ФРЕЗЕРНАЯ ГОЛОВКА Российский патент 1998 года по МПК B23C5/06 B23C5/24 

Изобретение имеет отношение к созданию фрезерной головки, в которой режущие пластины установлены в кассетах, размещенных в пазах по периметру головки, причем в каждый паз установлена также и разделительная пластинка (прокладка). Режущие кромки окончательно выставляются радиально и аксиально за счет снабжения кассет и разделительных пластинок зубцами в соответствии с отличительной частью п.1 формулы изобретения.

Режущие инструменты с режущими элементами, размещенными по окружности вдоль образующей поверхности фрезерной головки, описаны, например, в немецком патенте DE-B 1102526. В соответствии с этим описанием режущие элементы закреплены при помощи клина с рифлениями и винта. Однако эта конструкция не позволяет осуществить точную установку режущей кромки, так как любое изменение радиального или углового положения производится не непрерывно, а ступенчато, причем ступени отличаются на ширину одного зубца. Более того, эта конструкция не обеспечивает безопасности при воздействии центробежных сил.

В патенте США US-A 3214825 также раскрыто устройство крепления режущих элементов в корпусе фрезы, содержащее множество поверхностей с рифлениями, направленными по оси, радиально и диагонально. Несмотря на то, что такое конструктивное решение позволяет производить регулировку как в осевом, так и в радиальном направлении, оно не позволяет производить линейную регулировку или независимую регулировку в одном из двух направлений; два направления регулировки являются взаимозависимыми. Так, определенная регулировка, например, в радиальном направлении, также приводит к определенному диагональному и поэтому также и к осевому смещению. Более того, это устройство для регулировки и крепления содержит ряд различных деталей, что приводит к созданию неоправданно сложной конструкции. Среди прочего, эта конструкция содержит два слабых клина, которые часто ломаются в результате усталости металла. Более того, это конструктивное решение не обеспечивает достаточной безопасности при воздействии центробежных сил.

В связи с изложенным первой задачей настоящего изобретения является создание фрезерного инструмента, который позволяет производить очень точную установку режущих кромок как в осевом, так и в радиальном направлениях.

Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание фрезерного инструмента, который позволяет производить точную и одновременно полностью независимую осевую и радиальную регулировку.

Еще одной дополнительной задачей настоящего изобретения является устранение любого возможного риска, связанного с тем, что любые элементы в устройстве крепления могут выскочить под влиянием центробежной силы.

Еще одной задачей настоящего изобретения является получение очень хорошо сбалансированного корпуса фрезы, причем балансировка не нарушается при высоких скоростях резания, которые обычно используются, например, при металлообработке алюминия.

Еще одной задачей настоящего изобретения является достижение точной регулировки режущих кромок во фрезерной головке в осевом и радиальном направлениях с использованием возможно меньшего числа отдельных деталей устройства.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание простой и устойчивой конструкции крепления режущей вставки с возможно меньшим числом отдельных деталей.

Указанные выше и другие задачи решены в настоящем изобретении конструкцией фрезерной головки, содержащей режущие пластины, установленные в кассетах, размещенных в пазах по периметру фрезерной головки, при этом в каждом пазу размещена также разделительная пластина, при этом одна сторона каждого паза имеет рифления и находится в контакте с соответствующей стороной с рифлениями разделительной пластинки, а одна сторона кассеты также имеет рифления и находится в контакте с соответствующей имеющей рифления другой стороной разделительной пластинки, при этом последняя упомянутая сторона противоположна первой упомянутой стороне с рифлениями разделительной пластинки, при этом рифления на двух упомянутых сторонах разделительной пластинки в основном перпендикулярны друг другу и у которой один из упомянутых рифлений расположены в направлении в основном параллельном оси фрезерной головки, а другие - в направлении в основном радиальном по отношению к оси фрезерной головки, посредством чего регулировка осуществляется вдоль соответствующего направления рифления.

Особенностью фрезерной головки по данному изобретению является только то, что обращенные друг к другу две стороны каждого паза расположены так, что сходятся в радиальном направлении наружу для предотвращения воздействия центробежных сил на кассету и разделительную пластинку.

Фрезерная головка может быть снабжена эксцентриком, предназначенным для осевой регулировки кассеты и установленным радиально в направлении внутрь кассеты, при этом головка эксцентрика размещена в канавке или пазу, выполненном на радиальной внутренней стороне кассеты, при этом в последней выполнено отверстие, ведущее в указанную канавку или паз и предназначенное для ввода ключа для осуществления поворота эксцентрика.

Фрезерная головка может быть также оснащена винтом, предназначенным для регулировки кассеты и размещенным в расположенном (в основном радиально) сквозном отверстии, выполненном в кассете. Кроме того, она может быть снабжена одной или несколькими зажимными винтами, предназначенными для надавливания в основном на гладкую сторону кассеты, противоположную стороне последней с рифлениями, посредством чего осуществляется крепление в пазу как кассеты, так и разделительной кассеты, и разделительной пластинки.

Между упомянутой гладкой стороной кассеты и смежной боковой поверхностью паза выполнен зазор, ширина которого равна или меньше b sinα , где b - толщина головки эксцентрика, а α - угол между обращенными друг к другу боковыми поверхностями паза.

Угол между двумя обращенными друг к другу боковыми поверхностями паза составляет от 2 до 6^o, преимущественно от 3,5 до 4,5^o.

Изобретение далее будет описано со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых показан предпочтительный вариант его осуществления, приведенный в качестве примера, не имеющего ограничительного характера.

На фиг. 1 показана фрезерная головка в соответствии с изобретением в перспективном изображении, причем одна режущая позиция показана в разобранном виде.

На фиг. 2 изображена несущая режущую пластину кассета в соответствии с изобретением в развернутом виде.

На фиг. 3 показан паз кассеты.

На фиг. 4 изображена разделительная пластинка в соответствии с изобретением в развернутом виде.

Фрезерная головка, которая в общем виде обозначена позицией 1, вращается вокруг своей центральной оси Z. По ее периметрической образующей поверхности предусмотрены заглубленные пазы 4, которые в основном параллельны оси вращения фрезерной головки. Каждый паз 4 предназначен для ввода в него несущей режущую пластину кассеты 2 и разделительной пластинки 3. Кассета 2 имеет гнездо пластины 14 (фиг. 2) для закрепления в нем соответствующей режущей пластины 5 при помощи стопорного винта 6. Выполнение режущей пластины не относится к отличительным характеристикам настоящего изобретения. Однако желательной областью применения для настоящего изобретения является металлообработка алюминия при помощи режущих пластин, содержащих алмазный элемент в одном из углов резания. В соответствии с показанным на чертежах вариантом режущая пластина представляет собой одностороннюю режущую вставку квадратной базовой формы с периодической круговой подачей. Во фрезерной головке перед каждой режущей пластиной в направлении вращения предусмотрена выемка или карман для стружки 22.

Поверхности кассеты 2 и разделительной пластинки 3, обращенные друг к другу, снабжены соответствующими рифлениями 15 и 17 (фиг. 2 и 4). Преимущественно, эти поверхности полностью покрыты рифлениями. В соответствии с показанным на чертежах вариантом выполнения изобретения эти рифления главным образом радиальные. Кроме того, они образованы с целью точной подгонки друг к другу, т.е. они изготовлены с одной и той же шириной ребер, одними и теми же верхними углами и одной и той же глубиной между ребрами. Расстояние между двумя смежными ребрами в соответствии с настоящим изобретением не является критическим, однако преимущественно оно составляет от 0, 5 до 3мм, а предпочтительней от 1 до 2 мм.

Поверхность 18 (фиг. 4) разделительной пластинки 3, которая противоположна поверхности 17, также преимущественно полностью покрыта рифлениями. Направление рифлений этой поверхности главным образом перпендикулярно направлению рифлений поверхности 17, т.е. главным образом параллельно оси вращения фрезерной головки. Угол между двумя направлениями рифлений должен отличаться не более 2^o, а преимущественно, не более 0^o30' от прямого угла, так как в противном случае точные регулировки в осевом и радиальном направлениях не будут взаимонезависимыми. Что касается формы и размера этих рифлений, то к ним относится все упомянутое ранее в связи с рифлениями 15 и 17.

Альтернативно, направление рифлений может быть изменено. Так, например, в соответствии с этим вариантом, рифления 15 и 17 могут идти главным образом параллельно оси вращения корпуса фрезы, в то время как рифления 16 и 18 могут идти главным образом перпендикулярно этой оси.

Как лучше всего видно на фиг. 3, две боковые стороны 16 и 20 паза кассеты 4 сходятся друг к другу в радиальном направлении наружу. Указанным образом обеспечивается гарантия того, что кассета и разделительная пластинка не выскочат радиально из паза под действием центробежной силы. Угол между поверхностями 16 и 20 может быть от 2 до 6^o, а преимущественно, от 3,5 до 4,5^o.

Пробка 8 введена в отверстие, имеющееся на поверхности основания паза 4, причем головка этой пробки эксцентрическая относительно гладкой цилиндрической части пробки. Эта эксцентрическая головка входит в выемку или сквозной паз 13 на задней части кассеты. Эксцентриковая головка преимущественно снабжена шестигранным или другим соответствующим отверстием для поворота и осевой регулировки режущей кромки режущей пластины 5. Этот поворот пробки 8 осуществляется вводом шестигранного или другого соответствующего ключа в отверстие 10. Диаметр этого отверстия меньше, чем диаметр указанной эксцентриковой головки, с целью радиального крепления пробки 8.

Для радиальной регулировки режущей кромки используется винт 9, который входит по резьбе в резьбовое отверстие 11 в кассете. Этот винт также имеет шестигранное или другое соответствующее отверстие, предназначенное для его поворота соответствующим ключом. Этот ключ вводится в отверстие 12, диаметр которого меньше диаметра резьбовой части 11. Этот меньший диаметр обеспечивает два преимущества: первое, винт 9 закреплен в радиальном направлении, и второе, легче попасть в шестигранное отверстие винта 9. Альтернативно, кассета может быть снабжена отверстиями для двух винтов 9.

Так как паз 4 идет на конус радиально наружу, то кассета и разделительная пластинка должны вводиться в паз по оси. Для того, чтобы сделать установку кассеты и разделительной пластины возможной, предусмотрен определенный свободный зазор между сборкой кассета-разделительная пластинка и боковыми стенками 16 и 20 паза, чтобы можно было пропустить эксцентриковую головку пробки 8, которая выступает в паз 4, при проходе радиальной внутренней стороны патрона. Затем патрон может быть смещен радиально внутрь после того, как паз 13 совместился с эксцентриковой головкой до упора в нижнюю поверхность паза 4. Если обозначить угол между поверхностями 16 и 20 буквой α , если эксцентриковая головка пробки 8 имеет толщину b, то тогда необходимо иметь зазор b.sinα между поверхностью кассеты 23 и поверхностью паза 20, чтобы получить очень гладкие поверхности обработанной детали, например, при металлообработке алюминия. Более того, возможность повторной регулировки положения резания, которая часто необходима по причине износа режущей кромки, значительно улучшает экономию резания, так как одна и та же режущая вставка может быть перезаточена несколько раз. Это особенно выгодно при использовании дорогостоящих режущих вставок, в особенности с вставленным в одном из углов режущей пластины алмазным элементом или элементом из кубического нитрида бора.

Изобретение относится к торцовым фрезам с радиальным и осевым регулированием кассет, в частности для обработки алюминия. Предложенная фреза позволяет производить точную и независимую регулировку положения режущих кромок в осевом и радиальном направлениях при использовании возможно меньшего числа деталей. Детали фрезы закреплены от смещения под действием центробежной силы. Корпус фрезы хорошо сбалансирован, причем балансировка не нарушается при высоких скоростях резания. Режущие пластины установлены во фрезерной головке на кассетах, которые с помощью рифлений соединены с разделительными пластинами, которые также с помощью рифлений соединены с корпусом фрезерной головки. При этом одни из указанных рифлений расположены в направлении, в основном параллельном оси фрезерной головки, а другие - в направлении, в основном радиальном по отношению к оси фрезерной головки, посредством чего регулировка осуществляется вдоль соответствующего направления рифлений. 6 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Фрезерная головка, содержащая режущие пластины, установленные в кассетах, размещенных в пазах по периметру фрезерной головки, при этом в каждом пазу размещена также разделительная пластина, при этом одна сторона каждого паза имеет рифления и находится в контакте с соответствующей стороной с рифлениями разделительной пластинки, а одна сторона кассеты также имеет рифления и находится в контакте с соответствующей имеющей рифления другой стороной разделительной пластинки, при этом последняя упомянутая сторона противоположна первой упомянутой стороне с рифлениями разделительной пластинки, при этом рифления на двух упомянутых сторонах разделительной пластинки в основном перпендикулярны друг другу, отличающаяся тем, что одни из упомянутых рифлений расположены в направлении, в основном параллельном оси фрезерной головки, а другие - в направлении, в основном радиальном по отношению к оси фрезерной головки, посредством чего регулировка осуществляется вдоль соответствующего направления рифлений. 2. Фрезерная головка по п.1, отличающаяся тем, что обращенные друг к другу две стороны каждого паза расположены так, что сходятся в радиальном направлении наружу для предотвращения воздействия центробежных сил на кассету и разделительную пластинку. 3. Фрезерная головка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она снабжена эксцентриком, предназначенным для осевой регулировки кассеты и установленным радиально в направлении внутрь кассеты, при этом головка эксцентрика размещена в канавке или пазу, выполненном на радиальной внутренней стороне кассеты, при этом в последней выполнено отверстие, ведущее в указанную канавку или паз и предназначенное для ввода ключа для осуществления поворота эксцентрика. 4. Фрезерная головка по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что она снабжена винтом, предназначенным для радиальной регулировки кассеты и размещенным в расположенном в основном радиально сквозном отверстии, выполненном в кассете. 5. Фрезерная головка по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что она снабжена одним или несколькими зажимными винтами, предназначенными для надавливания на в основном гладкую сторону кассеты, противоположную стороне последней с рифлениями, посредством чего осуществляется крепление в пазу как кассеты, так и разделительной пластинки. 6. Фрезерная головка по п.5, отличающаяся тем, что между упомянутой гладкой стороной кассеты и смежной боковой поверхностью паза выполнен зазор, ширина которого равна или меньше b•sinα, где b - толщина головки эксцентрика, α угол между обращенными друг к другу боковыми поверхностями паза. 7. Фрезерная головка по любому из пп.1 - 6, отличающаяся тем, что угол между двумя обращенными друг к другу боковыми поверхностями паза составляет 2 - 6^o, преимущественно 3,5 - 4,5^o.