ФРЕЗА КОНЦЕВАЯ ТВЕРДОСПЛАВНАЯ

Полезная модель относится к концевой твердосплавной фрезе. Рабочая часть фрезы имеет режущие зубья по цилиндру и по торцу. Режущая кромка зуба по цилиндру образуется как линия пересечения передней и задней поверхностей. Образующие задних поверхностей зубьев по цилиндру выполнены в виде прямой или криволинейной линии. Причем разные формы задних поверхностей, чередуются через зуб. За счет этого повышается стойкость или срок эксплуатации фрезы и повышается качество обработанной фрезой поверхности.
Полезная модель относится к области металлорежущего инструмента и может быть использована во всех областях машиностроения, связанных с механической обработкой металлов, в.ч. нержавеющих, жаропрочных сталях и титановых сплавов.
Известно, что главным направлением развития машиностроительного производства, является создание высокопроизводительных технологических процессов. Среди операций механической обработки одно из первых мест по применяемости и объему срезаемого с заготовок металла занимает фрезерование, в т.ч. концевыми твердосплавными фрезами.
Использование интенсивных режимов резания при черновом и получистовом фрезеровании сдерживается главным образом, потерей динамической стабильности технологической системы (ТС). Возникающие автоколебания недопустимо большой амплитуды кроме ограничения производительности резко снижают стойкость инструмента, срок службы оборудования, точность и качество обработанных поверхностей.
Динамическая нестабильность ТС при работе на интенсивных режимах резания обусловлена, главным образом, вторичным возбуждением (регенераций) автоколебаний под воздействием вибрационного следа на поверхности резания. В ходе вторичного возбуждения автоколебаний их фаза относительно колебаний следа устанавливается самопроизвольно независимо от начальных условий, что свидетельствует о самоорганизации ТС. Разрушение этой самоорганизации принудительным изменением фазы автоколебаний, открывает возможность управления динамической стабильностью ТС.
Одним из путей управления динамической стабильностью, является устранение вынужденных колебаний, обусловленных процессом резания. Устранение вынужденных колебаний возможно за счет снижения возмущающих сил или изменения величины амплитуды колебаний, вызванных возмущающимися силами за определенный момент времени, например, один оборот концевой фрезы.
Многократное изменение амплитуды колебаний за один оборот фрезы, может быть средством гашения вынужденных колебаний.
Известна конструкция концевой твердосплавной фрезы, у которой образующая задней поверхности всех зубьев, расположенных по цилиндру выполнена одинаково в виде прямой линии (ГОСТ 18372-73).
Недостатком такой конструкции является то, что она не позволяет уменьшать или гасить вынужденные колебания, возникающие в процессе резания.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является принудительное изменение фазы автоколебаний, за счет чего повышается стойкость или срок эксплуатации фрезы и повышается качество обработанной фрезой поверхности.
Достигается тем, что фреза концевая твердосплавная, содержащая хвостовик и рабочую режущую часть с режущими зубьями, расположенными на цилиндрической и торцевой поверхностях фрезы, при этом режущие зубья цилиндрической поверхности фрезы расположены с чередованием через зуб режущих зубьев с образующими задних поверхностей в виде прямой и в виде кривой линии.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых:
Фиг. 1 конструкция фрезы
Фиг. 2 сечение одних зубьев
Фиг. 3 сечение других зубьев
Фиг. 4 наложение сечений зубьев
Конструкция фрезы представлена на фиг. 1 и включает в себя рабочую (режущую) часть 1 и хвостовик 2. Рабочая часть имеет режущие зубья а, расположенные по «цилиндру» и режущие зубья 6, расположенные по торцу. Задняя поверхность одних зубьев расположенных по цилиндру фиг. 2 имеет образующую в виде прямой линии, а задняя поверхность других зубьев расположенных по цилиндру фиг. 3 имеет криволинейную образующую в виде спирали Архимеда. Причем разные формы задних поверхностей, чередуются через зуб.
При наложении сечений зубьев фиг. 4, с задней поверхностью образованной прямолинейной образующей 1 и зубьев с задней поверхностью образованной криволинейной образующей 2, видно, что в зоне режущей кромки А площадь сечения у зубьев 2 больше при одинаковых передних и задних углах. То есть жесткость зубьев 2 в зоне режущей кромки выше. А так как передние и задние углы для зубьев 1 и 2 одинаковые, то и силы резания для зубьев 1 и 2 равны. Но учитывая, что жесткость зубьев 2 в зоне резания выше, то и амплитуды колебаний вызванных процессом резания зубьев 1 и зубьев 2 разные, что ведет к принудительному изменению фазы автоколебаний и уменьшению вибрации, а как следствие к повышению стойкости и качеству обработанной поверхности.
Результат применения полезной модели показал, что при обработке стали 12X18H9T средний период стойкости для фрезы диметром 10 мм. на 27,8% выше, чем при обработке фрезой ГОСТ 18372-73, что подтверждается актом испытаний №14 от 14.06.2012 г.