Универсальный фрезерный инструмент

Полезная модель относится к устройствам для обработки материалов резанием и может быть использована для фрезерования угловых пазов на листовых композиционных материалах, фрезерования профилированных кромок, а также снятия фаски на листовых слоистых полимерных композиционных материалов (ПКМ), из волокнистых ПКМ, гипсокартоновых листах и т.д.
Известна концевая фреза для обработки слоистых пластиков (RU 2568231, кл. В23С 5/10, 2015 г). Фреза содержит корпус с хвостовиком, а также удлиненные и укороченные режущие кромки. Удлиненные режущие кромки расположены по периферии, по винтовым линиям с левосторонним наклоном. У торцового конца фрезы расположены укороченные кромки, с правосторонним наклоном на концах которых образованы торцовые зубья. Профиль корпуса в поперечном сечении выполнен прямоугольной формы. Корпус закручен под углом наклона удлиненных периферийных режущих кромок, расположенных на меньших сторонах профиля корпуса. Корпус заканчивается квадратом. Укороченные режущие кромки расположены в углах упомянутого квадрата, не совпадающих с профилем корпуса. Торцовые зубья выступают ниже окончания удлиненных режущих кромок, а пространство, не занятое корпусом, образует стружковыводящие канавки.
Данный режущий инструмент не обеспечивает получения угловых пазов в листовом материале, что значительно снижает его функциональные возможности.
Прототипом полезной модели является фрезерный инструмент для фрезерования профилированных кромок заготовки (DE 202004003080, кл. В23С 3/12, В23С 5/12, 2004 г). Фрезерный инструмент включает хвостовик для фиксации фрезы в рабочем органе фрезерного оборудования и фасонную фрезерную головку конической формы, на внешней стороне которой, закреплены фреза с упорным кольцом перед торцевой поверхностью фрезерной головки. На фрезерной головке закреплены две режущие кромки, которые профилированы в соответствии с профилем обрабатываемой поверхности. Упорное кольцо расположено соосно фрезерной головке и съемно соединено с ней. Упорное кольцо имеет боковую поверхность, которая сужается в осевом направлении от фрезерной головки и во время работы опирается на поверхность обрабатываемой детали, подлежащей фрезерованию, которая примыкает к кромке и имеет наклон, соответствующий боковой поверхности. Расстояние между упорным кольцом и фрезерной головкой регулируются, при этом упорное кольцо установлено с возможностью вращения. На фрезерной головке имеется выступающая в осевом направлении опорная ось, имеющая кольцевой выступ, направленный к ее свободному концу, и на который опирается опорное кольцо, поддерживающее упорное кольцо.
Известный фрезерный инструмент допускает изготовление только фасонного паза образованного режущей кромкой, расположенной на коническом участке фрезы, а опорное кольцо не позволяет выполнить закрытый паз, что снижает функциональность инструмента.
Проблемой, на которую направлена полезная модель, является разработка простой универсальной конструкции режущего инструмента с возможностью образования как углового паза на листовой заготовке, так и с возможностью обработки торцевых кромок листа.
Техническим результатом полезной модели является расширение функциональных возможностей режущего инструмента.
Поставленная проблема и заявленный технический результат достигаются за счет того, что универсальный фрезерный инструмент включает хвостовик и фасонную фрезерную головку, на внешней поверхности которой закреплена пластина с режущей кромкой. Согласно полезной модели фрезерная головка выполнена в виде монолитного тела, состоящего из нижней конической части со скругленной вершиной и верхней фасонной части, соединенной с хвостовиком и расположенной со стороны основания конусной части. Верхняя часть фрезерной головки образована двумя разновеликими дисками, диаметр нижнего из которых, примыкающего к основанию конусной части тела головки превышает диаметр верхнего диска. В теле фрезерной головки секущими поверхностями, проходящими по образующим тела фрезерной головки, образован вырез. Пластина с режущей кромкой, имеющей форму ломаной линии, образует жесткое крепление на грани выреза.
Угол при вершине конусной части фрезерной головки составляет преимущественно от 87° до 93°. Такой угол обеспечивает получение углового паза в 90°. Уменьшение и увеличение параметров угла при вершине конусной части фрезерной головки не позволит получить угловой паз в 90°.
Нижнюю поверхность большего диска верхней части фрезерной головки целесообразно выполнять скошенной, под углом преимущественно от 15° до 20°, это позволяет получить фигурный паз с сечением такого профиля, которое позволяет в дальнейшем эффективно заполнять его пастой-наполнителем, без образования пустот. При уменьшении угла меньше 15° рассматриваемый отрезок профиля кромки будет стремиться к образованию параллельной линии относительно лицевого листа картона, что приведет к образованию пустот в прямых углах профиля паза. При увеличении рассматриваемого угла профиля паза больше 20°, Наклонная поверхность, образованная этим углом, будет работать как направляющая, по которой пластичная паста-наполнитель, под действием внешнего усилия, будет продавливаться между двумя сопрягаемыми листами гипсокартона. В результате в прямых углах, также, будут образовываться пустоты. Угол в 15° является оптимальным с точки зрения заполнения прямых углов пастой-наполнителем.
Пластина с режущей кромкой предпочтительно выполнена из твердосплавного материала.
Жесткое крепление пластины с режущей кромкой к грани выреза может быть выполнено сваркой или с помощью крепежных элементов, например, с помощью винтового соединения.
Выполнение тела фрезерной головки монолитной, намного облегчает ее изготовление, кроме того, за счет отсутствия дополнительных операции регулировки составных частей и сборки фрезерной головки из отдельных элементов для выполнения операции фрезерования, облегчается и сам процесс фрезерования.
Выполнение тела фрезерного головки из двух неразрывных частей, нижней и верхней, позволяет с помощью нижней конической части получать при фрезеровании угловой паз на листовом материале, не повреждая нижнюю сторону листа, а с помощью верхней фасонной части – обрабатывать торцевой срез кромки листа для дальнейшего соединения листов встык.
Выполнение вершины конической части фрезерной головки скругленной не позволяет во время проведения процедуры формирования углового паза прорезать нижнюю сторону листа. Кроме того, закругление вершины фрезерной головки улучшает процесс резания. При отсутствии закругления вершины режущие кромки сходятся, а это означает, что линейная скорость при вращении фрезы в этой точке будет равна нулю, возникают дополнительные нагрузки и повышается износ инструмента.
Выполнение верхней части фрезерной головки ступенчатой, за счет наличия двух разновеликих дисков, обеспечивает образование ломаной линии на грани выреза в теле фрезерной головки для обеспечения заданной формы торца листа обрабатываемого листового материала, например, листа гипсокартона.
Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами, где
на фиг. 1 – общий вид универсального фрезерного инструмента;
на фиг. 2 –угловой паз, образованный конической нижней частью фрезерной головки, на листе, обрабатываемого материала, например, на листе гипсокартона;
на фиг. 3 – торцевая кромка, обрабатываемого материала, например, гипсокартонного листа, образованная верхней фасонной частью фрезерной головки;
на фиг. 4 – продольный разрез универсального фрезерного инструмента.
Универсальный фрезерный инструмент включает:
1 – хвостовик, предназначенный для фиксации фрезерной головки в рабочем органе оборудования, например цанговым зажимом;
2 – нижняя коническая часть монолитной фрезерной головки с углом при вершине конусной части от 87° до 93°;
3 – скругленная вершина конической части фрезерной головки;
4 – диск фасонной части фрезерной головки большего диаметра;
5 – диск фасонной части фрезерной головки меньшего диаметра;
6 – вырез в теле фрезерной головки;
7 – секущие поверхности, проходящие по образующим тела фрезерной головки;
8 – пластина с режущей кромкой, имеющая форму ломаной линии, выполненная из твердосплавного материала, жесткое крепление которой к грани выреза выполнено сваркой или с помощью крепежных элементов, например, с помощью винтового соединения (на фигуре не показано).
9 – скошенная часть диска фасонной части фрезерной головки под углом от 15 до 20°.
10 – лист обрабатываемого материала, например, гипсокартона;
11 – закрытый угловой паз;
12 – торцевая кромка листа гипсокартона, в виде ломаной линии, выполненная фасонной частью фрезерной головки, для возможности его соединения встык с другим листом гипсокартона.
Универсальный фрезерный инструмент предназначен для получения углового паза на листовом композиционном материале, например на листе гипсокартона, позволяющего производить его загиб на 90°, а также для фрезерования профилированных кромок заготовок.
Формирование углового паза производят нижней конической частью фрезерного инструмента (фиг. 2). При этом режущая кромка пластины 8, расположенная по образующей конусной поверхности нижней конической части 2 фрезерной головки, выбирает обрабатываемый материал листа гипсокартона 10 на глубину таким образом, чтобы образовывался закрытый угловой паз 11, не прорезая лист гипсокартона 10 насквозь. Скругленная вершина 3 конической части 2 фрезерной головки не позволяет прорезать лист гипсокартона 10 насквозь. Оставшийся участок материала (нижний слой гипсокартона) не позволяет листу гипсокартона 10 разрушиться на два независимых элемента.
При формировании торцевой кромки 12 листа 10 гипсокартона, используют режущую кромку пластины 8 верхней части фрезерной головки, имеющую форму ломаной линии (фиг. 3). Данные режущие кромки пластины 8 предназначены для формирования стыковочных торцевых кромок 12 листа 10, для соединения между собой двух листов 10 гипсокартона в единое полотно.
Фасонная ломаная линия режущей кромки пластины 8, позволяет одним режущим инструментом выполнять несколько операций: получение глухого паза на листовом материале, а также обработку торцов листового материала.
Опытный образец полезной модели испытан с положительными результатами. В настоящее время готовится его серийное производство.