.
Ниже следует описание схемы работы
заявленной развёртки и её конструкции.
На фиг.1 обозначены: 1 - корпус развёртки; 2 -
четыре вставных зуба-резца развёртки и смещённых
друг относительно друга вдоль оси; 3 - крепёжные

3. 29386
3
винты; 4 - заготовка; 5 - сменная компенсационная
пластина с отверстиями под крепежные винты; 6 -
направляющие элементы корпуса развертки; 7 -
грязевая канавка; 8 - четыре фаски f под углом μ; I -
выносной элемент; А-А - поперечное сечение
развёртки; Г - последовательное смещение друг
относительно друга плоскостей симметрии
вставных зубьев-резцов, крепёжных винтов; D -
диаметр вставных зубьев-резцов развёртки; Dш -
диаметр шейки; Dн.п - диаметр предварительной
направляющей (ловителя); Dн - диаметр
направляющей часта развёртки; l1 - длина
предварительной направляющей части (ловителя)
корпуса по необработанному отверстию; l2 = 1...1,5 -
расстояние в миллиметрах от плоскости симметрии
первого вставного зуба-резца развёртки до начала
фаски направляющей части корпуса; l3 - длина
заготовки; lр - длина рабочей части развёртки; lш -
длина шейки; lх - длина хвостовика; S - толщина
сменных компенсационных пластин.
На фиг.2 обозначены: 1 - корпус развёртки; 6 -
направляющие элементы корпуса развертки; 7 -
грязевая канавка; 8 - четыре фаски f под углом μ;
сечение Б - Б - поперечное сечение развёртки по
диаметру предварительной направляющей
(ловителя); сечение В - В - поперечное сечение
развёртки по направляющей части; Г -
последовательное смещение друг относительно
друга плоскостей симметрии вставных зубьев-
резцов, крепёжных винтов; Dш - диаметр шейки; Dн.п
- диаметр предварительной направляющей
(ловителя); Dн - диаметр направляющей часта
развёртки; d - диаметр отверстия под резьбу; b -
ширина паза; f - фаска вдоль образующей цилиндра
корпуса развёртки; fл - фаска ловителя; fн - фаска на
направляющей; hк - глубина грязевой канавки; l1 -
длина предварительной направляющей части
(ловителя) корпуса по необработанному отверстию;
l2 = 1…1,5 - расстояние в миллиметрах от плоскости
симметрии первого вставного зуба-резца развёртки
до начала фаски направляющей части корпуса; l5 -
расстояние от торца корпуса до оси отверстия; l6 -
межосевое расстояние между отверстиями; l7 -
глубина паза; l8 - глубина резьбового отверстия; l9 -
глубина отверстия; lр - длина рабочей части
развёртки; lш - длина шейки; lх - длина хвостовика; lк
- длина грязевой канавки; М- наружный диаметр
резьбового отверстия; μ - угол фаски f вдоль
образующей цилиндра корпуса развёртки.
На фиг.3 обозначены: 2 - четыре вставные зубья-
резцы развертки; 9 - режущая кромка вставного
зуба-резца; φ - главный угол в плане; φ1 -
вспомогательный угол в плане; b3 - высота
заплечика; Вp - ширина вставного зуба-резца; bp -
ширина выступа режущей части вставного зуба-
резца; Нp - высота вставного зуба-резца; L - длина
вставного зуба-резца; λ - угол наклона главной
режущей кромки; N-N - нормальное сечение лезвия
вставного зуба-резца; Т-Т - касательное сечение,
включающее главную режущую кромку; S-S -
сечение, перпендикулярное обрабатываемого
отверстия; D0 - диаметр обрабатываемого отверстия;
Rp - радиус окружности, образующей режущую
кромку; γ - передний угол в плоскости, не
перпендикулярной оси отверстия; γN - передний угол
в плоскости нормального сечения; αN - задний угол в
нормальном сечении; α - задний угол в плоскости,
не перпендикулярной оси отверстия; φ=φ1.
На фиг.4 обозначены: В - ширина сменной
компенсационной пластины; ln - длина сменной
компенсационной пластины; S - толщина сменной
компенсационной пластины; dвп - диаметр отверстия
под винт в сменной компенсационной пластине.
Описание работы развёртки.
Развёртка имеет четыре вставных зуба-резца
безвершинными зубьями, установленных в пазы со
смещением друг относительно друга вдоль оси и
закрепленных крепёжными винтами
непосредственно к корпусу. Вставные зубья-резцы
имеют режущие кромки в форме окружности,
плоскость которой расположена под углом к оси
отверстия (оси развёртки). Первый зуб-резец
развёртки работает как расточной резец, а
остальные зубья-резцы по винтовой линии
калибруют отверстие. Вначале работы развёртка
предварительно центрируется в отверстии заготовки
ловителем, а после центральной плоскости вставных
зубьев-резцов центрирование выполняется с
помощью основной направляющей. Зубья не имеют
вершины и обеспечивают снижение шероховатости
обрабатываемого отверстия.
Выполнение грязевых канавок на направляющих
заявленной развёртки обеспечивает более высокую
точность направления, так как снижает изнашивание
направляющих за счёт абразивных частиц, тем
самым улучшает качество направляющих развёртки
в отверстии, что повышает точность обработки
отверстия и стойкость развёртки.
Кроме того, для упрощения конструкции
применено крепление зуба прямое с помощью двух
винтов через отверстие в корпусе зуба без
прижимов.
Таким образом, конструктивные особенности
заявленной развёртки обеспечивают высокую
эффективность чистовой операции развёртывания,
повышение точности обработки и снижение
шероховатости обрабатываемых деталей, а также
стойкость инструмента.
Использованные источники
1 Таскарина А.Ж., Дудак Н.С., Касенов А.Ж.
Резцовая сборная развертка с безвершинными
зубьями // Научный журнал МОН «Поиск». 2012. -
№1(2). 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.
2012. - №1-2. с.30-37.
3 Таскарина А.Ж., Мендебаев Т.М., Дудак Н.С.,
Итыбаева Г.Т., Мусина Ж.К., Касенов А.Ж.
Усовершенствование конструкции резцовой
сборной развертки с безвершинными зубьями //
Вестник Семипалатинского Государственного
универститета имени Шакарима, 2012. с.32-35.

4. 29386
4
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Резцовая сборная развёртка с жёстким
креплением безвершинных зубьев, грязевыми
канавками и сменными компенсационными
пластинами, имеющая рабочую часть, шейку,
цилиндрический хвостовик, вставные зубья-резцы
развертки установлены в пазах на пластине,
закреплённых крепёжными винтами
непосредственно к корпусу и смещены друг
относительно друга в осевом направлении, не имеют
вершины, а режущая кромка выполнена по дуге
окружности с наклоном плоскости главной режущей
кромки относительно плоскости, перпендикулярной
к оси развёртки, на передней части корпуса
выполнен ловитель для надёжного центрирования
развёртки в обрабатываемом отверстии, после
ловителя (на расстоянии 1...1,5 мм после плоскости
симметрии первого резца) выполнена направляющая
часть в виде части цилиндра корпуса между
стружечными канавками, с двух сторон корпуса
выполнены центровые отверстия R -формы для
повышения точности развёртки в процессе
переточки за счёт устранения кромочных контактов
как при простой конической форме центрового
отверстия, отличающаяся тем, что на каждой из
четырёх частей направляющей по ходу вращения
выполнены четыре фаски f с углом μ.
2 Резцовая сборная развёртка по п.1,
отличающаяся тем, что на направляющей части
имеется грязевая канавка.
3 Резцовая сборная развёртка по п.1,
отличающаяся тем, что под вставными зубьями-
резцами установлены сменные компенсационные
пластины.
4. Резцовая сборная развертка по п.1,
отличающаяся тем, что зубья-резцы крепятся
непосредственно винтами к корпусу без прижимов.

5. 29386
5
Верстка А. Сарсекеева
Корректор К. Нгметжанова