RU2482941C2 - Composite end mill - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: proposed mill consists of body with indexed throw-away tangential tips screwed thereto. It differs from known design in that it is equipped with ring with pressure plate to press tip from below thereto. Said throw-away tips are arranged in mill body horizontally and vertically in mutually perpendicular planes. Note here that line of horizontal tips is located above vertical tips to extend from mill boy relative thereto.

EFFECT: higher efficiency.

4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, обработке труднообрабатываемых материалов и может использоваться при черновой, получистовой и чистовой механической обработке различных заготовок, характеризующихся значительным разбросом снимаемого припуска как по величине, так и твердости.The invention relates to the field of engineering, processing difficult materials and can be used for roughing, semi-finishing and finishing machining of various workpieces, characterized by a significant spread of the removed allowance both in size and hardness.

Известна сборная торцовая фреза, содержащая хвостовик и корпус с четным числом регулируемых по высоте ножей, расположенных по окружности (а.с. СССР №732088).Known prefabricated face mill containing a shank and a housing with an even number of height-adjustable knives located around the circumference (USSR AS No. 732088).

Недостатком известной фрезы являются узкие технологические возможности и небольшая производительность.A disadvantage of the known cutters are narrow technological capabilities and low productivity.

Известна сборная торцовая фреза, содержащая корпус, в пазах которого размещены державки с режущими пластинами, установленными на штифтах и поджатыми с помощью зажимного механизма к базовым поверхностям в кольцевой выточке на торце диска, соединенного с корпусом (RU 2102199).Known prefabricated end mill containing a housing, in the grooves of which are holders with cutting inserts mounted on pins and pushed with a clamping mechanism to the base surfaces in an annular groove at the end of the disk connected to the housing (RU 2102199).

Недостатком известной фрезы являются узкие технологические возможности и небольшая производительность.A disadvantage of the known cutters are narrow technological capabilities and low productivity.

Известна также сборная торцовая фреза (прототип), состоящая из корпуса с многогранными неперетачиваемыми пластинами, которые закреплены в корпусе с помощью винтов (WO 97/17157, В23С 5/06, 1977, /1/ - 23 с.).Also known is a prefabricated end mill (prototype), consisting of a body with multi-faceted non-turning plates, which are fixed in the body with screws (WO 97/17157, V23C 5/06, 1977, / 1 / - 23 sec.).

Недостатками прототипа являются узкие технологические возможности, ограничение производительности фрезерования при обработке поверхностей с припусками более 10 мм. В прототипе режущие пластинки расположены в два ряда; максимальная производительность при обработке поверхностей прототипом достигается только при снятии припуска до 10 мм; верхний ряд пластин не выдвинут из корпуса относительно нижнего ряда пластин, следовательно, метод деления припуска на части невозможен.The disadvantages of the prototype are narrow technological capabilities, limiting the performance of milling when processing surfaces with allowances of more than 10 mm. In the prototype, the cutting inserts are arranged in two rows; maximum productivity when processing surfaces with a prototype is achieved only when removing stock up to 10 mm; the upper row of plates is not extended from the housing relative to the lower row of plates, therefore, the method of dividing the allowance into parts is not possible.

Технический эффект, который достигается от использования предлагаемого изобретения, - расширение технологических возможностей инструмента, повышение производительности обработки.The technical effect that is achieved from the use of the invention is the expansion of the technological capabilities of the tool, increasing processing productivity.

Указанный технический эффект достигается тем, что в сборной торцовой фрезе, состоящей из корпуса с многогранными неперетачиваемыми пластинами тангенциальной формы, которые закреплены в корпусе с помощью винтов, режущие пластины расположены вертикально и горизонтально во взаимно перпендикулярных плоскостях под углом 90° друг к другу, при этом она снабжена кольцом с прижимными пластинами для поджима снизу режущих пластин, при этом ряд горизонтальных пластин расположен выше и выдвинут из корпуса относительно ряда вертикальных пластин.The specified technical effect is achieved by the fact that in a prefabricated face mill, consisting of a body with multi-faceted non-turning tangential-shaped inserts that are fixed in the housing with screws, the cutting inserts are vertically and horizontally in mutually perpendicular planes at an angle of 90 ° to each other, while it is provided with a ring with pressure plates for pressing from below the cutting plates, with a number of horizontal plates located above and extended from the housing relative to a number of vertical plates.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен режущий инструмент; на фиг.2 - вид сверху; на фиг.3 - вид А на расположение пластин в корпусе; на фиг.4 - сечение режущей многогранной неперетачиваемой пластины и ее крепление в корпусе инструмента.The essence of the invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a cutting tool; figure 2 is a top view; figure 3 - view And the location of the plates in the housing; figure 4 is a cross section of a cutting many-sided non-turning plate and its fastening in the tool body.

Режущий инструмент состоит из металлического корпуса 1 (фиг.1-4), в гнезда которого установлены твердосплавные многогранные неперетачиваемые пластины 2 и 3, закрепляемые в корпусе с помощью винтов 4, шайб 5, гаек 6 и контргаек 7. Пластины 2 и 3 в корпусе расположены поочередно вертикально и горизонтально под углом 90° друг к другу, также горизонтальный ряд пластин расположен обязательно выше, чем ряд вертикальных пластин, и выдвинут по отношению к вертикальному ряду пластин на 2 мм. Это сделано для того, чтобы обеспечить последовательность снятия припуска сначала рядом горизонтальных пластин, а затем рядом вертикальных пластин, тем самым обеспечивая распределение общего припуска между вертикальными и горизонтальными пластинами. Режущие пластины поджимаются снизу кольцом с прижимными пластинами 8, кольцо воспринимает ударные нагрузки поочередно от всех пластин. Крепление кольца осуществляется с помощью винтов 9. В данной фрезе используются специальные режущие пластины LNUX 301940 TN 02 МС221, которые предназначены для черновой обработки железнодорожной техники. Использование пластин отечественного производства значительно удешевляет использование фрезы.The cutting tool consists of a metal housing 1 (Figs. 1-4), in the sockets of which are carbide multi-faceted non-turning plates 2 and 3, fixed in the case with screws 4, washers 5, nuts 6 and locknuts 7. Plates 2 and 3 in the case arranged alternately vertically and horizontally at an angle of 90 ° to each other, also the horizontal row of plates is necessarily higher than the row of vertical plates, and extended 2 mm relative to the vertical row of plates. This is done in order to ensure the sequence of removal of the allowance, first a number of horizontal plates, and then a number of vertical plates, thereby ensuring the distribution of the total allowance between the vertical and horizontal plates. The cutting plates are pressed from below by a ring with pressure plates 8, the ring perceives shock loads alternately from all plates. The ring is fastened with screws 9. This milling cutter uses special cutting inserts LNUX 301940 TN 02 МС221, which are intended for roughing of railway equipment. The use of domestic plates significantly reduces the cost of the use of cutters.

Режущий инструмент работает следующим образом. Инструмент устанавливается и закрепляется в шпинделе станка. Включают вращение шпинделя и рабочую подачу инструмента. При этом первыми в обработку вступают пластины горизонтального ряда 2, а затем пластины вертикального ряда 3, что позволяет снимать слой металла вертикальными пластинами толщиной (5,5-7,0) мм, а горизонтальными пластинами - (6-8) мм. Пластины закреплены в корпусе 1 с помощью винтов 4, шайб 5, гаек 6 и контргаек 7. Также в корпусе фрезы установлено кольцо 8, в пазах которого установлены прижимные пластины. Прижимное кольцо воспринимает ударные нагрузки поочередно от всех режущих пластин. Крепление прижимного кольца в корпусе осуществляется с помощью винтов 9.The cutting tool operates as follows. The tool is mounted and secured in the machine spindle. They include spindle rotation and tool feed. In this case, the plates of the horizontal row 2 and then the plates of the vertical row 3 are the first to enter the processing, which allows you to remove the metal layer with vertical plates (5.5-7.0) mm thick, and with horizontal plates (6-8) mm. The plates are fixed in the housing 1 with screws 4, washers 5, nuts 6 and locknuts 7. Also, a ring 8 is installed in the cutter body, in the grooves of which there are pressure plates. The pressure ring perceives shock loads alternately from all cutting inserts. The clamping ring is fixed in the housing using screws 9.

В прототипе режущие пластинки расположены в два ряда; максимальная производительность при обработке поверхностей прототипом достигается только при снятии припуска до 10 мм; верхний ряд пластин не выдвинут из корпуса относительно нижнего ряда пластин, следовательно, метод деления припуска на части невозможен.In the prototype, the cutting inserts are arranged in two rows; maximum productivity when processing surfaces with a prototype is achieved only when removing stock up to 10 mm; the upper row of plates is not extended from the housing relative to the lower row of plates, therefore, the method of dividing the allowance into parts is not possible.

Все вышесказанное является причиной того, что прототип нельзя применять при черновой обработке, когда объем снимаемой стружки значительно больше, чем при чистовой обработке. При черновой обработке при использовании прототипа необходимо будет назначать невысокие режимы резания, проводить обработку в несколько проходов, а это ведет к увеличению машинного времени и снижению производительности. В результате этого прототип имеет ограниченные технологические возможности.All of the above is the reason that the prototype can not be used when roughing, when the volume of removed chips is much greater than during finishing. When roughing when using the prototype, it will be necessary to assign low cutting modes, carry out processing in several passes, and this leads to an increase in machine time and lower productivity. As a result of this, the prototype has limited technological capabilities.

Отмеченного недостатка предложенный инструмент не имеет, так как в процессе обработки можно назначать высокие режимы резания, повышать минутную подачу. За счет применения метода деления припуска между режущими зубьями можно проводить обработку поверхностей с припусками более 10 мм за один проход, в результате снижается сила резания и мощность резания, уменьшается машинное время, увеличивается производительность обработки, повышается стойкость инструмента и снижается уровень вибраций технологической системы.The proposed tool does not have a noted drawback, since during processing it is possible to assign high cutting modes and increase the minute feed. Due to the application of the method of dividing the allowance between cutting teeth, it is possible to process surfaces with allowances of more than 10 mm in one pass, as a result, cutting force and cutting power are reduced, machine time is reduced, machining productivity is increased, tool life is increased, and the level of vibration of the technological system is reduced.

Изготовлен опытный образец режущего инструмента и проведены его производственные испытания на операции чернового фрезерования горизонтальной опорной площадки и вертикальных щек рамы железнодорожных вагонов. Испытания проводили на станке ФБ-03, выпускаемом НПО «Экспериментальный завод» г.Реж, Свердловская обл. Перед обработкой изношенные поверхности надрессорной балки наплавляют твердым износостойким сплавом, при этом поверхности после наплавки получаются неровными с большим перепадом припуска под обработку и высокой твердостью сплава, подлежащего снятию режущим инструментом.A prototype of the cutting tool was made and its production tests were carried out for rough milling operations of a horizontal supporting platform and vertical cheeks of a railway carriage frame. The tests were carried out on the FB-03 machine manufactured by the NPO Experimental Plant in the city of Rezh, Sverdlovsk Region. Before processing, the worn surfaces of the nadressor beam are surfaced with a hard wear-resistant alloy, while the surfaces after surfacing are uneven with a large difference in machining allowance and high hardness of the alloy to be removed with a cutting tool.

Обработка такой наплавленной площадки обычным режущим инструментом характеризуется высоким уровнем вибрации, низким режимом резания, периодом стойкости, большим расходом режущего инструмента и низким качеством обработанной поверхности (высокая шероховатость, следы дробления на поверхности и др.).The processing of such a deposited area with a conventional cutting tool is characterized by a high level of vibration, a low cutting mode, a durability period, a large consumption of a cutting tool and a low quality of the processed surface (high roughness, traces of crushing on the surface, etc.).

Обработка наплавленной площадки предложенным режущим инструментом характеризуется значительно более низким уровнем вибрации технологической системы, более высокой подачей инструмента, отсутствием следов дробления и снижением среднеарифметического отклонения профиля с R_a=30-40 мкм до R_a=5-8 мкм. Уменьшается износ твердосплавных режущих пластин и повышается производительность технологической операции.The processing of the deposited pad by the proposed cutting tool is characterized by a significantly lower level of vibration of the technological system, a higher feed rate of the tool, the absence of traces of crushing and a decrease in the arithmetic mean deviation of the profile from R _a = 30-40 μm to R _a = 5-8 μm. The wear of carbide inserts is reduced and the productivity of the process is increased.

Обработка прерывистых поверхностей с большим перепадом снимаемого припуска как по величине, так и по твердости сопровождается импульсными ударами зубьев фрезы при выходе и входе в контакт с заготовкой. Деление припуска на части между горизонтальными и вертикальными пластинами, небольшой шаг между режущими пластинами и большие минутные подачи способствуют уменьшению силы резания и мощности резания. Все это приводит к уменьшению ударных импульсов и снижению времени на упругое восстановление технологической системы и, как следствие, к повышению производительности и повышению стойкости режущего инструмента.The machining of intermittent surfaces with a large difference in the removed allowance both in magnitude and in hardness is accompanied by pulsed impacts of the cutter teeth upon exiting and coming into contact with the workpiece. Dividing the allowance into parts between horizontal and vertical inserts, a small pitch between the inserts and large minute feeds reduce the cutting force and cutting power. All this leads to a decrease in shock pulses and a decrease in the time for elastic restoration of the technological system and, as a result, to an increase in productivity and an increase in the durability of the cutting tool.

Таким образом, применение предлагаемого режущего инструмента позволяет по сравнению с прототипом расширить технологические возможности инструмента, повысить производительность технологических операций и уменьшить расход электроэнергии на процесс резания.Thus, the use of the proposed cutting tool allows, in comparison with the prototype, to expand the technological capabilities of the tool, increase the productivity of technological operations and reduce the energy consumption for the cutting process.

Claims (1)

Сборная торцовая фреза, состоящая из корпуса с многогранными неперетачиваемыми режущими пластинами тангенциальной формы, которые закреплены в корпусе с помощью винтов, отличающаяся тем, что она снабжена кольцом с прижимными пластинами для поджима снизу режущих пластин, режущие пластины расположены в корпусе фрезы вертикально и горизонтально во взаимно перпендикулярных плоскостях под углом 90° друг к другу, при этом ряд горизонтальных пластин расположен выше и выдвинут из корпуса относительно ряда вертикальных пластин. Prefabricated end mill, consisting of a housing with multi-faceted non-rotatable tangentially shaped cutting inserts that are fixed in the housing with screws, characterized in that it is provided with a ring with pressure plates for pressing from below the cutting inserts, the cutting inserts are vertically and horizontally in the mill body perpendicular to the planes at an angle of 90 ° to each other, with a number of horizontal plates located above and extended from the housing relative to a number of vertical plates.

Images