Сборная фреза

 

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((!) (я)э В 23 С 5/06

ГОСУДАРСТ8ЕН(ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4485120/08 (22) 06.07.88 (46) 23,02.92. Бюл. Рв 7 (71) Ленинградский механический институт им. Маршала Советского Союза Устинова

Д.Ф., (72) В.И. Петров, М.А. Никитин, А.Л. Меньшов, Ю.Б. Григорьев, А.И. Дружинин, С.В.

Зайцев и В.А. Щитов (53) 621.914.22,7:006 {088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 874276, кл. 8 23 С 5/06, 1978. (54) СБОРНАЯ ФРЕЗА (57) Изобретение относится к конструкциям металлорежущих инструментов и может быть использовано при проектировании и ° изготовлении 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 ysna крепления резцового блока с конструкции. Сборная фреза содержит корпус с гнездом, в которое установлен резцовый блок, связанный с корпусом осевым механиз- мом 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. 3 обозначением полуплоскостей Q и R, определяющих угол /3.

Сборная фреэа содержит корпус 1 с гнездом, в которое установлен резцовый (Л блок 2, связанный с корпусом осевым меха- с 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 приме1713757 нение осевого механизма закрепления, состоящего из резьбового конца 3 резцового блока 2, гайки 4 и пружины 5.

Узел крепления резцового блока во фрезе работает следующим образом. 5

При работе на максимальных по виброустойчивости режимах резания в момент входа резцового блока 2 в зону резания наблюдается резкий скачок вектора силы резания Р, действующей на резцовый блок 10

2, закрепляемый в корпусе 1 фрезы осевым механизмом закрепления О. Существенное изменение вектора силы резания ввиду изменения толщины среза происходит и при вибрациях технологической системы. Одна 15 иэ составляющих этого вектора — окружная (тангенциальная) сила Ру приводит к резкому развороту резцового блока 2 относительно гнезда корпуса 1 фреэы, т. е. вершина А режущего клина резцового блока 20 переходит в точку А . Вторая составляющая силы резания — радиальная Pi приводит к радиальному смещению реэцового блока 2 в пределах зазоров в его соединении с корпусом 1 фрезы. Величина окружных смеше- 25 ний j АА" значительно превышает величину перемещений в радиальном направлении

IA A" 1, При одновременном повороте и радиальном смещении резцового блока 2 проис- 30 ходит выбор зазоров последующим контактированием резцового блока 2 с корпусом 1 по линиям СС и ВВ . При этом возникают нормальные Pns Pnc и касательные силы Pte Ртс. Последние являются си- 35 лами трения, которые и определяют диссипативные свойства узла крепления резцового блока во фрезе. а следовательно, и ее виброустойчивость. Причем работа касательных сил происходит на пути предва- 40 рительного смещения, когда они определяются по выражению

F-п(д) f-й, (1) и при скольжении. В последнем случае силы трения определяются по закону Кулона- 45

Амонтона, т.е.

Е f-N, (2) где f — коэффициент сухого трения;

И вЂ” сила, направленная по нормали к сопрягаемым поверхностям; 50 и (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 P. 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 hr 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 d> 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 dg и d> ступеней. С другой стороны величина Ь резко увеличивается при диаметре dg меньшей ступени большей 0,6 диаметра dz большей ступени, а варьироеание диаметра меньшей ступени в пределах 0,04 — 0,5 диаметра бг большей ступени не npuiводит к существенному изменению величины hr. Следовательно, величина Ьr явно не определяет нижнюю границу диаметра

d1 меньшей, ступени. Минимальная величина диаметра d> определяется следующей и ричи ной.

При действии силы резания Р на резцовый блок возникают реакции.Pe и Рс соответственно на ступенях малого и большого диаметра.Из расчетной схемы видно,что ступень меньшего диаметра работает на срез, Для упрощения расчетов разность плеч 1СР1 и f CE учитывают допустимые коэффициентом безопасности (Я. При недостаточном полном объеме экспериментальных данных о нагрузках, и ограниченном числе натурных испытаний ($1 =. t.5...2. Для учета разности плеч (CD f и 1 СЕ I коэффициент безопасности ($) увеличиваем до 2 — 2,5.

Поэтому считают, что на срез в точке 8 действует сила резания P. Тогда касательные напряжения s определяются по зависимости

"=«A

P (1) где А — площадь поперечного сечения ступени малого диаметра, т. е.

А=.†. . (2) б

Причем касательные напряжения т .должны..быть не больше предельных касательных напряжений на срез (r р ) . Спедовательно, с учетом коэффициента безопасности ($3 и выражений (1) и (2) условие прочности на срез для ступени малого диаметра имеет следующий вид

4 Р И ((Г,Р3 . (3)

Лб

Таким образом, исходя иэ неравенства (3), нижняя граница для ступени меньшего диаметра определяется из выражения

4 =({4) Формула изобретения

Сборная фрезе, содержащая корпус, в гнездах которого установлены резцовые блоки, связанные с корпусом осевыми меха30 низмами закрепления, причем боковые поверхности гнезд и сопряженные с ними поверхности резцовых блоков выполнены цилиндрическими и ступенчатыми, а боковые поверхности ступеней меньшего диа35 метра расположены эксцентрично боковым поверхностям ступеней большего диаметра, отличающаяся 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 более О.бдиаметра большей ступени, а 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 в диапазоне до 1ОО.

При закреплении и работе резцового блока, диаметры ступеней которого выпол5 няются по 8-9 квалитету. т. е. точением, в ступенчатом отверстии корпуса фразы, выполненном по 9-10 квалитету (расточка). происходит поворот резца на угол, не больший 5О. 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 реэцо15 soro блока лежат на одной прямой, Если угол/3 между двумя полуплос костя ми, ограниченными осью вращения фрезы 00,одна иэ которых совпадает с основной плоскостью режущего инструмента, а другая про20 ходит через ось ступени большего диаметра

0202 увеличивается до 10О, то приращение радиуса происходит в третьем-четвертом .знаке после запятой, что несущественно при фрезеровании. Поэтому диапазон изме2S нения угла,дпринят 0 — 10;.

1713757

1713757

1713757

Составитель С.Беляев

Техред ММоргентал КОрректор О.Кундрик

Редактор М,Бланар

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 652 Тираж Подписное

8НИ 1ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5