Оправка для фрез Советский патент 1984 года по МПК B23C5/26 

Изобретение относится к металлообработке, в частности к приспособлениям для закрепления фрез в шпинделе станка. Известна оправка для фрез с хвостовиком, устанавливаемым в шпиндель станка, и цилиндрическим передним концом для установки фрезы, содержаш,ая демпфируюшее устройство с ведущим фланцем, установлсшным на цилиндрическом конце фиксированно от поворота, и упругими вкладышами, предназначенными для передачи крутяшего момента от ведущего фланца к фрезе 1. Долговечность известной торцовой фрезы зависит от эффективности амортизации ударных нагрузок демпфирующим устройством и определяется упругими свойствами резиновых вкладышей, изменение первоначальных размеров которых, как и у пружин, прямо пропорционально зависит от величины действующего усилия. А так как в момент врезания режущего элемента фрезы происходит ее остановка, в то время как шпиндель с ведущим фланцем продолжают вращаться с постоянной угловой скоростью, то демпфирование ударной нагрузки производится за счет равномерного сжатия резиновых вкладышей, в результате чего зависимость изменения размеров сжимающихся вкладыщей, а следовательно, и зависимость изменения нагрузки на режущие элементы фрезы от углового смещения промежуточного диска относительно фрезы, представляют собой линейные функции, графически изображаемые прямыми линиями, проходящими через началр координат. Линейное же увеличение нагрузки на режущий элемент фрезы в момент его врезания снижает эффективность демпфирования. Цель изобретения - увеличение долговечности фрез путем повыщения эффективности демпфирования ударных нагрузок на фрезу. Указанная цель достигается тем, что в оправке для фрез с хвостовиком, устанавливаемым в шпиндель станка, и цилиндрическим передним концом для установки фрезы, содержащей демпфирующее устройство, включающее ведущий фланец, установленный на цилиндрическом конце фиксированно от поворота, и упругие вкладыши., предназначенные для передачи крутящего момента от ведущего фланцд к фрезе, демпфирующее устройство снабжено установленным на цилиндрическом конце оправки с возможностью поворота ведомым фланцем с торцовым выступом, предназначенным для взаимодействия с пазом, выполненным на фрезе, и ведущими роликами, при этом на ведущем и ведомом фланцах выполнены концентричные поверхности, на которых соответственно выполнены согласованные по углу клиновые и радиальные пазы, причем упругие вкладыши и ведущие ролики размещены в радиальных пазах с возможностью взаимодействия ведущих роликов с упругими вкладышами и клиновыми пазами. На фиг. 1 изображены оправки, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - графическая схема для определения зависимости изменения размеров упругих вкладыщей при демпфировании от углового смещения фланцев между ..собой; на фиг. 4 - та же зависимость в сравнении с прототипом. Оправка для фрез содержит хвостовик 1 (фиг. 1) для установки в шпиндель 2 станка и демпфирующее устройство в виде соосно установленных на цилиндрической части хвостовика между щпинделем и фрезой 3 с твердосплавными режущими элементами 4 ведущего 5 и ведомого б фланцев. При этом ведущий фланец 5 жестко соединен со шпинделем 2 посредством шпонки 7, а ведомый фланец 6 с фрезой - посредством торцового выступа 8 у фланца и паза 9 у фрезы. На концентрично расположенной относительно фланца 6 цилиндрической поверхности ведущего флайца 5 выполнены клиновые пазы 10 (фиг. 2), а у ведомого фланца - радиальные пазы 11, согласованные с клиновыми. В радиальных пазах 11 ведомого фланца 6 размещены ведущие ролики 12, подпружиненные упругими цилиндрическими вкладышами 13, причем размеры радиальных пазов и ведущих роликов выбраны такими, что даже при абсолютном сжатии упругих вкладышей обеспечивается гарантированное выступание ведущих роликов из радиальных пазов, чтобы исключить возможную остановку фрезы на рабочей подаче. Размеры же клиновых пазов 10, выполненных перпендикулярно радиусу, соединяющему оси вращения оправки и ведущего ролика 12, должны быть такими, чтобы ведущие ролики в стационарном состоянии оправки выступали из радиальных пазов II ведомого фланца 6 не более, чем на половину своего диаметра. Закрепление фрезы 3 на хвостовике 1 производится центральным крепежным винтом 14 (фиг. 1) через упорный подщипник 15, который предохраняет крепежный винт от самоотвинчивания, так как момент сил трения качения в подшипнике, направленный в сторону отвинчивания крепежного винта, .меньше момента сил трения в резьбе от усилия затяжки винта. Оправка работает следующим образов. В момент врезания режущего элемента 4 фрезы 3 происходит ее остановка вместе с ведомым фланцем б, а ведущий фланец 5 со шпинделем 2, продолжая вращаться с постоянной угловой скоростью, посредством клиновых пазов 10 (фиг. 3) сообщает ведуЩим роликам 12 перемещение в радиальных пазах 11 ведомого фланца. Упругие вкладыши 13 амортизируют ударную нагрузку, упруго сжимаясь под действием ведущих роликов 12 до тех пор, пока момент сил трения в месте контакта ведущего ролика с клиновым пазом 10 не уравняется с моментом сопротивления силам резания, после чего продолжается совместное вращение шпинделя, фланцев и фрезы. Предположим, что под действием ударной нагрузки произошло смешение фланцев 5 и 6 друг О1;носительно друга на угол.о . Отсюда можно определить зависимость изменения размеров упругих вкладышей 13 в направлении перемеш,ения ведуших роли ков 12 от равномерного смещения фланцев между собой, определив положение точки Е контакта упругого вкладыша с ведущим роликом относительно оси О правки по формуле cos 0 где ОА -расстояние от оси оправки до клинового паза 10; -радиус ведущего ролика 12; Vo -угол смещения фланцев 5 и 6 между собой (при холостом вращении оправки, т. е. без нагрузки, fp О). Из формулы следует, что такая зависимость является нелинейной и графически она представляет собой геометрическое место точек 16 (фиг. 4), расположенных ниже прямой 17, характеризующей линейную зависимость у прототипа при совмещении их графиков, в чем нетрудно убедиться простой подставкой значений f в формулу, учитывая; что ОА, CD и DE - известные конструктивные величины, так как усилие, действующее на упругие вкладыши, прямо пропорционально изменению их размеров, которое, в свою очередь, нелинейно зависит от углового смещения фланцев между собой, то зависимость изменения нагрузки на режущие элементы фрезы от равномерного смещения фланцев между собой тоже является нелинейной функцией, графически представляющей собой геометрическое место точек 18, расположенных ниже прямой 19, характеризующей линейную зависимость у прототипа, т. е. для одинаковых с прототипом угловых смещений величина нагрузки на режущие элементы у оправки меньще, чем у прототипа., . Долговечность торцовых фрез, оснащенных твердосплавными режущими элементами, как показали испытания опытного образца оправки, увеличивается в среднем на 10-15% за счет эффективного предохранения режущих элементов фрез от ударных перегрузок с помощью демпфирующего устройства, обеспечивающего нелинейное увеличение нагрузки при демпфировании. С помощью оправки достигнута возможность использования торцовых фрез с твердосплавными режущими элементами, в том числе и стандартных, для обработ ки коррозионно-стойкихи жаропрочных сталей, ранее не используемых из-за их малой стойкости в сравнении с быстрорежущими фрезами, вследствие скалывания режущих кромок от ударных перегрузок. При этом рабочая подача увеличивается в 2 раза, а производительность повыщается в среднем в 1,5 раза.

ОПРАВКА ДЛЯ ФРЕЗ с хвостовиком, устанавливаемым в шпиндель станка, и цилиндрическим передним концом для установки фрезы, содержащая демпфирующее устройство, включающее ведущий фланец, установленный на цилиндрическом конце фиксированно от поворота, и упругие вкладыщи, предназначенные для передачи крутящего момента от ведущего фланца к фрезе, отличающаяся тем, что, с целью (Риг увеличения долговечности фрез путем повышения эффективности демпфирования, демпфирующее устройство снабжено установленным на цилиндрическом конце оправки с возможностью поворота ведомым фланцем с торцовым выступом, предназначенным для взаимодействия с пазом, выполненным на фрезе, и ведущими роликами, при этом на ведущем и ведомом фланцах выполнены концентричные поверхности, на которых соответственно выполнены согласованные по углу клиновые и радиальные пазы, причем упругие вкладыщи и ведущие ролики размещены в радиальных пазах с возможностью взаимодействия ведущих роликов с упругими вкладыщами и клиновыми- пазами.