СБОРНАЯ ДИСКОВАЯ ФРЕЗА Российский патент 1996 года по МПК B23C5/08 B27B33/12 

Изобретение относится к обработке материалов резанием, в частности к дисковым фрезам с вставными зубьями.

Известна дисковая фреза (авт.св. СССР N 831427, кл. B 23 C 5/08), корпус которой состоит из двух, скрепленных винтами дисков одинакового диаметра. На одном диске выполнена кольцевая канавка и расположены радиальные гнезда. В гнездах размещены зубья с отверстиями для штифтов. На внутренней стороне другого диска закреплены фиксирующие штифты.

Сборка фрезы производится следующим образом. В гнезда одного диска фрезы устанавливают зубья, перемещая каждый зуб в радиальном направлении до тех пор, пока отверстие, необходимое для определенного вылета зуба не совпадает с кольцевой канавкой фрезы. После этого на диск с установленными зубьями накладывают другой диск с штифтами и разворачивают его по часовой стрелке до момента совпадения штифтов с отверстиями зубьев. Затем оба диска скрепляют винтами.

Недостатком данной конструкции является ненадежность крепления зубьев, обусловленная тем, что зубья устанавливаются все одновременно перед наложением второго диска, а это при малейшей неточности изготовления или за cчет допуcков на изготовление гнезд зубьев, может привеcти к тому, что не все штифты дойдут до крайнего фиксирующего положения, что повлияет на качество закрепления зубьев.

Кроме того, на качество закрепления зубьев влияет еще и то, что крепежный элемент, штифт, является одновременно и опорной поверхностью. Во время работы фрезы на него действуют большие силы, что в результате может привести к деформации штифта и отверстий под него.

Один из вариантов известной дисковой фрезы, выбранной за прототип, содержит корпус с внутренней кольцевой канавкой и кольцевой накладкой, а также гнезда, выходящие за периферию корпуса, на основаниях которых выполнены уступы. В гнездах размещены зубья с боковыми и задними выступами и распорные вкладыши, выполненные в виде клиновой пластины с направляющими на рабочих поверхностях для взаимодействия с задними выступами зубьев.

Крепление зубьев производится следующим образом.

Зубья вставляются в гнезда и по дну кольцевой канавки перемещаются к периферии корпуса. Затем в гнезда вставляются вкладыши и при помощи ключей перемещаются в направлении, перпендикулярном зубьям. При этом вкладыши своими направляющими взаимодействуют c задними выступами зубьев и с основанием гнезда. После чего к корпусу крепят кольцевую накладку при помощи заклепок, клея или другими способами.

Недостатком данной конструкции дисковой фрезы является ненадежность крепления зубьев, обусловленная тем, что закрытая по периферии кольцевая канавка предполагает ее определенный жесткий осевой размер (в направлении, параллельном оси фрезы), в результате чего кольцевая накладка не обеспечит жесткое поджатие зубьев к дну канавки.

Кроме того, на надежность крепления влияет и то, что перемещению зубьев под действием силы резания препятствует не корпус фрезы, а крепежный элемент (вкладыш, выполненный в виде клиновой пластины), и это во время работы будет приводить к его выдавливанию из пространства между зубом и корпусом. Этому препятствуют силы трения, возникшие при закреплении каждого зуба на сопрягаемых поверхностях между клином и зубом, клином и корпусом. При работе фрезы из-за вибрации коэффициент трения уменьшается (часто на порядок и более), что в итоге может привести к раскреплению зубьев.

В предлагаемой сборной дисковой фрезе, корпус которой имеет кольцевую канавку и гнезда, с опорными стенками и уступами на основаниях, выходящие на торцевые поверхности и периферию корпуса, в которых установлены зубья с упорными поверхностями, боковыми и задними выступами, толщина которых меньше толщины корпуса зубьев, закрепляемые с помощью крепежных элементов, кольцевая канавка выполнена открытой по периферии корпуса, уступы на основаниях гнезд расположены со стороны, противолежащей опорным стенкам гнезд и предназначены для взаимодействия с упорными поверхностями зубьев, в выступах зубьев выполнены отверстия под крепежные элементы, оси крепежных элементов, взаимодействующих с отверстиями в задних выступах зубьев, расположены на радиусах фрезы, проходящих между опорными стенками и уступами на основаниях гнезд корпуса, в корпусе фрезы выполнены отверстия под крепежные элементы, при этом оси отверстий под крепежные элементы, взаимодействующие с задними выступами зубьев, расположены ближе к центру фрезы, чем оси отверстий на указанных задних выступах, корпус фрезы выполнен сборным, состоящим из трех дисков, центральный из которых меньше по диаметру двух боковых, а на боковых выступах зубьев выполнены стружкозавивающие поверхности.

Подобное выполнение дисковой фрезы позволяет повысить надежность крепления зубьев за счет того, что базирование зубьев осуществляется на корпус фрезы (на уступ гнезда) и поэтому перемещению зубьев под действием радиальной составляющей силы резания препятствует корпус фрезы.

Кроме того, открытая по периферии канавка позволяет осуществить надежное поджатие боковых выступов зубьев к упругим боковым стенкам канавки.

Выполнение осей крепежных элементов на радиусах, проходящих между опорными стенками и уступами гнезд и расположение осей отверстий под крепежные элементы, выполненные в корпусе фрезы ближе к центру фрезы, чем оси отверстий под крепежные элементы, выполненные на задних выступах зубьев, создает силу, поджимающую зубья к опорным поверхностям гнезд, что также повышает жесткость закрепления зубьев.

Выполнение кольцевой канавки путем соединения между собой трех дисков, центральный из которых меньше по диаметру двух боковых, позволяет уменьшить вибрацию корпуса за счет увеличения сил сопротивления, реализующихся на сопрягаемых поверхностях дисков корпуса.

Наличие на боковых выступах зубьев стружкозавивающих поверхностей будет препятствовать попаданию стружки в открытую по периферии кольцевую канавку и способствовать лучшему сходу стружки с инструмента.

На фиг.1 изображена сборная дисковая фреза; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 узел I на фиг.2 без крепежного элемента; на фиг.4 часть корпуса фрезы в аксонометрической проекции; на фиг.5 сменный зуб с двумя боковыми выступами; на фиг.6 сменный зуб с одним боковым выступом.

Сборная дисковая фреза состоит из корпуса, образованного тремя дисками 1, 2 и 3 жестко соединенными между собой крепежными элементами, выполненными, например, в виде заклепок.

Центральный диск 2 корпуса меньше по диаметру дисков 1 и 3, за счет чего по периферийной части корпуса фрезы образуется кольцевая канавка 4.

В корпусе фрезы размещены открытые по периферии гнезда 5. На основании каждого гнезда 5 выполнен уступ 6 со стороны, противоположной опорной стенке 7 гнезда 5, при этом длина уступа 6 меньше половины длины основания гнезда 5.

В гнездах 5 установлены зубья 8. На зубьях 8 выполнены боковые выступы 9 со стружкозавивающими поверхностями 10, боковые выступы 11 и задние выступы 12.

На выступах 9, 11 и 12 выполнены отверстия 13, 14 и 15 под крепежные элементы.

Для закрепления боковых выступов 9 и 11 зуба 8 в стенках кольцевой канавки 4 выполнены отверстия 16 и 17, а для закрепления заднего выступа 12 выполнено отверстие 18 на радиусе, проходящем между опорной стенкой 7 и уступом 6, при этом ось отверстия 15, выполненного на заднем выступе 12.

Выступы 9, 11 и 12 по толщине меньше толщины корпуса зуба 8 и на сопрягаемой с выступом 11 поверхности зуба 8 образуются опорные поверхности 19, а на сопрягаемой с задним выступом 12 поверхности зуба 8 упорные поверхности 20.

Сборка фрезы осуществляется следующим образом.

Диски 1, 2 и 3 корпуса фрезы скрепляются между собой таким образом, чтобы по периферийной части фрезы образовалась открытая кольцевая канавка.

В гнезда 5 вставляются зубья 8. При этом боковой выступ 9 со стружкозавивающей поверхностью 10 и боковой выступ 11 займут пространство в кольцевой канавке 4, а задний выступ 12 в гнезде 5. Упорные поверхности 20 зуба 5 обопрутся об уступ 6, а опорные поверхности 19 зуба 5 обопрутся об опорные поверхности 7 стенок гнезда 5. Через отверстия 18, выполненные в корпусе фрезы и отверстие 15 вставляются заклепки и расклепываются.

За счет того, что ось отверстия 18 под заклепку расположена ближе к центру фрезы, чем ось отверстия 15, зуб 8 поджимается к уступу 6, а так как уступы 6 взаимодействуют не со всей упорной поверхностью 20, возникает сила, поджимающая зубья к опорным поверхностям 7 гнезда 5.

Боковые выступы 9 и 11 скрепляются с боковыми стенками канавки 4 заклепками.

Технико-экономические преимущества предлагаемой сборной дисковой фрезы заключаются в том, что за счет базирования зубьев на корпусе фрезы и выполнения кольцевой канавки, открытой по периферии корпуса, улучшается базирование и закрепления зубьев, а также повышается их износостойкость.

Выполнение корпуса фрезы сборным, из трех жестко соединенных между собой дисков, уменьшает его вибрацию и улучшает качество обработки материалов.

Использование: обработка материалов резанием, в частности дисковые фрезы с вставными зубьями. Сущность изобретения: корпус фрезы выполнен сборным и состоит из трех соединенных между собой дисков 1, 2 и 3, средний из которых меньше по диаметру двух боковых и образует открытую по периферии кольцевую канавку. Зубья 8 вставлены в гнезда, при этом боковые выступы закреплены при помощи заклепок с боковыми стенками кольцевой канавки, а задние выступы закреплены при помощи заклепок, проходящих через отверстия задних выступов и отверстий, выполненных в корпусе фрезы на радиусах, проходящих между опорными стенками и уступами гнезд, при этом упорные поверхности зубьев 8 контактируют с уступами. 4 з. п. ф-лы, 6 ил.

1. СБОРНАЯ ДИСКОВАЯ ФРЕЗА, корпус который имеет кольцевую канавку и гнезда с опорными стенками и уступами на основаниях, выходящие на торцевые поверхности и периферию корпуса, в которых установлены зубья с упорными поверхностями, боковыми и задними выступами, толщина которых меньше толщины корпуса зубьев, закрепляемые с помощью крепежных элементов, отличающаяся тем, что кольцевая канавка выполнена открытой по периферии корпуса, при этом уступы на основаниях гнезд расположены со стороны, противолежащей опорным стенкам гнезд, и предназначены для взаимодействия с упорными поверхностями зубьев и в выступах зубьев выполнены отверстия под крепежные элементы. 2. Фреза по п.1, отличающаяся тем, что оси крепежных элементов, взаимодействующих с отверстиями в задних выступах зубьев, расположены на радиусах фрезы, проходящих между опорными стенками и уступами на основаниях гнезд корпуса. 3. Фреза по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в корпусе фрезы выполнены отверстия под крепежные элементы, при этом оси отверстий под крепежные элементы, взаимодействующие с задними выступами зубьев, расположены ближе к центру фрезы, чем оси отверстий на указанных задних выступах. 4. Фреза по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что корпус фрезы выполнен сборным, состоящим из трех дисков, центральный из которых меньше по диаметру двух боковых. 5. Фреза по пп. 1 - 4, отличающаяся тем, что на боковых выступах зубьев выполнены стружкозавивающие поверхности.