ТОРЦОВАЯ ФРЕЗА ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ

Полезная модель относится к области машиностроения, к фрезерованию труднообрабатываемых и других материалов и может одновременно выполнять черновую и чистовую механическую обработку заготовок за один проход, характеризующихся значительным разбросом снимаемого припуска по величине и твердости.
Известна сборная торцовая фреза, содержащая хвостовик и корпус с четным числом регулируемых по высоте ножей, расположенных по окружности (А.С. СССР №732088).
Недостатком известной фрезы являются узкие технологические возможности и невысокая производительность.
Известна сборная торцовая фреза, содержащая корпус, в пазах которого размещены державки с режущими пластинами, установленными на штифтах и поджатыми с помощью зажимного механизма к базовым поверхностям в кольцевой выточке на торце диска, соединенного с корпусом (RU 2102199).
Недостатком известной фрезы являются узкие технологические возможности и невысокая производительность.
Известна также сборная торцовая фреза (прототип), состоящая из корпуса со стружечными канавками и с многогранными неперетачиваемыми пластинами, которые закреплены в вертикальном и горизонтальном рядах корпуса с помощью винтов (WO 97/17157, В23С 5/06, 1977, /1/-23 с).
Недостатками прототипа являются узкие технологические возможности и низкая производительность процесса фрезерования. В прототипе стружечные канавки не обеспечивают нормального отвода стружки из зоны резания. Противоположная сторона режущей пластины, не находящаяся в данный момент времени в контакте с заготовкой, не защищена от встречи со сходящей стружкой. В результате происходит трение стружки о рабочие поверхности противоположной стороны режущей пластины, что приводит к недопустимому и бесполезному ее износу. Расположение режущих пластин в корпусе прототипа не позволяет совместить черновую и чистовую обработку поверхностей.
Технический эффект, достигаемый предложенной торцовой фрезой, - расширение технологических возможностей инструмента и повышение производительности обработки.
Технический эффект достигается тем, что в торцовой фрезе для комбинированной обработки, состоящей из корпуса со стружечными канавками и с закрепленными в вертикальном и горизонтальном ряду режущими многогранными неперетачиваемыми пластинами, стружечные канавки корпуса выполнены под углом к оси инструмента, равным переднему углу режущих пластин фрезы, при этом между корпусом и режущими пластинами горизонтального ряда. установлены опорные металлические пластины, толщина каждой из которых равна разности общего припуска на обработку, и припуска, снимаемого режущими пластинами вертикального ряда.
Сущность предполагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид снизу на торцовую фрезу для комбинированной обработки; на фиг.2 - вид спереди; на фиг.3 - увеличенное изображение фрагмента А; на фиг.4 - опорная металлическая пластина.
Режущий инструмент состоит из корпуса 1 (фиг.1-4) со стружечными канавками 2, в гнезда которого установлены режущие твердосплавные сменные многогранные неперетачиваемые пластины горизонтального ряда 3 и вертикального ряда 4. Между корпусом 1 и режущими пластинами горизонтального ряда 3 установлены опорные металлические пластины 5, которые предохраняют корпус фрезы от износа. Крепление режущих и опорных металлических пластин 5 в корпусе 1 осуществляется с помощью винтов 6, шайб 7, гаек 8 и контргаек 9.
Торцовая фреза для комбинированной обработки работает следующим образом. Фрезу устанавливают и закрепляют в шпинделе станка. Включают вращение шпинделя и рабочую подачу инструмента. Первыми в процесс резания вступают пластины горизонтального ряда 3, которые снимают основной припуск 6…8 мм, затем в работу вступают пластины вертикального ряда 4, которые снимают чистовой припуск 0,1…0,5 мм. Далее одновременно в процессе резания находятся режущие пластины обоих рядов. Заготовка обрабатывается начерно и начисто за один проход, при этом режущие пластины горизонтального ряда 3 первыми заканчивают работу, а затем заканчивают работу пластины вертикального ряда 4.
Для изменения припуска под чистовую обработку применяют опорные металлические пластины 5 различной толщины, которые устанавливают между корпусом фрезы 1 и пластинами горизонтального ряда 3.
В прототипе стружечные канавки не обеспечивают нормального отвода стружки из зоны резания. Противоположная сторона режущей пластины, не находящаяся в данный момент времени в контакте с заготовкой, не защищена от встречи со сходящей стружкой. В результате происходит трение стружки о рабочие поверхности противоположной стороны режущей пластины, что приводит к недопустимому и бесполезному ее износу. Кроме этого, расположение режущих пластин в корпусе прототипа не позволяет совместить черновую и чистовую обработку поверхностей. Это обусловлено тем, что в прототипе опорная металлическая пластина выполнена с постоянной толщиной, обеспечивающей примерно равное распределение общего снимаемого припуска между режущими пластинами вертикального и горизонтального ряда.
Вышесказанное приводит к тому, что прототип нельзя применять для комбинированной обработки, когда за один проход требуется снять значительный припуск с максимальной производительностью и качеством обработанной поверхности. Для получения низкой шероховатости обработанной поверхности при использовании прототипа необходимо проводить обработку за два прохода: черновой и чистовой, а это ведет к необходимости использования либо двух станков, либо смены режущего инструмента. В обоих случаях увеличивается машинное и вспомогательное время и снижается производительность обработки.
Предложенный инструмента за один проход обеспечивает снятие основного припуска и низкую шероховатость обработанной поверхности, поскольку вертикальные режущие пластины, работая с малой глубиной резания, зачищают поверхность, с которой снят поверхностный слой режущими пластинами горизонтального ряда. Иными словами в одном инструменте находятся как черновые, так и чистовые режущие пластины, которые в совокупности позволяют достичь описанного технического эффекта.
Изготовлен опытный образец торцовой фрезы для комбинированной обработки и проведены ее производственные испытания на операции фрезерования горизонтальной опорной площадки и вертикальных щек боковой рамы железнодорожных вагонов. Испытания проводили на станке ФБ-03, выпускаемом НПО «Экспериментальный завод» г.Реж, Свердловская обл.
Перед обработкой изношенные поверхности надрессорной балки наплавляют твердым износостойким сплавом, при этом поверхность после наплавки получается неровной с большим перепадом припуска под обработку и высокой твердостью сплава, подлежащего снятию режущим инструментом.
Торцовое фрезерование такой наплавленной площадки с использованием прототипа характеризуется высокой шероховатостью и волнистостью обработанной поверхности, так как режущие пластины вертикального и горизонтального рядов работают с большой глубиной резания, характерной для черновой обработки.
a
a
В результате испытаний установлено, что обработка наплавленной площадки предложенным режущим инструментом среднее арифметическое отклонение профиля снижается с R=30-40 мкм до R=5-8 мкм. Уменьшается износ твердосплавных режущих пластин и повышается производительность технологической операции.
Следует отметить, что режущие пластины обоих рядов являются взаимозаменяемыми, поэтому изношенные режущие пластины, работающие с большой глубиной резания, заменяют режущими пластинами, выполнявшими чистовую обработку. В освободившиеся гнезда корпуса инструмента, где находились чистовые режущие пластины, устанавливают новые твердосплавные пластины.
Таким образом, применение предлагаемого режущего инструмента позволяет по сравнению с прототипом расширить технологические возможности инструмента, устранить трение стружки о рабочие поверхности пластин, не участвующие в данный момент в процессе резания; повысить производительность технологических операций и качество обработанных поверхностей.
Такое конструктивное оформление инструмента позволяет регулировать величину припуска под чистовую обработку (0,1…0,5 мм), который снимается зубьями вертикального ряда. В результате расширяются технологические возможности комбинированной торцовой фрезы, и повышается производительность обработки.