Цилиндрическая фреза Советский патент 1992 года по МПК B23C5/04 

ел

с

Использование1 при обработке металлов резанием методом фрезерования. Фреза содержит корпус, выполненный в виде цилиндрической втулки, на наружном диаметре которой выполнены режущие зубья с заточенными на них главными режущими кромками. Главные режущие кромки имеют переменный угол наклона к оси фрезы, плавно изменяющийся от меньшего значения угла к большему значению При этом главные режущие кромки имеют одинаковую кривизну со стороны передней режущей грани. Во время фрезерования усилие резания, приложенное нормально к главной режущей кромке каждого режущего зуба, постоянно изменяет направление своего действия за изменением угла наклона главной режущей кромки к оси фрезы, в результате чего устраняется периодичность действия возмущающей силы, вызывающей вибрации.3 ил

Изобретение относится к машиностроению , а более конкретно к инструменту для обработки металлов резанием методом фрезерования.

Известна цилиндрическая фреза, выполненная в соответствии с требованиями ГОСТ 3752-71.

Фреза представляет собой цилиндрическую втулку, на наружном диаметре которой с переменным окружным шагом выполнены режущие зубья с главными режущими кромками, расположенными по спирали с по Ёто- янным углом наклона к оси фрезы.

Переменный окружной шаг режущи зубьев фрезы выполняется с целью гашения вибрации фрезерного станка во время резания.

Однако за счет переменного окружного шага режущих зубьев фрезы можно погасить вибрацию фрезерного станка при легких режимах резания, при средних и тяжелых - невозможно.

Вибрация фрезерного станка - явление неизбежное при работе известными цилиндрическими фрезами, поскольку данные фрезы снимают обычно широкие стружки, а устанавливаются в рабочее положение на нежесткой круглой оправке.

Тяжелые условия работы и нежесткая установка фрезы приводят к неравномерной нагрузке на режущие зубья, в результате чет один из них начинает снимать бо тее толстую стружку, чем остальные. Мь и- мальное усилие резания, сосредоточенное на одном из зубьев, за каждый оборот фрезы начинает действовать на упругую систему, какой является фрезерный станок, как периодическая возмущающая сила, в результате чего в последнем возникнут вибра ции.

х

ел ч

х|

ю

Поэтому устранить вибрации фрезерного станка за счет переменного окружного шага режущих зубьев невозможнг при средних и тяжелых режимах резания.

Известна цилиндрическая фреза, принятая автором в качестве прототипа.

Данная фреза имеет корпус в виде цилиндрической втулки, на наружном диаметре которой выпОДГнены под углом к оси фрезы ревущие зубья с заточенными нз них главными режущими кромками, имеющими со стороны передней поверхности одинаковую кривизну, при этом режущие зубья имеют неравномерный окружной шаг.

В данной конструкции фрезы выполнение режущих зубьев с наклоном к оси до 45° и выше значительно повышает плавность входа и выхода режущего зуба из зоны резания, что способствует гашению вибрации при обработке нержавеющих сталей, имеющих большую вязкость и невысокую твердость.

Однако, при фрезеровании легированных сталей, а так же инструментальных и штамповых, имеющих повышенную твердость, режущие кромки при наклоне 45° и более быстро изнашиваются по причине продольного скольжения и трения об обрабатываемую поверхность в результате чего резко возрастает усилие резания и как следствие возникает вибрация станка даже на средних режимах резания, не говоря уже о тяжелых.

К тому же, увеличенный угол наклона режущих зубьев не устраняет периодичности действия максимального усилия резания, сосредоточенного на одном из зубьев за каждый оборот фрезы, на упругую систему, какой является фрезерный станок.

Целью настоящего изобретения является устранение вибрации фрезерного станка при любых режимах резания, в том числе и при тяжелых.

Указанная цель достигается тем, что в цилиндрической фрезе, представляющей собой втулку, на наружном диаметре которой выполнены режущие зубья с заточенными на них главными режущими кромками, расположенными под углом к оси фрезы, согласно изобретению, главные режущие кромки всех режущих зубьев имеют переменный угол наклона к оси фрезы.

Переменный угол наклона главной режущей кромки к оси фрезы создает, при рабочем вращении последней, постоянно изменяющееся направление действия сипы резания на каждом отдельном режущем зубе.

Постоянно изменяющееся направление действия силы резания устраняет периодичность ее действия как возмущающей силы, вызывающей вибрацию фрезерного станка, в результате чего вибрации прекращаются независимо от того, на одном или нескольких режущих зубьях сосредоточилось максимальное усилие резания за оборот фрезы, т.е. независимо от известных режимов резания, включая самые тяжелые.

На фиг. 1 представлена предлагаемая

цилиндрическая фреза; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - развертка на плоскость главной режущей кромки предлагаемой фрезы.

Предлагаемая цилиндрическая фреза

содзржит корпус 1, представляющий собой цилиндрическую втулку, на наружном диаметре которой с равномерным окружным шагом выполнены режущие зубья 2 с заточенными на них главными режущими кромками 3, имеющими со стороны передней поверхности 4 одинаковую кривизну.

Главные режущие кромки 3 имеют переменный угол наклона к оси фрезы, плавно изменяющейся от меньшего угла а к

большему по значению угла «2, при этом меньшее значение, из условия технологичности выполнения, находится в пределах «1 25-30°, а большее - аг 40-45°.

Плавное изменение угла наклона

главной режущей кромки 3 от меньшего значения а, к большему аг выполняется при нарезании зубьев 2, когда столу го- ризонталььо-фр езерного станка, помимо поступательного движения, сообщают дополчительное круговое значение с одновре- менной коррекцией осевого шага, в результате чего режущие зубья 2 получаются дугообразными, а главная режущая кромка 3 выпуклой.

Дуговая форма режущих зубьев 2 облегчает процесс стружкообразования, повышая тем самым стойкость фрез, так как на дуговой поверхности широкая стружка разрывается на части и легко удаляется из зоны

резания.

При переменном угле наклона, главные режущие кромки располагаются нелинейно к оси фрезы и, соответственно, усилие резания также будет действовать нелинейно на

упругую систему, какой явпяется фрезерный станок, устраняя, тем самым, вибрацию во время резания.

Устранение вибрации повышает производительность труда, стойкость фрез, а также срок службы самого станка.

Предлагаемая цилиндрическая фреза может применяться при любых видах фрезерных работ, при обработке любых материалов, поддающихся резанию, однако

наибольший эффект от предлагаемой фрезы ожидается получить при фрезеровании труднообрабатываемых сталей в условиях инструментально-ипзмпового производства.

Формула изобретения Цилиндрическая фреза, содержащая корпус в виде цилиндрической втулки, на

наружной поверхности которой выполнены под углом к оси фрезы режущие зубья с главными режущими кромками, имеющими со стороны передней поверхности одинаковую кривизну, отличающаяся тем, что, с цепью повышения производительности процесса обработки, главные режущие кромки выполнены под переменным углом наклона к оси фрезы.

Фм.г

W 5 б 6

6

Фиг