Патент на изобретение №2311993

(54) СБОРНАЯ ФРЕЗА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области обработки металлов резанием, к цилиндрическим и концевым фрезам. Фреза содержит ряд дисковых модулей, насаженных на втулку и закрепленных от осевого смещения и проворачивания, на каждом дисковом модуле установлены по периферии сменные многогранные пластины. Для повышения работоспособности за счет повышения равномерности фрезерования каждый последующий дисковый модуль установлен с поворотом вокруг центра в одном направлении на угол относительно предыдущего дискового модуля с формированием сменными многогранными пластинами технологической винтовой линии с углом наклона, обеспечивающим минимальную неравномерность фрезерования. 4 ил., определяющий значение углового шага зубьев фрезы.

К недостаткам прототипа относится отсутствие винтовой линии сборного зуба, что существенно влияет на работоспособность инструмента. По экспериментальным данным Боброва В.Ф., стойкость и виброустойчивость, являющиеся параметрами работоспособности цилиндрических фрез с твердосплавными режущими зубьями, при обработке жаропрочных сталей растут с увеличением угла наклона винтовой линии зуба фрезы [Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975. – 344 с.].

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание конструкции сборной фрезы повышенной работоспособности за счет достижения технического результата, который заключается в повышении равномерности фрезерования путем создания технологической винтовой линии, формируемой сменными многогранными пластинами (СМП), с оптимальным углом наклона , являющейся геометрическим местом центров главных режущих кромок СМП.

Указанный технический результат достигается тем, что сборная цилиндрическая или концевая фреза, содержащая ряд дисковых модулей, насажанных на втулку и закрепленных от осевого смещения и проворачивания, на каждый дисковый модуль установлены по периферии сменные многогранные пластины, а каждый дисковый модуль установлен с поворотом вокруг центра в одном направлении на угол относительно предыдущего дискового модуля, при этом формируется технологическая винтовая линия сменными многогранными пластинами с углом наклона , обеспечивающая минимальную неравномерность фрезерования.

Угол определяется по формуле где b – длина главной режущей кромки СМП (мм), D – диаметр фрезы (мм), – угол наклона технологической винтовой линии (град).

На фиг.1 изображена конструкция сборной цилиндрической фрезы с СМП; на фиг.2 – дисковый модуль с проекцией СМП соседнего дискового модуля; фиг.3 – схема работы сборной цилиндрической фрезы с винтовой технологической линией; фиг.4 – зависимости изменения величины мгновенной суммарной площади поперечного среза S (мм²) от угла поворота (град) сборной фрезы при разных .

Сборная цилиндрическая или концевая фреза состоит из отдельных дисковых модулей 1 с установленными по периферии сменными многогранными пластинами 2 (фиг.1). Дисковые модули 1 насажаны на втулку 3 и закреплены от проворачивания посредством призматической шпонки 4, а от осевого смещения гайкой 5 через шайбу 6 и фланцем втулки 3. Каждый дисковый модуль 1 установлен с поворотом вокруг центра в одном направлении на угол относительно предыдущего дискового модуля 1, при этом образуется технологическая винтовая линия с углом наклона , обеспечивающая минимальную неравномерность фрезерования. Дисковые модули 1 имеют маркировку порядкового номера для сборки фрезы. Главные режущие кромки 7 соседних СМП 2 одной технологической винтовой линии взаимно перекрываются. Крепление сменных многогранных пластин 2 в корпусе дискового модуля 1 осуществляется известным способом, например посредством клина 8 (фиг.2). СМП 2 установлены в дисковых модулях 1 под углом наклона режущей кромки , который может быть равным нулю или больше нуля (фиг.1).

В процессе фрезерования сборная цилиндрическая или концевая фреза совершает вращательное движение вокруг своей оси и поступательное в направлении подачи. При фрезеровании важным условием минимальной силовой неравномерности является наименьшее изменение суммарной площади срезаемого слоя. С применением геометрического построения был проанализирован процесс работы сборной цилиндрической или концевой фрезы (фиг.3). Фиксировали мгновенное положение главных режущих кромок СМП в зоне контакта при каждом повороте сборной цилиндрической или концевой фрезы на угол =3°. Определили значения мгновенной суммарной площади поперечного сечения сборной цилиндрической или концевой фрезы, характеризуемые углом , по формуле [Розенберг Ю.А., Артамонов Е.В., Василькович В.А. Мгновенная суммарная окружная сила при работе сборных цилиндрических фрез. Материалы 3-ей Международной научно-технической конференции “Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении”. Тюмень, 2005 – С. 62-63]:

_I1 – угол контакта первой СМП (град), n – порядковый номер ряда, – угол относительного поворота дисковых модулей (град), m – порядковый номер технологической винтовой линии, z – число СМП в одном ряду (фиг.3).

Построены графики изменения мгновенной суммарной площади поперечного сечения в зависимости от поворота сборной цилиндрической (концевой) фрезы при разных углах наклона технологической винтовой линии (фиг.4). Установлено, что минимальное изменение мгновенной суммарной площади поперечного среза при фрезеровании сборной цилиндрической (концевой) фрезой с технологической винтовой линией имеет место при =45° (фиг.4). При =45° наблюдается минимальное изменение количества СМП в зоне контакта, что играет важную роль при соблюдении условия наименьшего изменения суммарной площади срезаемого слоя, а соответственно, и изменения суммарной окружной силы резания. Производственные испытания сборной цилиндрической (концевой) фрезы показали увеличение количества обработанных деталей примерно в 2 раза.

Таким образом, разработана сборная цилиндрическая (концевая) фреза повышенной работоспособности, которая обеспечивается за счет снижения неравномерности фрезерования путем формирования технологической винтовой линии СМП с оптимальным углом наклона .

Формула изобретения

Сборная фреза, содержащая ряд дисковых модулей, насаженных на втулку и закрепленных от осевого смещения и проворачивания, на каждом дисковом модуле установлены по периферии сменные многогранные пластины, отличающаяся тем, что каждый последующий дисковый модуль установлен с поворотом вокруг центра в одном направлении на угол относительно предыдущего дискового модуля с формированием сменными многогранными пластинами технологической винтовой линии с углом наклона, обеспечивающим минимальную неравномерность фрезерования.

РИСУНКИ