ФРЕЗА ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ Российский патент 2012 года по МПК B23C5/04 

Предлагаемое изобретение относится к режущим инструментам для металлообработки, конкретно к фрезам.

Известна цилиндрическая фреза, содержащая зубья с прерывистой режущей кромкой, разделенные стружкоотводными канавками [1]. Чередование рабочих участков режущих кромок в шахматном порядке с нерабочими кромками соседних зубьев фрезы исключает появление микротолщин среза, уменьшает мощность фрезерования и повышает стойкость фрезы. Тем не менее фреза имеет ограничения по толщине среза.

Известна также цилиндрическая фреза, зубья которой имеют два противоположено направленных лезвия [2]. Она способна работать в любом направлении вращения, но ограничена по допускаемой толщине срезаемого слоя и подаче на зуб. Данная фреза принята за прототип.

Техническим результатом предлагаемой конструкции является повышение скорости подачи и стойкости фрезы. Это достигается тем, что зубья фрезы имеют однонаправленные основное и дополнительное режущие лезвия, разделенные вспомогательной стружкоотводной канавкой. Угловой шаг между лезвиями составляет порядка одной трети шага зубьев. Конструкция обеспечивает работу дополнительного лезвия и позволяет снизить нагрузку на основное. Зубья фрезы могут быть выполнены двухсторонними с симметричными противолежащими лезвиями и вспомогательными стружкоотводными канавками. Такая фреза способна работать в обоих направлениях вращения с повышенной скоростью подачи.

На чертежах фиг.1 изображает цилиндрическую фрезу с двухлезвийными винтовыми зубьями одностороннего резания; фиг.2 - вид сбоку на фиг.1; фиг.3 - вид I на фиг.1 (увеличено); фиг.4 - реверсивную цилиндрическую фрезу с двухсторонними основными и дополнительными лезвиями; фиг.5 - вид II на фиг.4 (увеличено); фиг.6 - схему срезания припуска реверсивной фрезой (увеличено).

Цилиндрическая фреза 1 одностороннего резания содержит зубья 2, разделенные стружкоотводными канавками 3 (фиг.1, 2). Зубья фрезы имеют основное 4 и дополнительное 5 лезвия, разделенные вспомогательной стружкоотводной канавкой 6. Угловой шаг θ₁ между основным и вспомогательным лезвиями составляет порядка одной трети углового шага зубьев θ. Передние углы γ основного и γ₁ дополнительного лезвий выполнены положительными, задние углы α и α₁ упомянутых лезвий положительны и одинаковы по величине (фиг.3).

У реверсивной цилиндрической фрезы 7 зубья 8 выполнены двухсторонними с симметричными противолежащими основными лезвиями 9 и стружкоотводными канавками 3, формирующими положительные передние углы γ (фиг.4 и 5). Между лезвиями 9 расположена вспомогательная стружоотводная канавка 10 симметричной формы. Она образует у каждого основного лезвия 9 зуба дополнительное лезвие 11 с передним углом γ₁ (см. фиг.5). Задний угол α основного лезвия и α₁ дополнительного лезвия определяются наружной цилиндрической поверхностью фрезы и равны 0°.

Срезание припуска происходит следующим образом. Реверсивная фреза 7 получает вращение с частотой n, а деталь 12 - подачу s (фиг.6). Максимальная толщина среза a _max, снимаемая зубом 8, распределяется на толщину a _m0, снимаемую основным лезвием 9, и a _m1 - дополнительным лезвием 11. Снимаемая дополнительным лезвием толщина a _m1 составляет порядка одной трети величины максимальной толщины a _max от подачи на зуб s_z. При меньших толщинах среза возможно пластическое деформирование металла дополнительным лезвием - выглаживание. Это обеспечивает наклеп и напряжения сжатия обработанного участка поверхности, что уменьшает силу резания следующего основного лезвия [3].

Фрезерование было проверено на горизонтально-фрезерном станке 6Р82Г. Обработка проводилась фрезой одностороннего резания с двухлезвийными зубьями. Обрабатываемая деталь из стали 40 - полоса шириной 30 мм, припуск 2 мм. Фреза диаметром 80 мм, шириной 50 мм имеет 12 зубьев из быстрорежущей стали Р6М5. Скорость резания υ=40 м/мин, частота вращения n=160 об/мин. Основные лезвия фрезы расположены с угловым шагом θ=30°. Дополнительные лезвия расположены от основных на угол θ=10°. Толщина среза одним зубом распределяется между его лезвиями в отношении две трети на основное и одна треть на дополнительное. При соблюдении одинаковой максимальной толщины среза на лезвие, подача фрезы с двухлезвийными зубьями может быть принята на одну треть больше, чем при обычном фрезеровании. У обычной фрезы подача на зуб s_z=0,12 мм/зуб (S_мин=230,4 мм/мин), а фрезы с двухлезвийными зубьями - s_z=0,16 мм/зуб (S_мин=307,2 мм/мин). На длине детали 500 мм и перебеге в обе стороны 25 мм длина рабочего хода фрезы составит 525 мм.

С учетом времени подвода 0,1 мин машинное время полной обработки обычной фрезой составит 2,4 мин, а фрезой с двухлезвийными зубьями - 1,8 мин. Наряду с повышением производительности на 25% улучшается качество обработанной поверхности.

Список использованных источников

1. Ст. Германия патент №462412, МПК B23C 5/04. Цилиндрическая фреза. 1928 г.

2. Патент РФ №2261157, МПК B23C 5/04. Реверсивная фреза. 2005 г. Прототип.

3. А.с. СССР №358089, МПК B23C 1/00. Способ обработки резанием с опережающим пластическим деформированием. 1972 г.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при фрезеровании поверхностей. Фреза содержит двухлезвийные зубья, разделенные стружкоотводными канавками. Зубья выполнены с однонаправленными основным и дополнительным режущими лезвиями, между которыми расположена вспомогательная стружкоотводная канавка. Угловой шаг между основным и дополнительным лезвиями составляет порядка одной трети углового шага зубьев фрезы. Обеспечивается работа фрезы при повышенных скоростях подачи, повышается стойкость. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Фреза цилиндрическая, содержащая двухлезвийные зубья, разделенные стружкоотводными канавками, отличающаяся тем, что зубья выполнены с однонаправленными основным и дополнительным режущими лезвиями, между которыми расположена вспомогательная стружкоотводная канавка, при этом угловой шаг между основным и дополнительным режущими лезвиями составляет порядка одной трети от углового шага зубьев фрезы.

2. Фреза по п.1, отличающаяся тем, что зубья выполнены двухсторонними, а вспомогательная стружкоотводная канавка выполнена симметричной формы, образующей симметричные противолежащие основные и дополнительные режущие лезвия зуба.