ФРЕЗА КОНЦЕВАЯ

Предлагаемое устройство относится к области металлообработки, а именно, к фрезам концевым и может быть использовано для обработки деталей, в том числе, имеющих криволинейные участки поверхности.
Известна концевая фреза, включающая хвостовик и рабочую часть, имеющую винтовые режущие зубья с пилообразными выступами со скругленными вершинами на передней поверхности, расположенными на цилиндрической части фрезы асимметрично. Радиус скругления вершин упомянутых пилообразных выступов определен из выражения:
,
где S - подача на зуб, мм/зуб;
H - требуемая высота шероховатости, мкм;
R - радиус скругления пилообразного выступа, мм.
Использование указанной концевой фрезы обеспечивает снижение шероховатости обработанной поверхности путем выбора необходимого радиуса скругления вершин пилообразных выступов на передней поверхности зубьев. [RU 2147492, B23C 5/10]
Известен инструмент для обработки криволинейных поверхностей, имеющий криволинейную образующую рабочей части, выполненной в виде тела вращения, на которой расположены режущие элементы. Криволинейная образующая выполнена с переменной кривизной, определенной следующим уравнением:
о
K=K exp k φ,
где K - текущее значение кривизны образующей;
о
K - кривизна образующей в заданной точке;
k - коэффициент интенсивности изменения кривизны образующей (k-const);
φ - текущее значение аргумента (в угловых величинах).
Техническим результатом известного решения является повышение качества обработки путем выполнения геометрической формы рабочей части инструмента, наиболее точно совпадающей с участками поверхностей различной кривизны обрабатываемой детали. [SU 1271680, B23C 5/10]
max
и
вращ
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому эффекту является инструмент для обработки детали, в виде цилиндрической или конической фрезы, по меньшей мере, часть поверхности которого выполнена криволинейной, содержащий рабочую часть, для которой выполняются условия 0≤φ<Y≤90° и R>R, причем R и определен из соотношения:
,
и
где R - радиус кривизны криволинейного участка поверхности фрезы;
о
R - радиус кривизны нормального сечения обрабатываемой поверхности, проходящего через ось фрезы;
op
Δ - допуск на оребрение;
стp
S - подача на строку;
φ - угол конусности конической концевой фрезы;
max
Y - максимальный из всех угол отклонения, между осью фрезы и касательной плоскостью к криволинейной поверхности рабочей части фрезы;
вращ
R - максимальный радиус вращения криволинейного участка поверхности фрезы.
Задачей предлагаемой полезной модели является расширение арсенала средств аналогичного назначения - фрез концевых.
Техническим результатом предлагаемого решения является реализация поставленной задачи, повышение качества обработанной поверхности (снижение шероховатости, волнистости), сокращение рабочего времени обработки детали.
Технический результат достигается тем, что во фрезе концевой, содержащей хвостовик и режущую часть с винтовыми зубьями, разделенными канавками для схода стружки, согласно заявленной полезной модели торец режущей части имеет форму, состоящую из поднутрения, плоского участка, перпендикулярного оси вращения, и криволинейного участка, образованного двумя сопряженными окружностями, для которых выполняется соотношение:
1
фp
2
R<R≤R,
1
2
где R - радиус окружности, сопряженный с режущей частью и радиусом R;
2
R - радиус окружности, сопряженный с плоским участком;
фp
R - радиус хвостовика фрезы.
При фрезеровании построчно между двумя последовательными проходами остаются микрогребешки - недорезанный участок. Высота микрогребешков может быть рассчитана по формуле:
;
где H - высота гребешков (мм);
A - шаг между двумя проходами (мм);
R - радиус фрезы (мм).
Как следует из формулы, для уменьшения высоты микрогребешка можно уменьшить величину шага A либо увеличить радиус контакта фрезы концевой и обрабатываемой детали (эффективный радиус).
2
1
2
Повышение качества обработанной поверхности обеспечивается тем, что обработка поверхности заготовки осуществляется поверхностью винтовых зубьев режущей части фрезы концевой на участке R и поверхностью плоского участка, перпендикулярного оси вращения, то есть действительный радиус контакта фрезы концевой и обрабатываемой детали получается больше радиуса хвостовика, тем самым достигается меньшее значение величины оребрения обработанной поверхности (максимально допустимая из технических условий высота гребешка, остающегося на обрабатываемой поверхности между последовательными проходами). При этом радиусная часть R криволинейного участка торца режущей части фрезы концевой обеспечивает прочность режущей части и является необходимым звеном для сопряжения радиусной части R криволинейного участка торца режущей части фрезы концевой и поверхностью винтовых зубьев режущей части, а плоский участок, перпендикулярный оси вращения, обеспечивает дополнительное срезание микрогребешков обработанной поверхности. Становится возможным увеличить шаг A между проходами, таким образом, увеличить производительность обработки детали, то есть, в конечном итоге, сократить рабочее время обработки детали.
Фреза концевая иллюстрируется чертежом, где на фигуре представлен общий вид фрезы концевой.
Фреза концевая содержит хвостовик 1 (фигура), режущую часть 2 с винтовыми зубьями 3, разделенными канавками 4 для схода стружки. Торец 5 режущей части 2 имеет форму, состоящую из поднутрения 6, предотвращающего трение между торцом 5 и обрабатываемой поверхностью заготовки, плоского участка 7, выполненного перпендикулярно оси вращения, и криволинейного участка 8, образованного двумя сопряженными окружностями, для которых выполняется соотношение:
1
фp
2
R<R≤R,
1
2
где R - радиус окружности, сопряженный с режущей частью и радиусом R;
2
R - радиус окружности, сопряженный с плоским участком;
фp
R - радиус хвостовика фрезы.
2
1
Фреза концевая работает следующим образом. Рабочий ход производят строчным методом, фрезу концевую перемещают по строчке вдоль поверхности заготовки. Когда фреза концевая вращается, обработка поверхности заготовки осуществляется поверхностью винтовых зубьев режущей части фрезы концевой на участке R и поверхностью плоского участка, перпендикулярного оси вращения, обеспечивающего дополнительное срезание микрогребешков обработанной поверхности, при этом радиусная часть R криволинейного участка торца режущей части фрезы концевой обеспечивает прочность режущей части, а поднутрение предотвращает трение между торцом фрезы концевой и обрабатываемой поверхностью заготовки. В результате использования фрезы концевой обеспечивается высокое качество обработанной поверхности (снижение шероховатости, волнистости) и сокращение рабочего времени обработки детали.
На основании проведенных заявителем исследований был сконструирован и экспериментально проверен новой профиль обрабатывающего инструмента, а именно фрезы концевой.
Фреза концевая подходит для фрезерования как плоских поверхностей, так и криволинейных. Заявляемой фрезой концевой можно обрабатывать, например, перо лопаток моноколеса, можно осуществлять черновую, получистовую и чистовую обработку заготовки.