Сборная фреза

(19) 1)э В 23 С 5/О МИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕ Ы 1 ЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский механический ин.ститутим. Маршала Советского Союза УстиноваДф(56) Авторское свидетельство СССРВ 874276, кл. 8 23 С 5/06, 1978.(57) Изобретение относится к конструкциямметаллорежущих инструментов и можетбыть использовано при проектировании иизготовлении торцовых фреэ, Цель изобретения - повышение производительности обработки путем повышения виброустойчивости Иэобретейие относится к конструкциям металлорежущих инструментов и может быть использовано при проектировании и изготовлении торцовых фрез,Цель изобретения - повышение производительности обработки путем повышения виброустойчивости конструкции.На фиг, 1 изображено сечение фрезы по узлу крепления резцового блока; на фиг, 2 - сечение фрезы с исполнением пружинного узла крепления резцового блока; на фиг, 3 - . смеха смещения вершины режущего клина резцового.блока под действием сил резания; на фиг, 4 - изометрическое изображение узда крепления резцового блока с конструкции. Сборная фреза содержит корпус с гнездом, в которое установлен резцовый блок, связанный с корпусом осевым механизмом закрепления. Боковые поверхности гнезда и сопряженные. с ними поверхности резцового блока выполнены цилиндрическими и ступенчатыми, причем поверхность ступени меньшего диаметра расположена эксцентрично поверхности ступени большего диаметра с величиной эксцентриситета, равной полуразности диаметров ступеней. Причем диаметр меньшей ступени выполнен не более 0,6 диаметра большей ступени, а угол между двумя полуплоскостями, ограниченными осью фрезы, одна из которых совпадает с основной плоскостью резцового блока, а вторая проходит через ось ступени большего диаметра, выполнен в диапазоне 0 - 10. 4 ил. обозначением полуплоскостей 0 и й, определяющих угол /3Сборная фреэа содержит корпус 1 с 4 гнездом, в которое установлен резцовый (Л блок 2, связанный с корпусом осевым меха низмом закрепления О. Боковые поверхности В и Г гнезда и сопряженные с ними поверхности резцового блока выполнены цилиндрическими и ступенчатыми, причем боковая поверхность В ступени меньшего диаметра расположена эксцентрично боковой поверхности Г ступени большего диаметра.Осевой механизм закрепления О может состоять из реэьбового конца 3 резцового блока 2 и гайки 4. Возможно также применение осевого механизма закрепления, состоящего из резьбового конца 3 резцовогоблока 2, гайки 4 и пружины 5,Узел крепления резцового блока во фрезе работает следующим образом, 5При работе на максимальных по виброустойчивости режимах резания в моментвхода резцового блока 2 в зону резаниянаблюдается резкий скачок вектора силырезания Р, действующей на резцовый блок 102, закрепляемый в корпусе 1 фрезы осевыммеханизмом закрепления О, Существенноеизменение вектора силы резания ввиду изменения толщины среза происходит и привибрациях технологической системы. Одна 15иэ составляющих этого вектора - окружная(тангенциальная) сила РО приводит к резкому развороту резцового блока 2 относительно гнезда корпуса 1 фреэы, т, е.вершина А режущего клина резцового блока 20переходит в точку А, Вторая составляющаясилы резания - радиальная Рг приводит крадиальному смещению реэцового блока 2в пределах зазоров в его соединении с корпусом 1 фрезы, Величина окружных смешенийАА" значительно превышает величинуперемещений в радиальном направленииАА" 1,При одновременном повороте и радиальном смещении резцового блока 2 происходит выбор зазоров последующимконтэктированием резцового блока 2 с корпусом 1 по линиям СС и ВВ, При этомвозникают нормальные Рпв, Рос и касательные силы Ртв Ргс. Последние являются силами трения, которые и определяютдиссипативные свойства узла креплениярезцового блока во фрезе. а следовательно,и ее виброустойчивость. Причем работа касательных сил происходит на пути предварительного смещения, когда ониопределяются по выражениюР й(д) Й, (1)и при скольжении, В последнем случае силытрения определяются по закону КулонаАмонтона, т,е.Рщ 1.Й, (2)где- коэффициент сухого трения;И - сила, направленная по нормали ксопрягаемым поверхностям; 50и (д ) - коэффициент пропорциональности, меньший единицы, зависящей от величина предварительного смещения д,Область предварительных смещений предшествует зоне скольжения, когда один элемент скользит относительно другого и при этом в стыке реализуется закон трения Кулона-Амонтона./Из выражений (1) и (2) видно, что при одной и той же величине смещения работа сил трения больше при скольжении, чем при предварительном смещении,Выполнение боковых поверхностей резцового блока 2 и гнезда корпуса 1 цилиндрическими и ступенчатыми, расположение боковой поверхности В ступени меньшего диаметра эксцентрично боковой поверхности Г ступени большего диаметра позволяют осуществлять рассеяние энергии колебаний не только в зоне предварительных смещений, но и при проскальзывании, Это возможно за счет поворота резцового блока 2 относительно гнезда корпуса 1 фрезы, Причем поворот резцового блока 2 не вызывает существенного изменения радиуса, на котором расположена вершина А режущего клина резцового блока 2, следовательно, не изменяется толщина срезаемого слоя и не происходит резкое изменение вектора силы резания Р, Таким образом, динамический закон изменения сил резания меньше, так как меньше амплитуда их изменения,Кроме того, смещение вершины режущего клина А резцового блока 2 при повороте позволяет уменьшить скорость возрастания вектора силы резания при врезании в заготовку, что также является положительным моментом, приводящим к увеличению стойкости режущей части резцового блока,При перемещении резцового блока 2 относительно гнезда в корпусе 1 фрезы вершина А режущего клина резцового блока 2 переместится в точку А. Расстояние между точкой А и осью вращения фрезы 00 и расстояние между точкой А и осью вращения фрезы отличаются на величину Ь, определяющую радиальное биение фрезы, которое, в свою очередь, характеризует равномерность работы фрезы в целом виброактивность зоны резания, точность и качество обработанной поверхности, стойкость режущих блоков. Следовательно, величина Ьг должна быть минимизирована, Расчеты по составленной математической модели показывают, что увеличение эксцентриситета е приводит к уменьшению величины Ь, В то же время, величина эксцентриситета е зависит от диаметра о 1 ступени меньшего диаметра и ее расположения относительно ступени большего диаметра,При выполнении условия минимума поперечного габарита резцового блока, определяемого диаметром бг ступени большего диаметра, максимальный эксцентриситет достигается при таком расположении ступени меньшего диаметра, когда эксцентриситет определяется как полуразность диаметров бр и. б 1 ступеней. С другой стороны величина Ьг резко увеличивается при диаметре Ф меньшей ступени большей 0,6 диаметра бз большей ступени, з варьироеание диаметра меньшей ступени в пределах 0,04 - 0,5 диаметра бг большей ступени не приводит к существенному изменению величины Ьг, Следовательно, величина Ьг явно не определяет нижнюю границу диаметра б 1 меньшейступени. Минимальная величина диаметра б 1 определяется следующей причиной.При действии силы резания Р на резцовый блок возникают реакции. Рв й Рс соответственно на ступенях малого и большого диаметра.Из расчетной схемы видно,что ступень меньшего диаметра работает на срез, Для упрощения расчетов разность плеч 1 СР 1 и СЕучитывают допустимые коэффициентом безопасности Я, При недостаточном полном объеме экспериментальных данных о нагрузках, и ограниченном числе натурных испытаний Я =. 1,52. Для учета разности плеч 1 СО 1 и 1 СЕ 1 коэффициент безопасности 8) увеличиваем до 2 - 2,5. Поэтому считают, что нз срез в точке 8 действует сила резания Р. Тогда касательные напряжения ю определяются по зависимости =А Р(1) где А - площадь поперечного сечения ступени малого диаметра, т. е, А : , (г) б 14Причем касательные напряжения ю должны. быть не больше предельных касательных напряжений на срезт ср ) . Следовательно, с учетом коэффициента безопасности Я и выражений (1) и (2) условие прочности на срез для ступени малого диаметра имеет следующий вид 4 РИ, 1 п)лб 1Таким образом, исходя иэ неравенства (3), нижняя граница для ступени меньшего диаметра определяется из выражения(4) Формула изобретения Сборная Фрезе, содержащая корпус, вгнездах которого установлены резцовыеблоки, связанные с корпусом осевыми меха 30 низмами закрепления, причем боковые поверхности гнезд и сопряженные с ними поверхности резцовых блоков выполнены цилиндрическими и ступенчатыми, а боковые поверхности ступеней меньшего диа 35 метра расположены эксцентрично боковым поверхностям ступеней большего диаметра, о т л и ч э ю щ а я с я тем. что, с целью повышения. производительности обработки путем повышения вмброустойчивости конструкции, величина эксцентриситета ступеней выполнена равной полуразности их диаметров, причем диаметр меньшей ступени выполнен не болееО.бдиаметра большей ступени, э угол между двумя полуплоскостями, ограниченными осью фрезы, одна из которых совпадает с основной плоскостью реэцового блока, а другая проходит через ось ступени большего диаметра, выполнен вдиапазоне до 10 О. 45 50 При закреплении и работе резцовогоблока, диаметры ступеней которого выпол няются по 8-9 квалитету. т. е. точением, вступенчатом отверстии корпуса Фразы, выполненном по 9-10 квалитету (расточка), происходит поворот резца на угол, не больший 5 О. Вследствие этого происходит также 10 изменение расстояния между вершиной ре-,жущего клина А и осью вращения фреэы 00 на величину Ь. Величина Ьг минимальна, если ось вращения Фрезы, ось ступени большего диаметра и вершина режущего реэцо вого блока лежат на одной прямой, Еслиугол/3 между двумя полуплоскостями, ограниченными осью вращения фрезы 00,одна иэ которых совпадает с основной плоскостью режущего инструмента, а другая про ходит через ось ступени большего диаметра0202 увеличивается до 10 О, то приращение" радиуса происходит в третьем-четвертом .знаке после запятой, что несущественно при Фрезеровании. Поэтому диапазон изме нения углаФпринят 0 - 10 О;.1713757 Составитель С,Беляевехред ММоргентал КОрректор О.Кунд едактор М,Блан акэз 652 Тираж Подписное 8 НИ 1 ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101