СБОРНАЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ФРЕЗА
INTERLOCKING CYLINDRICAL SIDE MILL

Изобретение относится к области дереворежущего инструмента и может быть использовано во всех областях промышленного производства, связанных с механической обработкой материалов.
Известны конструкции сборных дереворежущих фрез, у которых режущие ножи крепятся с помощью прижимных планок, осуществляющих силовое замыкание на опорную поверхность ножа с помощью винта, сферическая поверхность головки которого упирается в поверхность гнезда корпуса [ГОСТ 1392-68].
Недостатком такой конструкции является невысокая степень надежности крепления, противодействующего центробежным силам инерции ножа.
Указанного недостатка лишена конструкция фрезы [ГОСТ 1054-63, МН 5772-65], у которой крепление ножа производится с помощью двухстороннего клина, осуществляющего силовое замыкание на опорную поверхность режущего ножа за счет перемещения клина от центра фрезы в пазу корпуса, имеющего форму типа «ласточкин хвост». Такая конструкция позволяет повысить надежность крепления ножа при высоких частотах вращения фрезы, так как увеличение центробежных сил самого клина вызывает эффект самозаклинивания.
Недостатком такой конструкции является низкая эксплуатационная точность фрезы, связанная с тем обстоятельством, что при закреплении режущего ножа, перемещающийся от центра к периферии клин производит смещение самого режущего ножа вдоль опорной поверхности, причем величина смещения носит случайный характер и зависит от многих факторов (шероховатости поверхностей ножа и корпуса, величины усилия закрепления и др.).
Указанного недостатка лишена конструкция фрезы, у которой крепящий элемент в виде прижимной планки осуществляет силовое замыкание на опорную поверхность ножа, а ее перемещение осуществляется за счет винта с коническо-цилиндрической головкой, контактирующей конической частью с наклонно расположенным пазом прижимной планки и цилиндрической частью с радиальными цилиндрическими пазами корпуса фрезы, расположенными параллельно передней поверхности ножа [Патент РФ №2354543, МПК B27G 13/04, 2008 г.].
Частично указанного недостатка лишена конструкция фрезы, в которой режущий нож выполнен криволинейным, опирающимся выпуклой опорной поверхностью на вогнутую опорную поверхность гнезда корпуса одинакового радиуса кривизны и закрепляемым с помощью разрезного упругодеформирующегося клина с криволинейной выпуклой поверхностью радиусом, равным радиусу вогнутой передней поверхности режущего ножа, перемещаемого с помощью винта [Патент РФ №2436670, МПК B27G 13/04, 2010 г.].
Недостатком такой конструкции является то, что положение поверхности дна корпуса гнезда фрезы повернуто в системе координат геометрии инструмента, а также тот факт, что положение ножа не гарантирует контакта задней опорной поверхности ножа с базовой опорной поверхностью гнезда корпуса фрезы в целом и, тем более, контакта по плоскости в частности. Это является нетехнологичным с точки зрения производства фрезы и ее точности.
Указанного недостатка лишена конструкция фрезы, в которой двухлезвийные режущие ножи выполнены с геометрией заточки для заднего угла меньше, а для переднего угла больше на величину половины рекомендованного заднего угла. При этом во фрезе режущие ножи повернуты на ту же величину, обеспечивающую требуемую для резания геометрию и плоскостной контакт задней опорной поверхности ножей с базовой опорной поверхностью гнезда корпуса [Патент РФ №2462351, МПК B27G 13/08 и В23С 5/20, 2012 г.].
Недостатком такой конструкции является недостаточная эксплуатационная точность фрезы, связанная с тем обстоятельством, что при закреплении режущего ножа занимаемое положение крепящего винта, перемещающегося от периферии к центру, носит случайный характер и зависит от точности сопрягаемых поверхностей и самих элементов конструкции узла крепления ножа. Это приводит к дисбалансу, особенно ощутимому при высоких частотах вращения, что в конечном итоге снижает эксплуатационную точность фрезы.
Указанного недостатка лишена конструкция фрезы, у которой узел крепления ножа снабжен коническо-цилиндрической резьбовой парой, а наклонные цилиндрические пазы на концах прижимной планки, предназначенные для взаимодействия с коническими поверхностями головки винта и гайки, и цилиндрический паз гнезда корпуса для взаимодействия с цилиндрическими поверхностями головки винта и гайки расположены параллельно оси фрезы соосно с коническо-цилиндрической резьбовой парой [Патент РФ №2508984, МПК B27G 13/04, 2014 г.]. Данное решение принято за прототип.
Недостатком такой конструкции является недостаточная надежность усилия закрепления ножа. Это связано с тем обстоятельством, что при закреплении создаваемые реакциями опор цилиндрических поверхностей гнезда корпуса и наклонными цилиндрическими пазами прижимной планки создают деформации резьбы и изгиб резьбового стержня (болта, шпильки) и в конечном итоге сказываются на надежности закрепления ножа. Кроме того, резьбовая пара создает неодинаковые усилия закрепления ножа из-за разницы коэффициентов трения пар, поскольку один из элементов пары - головка винта или гайка совершает только поступательное движение, а другой - движение по винтовой линии.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности закрепления режущего ножа.
Это достигается тем, что цилиндрические поверхности гнезда корпуса выполнены наклонными с углом, равным углу наклона цилиндрических пазов прижимной планки, а крепление осуществляется с помощью шпильки с разнонаправленной резьбой одного шага и гаек с коническими или криволинейными поверхностями.
Конструкция сборной дереворежущей фрезы представлена на фигурах 1 и 2.
Фреза содержит корпус 1, в пазу 2 которого располагается режущий нож 3, контактирующий передней поверхностью 4 с упорной поверхностью 5 прижимной планки 6, перемещаемой путем контакта ее наклонно расположенными цилиндрическими пазами 7 и 8 с коническими поверхностями 9 и 10 гаек 11 и 12, накрученных на резьбовые участки 13 и 14 разнонаправленных шагов шпильки 15, которые своими коническими поверхностями 9 и 10 осуществляют силовое замыкание на наклонно расположенные цилиндрические поверхности 16 и 17 паза 2 корпуса 1.
Сборка фрезы осуществляется следующим образом. В паз 2 корпуса 1 устанавливается режущий нож 3, передняя поверхность 4 которого опирается на упорную поверхность 5, также устанавливаемой в пазу прижимной планки 6. Затем в зазор между наклонно расположенной поверхностью 9 прижимной планки 6 и наклонно расположенной цилиндрической поверхностью 16 гнезда корпуса с одной стороны вводится гайка 11 с вкрученной в ее резьбовое отверстие шпилькой 15. С другой стороны на шпильку накручивается гайка 12 до контакта конической поверхности 10 с наклонно расположенным цилиндрическим пазом 8 прижимной планки 6 и наклонно расположенной цилиндрической поверхностью 17 гнезда корпуса. После затяжки шпильки фреза готова к последующим операциям - заточке, установке на станок и работе.