ФРЕЗА ТРЕХСТОРОННЯЯ С РАЗНОНАПРАВЛЕННЫМИ ЗУБЬЯМИ

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к обработке материалов резанием, и может быть использована для фрезерования пазов и разрезки деталей на фрезерных и круглопильных станках.
Из существующего уровня техники известны фрезы дисковые трехсторонние с разнонаправленными зубьями с механическим креплением многогранных твердосплавных пластин [ГОСТ 28437-90, стр. 1, 3; патент РФ №126646, опубл. 10.04.2013].
Недостатком фрез с механическим креплением твердосплавных пластин является наличие в зоне резания крепежных элементов, что ограничивает область использования таких фрез из-за невозможности вести обработку прямых пазов шириной от 3,5 до 9 мм и Т-образных пазов. Необходимость размещения крепежных элементов уменьшает количество зубьев по периферии фрезы, что не позволяет обеспечить высокое качество обрабатываемой поверхности.
Известны фрезы с напаянными твердосплавными пластинами для обработки Т-образных пазов [ГОСТ 10673-75, стр. 4].
Недостатком таких фрез является ограниченная область использования, так как основным их назначением является обработка Т-образных пазов, в случаях же обработки прямых пазов или резки деталей, консольность хвостовика не позволяет выполнять глубокого резания. Кроме того, задняя поверхность зубьев по торцам таких фрез многогранна и, кроме твердосплавных пластин, состоит из припоя и стального корпуса, что увеличивает трудоемкость изготовления, так как при этом конструктивно необходимо изготавливать в корпусе дополнительные ступенчатые поверхности по торцам, уменьшать подачу при одновременном шлифовании твердого сплава и стального корпуса в процессе формирования задней поверхности торцевых режущих кромок, фрезеровать в корпусе стружкоотводящие канавки по торцам. При этом нагрев по торцам пластины в процессе припаивания их к корпусу служит фактором образования остаточных напряжений на торцевых режущих кромках, впоследствии приводящих к выкрашиванию зубьев и их поломке.
Также известная конструкция имеет редкое расположение зубьев, что отрицательно влияет на качество обрабатываемой поверхности.
Наиболее близкой предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является фреза дисковая трехсторонняя из быстрорежущей стали с разнонаправленными зубьями [ГОСТ 28527-90, стр. 2].
Недостатком данного технического решения является низкая стойкость режущих кромок по причине невысокой красностойкости быстрорежущих сталей и, как следствие, низкие качество обрабатываемой поверхности и точность фрезерования. В связи с этим применение фрез из быстрорежущих сталей ограничено - для фрезерования труднообрабатываемых материалов, в частности, жаропрочных сплавов, они непригодны. Кроме того, изготовление дисковой трехсторонней фрезы с разнонаправленными зубьями из быстрорежущей стали является трудоемким технологическим процессом, так как при этом конструктивно необходимо изготавливать в корпусе по торцам дополнительные ступенчатые поверхности и фрезеровать стружкоотводящие канавки.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение качества обрабатываемых поверхностей, повышение срока службы, упрощение изготовления фрезы.
Поставленная задача решается тем, что фреза трехсторонняя с разнонаправленными зубьями содержит дисковый или Т-образный корпус с расположенными по его периферии разнонаправленными зубьями в виде напаянных твердосплавных пластин, при этом задняя поверхность зубьев и их торцевые режущие кромки расположены над поверхностью корпуса с образованием стружкоотводящих канавок.
Выполнение зубьев фрезы в виде напаянных твердосплавных пластин позволяет повысить качество обрабатываемой поверхности и срок службы фрезы, так как твердосплавные пластины более стойки к повышенному температурному воздействию, возникающему в процессе резания.
Расположение задней поверхности зубьев и их торцевых режущих кромок над поверхностью корпуса с образованием стружкоотводящих канавок позволяет в процессе пайки и при последующем шлифовании твердосплавных пластин снизить напряженное состояние торцевых режущих кромок зубьев, т.к. уменьшается термическое воздействие на них, что повышает их стойкость к разрушению и увеличивает срок службы фрезы. Кроме того, такое расположение задней поверхности зубьев позволяет снизить температуру в зоне резания во время работы фрезы, во-первых, за счет уменьшения самой поверхности трения, так как толщина зуба по торцу становится равной толщине твердосплавной пластины, во-вторых, за счет увеличения пространства для отвода стружки, образованного выступающими над корпусом пластинами, которое значительно больше по сравнению со стружкоотводящими канавками, фрезерованными в массиве корпуса. Увеличение пространства для отвода стружки способствует улучшению эвакуации нагретой стружки из зоны резания и, соответственно, более интенсивному отводу тепла в корпус фрезы, что позволяет исключить появление прижогов и микротрещин на обрабатываемой поверхности, обусловленных термическим воздействием, а также увеличить срок службы фрезы.
Расположение задней поверхности зубьев над поверхностью корпуса фрезы позволяет также размещать по периферии максимально возможное количество зубьев, что способствует улучшению качества обрабатываемой поверхности и точности фрезерования. Кроме того, расположение задней поверхности зубьев над поверхностью корпуса упрощает изготовление фрезы, так как отпадает необходимость изготовления дополнительных кольцевых буртиков по торцам корпуса и фрезерования стружкоотводящих канавок в связи с тем, что они формируются в процессе пайки пластин, шлифование задних поверхностей торцевых режущих кромок выполняется только по пластине твердого сплава, что позволяет дольше сохранять профиль абразивного круга и, соответственно, вести обработку на оптимальных режимах шлифования.
На фиг. 1 показан общий вид фрезы трехсторонней с корпусом в виде диска; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - общий вид фрезы с Т-образным корпусом; на фиг. 4 - вид А на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 1 и 4.
Фреза трехсторонняя с разнонаправленными зубьями содержит дисковый 1 или Т-образный 2 корпус с расположенными по его периферии разнонаправленными зубьями 3 в виде напаянных твердосплавных пластин. Задняя поверхность 4 с углом а зубьев 3, торцевые режущие кромки 5 и 6 и их периферийные кромки 7 расположены над поверхностью 8 корпуса и образуют стружкоотводящие канавки 9.
Дисковый или Т-образный стальной корпус фрезы изготавливают с учетом расположения зубьев над поверхностью корпуса. В корпусе фрезы изготавливают разнонаправленные гнезда для установки в них твердосплавных пластин. Пластины припаивают к корпусу. После пайки и заточки торцевых зубьев вся задняя поверхность полностью состоит из однородного твердого сплава, а их задняя поверхность образует с поверхностью корпуса стружкоотводящие канавки.
Фреза трехсторонняя с разнонаправленными зубьями с дисковым 1 или Т-образным 2 корпусом работает тремя группами режущих кромок - периферийными 7 - на цилиндрической части и торцевыми 5 и 6 на обоих торцах твердосплавных пластин. При вращении корпуса фрезы две торцевые 5 и 6 и периферийная 7 режущие кромки разнонаправленных зубьев 3 режут обрабатываемую поверхность. Образующаяся в процессе резки стружка удаляется по стружкоотводящим канавкам 9, образованным задней поверхностью зубьев 4 и поверхностью 8 корпуса.
Таким образом, предлагаемая фреза обеспечивает повышение качества обрабатываемых поверхностей, повышение срока службы, упрощение изготовления.