ДИСКОВАЯ ФРЕЗА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПАЗОВ Российский патент 2018 года по МПК B23C5/08 

Область техники.

Настоящее изобретение относится к устройствам, используемым для обработки материалов резанием, в частности для фрезерования узких пазов в изделиях из трудно обрабатываемых материалов, в том числе из титана и его сплавов.

Уровень техники.

Для снижения напряжений в углах между дном и боковыми стенками фрезеруемых пазов выполняют радиусные закругления, которые в зависимости от размера паза и назначения изделия имеют широкий диапазон радиусов кривизны. При этом в ряде случаев возникает необходимость фрезеровать размерные пазы в относительно малых партиях довольно быстро меняющейся номенклатуры изделий, имеющих на обрабатываемых поверхностях различные радиусы кривизны. Для этого угловые режущие кромки режущих пластин также должны иметь соответствующие радиусные закругления.

При изменении радиусных закруглений на режущих пластинах происходит изменение их геометрических размеров, что необходимо учитывать особенно при обработке изделий из трудно обрабатываемых материалов. Поэтому при фрезеровании пазов одного и того же размера, но с различными радиусными закруглениями необходимо иметь специальную режущую пластину или другой корпус дисковой фрезы, позволяющий установить режущую пластину с другим радиусом закругления угловой режущей кромки и получить паз того же размера.

Для изготовления дополнительных корпусов фрез или специальных режущих пластин, не входящих в обычный типоразмерный ряд пластин, используемых для комплектации фрез, требуются значительные затраты времени и средств, которые экономически могут быть не оправданы. Поэтому необходима разработка ряда режущих пластин, изготавливаемых с использованием одной пресс-формы, позволяющих иметь широкий диапазон радиусов закругления угловых режущих кромок за счет Технологически и экономически приемлемой шлифовки. При этом целесообразно иметь меньшую номенклатуру режущих пластин и использовать один типоразмер корпуса дисковой фрезы для режущих пластин с. разными радиусами закругления угловых режущих кромок, позволяющих получить пазы одного размера с различными радиусными закруглениями.

Известна режущая пластина (патент РФ №2584625), содержащая корпус с центральной частью с отверстием, ось которого является осью симметрии и поворота пластины. Корпус содержит нижнюю базовую и верхнюю поверхности, между которыми расположена боковая поверхность. Боковая поверхность включает тангенциально и радиально расположенные поверхности, на пересечении которых асимметрично относительно плоскости, проходящей через ось симметрии и поворота пластины перпендикулярно тангенциальным базам пластины образованы режущие кромки.. На пересечении верхней поверхности и тангенциально расположенных поверхностей выполнены радиусные закругления с образованием угловых режущих кромок.

Эту режущую пластину, имеющую, радиусные закругления угловых режущих кромок, устанавливают в гнезда корпуса дисковой фрезы и фрезеруют паз с угловыми радиусными закруглениями. Однако эта режущая пластина с другим радиусом закругления угловых режущих кромок не может быть использована с тем же корпусом дисковой фрезы для фрезерования паза этого размера.

Задачей настоящего изобретения является создание конструкции режущих пластин, позволяющей использовать их в комплекте с дисковой фрезой для фрезерования размерных пазов с различными угловыми радиусными закруглениями и использованием одного корпуса дисковой фрезы, что позволит повысить технологические возможности дисковой фрезы.

Сущность изобретения.

Указанный технический результат достигается посредством совокупности признаков, приведенных в соответствующих пунктах формулы изобретения.

Фреза дисковая для обработки пазов с различными радиусными закруглениями в изделиях из труднообрабатываемых материалов содержит корпус с гнездами и установленный в гнездах корпуса, с одной и другой его стороны комплект режущих пластин.

Каждая режущая пластина выполнена с центральным отверстием и верхней рабочей и нижней базовой поверхностями, между которыми расположены боковые поверхности с боковыми базовыми поверхностями.

Главные режущие кромки образованы на пересечении боковых поверхностей. Вспомогательные режущие кромки образованы на пересечении верхней рабочей поверхности с боковыми поверхностями, а угловые режущие кромки имеют радиусные закругления.

В соответствии с изобретением режущие пластиды комплекта выполнены с радиусом закругления угловых режущих кромок в диапазоне 0,5...4 мм и соответствующими им толщинами, обеспечивающими ширину фрезеруемого паза, выбранными из условий:

Si=S(i±1)+[(Ri - R(i±1)] × cos α × sin β,

где: Si - толщина i - режущей пластины, обеспечивающая соответствующую ширину паза;

S(i±1) - толщина соответственно последующей и предыдущей по толщине режущей пластины;

Ri - радиус закругления угловой режущей кромки i - режущей пластины;

R(i±1) - радиус закругления угловой режущей кромки соответственно последующей и предыдущей по толщине режущей пластины;

α - угол между касательной к радиусному закруглению в месте его перехода к вспомогательной режущей кромке, обеспечивающей формирование боковой стенки фрезеруемого паза, и линией расположения центров кривизны угловой режущей кромки режущей пластины;

β - угол поднутрения режущей пластины, установленной в корпусе фрезы.

В соответствии с одним исполнением фрезы на верхней рабочей поверхности режущих пластин выполнены крестообразное понижение с лучами, направленными в сторону боковых базовых поверхностей, и угловые выступы, расположенные возле угловых режущих кромок, причем на рабочие поверхности нанесено износостойкое покрытие.

В соответствии с другим исполнением фрезы главные и вспомогательные режущие кромки режущих пластин расположены попарно зеркально симметрично относительно осей симметрий режущей пластины.

В соответствий с другим исполнением фрезы на вспомогательных режущих кромках режущих пластин выполнены зачищающие режущие кромки,

В соответствии с другим исполнением фрезы режущие пластины выполнены с толщиной в диапазоне 3,3…3,7 мм, а радиус кривизны угловых режущих кромок в диапазоне 1…2 мм.

В соответствии с другим исполнением фрезы режущих пластин выполнены с толщиной в диапазоне 4,1…4,5 мм, а радиус кривизны угловых режущих кромок в диапазоне 1…2,5 мм.

В соответствии с другим исполнением фрезы режущих пластины выполнены с толщиной в диапазоне 5,2…7,4 мм, а радиус кривизны угловых режущих кромок в диапазоне 1…3 мм.

Краткое описание чертежей.

Для лучшего понимания, но только в качестве примера, изобретение будет описано с отсылками к приложенным чертежам, на которых изображена конструкция предложенной фрезы дисковой в комплекте с режущими пластинами для обработки пазов с радиусными закруглениями.

На фиг. 1 изображен общий вид в перспективе одного из предпочтительных исполнений режущей пластины;

на фиг. 2 изображена дисковая фреза в сборе с режущими пластинами, изображенными на фиг. 1;

на фиг. 3 изображен фрагмент вида сбоку дисковой фрезы, изображенной на фиг. 2, в сборе с режущими пластинами в обрабатываемом пазу;

на фиг. 4а, b, c, d в плоскости, перпендикулярной стенкам обрабатываемого паза, изображены фрагменты угловых режущих кромок с различными радиусными закруглениями режущей пластины, изображенной на фиг. 1 и установленной в гнезде корпуса дисковой фрезы.

Детальное описание чертежей.

Фреза дисковая для обработки пазов с различными радиусными закруглениями в изделиях из труднообрабатываемых материалов 34 содержит корпус 38 с гнездами 36 и установленный в гнездах корпуса с одной и другой его стороны комплект режущих пластин 10.

Каждая режущая пластина 10 выполнена с центральным отверстием 16 и верхней рабочей 12 и нижней базовой 14 поверхностями, между которыми расположены боковые поверхности 18 с боковыми базовыми поверхностями 20.

Главные режущие кромки 22 образованы на пересечении боковых поверхностей. Вспомогательные режущие кромки 24 образованы на пересечении верхней рабочей поверхности 12 с боковыми поверхностями 18, а угловые режущие кромки 26 имеют радиусные закругления.

В соответствии с изобретением режущие пластины комплекта выполнены с радиусом закругления Ri угловых режущих кромок 26 в диапазоне 0,5…4 мм и соответствующими им толщинами Si, обеспечивающими ширину фрезеруемого паза, выбранными из условий:

Si=S(i±1)+[(Ri-R(i±1)] × cos α × sin β, [1]

где: Si - толщина i - режущей пластины 10;, обеспечивающая соответствующую ширину паза;

S(i±1) - толщина соответственно последующей и предыдущей по толщине режущей пластины;

Ri - радиус закругления угловой режущей кромки i - режущей пластины;

R(i±1) - радиус закругления угловой режущей кромки соответственно последующей и предыдущей по толщине режущей пластины;

α - угол между касательной к радиусному закруглению в месте его перехода к вспомогательной режущей кромке, формирующей боковую стенку фрезеруемого паза, и линией расположения центров кривизны угловой режущей кромки режущей пластины;

β - угол поднутрения режущей пластины, установленной в корпусе фрезы 34.

Выражение 1 получено с учетом фиг. 4е, где изображено использование режущей пластины 10 с различными радиусами закругления угловых режущих кромок 26 и зачищающими режущими кромками 24а.

При этом из фиг. 4 с! видно, что при переходе от одной угловой режущей кромки 26 с одним радиусным закруглением к другой с другим радиусным закруглением точки перехода Ai и Ai±1 от их радиусных закруглений к вспомогательной режущей кромке 24(24а), формирующей боковую стенку фрезеруемого паза, смещаются вдоль стенки фрезеруемого паза на величину Н, которую можно определить из треугольника Oi С О i±1. Затем с учетом угла β получить толщину Si режущей пластины 10, обеспечивающую ширину рабочей части фрезы (фиг. 3) и соответственно размер В фрезеруемого паза.

В соответствии с одним исполнением фрезы на верхней рабочей поверхности 12 режущих пластин выполнены крестообразное понижение 28 с лучами 30, направленными в сторону боковых базовых поверхностей 20, и угловые выступы 32, расположенные возле угловых режущих кромок 26, причем на рабочие поверхности нанесено износостойкое покрытие.

В соответствии с другим исполнением фрезы 34 главные 22 и вспомогательные 24 режущие кромки режущих пластин расположены попарно зеркально симметрично относительно осей симметрии режущей пластины 10.

В соответствии с другим предпочтительным исполнением фрезы 34 на вспомогательных режущих кромках 24 режущих пластин выполнены зачищающие режущие кромки 24а.

Зачищающие режущие кромки 24а (фиг. 4 с1) расположены по касательной к радиусному закруглению в месте его перехода к вспомогательной режущей кромке 24 и формируют боковую стенку фрезеруемого паза. Их длина Li и L i±1 для режущих пластин с различными радиусами закругления угловых режущих кромок может быть одинакова или различна, при этом она оказывает влияние на толщину режущей пластины, учитываемую при ее изготовлении.

В соответствии с другим исполнением фрезы 34 режущие пластины 10 выполнены с толщиной в диапазоне 3,3…3,7 мм, а радиус кривизны угловых режущих кромок 26 в диапазоне 1…2 мм.

В соответствии с другим исполнением фрезы 34 режущие пластины 10 выполнены с толщиной в диапазоне 4,1…4,5 мм, а радиус кривизны угловых режущих кромок 26 в диапазоне 1…2,5 мм.

В соответствии с другим исполнением фрезы 34 а режущие пластины 10 выполнены с толщиной в диапазоне 5,2…7,4 мм, а радиус кривизны угловых режущих кромок 26 в диапазоне 1…3 мм,,

Описание работы изобретения.

Рассмотрим использование режущих пластин 10 с дисковой фрезой 34 с осью 41 для фрезерования размерного паза шириной В с радиусными закруглениями, симметрично расположенными между его стенками и дном соответственно 1, 1.5 и 2 мм в изделии 42.

При таком расположении угол а между касательной к радиусному закруглению 26 в месте его перехода к вспомогательной режущей кромке 24 (24а), формирующей боковую стенку фрезеруемого паза, и линией расположения центров кривизны Oi и Oi±1 угловых режущих кромок 26 режущих пластин 10 будет равен 45 град.

Режущие пластины 10 устанавливают, например, в гнезда 36 с одной и другой стороны корпуса 38 дисковой фрезы 34, например, с наиболее предпочтительным углом поднутрения β=3,5 град, и крепят их винтами 40.

В начале в качестве примера рассмотрим использование режущих пластин 10 с радиусом закругления Ri=1.5 мм для фрезерования паза с радиусом закругления, например, 1.5 мм, например, при условии, что на этом же корпусе 38 дисковой фрезы 34 использовалась режущая пластина 10 с радиусом закругления R(i-1)=1 мм и толщиной S(i-1)=4,5 мм, обеспечивающей размер паза той же ширины.

Толщину Si режущей пластины 10, обеспечивающую размер В фрезеруемого паза, при ее использование на том же корпусе 38, определяем из выражения 1. При этом получаем Si=4,522 мм. Таким образом, толщина режущей пластины 10 изменилась на величину 0,022 мм, которую технологически можно получить шлифовкой заготовки рассматриваемой режущей пластины по нижней базовой поверхности 14.

Далее рассмотрим использование режущих пластин 10 с тем же радиусом закругления Ri=1.5 мм, например, при условии, что на этом же корпусе 38 дисковой фрезы 34 использовалась режущая пластина 10 с радиусом закругления R(i+i)=2 мм и толщиной S(i+1)=4,543 мм, обеспечивающей размер паза той же ширины. Из выражения 1 получим тот же результат Si=4,522 мм.

Рассмотрим еще один пример, использования режущих пластин 10 с радиусом закругления Ri=2 мм, например, при условии, что на этом же корпусе 38 дисковой фрезы 34 использовалась режущая пластина 10 с радиусом закругления R(i-1)=1 мм и толщиной S(i+1)=4,5 мм, обеспечивающей размер паза той же ширины. Из выражения 1 получим Si=4,543 мм.

Таким образом, получена фреза дисковая для обработки пазов с различными радиусными закруглениями в изделиях из труднообрабатываемых материалов с комплектом режущих пластин, которые можно использовать на одном и том же ее корпусе для фрезерования размерных пазов с различными угловыми радиусами закругления, что позволяет повысить технологические возможности режущего инструмента.

Хотя настоящее изобретение было описано с определенной степенью детализации, следует понимать, что различные изменения и модификации могут быть выполнены без отхода от существа и объема изобретения, изложенного в приведенной ниже формуле изобретения.

Изобретение относится к устройствам, используемым для обработки материалов резанием и может быть использовано для фрезерования узких пазов в изделиях из труднообрабатываемых материалов, в том числе из титана и его сплавов. Фреза содержит корпус с гнездами и комплект режущих пластин, имеющих различные радиусные закругления угловых режущих кромок и толщины. Каждая режущая пластина содержит верхнюю рабочую и нижнюю базовые поверхности, между которыми выполнено центральное отверстие и расположены боковые поверхности с боковыми базовыми поверхностями, главные режущие кромки, образованные на пересечении боковых поверхностей, вспомогательные режущие кромки, образованные на пересечении верхней рабочей поверхности с боковыми поверхностями, и угловые режущие кромки с радиусом закругления от 0,5 до 4 мм. При этом режущие пластины с одним радиусом закругления угловых режущих кромок установлены в гнезда с одной и другой стороны корпуса с возможностью их замены пластинами с другим радиусом закругления угловых режущих кромок, обусловленной тем, что толщина режущих пластин, обеспечивающая ширину фрезеруемого паза, определена из приведенного математического выражения. Повышаются технологические возможности дисковых фрез при обработке материалов. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Фреза дисковая для обработки пазов с различными радиусными закруглениями в изделиях из труднообрабатываемых материалов, содержащая корпус с гнездами и установленный в гнездах корпуса с одной и другой его стороны комплект режущих пластин, каждая из которых выполнена с центральным отверстием, верхней рабочей и нижней базовой поверхностями, между которыми расположены боковые поверхности с боковыми базовыми поверхностями, главными режущими кромками, образованными на пересечении боковых поверхностей, вспомогательными режущими кромками, образованными на пересечении верхней рабочей поверхности с боковыми поверхностями, и угловыми режущими кромками с радиусными закруглениями, отличающаяся тем, что режущие пластины комплекта выполнены с радиусом закругления угловых режущих кромок в диапазоне 0,5-4 мм и соответствующими им толщинами, обеспечивающими ширину фрезеруемого паза, выбранными из условий:

Si=S(i±1)+[(Ri-R(i±1)]×cosα×sinβ,

где Si - толщина i - режущей пластины, обеспечивающая соответствующую ширину паза;

S(i±1) - толщина соответственно последующей и предыдущей по толщине режущей пластины;

Ri - радиус закругления угловой режущей кромки i - режущей пластины;

R(i±1) - радиус закругления угловой режущей кромки соответственно последующей и предыдущей по толщине режущей пластины;

α - угол между касательной к радиусному закруглению в месте его перехода к вспомогательной режущей кромке, обеспечивающей формирование боковой стенки фрезеруемого паза, и линией расположения центров кривизны угловой режущей кромки режущей пластины;

β - угол поднутрения режущей пластины, установленной в корпусе фрезы.

2. Фреза по п. 1, отличающаяся тем, что режущие пластины на верхней рабочей поверхности имеют крестообразное понижение с лучами, направленными в сторону боковых базовых поверхностей, и угловые выступы, расположенные возле угловых режущих кромок, причем на рабочие поверхности нанесено износостойкое покрытие.

3. Фреза по п. 1, отличающаяся тем, что режущие пластины выполнены с главными и вспомогательными режущими кромками, расположенными попарно зеркально симметрично относительно осей симметрии режущих пластин.

4. Фреза по п. 1, отличающаяся тем, что на вспомогательных режущих кромках режущих пластин выполнены зачищающие режущие кромки,

5. Фреза по п. 1, отличающаяся тем, что режущие пластины выполнены с толщиной в диапазоне 3,3-3,7 мм и радиусом кривизны угловых режущих кромок в диапазоне 1-2 мм.

6. Фреза по п. 1, отличающаяся тем, что режущие пластины выполнены с толщиной в диапазоне 4,1-4,5 мм и радиусом кривизны угловых режущих кромок в диапазоне 1-2,5 мм.

7. Фреза по п. 1, отличающаяся тем, что режущие пластины выполнены с толщиной в диапазоне 5,2-7,4 мм и радиусом кривизны угловых режущих кромок в диапазоне 1-3 мм.