СБОРНАЯ ТОРЦОВАЯ ФРЕЗА ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ С ОПЕРЕЖАЮЩИМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ

Область техники
Полезная модель относится к технологии машиностроения и может быть использована при фрезеровании металлических заготовок.
Уровень техники
Известны сборные торцовые фрезы с механическим креплением режущих элементов или со вставными ножами [1]. Для повышения периода стойкости таких фрез используют выбор рациональной геометрии инструмента и режимов резания, применение наиболее рациональных инструментальных материалов.
Однако возможности такого выбора ограничены и связаны с текущим состоянием в области разработки новых инструментальных материалов.
Известно устройство для реализации способа резания с опережающим пластическим деформированием (ОПД) [2]. Деформирующие элементы при точении с ОПД, воздействуя на поверхность резания, целенаправленно изменяют физико-механические свойства материала срезаемого слоя, улучшают его обрабатываемость резанием, увеличивают период стойкости режущего инструмента до 2…6 раз, улучшают качество обработанных поверхностей, повышают эксплуатационные характеристики изделий [3]. В качестве деформирующих элементов применен накатной ролик, установленный симметрично резцу (относительно оси вращения заготовки) и перемещаемый синхронно с резцом.
Однако такая конструкция неприменима к операции фрезерования.
Наиболее близким техническим решением является сборная торцовая фреза, состоящая из корпуса, резцов и крепежных элементов [4]. Однако такая конструкция не позволяет вести обработку с ОПД.
Раскрытие полезной модели
Задачей полезной модели является повышение периода стойкости инструмента и качества обработанной поверхности при обработке металлов фрезерованием.
Задача решается за счет того, что предложена сборная торцовая фреза для обработки металлов с ОПД, состоящая из корпуса, режущих лезвий и крепежных элементов. Симметрично резцам относительно оси фрезы установлены деформирующие элементы. Деформирующие элементы закреплены упруго в радиальном направлении. Рабочая поверхность деформирующих элементов наклонена к обработанной поверхности под углом, равным главному углу режущего лезвия в плане.
Перечень фигур
На фиг. 1 показана конструкция сборной торцовой фрезы для обработки с ОПД (фиг. 1а) и сечение А-А ее рабочего деформирующего элемента (фиг 1б), на фиг. 2 - фотография рабочего образца фрезы.
Осуществление полезной модели
Фреза (однозубая) состоит из корпуса 1 (фиг. 1а) с закрепленным в нем режущим элементом 2 и деформирующим элементом (сечение А-А на фиг. 1б), который устанавливается на оси 3 и представляет собой консольный рычаг 4 с шарикоподшипником 5. Шарикоподшипник (накатной ролик) выполняет роль деформирующего элемента для поверхностного деформирования материала срезаемого слоя и устанавливается под углом к обработанной поверхности заготовки (показана условно), равным главному углу φ резца в плане. В данном случае обработанная поверхность заготовки - плоскость, перпендикулярная оси фрезы. Равенство углов требуется соблюдать для того, чтобы срезаемый слой был однороден по свойствам на всем протяжении режущего лезвия резца. Необходимое усилие обкатки задается винтовой тарированной пружиной сжатия 6. Предварительное нагружение пружины и положение ролика относительно деформируемой поверхности обеспечивается винтом 7. Изменение усилия обкатки регулируется дискретно путем установки разных по высоте шайб 8. Для получения больших усилий обкатки винтовая пружина может заменяться пакетом тарельчатых пружин. При увеличении количества резцов в фрезе будет соответственно увеличено количество деформирующих элементов.
Экспериментальные исследования представленной выше конструкции инструмента (фиг. 2) показали, что фрезерование с ОПД значительно улучшает обрабатываемость материалов резанием. Период стойкости резцов фрезы при обработке с ОПД сталей 12Х18Н10Т, 38СШ и 40ХСШ в 1,5-2,5 раза выше, чем при фрезеровании обычными фрезами с аналогичными резцами.
Источники информации:
1. Филиппов Г.В. Режущий инструмент. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1981. - 392 с.
2. А.с. №358089 (СССР). Способ обработки резанием. Авт.: Подураев В.Н., Ярославцев В.М., Ярославцева Н.А. - Опубл. в БИ, 1972. - №34.
3. Ярославцев В.М. Резание с опережающим пластическим деформированием: учеб. пособие по курсу «Перспективные технологии реновации» / В.М. Ярославцев. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. - 46 с.
4. ГОСТ 1092-69. Фрезы торцовые насадные диаметром от 80 до 250 мм со вставными ножами из быстрорежущей стали.