ФРЕЗА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА
CUTTER FOR MATERIAL MILLING

Изобретение относится к станочному оборудованию, в частности к фрезам и их режущим элементам.
Уже известна фреза для измельчения материала, содержащая барабан с осью вращения, на наружной поверхности которого закреплены сменные режущие элементы (см. заявку WO 2004/062851, опубл. 29.07 2004).
Недостатком известной фрезы является сложность конструкции, повышенная трудоемкость замены режущих элементов и последующей их регулировки, низкая технологичность изготовления.
Уже известен режущий элемент фрезы для измельчения материала, выполненный в виде закрепленной на несущем элементе пластины с центральным отверстием и расположенными на ее периферии зубьями (см. патент ФРГ №2549606, опубл. 18.05.1977).
Недостатком известного режущего элемента являются невысокие надежность и долговечность.
Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности, уменьшение трудоемкости при замене и регулировке режущих элементов и повышение технологичности изготовления.
Технический результат в части фрезы достигается за счет того, что в известной фрезе для измельчения материала, содержащей барабан с осью вращения, на наружной поверхности которого закреплены сменные режущие элементы, согласно изобретению барабан выполнен в виде установленных на оси вращения, по меньшей мере, двух периферийных ступиц, связанных между собой продольными крепежными элементами, расположенными вокруг оси вращения, на продольных крепежных элементах закреплены режущие элементы, с возможностью смены их положения относительно барабана по мере износа, причем режущий элемент выполнен в виде пластины с зубьями, установленной в плоскости, пересекающей плоскость, в которой вращается барабан, а смена положения режущего элемента осуществляется за счет его поворота в плоскости расположения пластины относительно продольного крепежного элемента.
Для повышения жесткости системы и предотвращения попадания продуктов резания во внутреннюю полость фрезы ступицы могут быть дополнительно связаны между собой при помощи трубы, расположенной соосно с осью вращения и выполненной с радиусом, меньшим радиуса, на котором расположены продольные крепежные элементы от оси вращения.
Для улучшения режущих свойств фрезы пластина режущего элемента может быть выполнена в форме многоугольника с расположенными на его сторонах основными и дополнительными зубьями, причем вершины, по меньшей мере, части дополнительных зубьев расположены на расстоянии от геометрической оси отверстия пластины, меньшем расстояния, на котором расположены вершины основных зубьев, а поворот пластины при смене ее положения осуществляется на угол, кратный углу при вершине многоугольника.
Для повышения надежности и упрощения установки и регулировки режущих элементов в крепежном элементе может быть выполнен продольный паз, открытый с наружной стороны барабана, а режущий элемент установлен частично внутри продольного паза и закреплен в указанном пазу при помощи клиновых элементов. При этом пластина режущего элемента установлена между выступами держателя, ограничивающими смещение режущего элемента вдоль паза, при этом пластина расклинена между одной из поверхностей продольного паза и держателем с клиновым элементом, взаимодействующим с противоположной поверхностью указанного паза.
Для снижения трения в зоне резания и, соответственно, снижения температуры резания и повышения стойкости режущих элементов пластина режущего элемента может быть выполнена из твердосплавного материала с повышенной пористостью от 0,1 до 1% с последующим насыщением пор антифрикционными материалами, например, бисульфидом молибдена.
Заявленное изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен общий вид фрезы.
На фиг.2 представлен общий вид режущего элемента фрезы.
На фиг.3 - разрез А-А на фиг.1.
На фиг.4 - вид Б на фиг 3.
Пример конкретного выполнения фрезы
Фреза для измельчения материала содержит барабан 1 с осью вращения 2, на наружной поверхности которого закреплены сменные режущие элементы. Барабан 1 выполнен в виде установленных на оси 2 вращения двух периферийных ступиц 3, связанных между собой продольными крепежными элементами 4, расположенными вокруг оси 2 вращения. На продольных крепежных элементах 4 закреплены режущие элементы с возможностью смены их положения относительно барабана 1 по мере износа. Режущий элемент выполнен в виде пластины 5 с зубьями, установленной в плоскости, пересекающей плоскость, в которой вращается барабан 1. Смена положения режущего элемента осуществляется за счет его поворота в плоскости расположения пластины 5 относительно продольного крепежного элемента 4.
Для улучшения режущих свойств фрезы пластина 5 режущего элемента может быть выполнена в форме многоугольника с расположенными на его сторонах основными 6 и дополнительными 7 зубьями. Вершины, по меньшей мере, части дополнительных зубьев 7 могут быть расположены на расстоянии от геометрической оси отверстия пластины, меньшем расстояния, на котором расположены вершины основных зубьев 6, а поворот пластины 5 при смене ее положения осуществляется на угол, кратный углу при вершине многоугольника. Например, в случае выполнения пластины квадратной ее поворот при смене положения осуществляют на угол 90°.
Ступицы 2 дополнительно могут быть связаны между собой при помощи трубы 8, расположенной соосно с осью 2 вращения и выполненной с радиусом, меньшим радиуса, на котором расположены продольные крепежные элементы 4 от оси 2 вращения.
В крепежном элементе 4 выполнен продольный паз 9, открытый с наружной цилиндрической стороны барабана 1, а режущий элемент установлен частично внутри продольного паза 9 и закреплен в указанном пазу при помощи клинового элемента 10. При этом пластина 5 режущего элемента установлена между выступами 11 держателя 12, ограничивающими смещение режущего элемента вдоль паза 9, а расклинена пластина 5 между поверхностью 13 продольного паза 9 и держателем 12 с клиновым элементом 10, взаимодействующим с противоположной поверхностью 14 паза 9.
Работа фрезы осуществляется следующим образом. Приводят во вращение барабан 1. Зубья 6 и 7, расположенные на одной из сторон каждой пластины 5, контактируют с обрабатываемым изделием, например, изношенной покрышкой. Зубья 6 большей высоты вырывают из глубины покрышки различные включения, например, корд и т.п., позволяя зубьям 7 меньшей высоты работать в благоприятных условиях фрезеровки однородной массы изделия.
При такой организации обработки основная масса получаемого сырья является однородной и состоит из частиц примерно одинакового размера, что значительно повышает качество сырья и эффективность его дальнейшего использования.
Так как режущий элемент выполнен в виде пластины 5 многоугольника, то постоянно работает одна из его сторон. После износа зубьев 6 и 7 одной стороны пластину 5 поворачивают в пазу 9 и в работу включают другую сторону с зубьями. Тогда в случае выполнения многоугольника с четным числом сторон сторона, противоположная рабочей, опираясь на донную поверхность паза 9, может выполнять функцию фиксации пластины 5 от ее проворота. Отказ в этом случае от дополнительных устройств фиксации пластины позволяет упростить в целом конструкцию и повысить надежность ее работы.
Подбирая окружной шаг элементов 9 и расстояние между пластинами 5, возможно достижение оптимальной плотности размещения пластин 5 режущих элементов в зависимости от типа измельчаемых изделий. То есть указанная конструкция позволяет расширить функциональные возможности описываемой фрезы или максимально унифицировать оборудование при переработке широкой номенклатуры изделий.
Пластина 5 режущего элемента изготавливается, например, формованием из твердосплавного материала с повышенной пористостью от 0,1 до 1% с последующим насыщением пор антифрикционными материалами, например, бисульфидом молибдена, свинца, серы, меди и др. материалами или их композициями. Это позволяет снизить трение в зоне резания и, соответственно, температуру резания, что повышает их ресурс.
Таким образом, применение описанной фрезы позволяет при упрощении конструкции повысить надежность ее работы, улучшить качество измельчаемого материала за счет однородности его частиц и высокой степени дисперсности, увеличить ресурс изделия.