Фреза Советский патент 1992 года по МПК B23C5/00 

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования при обработке заготовок резанием по методу фрезерования.

Известна торцовая фреза (авт.св. СССР № 831426), оснащенная резиновыми вкладышами и винтами, которыми можно регулировать торцовое биение режущих рубьев. Недостатком такой фрезы является необходимость регулирования биения зубьев при остановке фрезы с использованием каких- либо эталонных, либо приборных средств.

Известны торцовые фрезы (авт.св. СССР № 1278119 и № 1335385), оснащенные механизмами одновременной регулировки и закрепления режущих элементов гидравлическими системами, состоящими из полостей, камер и каналов, заполненных рабочей жидкостью, отличающиеся наличием двух контуров гидравлической системы, имеющих кольцевые полости, механизмы регулирования режущих элементов в виде поршней и механизмы закрепления в виде подпружиненных плунжеров с клиновыми скосами.

Такие фразы позволяют автоматически устранять биение режущих элементов и закреплять их перед началом обработки. Недостатком таких конструкций является сложность и дороговизна, необходимость специального гидропривода и неустранение биения зубьев, возникающего в динамическом режиме.

Известна фреза (авт.св. СССР № 631315), содержащая корпус и режущие элементы, установленные с возможностью перемещения под действием сил резания -и контактирующие с другой втулкой. Однако такая фреза не обеспечивает адаптацию зубьев фрезы по биению от оборота к обороту, обладает низкими частотами собственных колебаний режущих элементов, что приводит к возникновению низкочастотных вибраций, снижающих качество обработанной поверхности.

Известна фреза (авт.св. СССР № 1553291), содержащая корпус и режущие вставки, установленные в пазах корпуса с возможностью радиального перемещения под действием поршней, расположенных в

сл

с

ч о ы

о о

I

камерах, соединенных с центральной замкнутой полостью, которые заполнены вязкой средой, отличающаяся тем, что фреза снабжена дросселями, через которые осуществлено соединение камер с центральной замкнутой полостью, а режущие вставки шарнирно связаны с поршнями.

Такая фаза позволяет автоматически уменьшать биение зубьев за счет их адаптации во время работы, К недостатку такой фрезы относится пониженная надежность из-за недостаточной жесткости, связанной с наличием шарнирных соединений режущих элементов с корпусом.

Целью изобретения является повышение надежности фрезы за счет увеличения жесткости,

Поставленная цель достигается тем, что в фрезу введено кольцо, ограничивающее полость с вязкой средой и установленной с возможностью радиального перемещения, а режущие элементы размещены в корпусе с возможностью взаимодействия с кольцом в радиальном направлении.

Новизна предлагаемого устройства по сравнению с прототипом состоит в наличии кольца, охватывающего полость с вязкой средой и обладающего возможностью радиального смещения, Сопротивление смещению этого кольца создается и за счет вязкой среды, а существенным отличием предложенного устройства является то, что со смещаемым элементом - кольцом непосредственно кинематически взаимодействуют в радиальном направлении режущие элементы, что позволяет создавать чрезвычайно простые и технологичные конструкции фрез.

Общий вид фрезы представлен на фиг. 1; на фиг. 2 - вид слева; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на фиг, 4 - схема работы фрезы.

Фреза состоит из корпуса 1, в пазах которого установлены режущие элементы 2, опирающиеся на боковые поверхности пазов корпуса. Между корпусом и втулкой 3 установлено кольцо 4, торцы которого прижаты к торцевым поверхностям корпуса 1 и втулки 3 с помощью винтов 5. Втулка 3 центрируется относительно корпуса и уплотняется с помощью уплотнительного кольца 6. Полость, ограниченная корпусом 1, втулкой 3 и кольцом 4, заполнена материалом 7, обладающим вязкими свойствами, например гидропластом,гудроном.

Режущие элементы 2 в радиальном направлении опираются на кольцо 4 и закреплены в корпусе с помощью клиньев 8 и винтов 9.

Фреза работает следующим образом.

Возможность смещения режущего элемента 2 в радиальном направлении под действием радиальной составляющей силы резания Р ограничена противодействую- щими силами трения, а смещение возможно при условии:

Ру F Тр + 2РТр COS a + Ртрк, (1) где FTp N f - сила трения между опорной поверхностью режущего элемента и корпу- сом;

N - сила нормального прижима режущего элемента;

f - коэффициент трения;

Ртрк Р f - сила трения между боко- выми поверхностями кольца и корпусом,

Р - сила зажима кольца по торцам.

В динамике резания радиальная составляющая силы резания будет уравновешена силами трения и силой противодействия вяз- кой среды:

Ру РтР (1 + 2cos a) + Ртрк + Рв, (2) где Рв CV;

V - скорость перемещения режущего элемента; С - динамическая вязкость среды.

Тогда перемещение режущего элемента за время резания составит

д S РУ FTP.O +cos« 2) + Р

трк

dt

(3)

Таким образом, в процессе резания и выполнения условия (1) режущий элемент будет несколько утапливаться в радиальное направлении при соответствующем выдвижении противоположных элементов. Зг счет регулирования сил закрепления режущих элементов и подбора соответствующе- го коэффициента вязкости С можнс обеспечить условие

AS Sz,(4)

где Sz - подача на зуб.

При этом зубья, наиболее выступаю щие, будут получать большее перемещение AS, так как действительная подача на зуЈ для них будет больше:

Згд Sz + d

где d - величина выступания зуба за сред нюю линию.

Это объясняется тем, что составлюща; силы резания Ру зависит от подачи на зуб

Py CPt-S P,

где Ср - пбстоянный коэффициент при за данных параметрах резания.

Таким образом, при предварительное кратковременной обработке происходит ра дильное перемещение режущих элементе фрезы. Наиболее выступающие зубья утап ливаются, а заглубленные зубья выдвигают

ся. При этом нагрузка, т.е. подача на зуб, выравнивается для всех зубьев.

Предложенная фреза была изготовлена со следующими конструктивными параметрами: диаметр 120 мм; z 6; В 16 мм и оснащалась режущими элементами из безвольфрамового твердого сплава КНТ 16. Полость фрезы заполнялась битумом, выполняющим роль вязкого элемента. Испытания конструкции показали, что фреза позволяет устранить биение зубьев от 0,1 мм до 0,02 мм и от 0,05 мм до 0,01 мм, Причем период приработки не превышал 1 мин.

Приработка производилась при цилиндрическом фрезеровании кромок листов из

0

5

л

высокопрочной стали толщиной 10 мм при режимах резания:

V 300 м/мин; Sz 0,1 мм/зуб; t 2 мм. Формула изобретения Фреза, содержащая корпус с полостью, заполненной вязкой средой, и режущие элементы, установленные с возможностью радиального перемещения под действием сил резания, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности за счет увеличения жесткости, во фрезу введено кольцо, ограничивающее полость с вязкой средой и установленное с возможностью радиального перемещения, а режущие элементы размещены в корпусе с возможностью взаимодействия с упомянутым кольцом в радиальном направлении.

Использование: в машиностроении для обработки заготовок резанием по методу фрезерования, Сущность изобретения: фреза содержит корпус с полостью, заполненной вязкой средой, и режущие элементы, взаимодействующие в радиальном направлении с кольцом, ограничивающим указанную полость корпуса. Под действием сил резания выравнивается радиальное биение режущих элементов. 4 ил.

Фиг. 2

Ви$А

/пр

I

П Р

i

трк

Фие.4