Сборная цилиндрическая фреза Российский патент 2024 года по МПК B23C5/16 

Изобретение относится к металлообработке, а именно к сборному металлорежущему инструменту с механическим креплением режущих пластин, и может быть использовано при конструировании сборных цилиндрических фрез, в частности – для обработки труднообрабатываемых материалов.

Известна фреза торцово-цилиндрическая (патент № RU 150192, опубликован 10.02.2015), содержащая цилиндрическую рабочую часть, в которой выполнено множество гнезд для установки и механического закрепления режущих пластин, причем на цилиндрической части режущие пластины установлены винтовыми группами вдоль наружной поверхности. Однако в такой конструкции режущие пластины установлены в цилиндрическом корпусе радиально по винтовым линиям (как минимум двум) одного направления и с относительно большим углом подъема, что предусматривает одновременное участие нескольких режущих пластин в процессе резания, тем самым обуславливая большое значение суммарной силы резания. При этом одно направление винтовых линий не позволяет взаимно компенсировать осевые составляющие сил резания для режущих пластин одного, либо левого, либо правого исполнения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом) является сборная фреза (патент № RU 2311993, опубликован 10.12.2007), содержащая ряд дисковых модулей, насаженных на втулку с взаимным поворотом, что обеспечивает размещение механических закрепленных на каждом диске режущих пластин по винтовой линии с целью обеспечения минимальной неравномерности фрезерования. Однако, в заявленной конструкции режущие пластины установлены радиально на цилиндрических поверхностях дисковых модулей, что ограничивает возможность регулировки угла наклона режущей кромки, а, следовательно, и управление соотношением между значениями осевой и радиальной составляющими сил резания. Кроме того, так как каждый последующий дисковый модуль установлен с поворотом вокруг центра в одном направлении на угол относительно предыдущего дискового модуля с формированием сменными многогранными пластинами технологической винтовой линии с углом наклона 45 градусов, в силу одновременного участия многих режущих пластин в контакте с обрабатываемым изделием и отсутствие взаимной компенсации осевой составляющей силы резания, не обеспечивается эффективное снижение суммарной силы резания, а также – свободный сход стружки. Существенным недостатком такой фрезы также является выполнение ее корпусной части в виде совокупности дисковых модулей, насаживаемых с зазором на втулку, которая в свою очередь также с зазором одевается на оправку, устанавливаемую в шпиндель станка. Это существенно снижает радиальную жесткость фрезы и точность положения режущих пластин относительно оси вращения шпинделя, не позволяет использовать высокоскоростные режимы обработки без трудоемкой и сложной балансировки.

Задачей и техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение деления припуска и взаимная компенсация осевых составляющих усилий резания от отдельных режущих элементов, что приводит к снижению суммарного значения сил резания, и, как следствие, уменьшению деформаций технологической системы.

Технический результат достигается тем, что предлагаемая фреза содержит корпус, в котором установлены тангенциальные сменные режущие пластины, выполненные с положительными осевыми и радиальными передними углами, причем сменные режущие пластины установлены аксиально встречными винтовыми группами с тангенциальным и осевым смещением по винтовым линиям, при этом в каждой винтовой группе сменные режущие пластины выполнены в правом или левом исполнении в зависимости от направления винтовой линии и установлены из условия обеспечения взаимной компенсации осевых составляющих усилий резания, деления срезаемого слоя по генераторной схеме резания и свободного отвода фрагментированной стружки из зоны резания, при этом величина угла подъёма винтовой линии выбрана так, чтобы аксиальное смещение соседних сменных режущих пластин составляло не более чем 90% от толщины сменной режущей пластины, а угловое смещение одного витка винтовой линии относительно другого – не более одного углового шага сменных режущих пластин в винтовой группе.

Таким образом, при сохранении площади поперечного сечения срезаемого слоя суммарное усилие резания существенно снижается, мелкая фрагментированная стружка легко удаляется из зоны резания, создаются предпосылки для повышения скорости резания и подачи при ограниченной мощности используемого оборудования.

Изобретение поясняется графическим изображением.

На фиг. 1 представлен общий вид сборной цилиндрической фрезы. Сборная цилиндрическая фреза содержит корпус 1, в котором с помощью винтов 2 непосредственно, или с помощью подкладных пластин 3, установлены встречными винтовыми группами (винтовые линии 4 и 5 показывают положение вершин режущих пластин в группах) тангенциальные режущие пластины 6. Режущие пластины конструктивно выполнены с положительными радиальными и осевыми передними углами. При этом величины углов подъёма винтовых линий определяются так, чтобы аксиальное смещение соседних режущих пластин составляло не более, чем 90% от толщины сменной пластины, а угловое смещение одного витка винтовой линии относительно другого – не более одного углового шага пластин в группе.

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в формуле изобретения, обеспечивает получение заявленного технического результата – деление припуска и взаимную компенсацию осевых составляющих усилий резания от отдельных режущих элементов, что приводит к снижению суммарного значения сил резания.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения требуемого технического результата.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении, при использовании заявленного технического решения, следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, предназначен для механической обработки фрезерованием кромок под сварку за счет использования тангенциальной установки сменных режущих пластин с положительными осевыми и радиальными передними углами аксиально встречными винтовыми группами, благодаря чему осевые составляющие усилий резания взаимно уравновешиваются, а тангенциальное и осевое смещение пластин по винтовым линиям обеспечивает снижение усилий резания за счет деления припуска и свободный отвод фрагментированной стружки из зоны резания;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, по мнению заявителя, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано при конструировании сборных цилиндрических фрез, используемых для обработки труднообрабатываемых материалов. Фреза содержит корпус, в котором установлены тангенциальные сменные режущие пластины с положительными осевыми и радиальными передними углами, расположенные аксиально встречными винтовыми группами с тангенциальным и осевым смещением по винтовым линиям. В каждой винтовой группе сменные режущие пластины выполнены в правом или левом исполнении в зависимости от направления винтовой линии и установлены из условия обеспечения взаимной компенсации осевых составляющих усилий резания, деления срезаемого слоя по генераторной схеме резания и свободного отвода фрагментированной стружки из зоны резания. Величина угла подъёма винтовой линии выбрана так, чтобы аксиальное смещение соседних сменных режущих пластин составляло не более 90% от толщины сменной режущей пластины, а угловое смещение одного витка винтовой линии относительно другого – не более одного углового шага сменных режущих пластин в винтовой группе. Уменьшается деформация технологической системы. 1 ил.

Фреза сборная цилиндрическая, содержащая корпус, в котором установлены тангенциальные сменные режущие пластины, выполненные с положительными осевыми и радиальными передними углами, отличающаяся тем, что сменные режущие пластины установлены аксиально встречными винтовыми группами с тангенциальным и осевым смещением по винтовым линиям, причем в каждой винтовой группе сменные режущие пластины выполнены в правом или левом исполнении в зависимости от направления винтовой линии и установлены из условия обеспечения взаимной компенсации осевых составляющих усилий резания, деления срезаемого слоя по генераторной схеме резания и свободного отвода фрагментированной стружки из зоны резания, при этом величина угла подъёма винтовой линии выбрана так, чтобы аксиальное смещение соседних сменных режущих пластин составляло не более чем 90% от толщины сменной режущей пластины, а угловое смещение одного витка винтовой линии относительно другого – не более одного углового шага сменных режущих пластин в винтовой группе.