Різальний інструмент для обробки плоских поверхонь з додатковим осьовим рухом

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к конструкции режущего инструмента для обработки плоских поверхностей. Цилиндрическая фреза является одним из основных инструментов для обработки плоских поверхностей. Известна цилиндрическая фреза [Авт. св. СССР № 547297, кл, В 23 С 5/04], содержащая неравномерный угловой шаг режущих з убьев, закрепленных в корпусе фрезы, где между цилиндрическими зубьями расположены конические, максимальный диаметр которых равен наружному диаметру фрезы. Незамкнутость режущей кромки по наружной поверхности приводит к прерывистому процессу резания, вследствие чего не достигается должная виброустойчивость, а, следовательно, снижается точность обработки. Наиболее близким техническим решением является цилиндрическая фреза [Авт. св. СССР № 1316756, кл. В 23 С 5/04], в которой рабочая часть состоит из расположенных на цилиндрической рабочей по верхности режущи х зубьев с, винтовыми стружечными канавками и дополнительно выполненной соосно цилиндрической части коническая часть с режущими зубьями, и на всех з убьях на смежных режущим кромочных сторонах выполнены под углом к оси инструмента дополнительные режущие кромки, причем углы наклона основных и дополнительных режущих кромок различны. Цилиндрическая наружная поверхность, образуемая зубьями, является прерывистой вследствие чередования режущи х зубьев с канавками, поэтому контакт зубьев с обрабатываемой поверхностью соответствует числу режущи х кромок, а вершины зубьев являются концентраторами напряжений, вследствие чего из-за разного числа зубьев на дуге контакта в различные моменты времени, нагрузки неодинаковые, что способствует возникновению вторичных колебаний. В итоге незамкнутость режущей кромки инструмента, принятого за прототип, приводит к прерывистому процессу резания. Кроме того, фреза характеризуется сложностью изготовления (высокая трудоемкость) и сложностью переточки. Перечисленное выше является причиной, по которой невозможно обеспечить достаточно высокие виброустойчивость, точность обработки и другие эксплуатационные характеристики. В основу изобретения поставлена задача разработать режущий инструмент, в котором изменение формы конструктивных элементов и их расположение позволило бы обеспечить непрерывность процесса резания и за счет этого повысить стойкость инструмента, его виброустойчивость и качество обработки. Для решения поставленной задачи в режущем инструменте для обработки плоских поверхностей с дополнительным осевым движением, содержащим цилиндрическую поверхность с режущими зубьями, на смежных сторонах которых выполнены основные и дополнительные режущие кромки, расположенные под различными углами наклона к оси инструмента, в соответствии с изобретением, форма режущего зуба представляет собой замкнутую кривую 2-го порядка, а сами зубья наклонены под углом в пределах 0+90° к оси инструмента, а колебание величины разности углов наклона между соседними режущими зубьями в пределах ± (2-4)°. При этом предлагаемая форма, расположение зубьев и наличие дополнительных режущи х кромок, в отличие от прототипа, обеспечивает пересечение следов, в следствие разнонаклонности w (обуславливается работой сил трения, деформации и является оптимальным в пределах 35-45°, а колебание ± Dw обуславливается требованиями к шероховатости и точности обработки, и различной длины режущи х кромок (аналогично шабрению), т. е. уменьшается шероховатость обработки и глубина наклепа, увеличивается стойкость инструмента (обуславливается уменьшением удельных нагрузок на режущие кромки), что ведет к повышению виброустойчивости (или понижению виброактивности, т. е. снижение факторов вторичного возбуждения: работа по следу). Предложенная форма режущего зуба, образованная кривой второго порядка, и разнонаклонность образованных зубьев при наличии дополнительных режущи х кромок, в отличие от прототипа, обеспечивают непрерывность процесса резания за счет создания замкнутой режущей кромки (пересечение следов), т. е. обеспечивается одновременное врезание зубьев. Величина наклона зубьев (0-90°) установлена экспериментально с учетом сил трения и деформации. Оптимальный угол наклона составляет 35-45°. Изменение угла наклона вызовет прерывистость процесса резанию, что будет способствовать возникновению вторичных колебаний и приведет к увеличению вибрации. Величина разности углов наклона должна находиться в пределах ± (2+4°). Такая величина обусловлена тем, что позволяет почти не трансформировать геометрические параметры зуба и соблюдать постоянство сечения режущей кромки (лезвия), что создает равные условия резания и износа режущих кромок соседних зубьев, а значит одинаковые условия для стойкости этих з убьев и требуемой шероховатости обрабатываемой поверхности. Повышение виброустойчивости по сравнению с прототипом достигается, как уже отмечалось, за счет пересечения следов (замкнутая режущая кромка) вследствие сложения вращательного и возвратнопоступательного движения фрезы и поступательного движения подачи, а также формой и разнонаклонностью режущих зубьев. При наличии этих факторов, гашение вибрации - снижение факторов вторичного возбуждения достигается всегда. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вид сбоку; на фиг. 2 -вид сверху; на фиг. 3 вид А на фиг. 1. Фреза содержит режущие зубья 1, выполненные в форме замкнутой кривой 2-го порядка, типа эллипс, расположенные на цилиндрическом теле фрезы 2; каждый режущий зуб имеет две режущие кромки 3 и 4, выполненные на смежных сторонах зуба. Угол наклона кромок к оси инструмента различный и для дополнительных режущих кромок изменяется в пределах 8-10°. Сами зубья наклонены под углами от 35° до 45°, с разностью углов наклона зубьев к оси инструмента 3°. Основная и дополнительная режущие кромки образуют пространственную режущую кромку 5. В фрезе предусмотрено отверстие под оправку 6. Предлагаемый инструмент изготавливается, например, путем фрезерования с последующим затачиванием режущи х з убьев. Затачивать инструмент целесообразно по задней поверхности. Работа инструмента происходит в результате сложения трех движений: вращение инструмента вокруг своей оси, движение подачи и дополнительного осевого движения. Врезание зубьев 1 происходит одновременно, из-за расположения эллипсовидных режущих кромок 3, 4 относительно оси инструмента, под углом w. Формообразование профиля заготовки происходит в результате сложения вращательного, возвратнопоступательного (дополнительного осевого) и поступательного (подачи) движений замкнутой кривой второго порядка. Результаты испытания фрезы с различными углами наклона зубьев, представлены в таблице. Таким образом, предлагаемый инструмент позволяет обеспечить высокую виброустойчивость, стойкость инструмента и качество обработки, которые не могут быть достигн уты в результате применения ранее разработанных инструментов.