Результат интеллектуальной деятельности: Концевая фреза

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обработки композиционных материалов концевыми фрезами.

Известна концевая фреза, содержащая продольную ось, хвостовик и рабочую часть, включающую разделенные стружечными канавками зубья с режущими кромками, расположенными на цилиндрической поверхности, и торцовыми режущими кромками. Вершина каждого зуба образована на пересечении режущей кромки, расположенной на цилиндрической поверхности, и торцовой режущей кромки, а вершины всех зубьев лежат в плоскости, перпендикулярной продольной оси фрезы. При этом по крайней мере часть торцовой кромки каждого зуба расположена под углом к указанной плоскости, перпендикулярной продольной оси фрезы, с наклоном от вершины зуба к хвостовику. Между стружечными канавками выполнены две дополнительные торцовые режущие кромки, расположенные параллельно друг другу в проекции на плоскость, перпендикулярную продольной оси, и проходящие под углом к ней в направлении к хвостовику от точки на продольной оси, смещенной к хвостовику от плоскости, перпендикулярной продольной оси, в которой расположены вершины зубьев (патент RU 2392095, МПК В23С 5/10, опубл. 2010).

Недостатком описанной концевой фрезы является ограниченный ассортимент обрабатываемых композиционных материалов, обусловленный тем, что конструктивное исполнение концевой фрезы не обеспечивает возможность регулировки угла наклона зубьев с режущими кромками относительно продольной оси корпуса.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является концевая фреза, содержащая хвостовик и цилиндрический корпус с режущими пластинами, жестко закрепленными в пазах, расположенных в шахматном порядке. При этом с одной стороны каждой режущей пластины выполнено отверстие, сообщенное с осевой полостью цилиндрического корпуса, для отвода стружки обрабатываемого материала (патент CH 696430, МПК В23С 5/10, B27G 13/12, B27G 11/00, опубл. 2007).

Недостатком описанной концевой фрезы является ограниченный ассортимент обрабатываемых композиционных материалов, в частности, возможность обработки пластика, наполнитель которого выполнен из стеклянных волокон поперечной намотки, и повышенная трудность в обработке, например, пластика, наполнитель которого выполнен из стеклянных волокон косослойной продольно-поперечной намоткой, из-за отсутствия возможности регулировки угла наклона режущих пластин относительно продольной оси цилиндрического корпуса вследствие их жесткого закрепления, например, сваркой, в пазах, а кроме того, в процессе обработки происходит скалывание материала и образование стружки крупных размеров, забивающей отверстия, ухудшая условия резания и способствуя интенсивному износу инструмента.

Предлагаемое изобретение решает задачу расширения ассортимента обрабатываемых композиционных материалов.

Для достижения указанного технического результата в концевой фрезе, содержащей хвостовик и цилиндрический корпус с режущими пластинами, закрепленными в пазах, расположенных в шахматном порядке, каждая из режущих пластин, установленная в продольном пазу, закреплена двумя зажимными клиньями, зафиксированными крепежными элементами, размещенными в продольных выемках, которые выполнены между пазами по длине корпуса, при этом пазы, расположенные вблизи хвостовика, выполнены закрытыми, а пазы, расположенные вблизи торца корпуса, полуоткрытыми.

Расширение ассортимента обрабатываемых композиционных материалов, обусловленное возможностью изменения конструкторско-геометрических параметров фрезы для последующей обработки конкретного композиционного материала на основе предварительно определенных значений, рекомендуемых для его обработки, обеспечивается тем, что каждая из режущих пластин, установленная в продольном пазу, закреплена двумя зажимными клиньями, зафиксированными крепежными элементами, размещенными в продольных выемках, выполненных между пазами по длине корпуса, при этом пазы, расположенные вблизи хвостовика, выполнены закрытыми, а пазы, расположенные вблизи торца корпуса, выполнены полуоткрытыми.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена концевая фреза, вид спереди; на фиг. 2 – то же, вид сверху.

Концевая фреза содержит хвостовик 1 и цилиндрический корпус 2 с режущими пластинами 3, закрепленными в пазах 4, расположенных в шахматном порядке. Каждая из режущих пластин 3, установленная в продольном пазу 4, закреплена двумя зажимными клиньями 5, зафиксированными крепежными элементами 6, например, винтами, размещенными в продольных выемках 7, выполненных между пазами 4 по длине корпуса 2. При этом пазы 4, расположенные вблизи хвостовика 1, выполнены закрытыми, а пазы 4, расположенные вблизи торца корпуса 2, выполнены полуоткрытыми со стороны торца. Причем закрытые и полуоткрытые пазы 4 расположены так, что по длине не перекрывают друг друга, а их расположение в шахматном порядке позволяет в соответствии с требуемыми по условиям обработки режимами ориентировать посредством замены зажимных клиньев 5 соответствующей геометрии либо устанавливать все режущие пластины 3 под одним углом наклона к продольной оси корпуса 2, либо при необходимости условий обработки устанавливать в закрытых пазах 4 режущие пластины 3 под одним углом наклона к продольной оси корпуса 2 фрезы, а режущие пластины 3 в полуоткрытых пазах 4 устанавливать под другим углом наклона к продольной оси корпуса 2.

Концевая фреза работает следующим образом.

Для обработки широкого ассортимента композиционных материалов конструкция предлагаемой концевой фрезы для каждого конкретного материала, например, пластика, наполнитель которого выполнен из стеклянных волокон косослойной продольно-поперечной намоткой, марки КППН, позволяет установить путем проведения экспериментальных исследований зависимости износа инструмента и шероховатости обработанной поверхности от времени обработки для последующего выбора оптимальных режимов резания вследствие того, что режущие пластины 3, установленные в пазах 4, закрепляются посредством зажимных клиньев 5, которые фиксируются винтами 7. За счет различных уклонов зажимных клиньев 5 обеспечивается необходимый угол наклона режущей кромки режущей пластины 3 относительно продольной оси корпуса 2. Известно, что композиционный материал марки КППН обладает физико-механическими свойствами: предел прочности в тангенциальном направлении 460 МПа, предел прочности в осевом направлении 880 МПа, модуль упругости при растяжении 263 МПа, плотность 1,97*10³ кг/м³. Обработка осуществлялась на станке ГФ 2171 с ЧПУ. Режимы резания принимали согласно справочным данным: скорость резания равна 63 м/мин, подача равна 0,02 мм/зуб, глубина фрезерования равна 10 мм. При этом износ инструмента контролировался с помощью прибора на основе микроскопа БМИ. Контроль шероховатости обработанной поверхности проводили с помощью профилографа HOMMEL TESTER W55.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет расширить ассортимент обрабатываемых композиционных материалов.