Фреза Советский патент 1992 года по МПК B23C5/00 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для обработки заготовок на фрезерных станках.

Известны режущие инструменты, обладающие свойством демпфирования ударных нагрузок. Так, в устройстве по авт. св. СССР № 776796, корпус и элементы крепления режущих вставок выполнены пористыми, причем материал расположен таким образом, что увеличение пористости направлено в сторону от режущего элемента, Такой инструмент обладает свойством гашения колебаний определенного спектра. Недостаток этого вида инструментов - сложность изготовления.

Известны режущие инструменты, у которых между режущим элементом и корпусом установлен упругий элемент (авт. св. СССР № 852460). Такие устройства обеспечивают демпфирование ударных нагрузок в определенном диапазоне частот, но не предотвращают возникновения колебаний на частотах, близких к собственной частоте, т.е. не обеспечивают эффективной диссипации энергии.

Известна фреза (авт.св. СССР № 685447), содержащая корпус с закрепленными в нем с возможностью упругого перемещения в направлении силы резания режущими элементами, установленными на соосную оси фрезы поверхность вращения, а между смежными по окружности режущими элементами установлены упругие клинья. Такая фреза обладает свойством упругого демпфирования динамических нагрузок, но не обладает свойством диссипации

энергии колебаний.

о

Целью изобретения является повышение производительности фрезерования за счет демпфирования ударных нагрузок и предотвращения колебаний режущих элементов при прерывистом нагруженйи.

Поставленная цель достигается тем, что во фрезу введены упругие элементы, размещенные между головками винтов и клиньями, а режущие элементы выполнены клиновидной формы с уменьшением размера к периферии фрезы.

сл

С

N о

|СО

о

СП

Устройство фрезы представлено на фиг. 1; на фИг, 2,3,4- схемы устройства и работы фрезы.

Устройство содержит корпус 1 с наружной, например, цилиндрической поверхностью А, на которую установлены режущие клиновидные элементы 2, которые не скреплены с корпусом. Между режущими элементами установлены клинья 3, прижатые к корпусу винтами 4 через тарельчатые пружины 5. Причем головки винтов 4 установлены в отверстиях клиньев 3 с зазором по посадке H/h, Таким образом, между клиньями и корпусом существует упругая связь и в то же время клинья прижаты к корпусу с определенной силой Р.

Фреза работает следующим образом.

При затяжке винтов 4 и сжатии тарельчатых пружин 5 клинья оказываются прижаты к корпусу с силой Р. Режущие элементы оказываются прижаты к поверхности корпуса фрезы с силой Рт, причем Рт 2 Р COS а/2, тогда между поверхностью корпуса и режущим элементом при возможном его смещении будет действовать сила трения F Рт f, где f коэффициент трения. При работе фрезы зубья ее врезаются в металл поочередно, причем тангенциальная составляющая силы резания Р2, особенно при попутном фрезеровании прилагается к режущему элементу за время т- с большой скоростью нарастания (фиг. 3), что обычно вызывает динамические переходные процессы, связанные с колебаниями конструкции и в ряде случаев с разрушением режущих кромок. При работе данной конструкции в процессе нарастания силы Pz в момент, когда она превысит силу трения F, произойдет микросмещение режущего элемента A S, возможное из-за податливости стыков между режущими элементами клиньев и не закрепленностью клиньев в тангенциальном направлении и возможностью радиального перемещения клина. При этом на поверхности контакта режущего элемента и корпуса фрезы будет поглощена энергия, равная работе силы трения А F -AS. При дальнейшем возрастании силы Pz и превышении ею величины 2F произойдет микросмещение второго режущего элемента, на поверхности трения которого произойдет поглощение энергии А F AS, смещение третьего режущего элемента и последующих произойдет соответственно при превышении силой Pz соответственно 3F, 4F...nF. Таким образом, энергия импульса силы Pz на участке ее возрастания за время Ti будет диссипирована на поверхностях трения, а не накоплена в виде упругой деформации, что предотвращает колебания элементов конструкции фрезы,

В процессе таких микросмещений режущих элементов и клиньев в тангенциальном направлении зазоры между головками винтов 5 и отверстиями клиньев 3 будут выбраны в одну сторону так, что при дальнейшей работе фрезы при резании зуба на участке возрастания силы Pzfri) смещения

режущего элемента 2 и клина 3 будет происходить при некоторой упругой деформации изгиба винта 4.

При выходе зуба из контакта сила упругости винта 4 будет производить возврат

клина и режущего элемента в прежнее положение. Работу фрезы в этом случае можнс иллюстрировать схемой, приведенной на фиг. 4.

На схеме режущие элементы, имеющие

массу mi, прижаты к поверхности корпуса с силами Рт и связаны между собой чере; клинья массой гп2 упругими связями С Клинья связаны с корпусом упругими связя ми Ci,

Сила резания Pz прилагается к зубьям последовательно, каждый раз вызывая мик росмещение зубьев. Количество зубьев ZCM

смещаемых при внезапном приложении си

р лы Pz, зависит от соотношения 7СМ -т с

округлением до целого о меньшую сторону

При выходе зуба из контакта с заготов

кой происходит разгрузка всех зубьев f

возврат их в исходное положение под дей

ствием упругих связей С и CL При этсж рассеиваемая при нагружении и разгруже нии энергия может быть определена:

A 2F -AS ZCM. Таким образом, энергию удара при вреза

нии каждого зуба как бы воспринимают i рассеивают на поверхностях трения сраз несколько зубьев, причем количество эти; зубьев устанавливается автоматически в за висимости от силы удара.

Такое свойство фрезы позволяет эффек тивно использовать их при обработке труд необрабатываемых материалов npi попутной подаче. Примем становится воз можным. использование безвольфрамовы:

инструментальных материалов, обычно раз рушающихся от ударных и колебательны; нагрузок. Фрезы данной конструкции был изготовлены со следующими конструктив ными параметрами: диаметр 120 мм; Z 4

В 1 б мм и оснащались пластиками из спла BOB КНТ 16 и ТН 20. Фрезы показал надежную работу на режимах: V 45( м/мин; t 3 мм; В 12 мм; S2 0,5 мм/зуб При этом при обработке кромок листов и.

высокопрочной стали (сгв 120 кгс/мм ) минутная подача достигала 2000 мм/мин при стойкости режущей кромки 20 мин, что по сравнению с применением фрез известных конструкций позволяет повысить производительность обработки более чем в 3 раза. Формула изобретения Фреза, содержащая корпус с опорной поверхностью вращения, соосной с осью фрезы, и режущие элементы, установлен0

ные на упомянутой поверхности корпуса и закрепляемые с помощью винтов и клиньев, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности обработки путем демпфирования ударных нагрузок и колебаний, во фрезу введены упругие элементы, размещенные между головками винтов и клиньями, а режущие элементы выполнены клиновидной формы с уменьшением размера к периферии фрезы.

Использование: в машиностроении для обработки заготовок на фрезерных станках. Сущность изобретения: фреза содержит корпус с опорной поверхностью, соосной с осью фрезы, и режущие элементы}установ- ленные на этой поверхности и закрепленные с помощью винтов и клиньев. Между головками винтов и клиньями установлены упругие элементы. При этом режущие элементы выполнены клиновидной формы с уменьшением размера к периферии фрезы 4 ил.

т WjW W|M/ //////////W////V///////////////

///

cpuz.

Редактор О.Стенина

Составитель М.Коротких

Техред М.МоргенталКорректор Т.Вашкович

fcif.f

M/ ///

ЯМ

/77,

w

///////////////

с