Фуговальная фреза Российский патент 2020 года по МПК B23C5/02 B27G13/00 

Изобретение относится к области дереворежущего инструмента (фрезы) из поликристаллического алмаза (DP) для производства мебели из щитовых элементов из материала ДСП и МДФ, облицованному ламинирующими пленками на основе слоистых пластиков и пленок методом ламинирования или кэширования.

К наиболее известным аналогам данных фрез можно отнести фуговальные фрезы с симметричным и ассиметричным расположением режущих элементов, фрезы с большими межзубными впадинами и фрезы со сменными режущими элементами.

Из источников патентной информации известна фреза по патенту РФ №2616404, включающая корпус и резцедержатели с резцами, установленными с помощью крепежных элементов, отличающаяся тем, что корпус выполнен составным из основания и подвижного резцедержателя, сопряженных по цилиндрическому основанию, в которое установлены демпфирующие элементы в виде стальных пружин, причем основание ограничено в осевом перемещении диском.

Известна фреза по патенту РФ №2510819, предназначенная для обработки резанием дерева или древесных материалов, выполненная с возможностью вращения вокруг оси вращения и содержащая совокупность отдельных резцов с режущими кромками, накладывающимися друг на друга, причем режущие кромки имеют угол заострения и расположены под осевым углом к оси вращения, отличающаяся тем, что величина осевого угла составляет от ≥55° до <90°, а угол заострения режущих кромок превышает 55°.

Общим недостатки всех известных фуговальных фрез является то, что они не имеют оптимизированного отвода мягких отходов (стружки), что снижает качество поверхности фугования и может сократить рабочий ресурс фрезы. Вращаясь в воздушной среде, любой инструмент создает движение воздуха своими режущими элементами (наподобие лопастей вентилятора). Данное движение воздуха, подчиняясь аэродинамическим законам, создает либо ламинарное, либо турбулентное движение воздуха в замкнутом пространстве зоны резания, где вращается фреза, в процессе работы. Турбулентное движение воздуха, характерное для фрез известных конструкций, создает пылевое облако из частиц стружки, которые хаотично двигаясь и отражаясь от поверхности обрабатываемого материала и корпуса фрезы, периодически вновь попадают на режущие грани зубьев фрезы, заставляя их повторно резать уже не обрабатываемый материал, а стружку. Так как стойкость любого режущего инструмента зависит от определенного количества циклов резания (т.е. соприкосновения лезвия зуба с материалом), то повторное попадание стружки на лезвие зуба существенно снижает стойкость и общий ресурс инструмента. Стоит заметить, что отделенная от обрабатываемого материала частички стружки и пыли приобретают определенную скорость, и как следствие, обладают существенной кинетической энергией, это особенно заметно при обработке клееных, композитных древесных материалов и мягких пластиков. Поэтому ее воздействие на лезвие режущего элемента губительнее, нежели при обработке статически неподвижного материала, в котором происходит процесс резания, особенно с учетом высокой абразивной составляющей в стружке и пыли в виде остатков клея, ламинирующей пленки и различных добавок.

Задачей изобретения является улучшение отвода стружки в процессе резания путем исключения повторного резания стружки режущими элементами инструмента, повышение межсервисного ресурса инструмента, снижение уровня аэродинамического шума от работающего инструмента, снижение шумовую нагрузку на организм оператора и остальных сотрудников, работающих в помещении цеха, где установлено оборудование оснащенное новым инструментом.

Сущность заявленного технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для решения указанной заявителем технической проблемы и получения обеспечиваемого изобретением технического результата.

Согласно изобретению фуговальная фреза, включающая цилиндрообразный корпус, на наружной поверхности которого укреплена совокупность ассиметрично расположенных режущих элементов и канавок для отвода образующейся стружки обрабатываемого материала, характеризуется тем, что канавки у смежных режущих элементов выполнены в виде двух участков, расположенных вдоль двух поверхностей резания и сопряженных в месте пересечения поверхностей резания, в котором между смежными режущими элементами выполнен наклонный стружкоотвод, выходящий на наружную поверхность корпуса фрезы, при этом канавки выполнены с поперечным профилем, включающим плавно сопряженные между собой закругленный участок в зоне сопряжения боковой части канавки с плоскостью резания, средний уплощенный участок торможения стружки и аэродинамическую поверхность с противоположной стороны канавки, форма которой обеспечивает направление набегающего потока воздуха в зону сбора стружки в месте сопряжения участков канавки и вытеснение стружки из зоны резания наружу по поверхности стружкоотвода.

Кроме того, заявленное техническое решение характеризуется наличием ряда дополнительных факультативных признаков, а именно: - угол между плоскостями резания может быть выбран в пределах 35-75 градусов.

Заявленная совокупность существенных признаков обеспечивает достижение технического результата, который заключается в том, что за счет оптимизации направления и профиля стружкоотводящей канавки обеспечивается ламинарный отвод мелкодисперсной стружки набегающим потоком воздуха, исключение и эффективное удаление стружки из зоны резания через стружкоотвод без повторного попадания стружки на режущие элементы фрезы.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, на котором на фиг. 1 представлено стружкообразование и движение измельченных частиц на фрезе традиционной конструкции, на фиг. 2 - вид на заявленную фрезу сверху, на фиг. 3 - разрез А-А по заявленной фрезе, на фиг. 4 - разрез Б-Б по заявленной фрезе.

Заявленная фуговальная фреза включает цилиндрообразный корпус 1, на наружной поверхности которого укреплена совокупность ассиметрично расположенных режущих элементов 2 и канавок 3 для отвода образующейся стружки обрабатываемого материала. Канавки 3 у смежных режущих элементов 1 выполнены в виде двух участков, расположенных вдоль двух поверхностей резания и сопряженных в месте пересечения поверхностей резания. В этом месте между смежными режущими элементами 1 выполнен наклонный стружкоотвод 4, выходящий на наружную поверхность корпуса 1 фрезы. Канавки выполнены с поперечным профилем, включающим плавно сопряженные между собой закругленный участок 5 в зоне сопряжения боковой части канавки с плоскостью резания, средний уплощенный участок 6 торможения стружки и аэродинамическую поверхность 7 с противоположной стороны канавки, форма которой обеспечивает направление набегающего потока воздуха в зону сбора стружки в месте сопряжения участков канавки и вытеснение стружки из зоны резания наружу по поверхности стружкоотвода 4.

Заявленная фреза работает следующим образом.

Фреза при вращении формирует направленный поток воздуха ламинарного характера. Данный поток подхватывает срезанные частицы стружки опилки и направляет организованным движением по участкам канавок вдоль режущих элементов 2. Профиль канавок с закругленным участком 5 в зоне сопряжения боковой части канавки с плоскостью резания, средним уплощенным участком 6 торможения стружки и аэродинамической поверхность 7 с противоположной стороны канавки, не позволяет стружке подниматься до лезвий режущих элементов, предохраняя этим их от вторичного резания. На участке 6 канавок обеспечивается торможение стружки, а аэродинамической поверхность 7 канавки обеспечивает ламинарность набегающего потока воздуха, который в конечном счете вытесняет частицы стружки из зоны их сопряжение в месте пересечения поверхностей резания через стружкоотвод 4 наружу, где этот поток сходит с фрезы, отдаляясь от нее под действием центробежных сил, попадает в зону пониженного давления создаваемого аспирационной установкой, и по системе труб покидает зону резания. Поскольку ламинарный поток воздуха характеризуется отсутствием завихрений и кавитационных явлений, являющихся причиной шума, сопровождающих работу инструмента, заявленный инструмент оказывает существенно меньшее пагубное влияние на слуховую систему человека, находящегося в помещении цеха, где идет процесс фрезерования.

Использование заявленной конструкции фуговальной фрезы обеспечивает увеличение межсервисного интервала, уменьшение количества остановок оборудования для переоснастки и заточки инструмента, увеличение рабочего времени оборудования и сроке его службы. Изменения конструкции фрезы не затрагивает структуру себестоимости производимого инструмента, сохраняя стоимость и сроки выпуска фрез.

Заявленное устройство может быть реализовано с использованием известного оборудования, технических и технологических средств.

Изобретение относится к области дереворежущего инструмента и может быть использовано при производстве мебели. Фреза содержит цилиндрообразный корпус, на наружной поверхности которого асимметрично расположены режущие элементы и канавки для отвода стружки, которые между смежными режущими элементами выполнены в виде двух участков, расположенных вдоль двух поверхностей резания и сопряженных в месте пересечения поверхностей резания, в котором между смежными режущими элементами выполнен наклонный стружкоотвод, выходящий на наружную поверхность корпуса фрезы. Канавки выполнены с поперечным профилем в виде плавно сопряженных между собой закругленного участка в зоне сопряжения боковой части канавки с плоскостью резания, среднего уплощенного участка торможения стружки и аэродинамической поверхности, расположенной с противоположной стороны канавки. Форма указанной поверхности обеспечивает направление набегающего потока воздуха в зону сбора стружки в месте сопряжения участков канавки и вытеснение стружки из зоны резания наружу по поверхности стружкоотвода. Улучшается отвод стружки, снижается шум при обработке, повышается стойкость инструмента. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Фуговальная фреза, содержащая цилиндрообразный корпус, на наружной поверхности которого асимметрично расположены режущие элементы и канавки для отвода стружки, отличающаяся тем, что канавки для отвода стружки между смежными режущими элементами выполнены в виде двух участков, расположенных вдоль двух поверхностей резания и сопряженных в месте пересечения поверхностей резания, в котором между смежными режущими элементами выполнен наклонный стружкоотвод, выходящий на наружную поверхность корпуса фрезы, при этом канавки выполнены с поперечным профилем в виде плавно сопряженных между собой закругленного участка в зоне сопряжения боковой части канавки с плоскостью резания, среднего уплощенного участка торможения стружки и аэродинамической поверхности, расположенной с противоположной стороны канавки, форма которой обеспечивает направление набегающего потока воздуха в зону сбора стружки в месте сопряжения участков канавки и вытеснение стружки из зоны резания наружу по поверхности стружкоотвода.

2. Фреза по п. 1, отличающаяся тем, что угол между плоскостями резания выбран в пределах 35-75 градусов.