Цилиндрическая фреза

(51) 23 27/12 (2009.01) 23 5/04 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Для обеспечения в процессе механической обработки беспрерывного контакта режущей кромки с заготовкой, снижения сил трения, а также повышения стойкости режущего инструмента и улучшения качества обработанной поверхности,предлагается цилиндрическая фреза, содержащая корпус, закрепленные на нем через кольца,параллельно расположенные три зуба в виде дисков,с двумя режущими кромками, имеющими одинаковые задние углы, равные 1525 и передние углы со значениями 2225-(2225), а также угол наклона дисков 2225. Режущая кромка зуба цилиндрической фрезы,соприкасаясь с срезаемым слоем,легко деформирует его и уводит срезанный слой из зоны резания в виде стружки. Скольжение между срезаемым слоем и передней поверхностью, а также по задней поверхности режущего элемента,максимально снизится, что приводит к повышению стойкости инструмента и производительности процесса резания.(72) Ходжибергенов Давлатбек Турганбекович Жусипбеков Альмахан Калжанович Аскаров Нурсултан Жолдасханович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Предлагаемое устройство относится к механической обработке резанием и может быть использовано при фрезеровании цилиндрической фрезой плоских поверхностей, для обеспечения требуемого качества обработанной поверхности при обработке заготовок из вязких и упрочняющихся материалов при деформации,склонных к образованию нароста, а также при обработке гранитных и мраморных плит, плоскостей из дерева. 24239 Предлагаемое устройство относится к механической обработке резанием и может быть использовано при фрезеровании цилиндрической фрезой плоских поверхностей, для обеспечения требуемого качества обработанной поверхности при обработке заготовок из вязких и упрочняющихся материалов при деформации,склонных к образованию нароста, а также при обработке гранитных и мраморных плит, плоскостей из дерева. Известна цилиндрическая фреза (//), предназначенная для обработки плоских поверхностей, ось которых параллельна обрабатываемой поверхности. Цилиндрическая фреза,имея винтовые зубья только на цилиндрической части, работает периферией(фиг.1). Недостатком известной цилиндрической фрезы является неравномерная и неплавная работа,наростообразование в процессе резания. Врезание зуба в деталь происходит с ударом, вызывая вибрацию при резании всей системы, которая приводит к снижению стойкости фрезы и в отдельных случаях - к полному разрушению режущей кромки, что повышает шероховатость обработанной поверхности. Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является цилиндрическая фреза (//.),ось которой параллельна обрабатываемой поверхности. Цилиндрическая фреза имеет зубья только на цилиндрической части по винтовой линии. Цилиндрическая фреза - режущий многозубый (многолезвийный) инструмент, в виде тела вращения, зубья которого последовательно вступают в контакт с обрабатываемой поверхностью в процессе резания (фиг.2). Недостатком известной цилиндрической фрезы является чередование рабочего и холостого циклов зуба фрезы (циклическая прерывистость процесса резания) непостоянство толщины срезаемого слоя в каждом зубе фрезы, а также непостоянство числа зубьев, находящихся в работе, что вызывает переменное значение сил, моментов и мощности,необходимых для стружкообразования, и усложняет процесс фрезерования. Образование нароста в процессе резания,прилипание обрабатываемого материала к режущим кромкам фрезы ухудшает качество обрабатываемой поверхности,увеличивается трудоемкость механической обработки. В процессе резания зуб фрезы скользит по упрочненной поверхности резания, образованной впереди идущим зубом, что вызывает большое трение и износ по задней поверхности зуба фрезы. При встречном фрезеровании фреза, приподнимая заготовку и стол,увеличивает зазоры между столом и направляющими станины, что при больших сечениях (больших силах) среза способствует вибрации. При попутном фрезеровании зуб фрезы начинает работать с первого момента резания с наибольшей толщиной и сразу подвергается максимальной нагрузке, что приводит к снижению стойкости фрезы. Задачей изобретения является разработка конструкции цилиндрической фрезы,обеспечивающей в процессе механической обработки беспрерывный контакт режущей кромки фрезы с заготовкой, снижение сил трения, а также повышение стойкости режущего инструмента и улучшения качества обработанной поверхности. Технический результат заключается в снижении энергоемкости процесса резания, в увеличении срока службы цилиндрической фрезы,производительности механической обработки и улучшении качества обработанной поверхности. Поставленная задача решается тем, что цилиндрическая фреза,содержащая корпус,закрепленные на нем через кольца зубья, согласно изобретению,она содержит параллельно расположенные три зуба в виде дисков, с двумя режущими кромками, имеющими одинаковые задние углы, равные 1525 и передние углы со значениями 2225 -(2225), а также угол наклона дисков 2225. Представленная на фиг.3 цилиндрическая фреза состоит из корпуса 1, на который параллельно устанавливаются через кольца 2, 4, 6 зубья 3, 5, 7, и закрепляются специальной гайкой 8. Цилиндрическая фреза устанавливается корпусом 1 в шпиндельную оправку консольного хобота с концевой подвеской горизонтально-фрезерного станка и закрепляется. Геометрия режущей кромки зуба цилиндрической фрезы после заточки представлена на выносном элементефиг.3. Цилиндрическая фреза содержит параллельно расположенные под углом наклона 2225 три зуба, имеющих режущие кромки 9 и 10 (фиг.3). Режущая кромка 9 зуба фрезы имеет значение углов заднего 1525 и переднего 2225, а кромка 10 имеет значение углов заднего 1525 и переднего-(2225). Для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания струей с высоким давлением предусмотрено отверстие 12. Цилиндрическая фреза работает следующим образом. Зубья 3, 5, 7 цилиндрической фрезы,изображенные на фиг.3, с углом наклонаи режущими кромками 9 и 10, приводятся во вращение шпинделем станка. Зуб цилиндрической фрезы с углом наклона , с помощью которого описывает траекторию синусоидальной спирали точкой М (фиг.3) режущей кромки 9 кривую 1, и точкой М/ режущей кромки 10 кривую 2 (фиг.4). Кривая 1 состоит из дуги АО для первой половины оборота фрезы и ОС для второй половины оборота. Кривая 2 аналогична кривой 1 с дугами А/ О / и О / С /. На втором обороте точки М, М/ режущих кромок зуба фрезы описывают кривые (фиг. 5),противоположные полученным в первом обороте 24239 кривым 1, 2 (фиг.4). Если рассмотреть траекторию точки режущей кромки зуба фрезы в два оборота, то получим траекторию лемниската Бернулли (фиг.6),которая имеет замкнутый контур. Замкнутый контуробеспечивает работу режущей кромки зуба фрезы непрерывной. Режущая кромка 9 зуба цилиндрической фрезы,соприкасаясь с срезаемым слоем, входит в него в точке А (фиг.4), легко деформирует его по направлению касательной к подаче резания, до точки О, уводит срезанный слой из зоны резания в виде стружки. В точке О режущая кромка выходит из соприкосновения со срезаемым слоем, вращается вхолостую до С, и с этой точки плавно вступает в работу, продолжая траекторию непрерывной. Ширина срезаемого слоя не должна превышать высоту амплитудысинусоидальной спирали(фиг.4), с учетом толщины зуба в (фиг.3). Режущая кромка 10 цилиндрической фрезы, имея значение переднего угла -(2225), срезает гребешки с обработанной поверхности, выглаживая шероховатость поверхности, улучшая качество обработки. Замена трения скольжения на трение качения между срезаемым слоем и передней поверхностью режущей кромки зуба цилиндрической фрезы, а также имея значения заднего угла 1525,минимизируют нарост и прилипание обрабатываемого материала на режущие кромки, исключая скольжение между обработанной поверхностью и фрезой, что приводит к повышению стойкости инструмента и производительности процесса резания. В работе одновременно находятся все режущие кромки зубьев цилиндрической фрезы, благодаря чему процесс резания будет происходить равномерно. Непрерывность работы режущей кромки зуба в виде диска цилиндрической фрезы исключает вибрации, что позволяет весьма значительно улучшить такие показатели качества поверхности,как снижение отклонения от плоскости и шероховатость. Легко достигается удовлетворительное качество поверхности по этим показателям даже при обработке очень вязких материалов,а также сложнолегированных,жаростойких сплавов, титана и его сплавов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Цилиндрическая фреза, содержащая корпус,закрепленные на нем через кольца зубья,отличающаяся тем, что она содержит параллельно расположенные три зуба в виде дисков, с двумя режущими кромками, имеющими одинаковые задние углы, равные 1525, и передние углы со значениями 2225 -(2225), а также угол наклона дисков 2225.