ФРЕЗА ТОРЦОВО-ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ
SHELL MILL

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройствам, используемым для обработки материалов резанием, в частности к фрезам для обработки трудно обрабатываемых материалов, в том числе титановых сплавов.
Уровень техники
В патенте РФ №2463134 раскрыта конструкция фрезы с винтовыми зубьями, содержащая наружную поверхность с выполненными в ней пазами и расположенными винтовой группой вдоль нее. Режущие пластины расположены винтовой группой таким образом, что по меньшей мере одна режущая кромка режущей пластины отнесена в угловом окружном направлении от паза под соседнюю режущую пластину. Данная конструкция позволяет обеспечить равномерное распределение нагрузок и снизить вибрации, возникающие в процессе резания, и тем самым увеличить срок службы инструмента.
Однако для фрезы с винтовыми зубьями, раскрытой в патенте РФ №2463134, затруднительно получить высокую стойкость режущих кромок ее режущих пластин при обработке трудно обрабатываемых материалов, в частности титановых сплавов, так как данная конструкция не обеспечивает оптимального нагружения режущих кромок режущих пластин.
В патенте РФ №2348492 раскрыта конструкции винтовой концевой фрезы, содержащей корпус, имеющий круговую наружную поверхность, которая расположена вокруг оси вращения и на которой расположены гнезда для закрепления режущих пластин. Угловое дистанцирование режущих пластин в пределах каждого ряда и между рядами неравномерное. Это обеспечивает повышение виброустойчивости за счет устранения гармонических колебаний, возникающих в процессе резания.
Для винтовой концевой фрезы, раскрытой в патенте РФ №2348492, также затруднительно получить высокую стойкость режущих кромок ее режущих пластин при обработке титановых сплавов, так как в данной конструкции также не учитываются особенности нагружения режущих кромок режущих пластин.
Задачей настоящего изобретения является создание улучшенной конструкции фрезы торцово-цилиндрической для ее использования при обработке трудно обрабатываемых материалов, в частности титановых сплавов, путем оптимизации нагружения режущих кромок режущих пластин, устанавливаемых на рабочей части предлагаемой конструкции.
Поставленная задача решается посредством совокупности признаков, приведенных в соответствующих пунктах формулы изобретения. В частности, предложена фреза торцово-цилиндрическая, содержащая рабочую часть с круговой наружной поверхностью, расположенной вокруг оси вращения, включающую цилиндрическую и торцевую части, в которых выполнено множество гнезд для закрепления в них режущих пластин. Причем отношения первых передних осевых углов резания главных режущих кромок к их длинам режущих пластин, входящих в винтовую группу, и отношения вторых передних осевых углов резания главных режущих кромок к их длинам режущих пластин, установленных на торцовой части рабочей части, находятся в пределах (1,6-2,3) град/мм.
Сущность изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предложена фреза торцово-цилиндрическая, содержащая:
рабочую часть с круговой наружной поверхностью, расположенной вокруг оси вращения, включающую цилиндрическую и торцовую съемную или несъемную части, в которых выполнено множество гнезд для установки и механического закрепления сменных режущих пластин;
причем на цилиндрической части режущие пластины установлены винтовыми группами вдоль наружной поверхности, по меньшей мере, в двух столбцах, а на торцовой части установлены режущие пластины, по крайней мере, в одном ряду, не входящие в винтовую группу и имеющие одновременно участвующие в резании две режущие кромки, или дополнительно установлены, по крайней мере, в одном ряду режущие пластины, входящие в винтовую группу;
p1
1
p2
2
В соответствии с настоящим изобретением отношения первых передних осевых углов резания (γ) главных режущих кромок к их длинам (B) режущих пластин, входящих в винтовую группу, и отношения вторых осевых передних углов резания (γ) главных режущих кромок к их длинам (B) режущих пластин, установленных на торцовой части круговой наружной поверхности рабочей части, находятся в следующих пределах:
p1
1
p2
2
γ/B и γ/B=(1,6-2,3) град/мм, где:
1
2
B, B - длины главных режущих кромок соответственно режущих пластин, входящих в винтовую группу и не входящих в нее и расположенных на торцовой части;
p1
γ - первый осевой передний угол резания, град;
p2
γ - второй осевой передний угол резания, град.
Согласно одному предпочтительному варианту первый и второй осевые передние углы резания находятся в пределах 18-20 град.
1
2
Согласно второму предпочтительному варианту длины главных режущих кромок режущих пластин находятся соответственно в следующих пределах B=8-11 мм, B=10-13 мм.
1
p1
Согласно другому предпочтительному варианту длина главной режущей кромки и первый осевой угол резания режущих пластин, входящих в винтовую группу, соответственно равны B=9,525 мм, γ=20 град.
2
p2
Согласно другому предпочтительному варианту длина главной режущей кромки и второй осевой угол резания режущих пластин, не входящих в винтовую группу, соответственно равны B=12 мм, γ=19 град.
Для лучшего понимания, но только в качестве примера, изобретение будет описано с отсылками к чертежу, на котором на фиг.1 показан общий вид с боку на фрезу торцово-цилиндрическую в соответствии с настоящим изобретением.
Детальное описание чертежа
Рассмотрим фиг.1, показывающую фрезу торцово-цилиндрическую на виде сбоку.
В соответствии с настоящим изобретением предложенная конструкция фрезы торцово-цилиндрической разработана по результатам многочисленных натурных испытаний, проводимых при обработке титановых сплавов.
Фреза торцово-цилиндрическая 10 содержит:
рабочую часть 12 с круговой наружной поверхностью, расположенной вокруг оси вращения 14, содержащую цилиндрическую 16 и торцовую 18 съемную или несъемную части, в которых выполнено множество гнезд 20 для установки и механического закрепления сменных режущих пластин 22, 24, 26;
причем на цилиндрической части 16 режущие пластины 22 установлены винтовыми группами 28 вдоль наружной поверхности, по меньшей мере, в двух столбцах, а на торцовой части 18 установлены режущие пластины 24, по крайней мере, в одном ряду, не входящие в винтовую группу 28 и имеющие одновременно участвующие в резании две режущие кромки 30 и 32, или дополнительно установлены, по крайней мере, в одном ряду режущие пластины 26, входящие в винтовую группу 28.
p1
1
p2
2
Согласно предлагаемой конструкции фрезы торцово-цилиндрической отношения первых передних осевых углов резания γ главных режущих кромок 34 к их длинам B режущих пластин 22 и 26, входящих в винтовую группу 28, и отношения вторых осевых передних углов резания γ главных режущих кромок 30 к их длинам B режущих пластин 24, установленных на торцовой части 18 круговой наружной поверхности рабочей части 12, находятся в следующих пределах:
p1
1
p2
2
γ/B и γ/B=(1,6-2,3) град/мм, где:
1
2
B, B - длины главных режущих кромок соответственно режущих пластин, входящих 22 и 26 в винтовую группу 28 и не входящих 24 в нее и расположенных на торцовой части 18;
p1
γ - первый осевой передний угол резания, град;
p2
γ - второй осевой передний угол резания, град.
p1
p2
В соответствии с одним предпочтительным вариантом первый γ и второй γ осевые передние углы резания находятся в пределах 18-20 град.
1
2
В соответствии с другим предпочтительным вариантом длины главных режущих кромок режущих пластин 22, 24 и 26 находятся соответственно в следующих пределах B=8-11 мм, B=10-13 мм.
p1
1
p1
В соответствии с другим предпочтительным вариантом длина главной режущей кромки и первый осевой угол резания γ режущих пластин 22 и 26, входящих в винтовую группу, соответственно равны B=9,525 мм, γ=20 град.
2
p2
2
p2
В соответствии с другим предпочтительным вариантом длина главной режущей кромки B и второй осевой угол резания γ режущих пластин 24, не входящих в винтовую группу 28, соответственно равны B=12 мм, γ=19 град.
p1
p2
1
2
Указанные выше соотношения первых γ и вторых γ осевых углов резания главных режущих кромок режущих пластин 22, 24 и 26, установленных на фрезе торцово-цилиндрической 10, к длинам соответствующих им главных режущих кромок B и B обеспечивают снижение нагрузок на главные режущие кромки режущих пластин и тем самым способствуют увеличению стойкости режущих кромок режущих пластин.
p1
p2
1
2
Указанные выше конкретные значения первых γ и вторых γ осевых углов резания и длин соответствующих им главных режущих кромок B и B режущих пластин 22, 24 и 26 обеспечивают оптимальные условия резания на конкретных режимах при обработке конкретных марок титановых сплавов.
Хотя настоящее изобретение было описано с определенной степенью детализации, следует понимать, что различные изменения и модификации могут быть выполнены без отхода от существа и объема изобретения, изложенных в приведенной ниже формуле изобретения.