СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ФРЕЗОЙ Российский патент 1998 года по МПК B23C3/18 

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при обработке поверхностей деталей фрезами на станках с ЧПУ.

Известен способ фрезерования, при котором ось фрезы устанавливают перпендикулярно обрабатываемой поверхности [1]
Недостатком этого способа является невозможность получения радиусных поверхностей на обрабатываемой заготовке и низкое качество обработанной поверхности в результате царапания по ней не участвующих в снятии припуска зубьев.

Известен способ фрезерования, при котором фрезу наклоняют относительно обрабатываемой поверхности для обеспечения требуемого радиуса кривизны причем фрезе придают вращательное движение, а заготовке поступательное. Угол наклона фрезы определяют в соответствии с кривизной обрабатываемой поверхности из интервала 3-23^o [2] Недостатком этого способа является низкая точность обработки, обусловленная тем, что не учитываются упругие отжатия инструмента, возникающие в процессе обработки.

Сущность изобретения состоит в том, что угол наклона фрезы к обрабатываемой поверхности определяется с учетом компенсации упругих отжатий технологической системы и постоянно изменяется в процессе обработки в зависимости от изменения величины припуска.

Технический результат повышение точности обработки путем обеспечения компенсации упругих отжатий.

Данный способ может быть реализован при обработке деталей на станках с ЧПУ.

На фиг. 1 представлена схема обработки поверхности заготовки фрезой. На фиг. 2 представлен профиль обработанной поверхности.

Фрезе (1) радиуса R_ф придают вращательное движение, заготовке (2) поступательное, а ось фрезы наклона на угол β относительно обрабатываемой поверхности для получения требуемого радиуса кривизны R (фиг. 2).

Исходя из кинематической схемы (фиг. 1) угол наклона фрезы определяется:

Однако в процессе резания возникают упругие отжатия Δ_упр (фиг. 2), влияющие на радиуса кривизны обработанной поверхности R, что необходимо учитывать при определении β:

Величину упругих отжатий Δ_упр определяют по формуле

где P сила резания;
j жесткость технологической системы;
P = 2,5•σ_в•S•t;
σ_в предел прочности обрабатываемого материала;
S подача;
t припуск на обработку.

Величину припуска непрерывно измеряют в процессе обработки и в зависимости от ее изменения измеряют угол наклона фрезы.

Итоговая формула:

Пример. Производят обработку детали фрезой, требуется получить радиус кривизны обработанной поверхности R 20 мм.

Радиус фрезы R_ф 10 мм.

Предел прочности обрабатываемого материала σ_в 1300 Мпа.

Припуск на обработку t₁ 2 мм.

Подача S_z 1 мм,
Жесткость технологической системы j = 2,5¹⁰•10 Н/мм,
1. Угол наклона фрезы:

P₁ = 2,5•σ_в•S•t = 2,5•1300•10⁶•1•2 = 6500•10⁶ H,


2. В процессе обработки припуск изменялся: t₂ 3 мм, тогда необходимо изменить угол наклона фрезы
P₂ = 2,5•σ_в•S•t = 2,5•1300•10⁶•1•3 = 9750•10⁶ H,


Из данного примера можно сделать выход, что существенное влияние на точность размеров обработанной поверхности оказывают упругие отжатия и их компенсация значительно повышает точность обработки.

Преимуществом по сравнению с прототипом является то, что в предлагаемом способе угол наклона фрезы связан с размерами обработанной поверхности математической зависимостью, что позволяет управлять точностью обработки.

Использование: обработка металлов резанием, а именно фрезами. Сущность изобретения: обеспечивают получение требуемого радиуса кривизны обрабатываемой поверхности заготовки путем установки фрезы под углом относительно этой поверхности. Фрезе придают при этом вращательное движение, а заготовке - поступательное. Угол наклона фрезы изменяют в процессе обработки в зависимости от величины припуска и определяют по формуле, данной в формуле изобретения. 2 ил.

Способ обработки поверхностей фрезой, включающий получение требуемого радиуса кривизны обрабатываемой поверхности заготовки путем установки фрезы под углом относительно этой поверхности, причем фрезе придают вращательное движение, а заготовке поступательное, отличающийся тем, что угол наклона фрезы изменяют в процессе обработки в зависимости от изменения величины припуска, при этом угол наклона фрезы определяют по формуле

где β _ угол наклона фрезы, град.

R требуемый радиус кривизны обрабатываемой поверхности, мм;
R_ф радиус фрезы, мм;
j жесткость технологической системы, Н/мм;
σ_в _ предел прочности обрабатываемого материала, МПа;
S подача, мм;
t припуск на обработку, мм.