ФРЕЗА, СОДЕРЖАЩАЯ ЗУБЧАТЫЕ РЕЖУЩИЕ ПЛАСТИНЫ, РАЗНЕСЕННЫЕ С ПЕРЕМЕННЫМИ ОСЕВЫМИ СМЕЩЕНИЯМИ Российский патент 2015 года по МПК B23C5/10 

Область техники, к которой относится изобретение

Предмет настоящего изобретения относится к фрезе, содержащей индексируемые режущие пластины с зубчатыми режущими кромками для операций обработки металлов резанием.

Предпосылки к созданию изобретения

В области операций обработки металлов резанием известно множество фрез, содержащих режущие пластины с зубчатыми режущими кромками, которые обеспечивают более высокие скорости съема металла по сравнению с режущими пластинами, содержащими незубчатые режущие кромки. Однако это достигается за счет большей шероховатости поверхности. Для того чтобы улучшить качество обработки поверхности, режущие пластины закрепляют на фрезе так, что зубцы смежных режущих пластин смещены, или сдвинуты по фазе, относительно друг друга. Примеры инструментов с такими режущими пластинами можно найти в патенте США № 3574911, патенте США № 3636602 и патенте США № 3875631. Однако недостаток режущих инструментов такого типа заключается в том, что аксиально самый передний зубец рабочей режущей кромки аксиально самой передней режущей пластины (т.е. режущей пластины, которая является ближайшей к поверхности фрезы) является более незащищенным по сравнению с другими зубцами данной режущей пластины и зубцами других режущих пластин и поэтому подвержен износу и повреждению.

Решением данной проблемы, предлагаемым некоторыми изготовителями инструментов, является создание внешнего элемента для поддержки незащищенного зубца. Например, в патенте США № 3701187 описаны ребристые режущие пластины, разнесенные с угловым интервалом по периферии опорного диска, которые расположены в шахматном порядке относительно друг друга вдоль оси диска, для того чтобы удалять поперечно распределенную стружку из нижней части паза, при этом стенки паза подвергаются торцевому фрезерованию посредством боковых режущих пластин, расположенных с угловым интервалом от ребристых вставок. Однако дополнительные боковые режущие пластины приводят к ненужным эксплуатационным расходам, которые можно было бы сберечь. Например, замена режущих пластин представляет собой задачу, которая по существу отнимает много времени и требует дополнительных инструментов для осуществления данного процесса, особенно если дополнительные режущие пластины не такие же, как ребристые режущие пластины. Кроме того, дополнительные режущие пластины чрезмерно дорогие. Поэтому такое решение, конечно, связано с большими денежными, трудовыми и временными затратами.

Целью настоящего изобретения является создание фрезы и режущей пластины для нее, которые в значительной степени уменьшают вышеупомянутые недостатки.

Краткая сущность изобретения

В соответствии с предметом настоящего изобретения создана фреза, содержащая корпус фрезы с продольной осью, продолжающейся в направлении спереди назад, и по меньшей мере три паза под режущие пластины, примыкающие к передней концевой поверхности корпуса фрезы и разнесенные в окружном направлении друг от друга.

Сменную режущую пластину прикрепляют к каждому пазу под режущую пластину, при этом каждая режущая пластина содержит по меньшей мере две одинаковые прямые зубчатые режущие кромки. Все режущие пластины являются одинаковыми.

Первый паз под режущую пластину представляет собой аксиально самый передний паз под режущую пластину, и все пазы под режущие пластины аксиально смещены относительно друг друга.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения второй паз под режущую пластину аксиально смещен от первого паза под режущую пластину на первое расстояние смещения, которое меньше расстояния смещения, связанного с любой другой парой аксиально смежных пазов под режущие пластины.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения каждая зубчатая режущая кромка содержит гребни и впадины, которые равномерно распределены.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения каждая режущая пластина имеет преимущественно прямоугольную форму.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения две из упомянутых по меньшей мере двух одинаковых прямых зубчатых режущих кромок параллельны друг другу.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания настоящего изобретения и способов его осуществления на практике ниже будут сделаны ссылки на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 представляет собой перспективный вид фрезы с тремя режущими пластинами;

Фиг.2 представляет собой вид сверху фрезы, показанной на фиг.1;

Фиг.3 представляет собой вид сбоку фрезы, показанной на фиг.1;

Фиг.4 представляет собой схематичный вид трех вставок в фрезе, наложенных друг на друга;

Фиг.5 представляет собой деталь фиг.4;

Фиг.6 представляет собой схематичный вид четырех вставок в фрезе, наложенных друг на друга;

Фиг.7 представляет собой деталь фиг.6.

Подробное описание настоящего изобретения

В приведенном ниже описании будут описаны различные аспекты настоящего изобретения. В целях объяснения изложены конкретные конфигурации и детали, для того чтобы обеспечить полное понимание настоящего изобретения. Однако для специалиста в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение может быть осуществлено без конкретных деталей, представленных в данном документе. Кроме того, для того чтобы не усложнять данную заявку, общеизвестные элементы могут быть опущены или упрощены.

На фиг.1 и 2 показана фреза 10, содержащая ось А вращения, продолжающуюся в направлении спереди назад, и корпус 12 фрезы, содержащий переднюю концевую поверхность 14 и хвостовик 16. Корпус 12 фрезы включает в себя три паза 18 под режущие пластины, примыкающие к передней концевой поверхности 14 корпуса 12 фрезы и разнесенные в окружном направлении друг от друга. Каждый паз 18 под режущую пластину содержит сменную и индексируемую режущую пластину 20, прикрепленную к нему. Все режущие пластины 20 одинаковые. Все режущие пластины 20 имеют преимущественно прямоугольную форму с двумя противоположными одинаковыми зеркальными кромками 22 и двумя противоположными одинаковыми зеркальными кромками 24, причем зеркальные кромки 24 длиннее, чем зеркальные кромки 22. Основные кромки 24 представляют собой прямые зубчатые режущие кромки, содержащие гребни 26 и впадины 28, образующие зубцы 29, которые равномерно разнесены. Основные кромки 24 представляют собой прямые зубчатые режущие кромки в том смысле, что все гребни 26 находятся на общей прямой касательной линии. Каждая пара зубчатых режущих кромок 24 параллельны друг другу. Другими словами, общие прямые касательные линии каждой из зубчатых режущих кромок 24 пары зубчатых режущих кромок 24 являются параллельными. Каждая режущая пластина 20 в фрезе 10 содержит радиально внешнюю основную режущую кромку 24. Во время операции фрезерования каждая радиально внешняя основная режущая кромка 24 является рабочей режущей кромкой. Каждая рабочая основная режущая кромка 24 содержит аксиально передний зубец 29', который расположен ближе к передней концевой поверхности 14 корпуса 12 фрезы по сравнению с другими зубцами 29 данной режущей кромки 24.

Пазы 18 под режущие пластины аксиально смещены друг от друга на заданные расстояния смещения. Поскольку пазы 18 под режущие пластины аксиально смещены относительно друг друга и поскольку режущие пластины 20 одинаковые, режущие пластины 20 также аксиально смещены относительно друг друга на такие же расстояния смещения, определяемые пазами 18 под режущие пластины. Таким образом, расстояния смещения пазов 18 под режущие пластины могут определяться расстояниями смещения режущих вставок 20, закрепленных в пазах 18 под режущие пластины, и наоборот. Как можно видеть на фиг.3, первый паз 30 под режущую пластину представляет собой аксиально самый передний паз под режущую пластину. То есть первый паз 30 под режущую пластину является самым отдаленным от хвостовика 16 по сравнению с другими пазами под режущие пластины. Таким образом, первый паз 30 под режущую пластину размещает первую режущую пластину 38 так, что аксиально передний зубец первой режущей пластины 38 является самым передним из числа аксиально передних зубцов всех режущих вставок. Второй паз 32 под режущую пластину размещает вторую режущую пластину 42 так, что аксиально передний зубец второй режущей пластины 42 аксиально смещен назад от аксиально переднего зубца первой режущей пластины 38 на расстояние d1 смещения. Третий паз 34 под режущую пластину размещает третью режущую пластину 46 так, что аксиально передний зубец третьей режущей пластины 46 аксиально смещен назад от аксиально переднего зубца второй режущей пластины 42 на расстояние d2 смещения. Расстояние d1 смещения меньше расстояния d2 смещения. Необходимо понимать, что поскольку первая, вторая и третья режущие пластины одинаковые, элементы соответствующих им пазов под режущие пластины, такие как боковые стенки и резьбовые отверстия для размещения зажимных винтов, могут иметь одинаковые расстояния смещения от одного паза под режущую пластину до следующего.

На фиг.4 и 5 показаны расстояния смещения трех режущих вставок 20 относительно друг друга. На данных чертежах также схематично показано перекрытие режущих вставок и, в частности, перекрытие зубцов рабочих режущих кромок во время операции фрезерования. Расстояния смещения могут быть измерены между двумя смежными гребнями 26 двух смежных режущих вставок 20, а именно расстояние между гребнем 36 первой режущей пластины 38 и гребнем 40 второй режущей пластины 42 или расстояние между гребнем 40 второй режущей пластины 42 и гребнем 44 третьей режущей пластины 46. Первая режущая пластина 38 представляет собой аксиально самую переднюю режущую пластину из всех режущих вставок 20. Вторая режущая пластина 42 аксиально смещена от первой режущей пластины 38 на расстояние d1 смещения. Третья режущая пластина 46 аксиально смещена от второй режущей пластины 42 на расстояние d2 смещения. Расстояние d1 смещения меньше расстояния d2 смещения. При таком расположении аксиально передний зубец 29' первой режущей пластины 38 предусматривает больше перекрытие посредством аксиального переднего зубца 29' второй режущей пластины 42, чем в том случае, если бы аксиальные смещения были одинаковыми. Таким образом, незащищенный участок аксиального переднего зубца 29' первой режущей пластины 38 минимизирован.

Количество пазов под режущие пластины в корпусе фрезы не ограничено тремя и может быть любым. Например, корпус 12 фрезы может содержать четыре паза под режущие пластины. На фиг.6 и 7 показаны расстояния смещения четырех режущих вставок 20 относительно друг друга. Вторая режущая пластина 42 аксиально смещена от первой режущей пластины 38 на расстояние d1 смещения. Ссылочная позиция d1 используется для обозначения расстояния смещения между первой и второй режущими пластинами 38, 42 (или, эквивалентно, расстояния смещения между первым и вторым пазами 30, 32 под режущие пластины), как в случае если корпус 12 фрезы содержит три паза под режущие пластины, так и в случае если корпус 12 фрезы содержит четыре паза под режущие пластины. Однако необходимо понимать, что реальное числовое значение d1 может быть разным в обоих случаях. То же самое относится к другой ссылочной позиции d2. Третья режущая пластина 46 аксиально смещена от второй режущей пластины 42 на расстояние d2 смещения. Четвертая режущая пластина 48 аксиально смещена от третьей режущей пластины 46 на расстояние d3 смещения. Расстояния d2, d3 смещения необязательно одинаковые. Если расстояния d2, d3 смещения неодинаковые, то одно из них определяет минимальное расстояние смещения. Если расстояния d2, d3 смещения одинаковые, то они оба определяют минимальное расстояние смещения. Расстояние d1 смещения меньше расстояния d2 смещения и расстояния d3 смещения. Другими словами, d1 меньше минимального расстояния смещения других пар режущих вставок 42, 46 и 46, 48. Открытый участок первой режущей пластины 38 опять-таки является более защищенным второй режущей пластиной 42. Расстояния d2, d3 смещения могут быть одинаковыми или разными в зависимости от конкретного применения, конфигурации режущих вставок 20, закрепленных в них, и требований к выполняемой операции.

Как было упомянуто выше, фреза 10 может содержать большее количество пазов 18 под режущие пластины, например пять, шесть, семь или более, каждый размещающий одинаковую режущую пластину. Все корпусы 12 фрез, независимо от количества пазов 18 под режущие пластины, отличаются тем, что расстояние d1 смещения между аксиально передними зубцами первой и второй вставок меньше минимального среди таких расстояний смещения, связанных с любой другой парой аксиально смежных режущих вставок, например, расстояния смещения, связанного с парой режущих вставок 42, 46 и парой режущих вставок 46, 48. Аналогично, расстояние d1 смещения между первым пазом 30 под режущую пластину и вторым пазом 32 под режущую пластину меньше расстояния смещения, связанного с любой другой парой аксиально смежных пазов под режущие пластины, например, расстояния смещения между парой пазов 32, 34 под режущие пластины. Это обеспечивает аксиально передний зубец 29' первой режущей пластины 38 большим перекрытием аксиально передним зубцом 29' второй режущей пластины 42, чем в том случае, если бы аксиальные смещения были одинаковыми.

Хотя настоящее изобретение было описано с некоторой степенью детализации, необходимо понимать, что множество изменений и модификаций может быть выполнено без отхода от объема данной заявки, который определяется приведенной ниже формулой изобретения.

Фреза содержит корпус и по меньшей мере три разнесенных в окружном направлении паза под режущие пластины, аксиально смещенные относительно друг друга, причем каждый содержит сменную режущую пластину, прикрепленную к нему. Каждая режущая пластина содержит по меньшей мере две одинаковые прямые зубчатые режущие кромки, и все режущие пластины выполнены одинаковыми. Первый паз под режущую пластину представляет собой аксиально самый передний паз под режущую пластину. Второй паз под режущую пластину аксиально смещен от первого паза под режущую пластину на первое расстояние смещения, которое меньше расстояния смещения, связанного с любой другой парой аксиально смежных пазов под режущие пластины. Технический результат: упрощение эксплуатации. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Фреза (10), содержащая:
корпус (12) фрезы, содержащий продольную ось (А), продолжающуюся в направлении спереди назад, и по меньшей мере три паза (18) под режущие пластины, примыкающие к передней концевой поверхности (14) корпуса (12) фрезы и разнесенные друг от друга в окружном направлении, и
сменную режущую пластину (20), прикрепленную к каждому пазу (18) под режущую пластину, причем каждая режущая пластина (20) содержит по меньшей мере две одинаковые прямые зубчатые режущие кромки (24), причем все режущие пластины (20) являются одинаковыми, при этом:
первый паз (30) под режущую пластину представляет собой аксиально самый передний паз под режущую пластину,
все пазы (18) под режущие пластины аксиально смещены относительно друг друга, и
второй паз (32) под режущую пластину аксиально смещен от первого паза (30) под режущую пластину на первое расстояние (d1) смещения, которое меньше расстояния (d2, d3) смещения, связанного с любой другой парой аксиально смежных пазов под режущие пластины.

2. Фреза (10) по п.1, в которой каждая зубчатая режущая кромка (24) содержит гребни (26) и впадины (28), причем упомянутые гребни и впадины равномерно разнесены.

3. Фреза (10) по п.1, в которой каждая режущая пластина (20) имеет преимущественно прямоугольную форму.

4. Фреза (10) по п.1, в которой две из упомянутых по меньшей мере двух одинаковых прямых зубчатых режущих кромок (24) параллельны друг другу.

5. Фреза (10) по п.1, в которой:
две или более других пар аксиально смежных пазов под режущие пластины имеют одинаковое второе расстояние смещения; и
первое расстояние смещения меньше второго расстояния смещения.

6. Фреза (10) по п.1, в которой:
предусмотрено по меньшей мере четыре паза под режущие пластины и
первое расстояние смещения меньше расстояний смещения, связанных со всеми другими парами аксиально смежных пазов под режущие пластины.