Концевая фреза
END CUTTER

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обработки композиционных материалов концевыми фрезами.
Известна концевая фреза, содержащая продольную ось, хвостовик и рабочую часть, включающую разделенные стружечными канавками зубья с режущими кромками, расположенными на цилиндрической поверхности, и торцовыми режущими кромками. Вершина каждого зуба образована на пересечении режущей кромки, расположенной на цилиндрической поверхности, и торцовой режущей кромки, а вершины всех зубьев лежат в плоскости, перпендикулярной продольной оси фрезы. При этом по крайней мере часть торцовой кромки каждого зуба расположена под углом к указанной плоскости, перпендикулярной продольной оси фрезы, с наклоном от вершины зуба к хвостовику. Между стружечными канавками выполнены две дополнительные торцовые режущие кромки, расположенные параллельно друг другу в проекции на плоскость, перпендикулярную продольной оси, и проходящие под углом к ней в направлении к хвостовику от точки на продольной оси, смещенной к хвостовику от плоскости, перпендикулярной продольной оси, в которой расположены вершины зубьев (патент RU 2392095, МПК В23С 5/10, опубл. 2010).
Недостатком описанной концевой фрезы является ограниченный ассортимент обрабатываемых композиционных материалов, обусловленный тем, что конструктивное исполнение концевой фрезы не обеспечивает возможность регулировки угла наклона зубьев с режущими кромками относительно продольной оси корпуса.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является концевая фреза, содержащая хвостовик и цилиндрический корпус с режущими пластинами, жестко закрепленными в пазах, расположенных в шахматном порядке. При этом с одной стороны каждой режущей пластины выполнено отверстие, сообщенное с осевой полостью цилиндрического корпуса, для отвода стружки обрабатываемого материала (патент CH 696430, МПК В23С 5/10, B27G 13/12, B27G 11/00, опубл. 2007).
Недостатком описанной концевой фрезы является ограниченный ассортимент обрабатываемых композиционных материалов, в частности, возможность обработки пластика, наполнитель которого выполнен из стеклянных волокон поперечной намотки, и повышенная трудность в обработке, например, пластика, наполнитель которого выполнен из стеклянных волокон косослойной продольно-поперечной намоткой, из-за отсутствия возможности регулировки угла наклона режущих пластин относительно продольной оси цилиндрического корпуса вследствие их жесткого закрепления, например, сваркой, в пазах, а кроме того, в процессе обработки происходит скалывание материала и образование стружки крупных размеров, забивающей отверстия, ухудшая условия резания и способствуя интенсивному износу инструмента.
Предлагаемое изобретение решает задачу расширения ассортимента обрабатываемых композиционных материалов.
Для достижения указанного технического результата в концевой фрезе, содержащей хвостовик и цилиндрический корпус с режущими пластинами, закрепленными в пазах, расположенных в шахматном порядке, каждая из режущих пластин, установленная в продольном пазу, закреплена двумя зажимными клиньями, зафиксированными крепежными элементами, размещенными в продольных выемках, которые выполнены между пазами по длине корпуса, при этом пазы, расположенные вблизи хвостовика, выполнены закрытыми, а пазы, расположенные вблизи торца корпуса, полуоткрытыми.
Расширение ассортимента обрабатываемых композиционных материалов, обусловленное возможностью изменения конструкторско-геометрических параметров фрезы для последующей обработки конкретного композиционного материала на основе предварительно определенных значений, рекомендуемых для его обработки, обеспечивается тем, что каждая из режущих пластин, установленная в продольном пазу, закреплена двумя зажимными клиньями, зафиксированными крепежными элементами, размещенными в продольных выемках, выполненных между пазами по длине корпуса, при этом пазы, расположенные вблизи хвостовика, выполнены закрытыми, а пазы, расположенные вблизи торца корпуса, выполнены полуоткрытыми.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена концевая фреза, вид спереди; на фиг. 2 – то же, вид сверху.
Концевая фреза содержит хвостовик 1 и цилиндрический корпус 2 с режущими пластинами 3, закрепленными в пазах 4, расположенных в шахматном порядке. Каждая из режущих пластин 3, установленная в продольном пазу 4, закреплена двумя зажимными клиньями 5, зафиксированными крепежными элементами 6, например, винтами, размещенными в продольных выемках 7, выполненных между пазами 4 по длине корпуса 2. При этом пазы 4, расположенные вблизи хвостовика 1, выполнены закрытыми, а пазы 4, расположенные вблизи торца корпуса 2, выполнены полуоткрытыми со стороны торца. Причем закрытые и полуоткрытые пазы 4 расположены так, что по длине не перекрывают друг друга, а их расположение в шахматном порядке позволяет в соответствии с требуемыми по условиям обработки режимами ориентировать посредством замены зажимных клиньев 5 соответствующей геометрии либо устанавливать все режущие пластины 3 под одним углом наклона к продольной оси корпуса 2, либо при необходимости условий обработки устанавливать в закрытых пазах 4 режущие пластины 3 под одним углом наклона к продольной оси корпуса 2 фрезы, а режущие пластины 3 в полуоткрытых пазах 4 устанавливать под другим углом наклона к продольной оси корпуса 2.
Концевая фреза работает следующим образом.
3
3
Для обработки широкого ассортимента композиционных материалов конструкция предлагаемой концевой фрезы для каждого конкретного материала, например, пластика, наполнитель которого выполнен из стеклянных волокон косослойной продольно-поперечной намоткой, марки КППН, позволяет установить путем проведения экспериментальных исследований зависимости износа инструмента и шероховатости обработанной поверхности от времени обработки для последующего выбора оптимальных режимов резания вследствие того, что режущие пластины 3, установленные в пазах 4, закрепляются посредством зажимных клиньев 5, которые фиксируются винтами 7. За счет различных уклонов зажимных клиньев 5 обеспечивается необходимый угол наклона режущей кромки режущей пластины 3 относительно продольной оси корпуса 2. Известно, что композиционный материал марки КППН обладает физико-механическими свойствами: предел прочности в тангенциальном направлении 460 МПа, предел прочности в осевом направлении 880 МПа, модуль упругости при растяжении 263 МПа, плотность 1,97*10 кг/м. Обработка осуществлялась на станке ГФ 2171 с ЧПУ. Режимы резания принимали согласно справочным данным: скорость резания равна 63 м/мин, подача равна 0,02 мм/зуб, глубина фрезерования равна 10 мм. При этом износ инструмента контролировался с помощью прибора на основе микроскопа БМИ. Контроль шероховатости обработанной поверхности проводили с помощью профилографа HOMMEL TESTER W55.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет расширить ассортимент обрабатываемых композиционных материалов.