Фреза

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sr>s В 23 С 5/06, 5/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4850873/08 (22) 17.04.90 (46).07:01.93. Бюл. М 1 (71) Белгородский завод фрез (72) С.А,Москвитин, А.А.Москвитин и

В.В.Левицкий (56) Каталог фирмы Nfidax — Helnleln

2029801100; 1989, с.42. (54) ФРЕЗА (57) Использование: устройства для обработки поверхностей со снятием стружки, Сущность изобретения: фреза состоит из

Изобретение относится к устройствам для обработки поверхностей со снятием стружки.

Известны конструкции фрез, содержащие.корпус и режущие пластины в виде усеченного конуса.

Недостатком известных конструкций фрез является их низкая надежность.

Из рассмотренных аналогов наиболее близким техническим решением (прототипом) является фреза. содержащая корпус и режущие пластины, в виде усеченного конуса с режущей кромкой на большем диаметре конуса и высвобождением в зоне контакта пластин и корпуса по конусной поверхности.

Недостатком данной конструкции явля.ется ее низкая надежность из-эа отсутствия устойчивого динамического состояния в виде неравномерной зоны контакта боковой поверхности режущих пластин с корпусом в. направлении оси пластины, Вызвано это тем, что параметры узла крепления и самих пластин не связаны соотношением, обеспе„„5Ц,„, 1787074 АЗ корпуса, режущих пластин в виде усеченного конуса с режущей кромкой на большем диаметре, взаимодействующих с конусной контактной поверхностью гнезд, содержащей высвобождения. Коническая контактная поверхность ограничена осевыми плоскостями. Центральный угол высвобождения по малому диаметру определяется из соотношения, обеспечивающего равномерность взаимодействия конусных контактных поверхностей режущих пластин и гнезд в корпусе. Это обеспечивает повышение надежности фрез. 6 ил. чивающим. равномерную зону контакта ре- (Л жущих пластин с корпусом, т.е. контактные С" конусные поверхности гнезд в корпусе фреэы для крепления режущих пластин выполнены в виде трапеции в развернутом виде, где меньшим осйованием являются дуги контакта в зоне меньшего радиуса режущих пластин.

При возникновении усилил резания силы, действующие на конусных поверхностях режущих пластин и корпуса фреэы, распре-, С» деляются неравномерно. В результате этого возникает неустойчивое динамическое со-. ф. стояние режущих пластин, особенно проявляющееся при работе струдиообраба-. ) а тываемыми материалами, например титановыми сплавами.

Целью изобретения является повышение надежности за счет обеспечения устойчивого динамического состояния режущих пластин в процессе резания, Поставленная цель достигается тем, что коническая контактная поверхность гнезд ограничена осевыми плоскостями, а цент1787074 ральный угол высвобождения по маломудиаметру определяется из соотношения; (г A t® ) (0

v„=0 (1)

7 tgQ (Ä+ m) где vг- центральный угол .высвобождения по малому диаметру: 10

Д- кратчайшее расстояние от большего диаметра режущих пластин до корпуса фрезы;

m — - высота зоны контакта конических поверхностей режущих пластин с корпусом; 15

0 — центральный угол контактной конической поверхности гнезда, . d — большой диаметр режущих пластин; р — центральный угол высвобождения по большему диаметру; . 20 а- задний угол режущих пластин.

На фиг,1 изображен общий вид узла крепления фрезы; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг,З -- фрагмент боковой контактной зоны режущих пластин с корпусом; на 25 фиг,4 — разрез Б — Б на фиг.3; на фиг.5— развертка боковых контактных .поверхностей гнезд корпуса фрезы; на фиг.6- кривая зависимости амплитуды колебаний режущей кромки пластины. 30

Предлагаемая фреза состоит из корпуса

1, в гнездах которого установлены режущие пластины в виде усеченного конуса с режущей кромкой на большем диаметре конуса, конусные поверхности 3 пластин 2 контак- 35 тируют с контактными конусными поверхностями 4 гнезд корпуса, в зоне контакта конусных поверхностей пластин выполнено высвобождение 5. Режущие пластины крепятся к корпусу винтами 6, коническая кон- 40 тактная поверхность 4 гнезд ограничена осевыми плоскостями, которые проходят вдоль оси пластины 2, и имеет равные дуги. контакта 7 и 8 соответственно в зонах большего R и меньшего r радиусов режущих пластин, а центральный угол высвобождения 5 по малому диаметру определяется из соотношения (1), которое выводится иэ фиг,1 и 2.

Устройство работает. следующим обра- 50 зом, Для приведения фрезы в рабочее состояние режущие пластины 2 устанавливают в гнезда корпуса фрезы 1 и крепят. винтами 6.

В процессе фрезерования при врезании ре- 55 жущей пластиньг2 в обрабатываемый материал на нее действует сила резания P. При этом в местах взаимодействия конусных по-. верхностей 3 пластин 2 с контактными конусными поверхностями 4 гнезд корпуса 1 возникают усилия, которые действуют на двух контактных площадках конусной поверхности 4 гнезд корпуса 1, разделенной высвобождением 5. При этом, так как центральный угол высвобождения по малому диаметру определяется из соотношения (1) и коническая контактная поверхность гнезд для крепления режущих пластин в корпусе фрезы выполнены с равными дугами контакта Q u Lr соответственно 7 и 8 (см.фиг.1, 3 и

5), образуется .равномерная зона контакта конусных поверхностей пластин и корпуса.

При этом равнодействующая сила, действующая.на контактных поверхностях пластин и гнезд корпуса фрезы, смещается вниз вдоль оси пластины 2 на величину hh (см. фиг.5). На фиг;5 заштрихованы площади контактных поверхностей предлагаемой фрезы; поз.9 и 10 — точки йриложения равнодействующих сил, действующих на контактных поверхностях соответственно предлагаемой конструкции фрезы и фрезыпрототипа. Штриховыми линиями указаны площади контакта для фрезы-прототипа.

Они имеют форму трапеции. Смещение равнодействующей силы в точку 9 позволяет . обеспечить. устойчивое дйнамическое состояние режущих пластин 2 при фреэерованйи.

На фиг.6 изображена кривая, отражающая зависимость амплитуды колебаний. режущей кромки пластины от соотношенйя

LR/4, полученная в результате математического моделирования переходного процесса, возникающего при фрезеровании. Так при LR > Lr амплитуда колебаний (колебания оценивались по максимальному первому пику) из-за смещения точки 10 приложения. равнодействующей вверх и увеличения плеча приложения равнодействующей увеличивается, При Lp < Lr амплитуда колебаний также увеличивается из-за фактического перемещения эоны контакта пластины с корпусом фрезы вниз пластины и разворота пластины при ее закреплении против действия сил резания.

Как видно из фиг,6, наиболее благоприятным является отношение LR/L< равное при соблюдении соотношения (1). Это объясняется также тем, что при этом создается эффект контакта, подобный контакту цилин- дрических поверхностей. При возникновении усилий резания Р силы, действующие на конусных поверхностях режущих пластин и корпуса фрезы,. распределяются равномерно в направлении оси режущих пластин.

Так, например, при действии сил резания Р при перемещении режущих пластин вдоль своих осей (с учетом упругих деформаций

1787074

Idadoci nndc nmu Rung

ЯЯ» гнезд корпуса) проекции элементарных контактных участков в зоне большего радиуса

R режущих пластин dSR, равны соответствующим проекциям элементарных контактных участков dSr, в зоне последующих 5 меньших радиусов режущих пластин, например, радиуса r (см. фиг.З и 4).

В результате равномерной контактной площади конусных поверхностей режущих пластин и гнезд корпуса фрезы, обеспечива- 10 ется устойчивое динамическое состояние режущих пластин, положительное действие которого проявляется особенно при обработке титановых сплавов типа BT-22, т.е. снижается износ контактных конусных по- 15 верхностей гнезд корпуса, уменьшается вибрация в зоне узлов крепления режущих пластин, повышается их стойкость, что в свою очередь ведет к повышению надежности фрезы. 20

Формула изобретения

Фреза, содержащая корпус с гнездами, в которых закреплены режущие пластины в виде усеченного конуса с режущей. кромкой 25 на большом диаметре, каждая из которых взаимодействует в гнезде с конусной контактной поверхностью с высвобождением, 0 т л и ч а ю щ а я с я тем, ч о, с целью повышения надежности эа счет обеспечения устойчивого динамического состояния режущих пластин в процессе резания, коническая контактная поверхность гнезда ограничена осевыми плоскостями, а центральный угол высвобождения по малому диаметру определен из соотношения (— — Л.gaga). (0 — т я)

cI т г —

2 — tyz.(л+ m) где vг — центральный угол высвобождения по малому диаметру;

Л вЂ” кратчайшее расстояние от большого диаметра режущих пластин до корпуса фрезы;

m — высота зоны контакта конических поверхностей режущих пластин с корпусом;.

Π— центральный угол контактной конической поверхности гнезда;

d — больший диаметр режущих пластин; мк — центральный угол высвобождения по большому диаметру;

a — задний угол режущих пластин.

1787074

1787074

Ф,Р РРУАЮйУЕэ б б /

/ /"

Составитель С.Москвитин

Техред М.Моргентал Корректор 3.Салко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 263 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5