ФРЕЗА КОНЦЕВАЯ

Полезная модель относится к металлообработке и может быть использована при обработке плоскостей, уступов, прямоугольных пазов и т.д.
Известна конструкция концевой фрезы, содержащей хвостовик, режущую часть, представляющую собой ряд зубьев размещенных по окружности и разделенных стружечными канавками, профиль которых задан в нормальном сечении и представляет собой набор отрезков прямых и дуг окружности (Справочник конструктора-инструментальщика / Под общ. ред. В.А.Гречишникова и С.В.Кирсанова. 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 2006. стр.239, 240; ГОСТ 17025-71; ГОСТ 17026-71).
Данная фреза позволяет обрабатывать простые поверхности заготовки, такие как плоскости, уступы, прямоугольные пазы и т.д.
Недостатком конструкции данной фрезы является ее невысокая технологичность. Получение стружечных канавок осуществляется шлифовальным кругом специального профиля, который рассчитывают от профиля стружечной канавки. Расчет профиля шлифовального круга и заправка его профиля усложняет процесс изготовления концевой фрезы.
Технической задачей на решение которой направлена полезная модель является повышение технологичности конструкции концевой фрезы, за счет придания ее стружечным канавкам профиля достижимого шлифовальным кругом простой формы (прямоугольный и чашечный круги).
Указанная задача решается тем, что в концевой фрезе, содержащей хвостовик, режущую часть, представляющую собой ряд зубьев размещенных по окружности и разделенных стружечными канавками, профиль канавок задан в радиальном сечении и представляет собой кривую заданную следующими уравнениями:
h
h
X=Xcosε±Ysinε,
h
h
Y=YcosεmXsinε,
h
h
где X, Y - координаты точки профиля канавки в сечении смещенном на величину h;
h
Х=t/sinω+h/tgω;
ε - угол поворота точки профиля в сечении смещенном на величину h;
ε=h360°/H;
h - величина смещения плоскости сечения;
H - шаг винтовой линии зубьев фрезы;
ω - угол подъема винтовой линии зубьев фрезы;
φ - угол наклона винтовой линии зубьев фрезы;
а - расстояние между осями шлифовального круга и фрезы;
R - радиус шлифовального круга;
t - толщина шлифовального круга.
Выполнение концевой фрезы со стружечными канавками, профиль которых задан указанными уравнениями позволит обеспечить обработку канавок шлифовальным кругом простой формы при его винтовом движении относительно заготовки. Формообразование канавки в данном случае осуществляется одной точкой профиля шлифовального круга.
Заявителю не известны концевые фрезы с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:
фиг.1 - концевая фреза (общий вид);
фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
фиг.3 - расчетная схема;
фиг.4 - схема образования профиля стружечной канавки;
фиг.5 - выносной элемент А на фиг.4.
Фреза концевая содержит хвостовик 1 и режущую часть 2, представляющую собой ряд зубьев 3. Зубья 3 размещены по окружности и разделены стружечными канавками 4. Профиль стружечных канавок 4 задан в радиальном сечении и представляет собой кривую заданную следующими уравнениями:
h
h
Х=Хcosε±Ysinε,
h
h
Y=YcosεmXsinε,
h
h
где X, Y - координаты точки профиля канавки в сечении смещенном на величину h;
h
Х=t/sinω+h/tgω;
ε - угол поворота точки профиля в сечении смещенном на величину h;
ε=h360°/H;
h - величина смещения плоскости сечения;
H - шаг винтовой линии зубьев фрезы;
ω - угол подъема винтовой линии зубьев фрезы;
φ - угол наклона винтовой линии зубьев фрезы;
а - расстояние между осями шлифовального круга и фрезы;
R - радиус шлифовального круга;
t - толщина шлифовального круга.
В уравнениях для расчета Х и Y следует принимать верхний знак («+» и «-» соответственно) при отрицательных значениях h, а нижний («-» и «+» соответственно) при положительных.
Расчет профиля стружечной канавки поясняется примером для трехзубой фрезы диаметром 18 мм:
Исходные данные:
H=81,6 мм - шаг винтовой линии зубьев фрезы;
ω=60° - угол подъема винтовой линии зубьев фрезы;
φ=30° - угол наклона винтовой линии зубьев фрезы;
a=55 мм - расстояние между осями шлифовального круга и фрезы;
R=50 мм - радиус шлифовального круга;
t=5 мм - толщина шлифовального круга.
Расчет координат точек профиля канавки осуществляют при изменении величины смещения h. Для начального значения h=-15 приведен полный расчет координат точки. Для остальных точек значения h и результаты расчета приведены в таблице 1.
h
Х=5/sin60°+(-15)/tg60°=-2,887 мм;
ε=-15360°/81,6=-66,176°;
X=-2,887cos(-66,176°)+7,129sin(-66,176°)=-7,687 мм,
Y=7,129cos(-66,176°)-(-2,887)sin(-66,176°)=0,239 мм.
Величина h имеет отрицательное значение поэтому выбраны верхние знаки в уравнениях: «+» и «-» соответственно.
Таблица 1Координаты точек профиля стружечной канавки фрезы
h
-15
-13
-11
-9
-7
-5
-3
-1
1
3
Х
-7,687
-6,401
-4,858
-3,112
-1,219
0,766
2,789
4,794
5,935
6,069
Y
0,239
2,044
3,523
4,651
5,412
5,795
5,796
5,415
5,637
6,980
Образование профиля стружечной канавки такой фрезы может быть обеспечено шлифовальным кругом простой формы: прямоугольной или чашечной. Шлифовальный круг размещают под углом о к заготовке фрезы, и на расстоянии а от нее. При относительном винтовом движении шлифовального круга и заготовки фрезы происходит удаление части материала заготовки в виде припуска. При этом формирование каждой точки профиля стружечной канавки осуществляется в различных торцовых сечениях.
Процесс работы фрезы концевой выглядит следующим образом. Фрезу размещают в патроне фрезерного станка и подводят к заготовке. После включения главного движения резания - вращения фрезы, включают движение подачи инструмента и/или заготовки. После обработки поверхности заготовки, которая может представлять собой вертикальную или горизонтальную плоскость, уступ или паз фрезу отводят. После чего деталь снимают или обрабатывают дальше другим инструментом.
Фреза концевая может быть изготовлена на стандартном оборудовании с применением известных материалов и современных инструментов, что соответствует критерию «промышленная применимость».