RU2573858C1

RU2573858C1 - Assembled end cutter

Info

Publication number: RU2573858C1
Application number: RU2014127599/02A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Викторович Евдокимов; Дмитрий Геннадьевич Федоров; Юрий Павлович Бурочкин; Дмитрий Леонидович Скуратов
Priority date: 2014-07-07
Filing date: 2014-07-07
Publication date: 2016-01-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: cutter contains a cone shank and work part with work elements and shaving separating grooves at periphery, located in staggered order. The work elements are made in form of tightened by means of the mounting screw replaceable disk full hard-alloy work element with milled cutting teeth, their end faces in the diametrical plane are made with chamfer at angle β=1…3° on the condition of overlapping the cutting edges of teeth relatively to each other in the cutting direction.

EFFECT: simplified manufacturing process, increased accuracy and period of cutter stability, reduced prime cost.

4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к металлообработке труднообрабатываемых сталей и сплавов, а конкретнее к проектированию и изготовлению сборных концевых цилиндрических фрез с механическим креплением сменных дисковых цельнотвердосплавных рабочих элементов.The invention relates to the metalworking of hard-to-work steels and alloys, and more particularly to the design and manufacture of prefabricated end cylindrical mills with mechanical fastening of interchangeable disk all-carbide working elements.

Известны цельные обдирочные концевые фрезы с коническим хвостовиком, содержащие рабочую часть, на периферии которых выполнены стружкоразделительные канавки, расположенные в шахматном порядке (см. Ординарцев И.А. и др. Справочник инструментальщика, 1987, стр. 329).Known solid peeling end mills with a tapered shank containing a working part, on the periphery of which chip cutting grooves are arranged in a checkerboard pattern (see I. Ordinartsev and other Toolmaker's Handbook, 1987, p. 329).

Недостатком данных фрез является повышенная трудоемкость вышлифовки стружкоразделительных канавок, расположенных в шахматном порядке абразивным кругом с рабочим угловым (φ=120°) профилем, который сравнительно быстро теряет свою форму, что приводит к его частой трудозатратной правке.The disadvantage of these mills is the increased complexity of grinding grinding chip grooves arranged in a checkerboard pattern with an abrasive wheel with a working angular (φ = 120 °) profile, which loses its shape relatively quickly, which leads to its frequent labor-intensive dressing.

Другим недостатком является низкий период стойкости и ресурс концевых фрез из быстрорежущей стали при изготовлении деталей из труднообрабатываемых (жаропрочных и титановых) сталей и сплавов.Another disadvantage is the low durability period and the resource of end mills made of high-speed steel in the manufacture of parts from hard-to-process (heat-resistant and titanium) steels and alloys.

Все это приводит к повышению себестоимости и снижает конкурентоспособность инструмента.All this leads to an increase in cost and reduces the competitiveness of the tool.

Наиболее близким по техническому решению является концевая фреза с коническим хвостовиком, напаянными винтовыми твердосплавными пластинами, на периферии которой выполнены стружкоразделительные канавки в шахматном порядке (см. кн. Аршинов В.А. и Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент, М.: Машиностроение, 1967, стр. 316, рис. 270), взятая за прототип.The closest in technical solution is an end mill with a tapered shank, brazed screw carbide inserts, on the periphery of which chip cutting grooves are made in a checkerboard pattern (see Prince Arshinov V.A. and Alekseev G.A. Metal cutting and cutting tool, M. : Engineering, 1967, p. 316, Fig. 270), taken as a prototype.

Недостатком данной фрезы является трудоемкость процесса размещения и напайки винтовых твердосплавных пластин в шахматном порядке на ее периферии, а также изготовления стружкоразделительных канавок между торцами винтовых твердосплавных пластин с применением специального углового алмазного круга, что также приводит к повышению себестоимости и снижению конкурентоспособности инструмента.The disadvantage of this cutter is the complexity of the process of placement and soldering of screw carbide inserts in a checkerboard pattern on its periphery, as well as the manufacture of chip separating grooves between the ends of the screw carbide inserts using a special angled diamond wheel, which also leads to an increase in cost and lower competitiveness of the tool.

Другим недостатком напайных фрез является то, что после их пайки и заточки на твердосплавных пластинах появляются микротрещины и нередко сколы, что приводит к снижению стойкости и ресурса инструмента.Another disadvantage of brazed mills is that after their soldering and sharpening, microcracks and often chips appear on carbide inserts, which leads to a decrease in tool life and tool life.

Задачей данного изобретения являются повышение точности и упрощение технологии изготовления, увеличение периода стойкости и ресурса, а также снижение себестоимости и повышения конкурентоспособности инструмента.The objective of the invention is to increase the accuracy and simplify manufacturing technology, increase the durability and resource period, as well as reduce the cost and increase the competitiveness of the tool.

Концевая фреза, содержащая конусный хвостовик и рабочую часть с рабочими элементами и стружкоразделительными канавками на периферии, расположенными в шахматном порядке, согласно изобретению отличается тем, что рабочие элементы выполнены в виде стянутых посредством крепежного винта сменных дисковых цельнотвердосплавных рабочих элементов с незатылованными режущими зубьями, торцы которых в диаметральной плоскости выполнены со скосами под углом β=1…3° из условия перекрытия режущих кромок зубьев друг относительно друга в направлении резания, при этом сменные дисковые рабочие элементы установлены из условия смещения их режущих зубьев в торцовой плоскости друг относительно друга на половину их углового шага ε/2 в шахматном порядке и предварительно закреплены между собой по торцам посредством клея, а крепежный винт выполнен с базовым направляющим участком и головкой с жестко-упругими лепестками.An end mill comprising a tapered shank and a working part with working elements and chip separating grooves on the periphery arranged in a checkerboard pattern according to the invention is characterized in that the working elements are made in the form of replaceable solid carbide working discs pulled together by means of a fastening screw with unprepared cutting teeth, the ends of which in the diametrical plane are made with bevels at an angle β = 1 ... 3 ° from the condition of the overlapping of the cutting edges of the teeth relative to each other in the direction of re knowledge, while interchangeable disk working elements are installed from the condition of displacement of their cutting teeth in the end plane relative to each other by half of their angular step ε / 2 in a checkerboard pattern and previously fixed to each other at the ends by means of glue, and the fixing screw is made with a base guide section and a head with rigid elastic petals.

На фиг. 1 изображена конструкция сборной концевой фрезы; на фиг. 2 - вид спереди по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - изометрический вид трехмерной модели фрезы.In FIG. 1 shows the construction of a precast end mill; in FIG. 2 is a front view along arrow A in FIG. one; in FIG. 3 is an isometric view of a three-dimensional model of the cutter.

Сборная концевая фреза содержит режущую 2 и крепежную 3 части, закаленный корпус 4 с упорным буртиком 5 и резьбовыми крепежными отверстиями 6 и 7 на его концах, сменные дисковые цельнотвердосплавные рабочие элементы 8, базирующие цилиндрические 9, 10 и торцевую 11 поверхности и специальный крепежный винт 12.A prefabricated end mill contains a cutting 2 and a fastening 3 parts, a hardened body 4 with a stop shoulder 5 and threaded mounting holes 6 and 7 at its ends, interchangeable disk all-carbide working elements 8 based on cylindrical 9, 10 and end face 11 and a special machine screw 12 .

Для обеспечения более точного изготовления инструмента цилиндрические 9, 10 и торцевая 11 базовые поверхности выполнены относительно посадочного конуса 13 корпуса фрезы с одного установа. Сменные дисковые цельнотвердосплавные рабочие элементы с незатылованными режущими зубьями, торцы которых в диаметральной плоскости выполнены со скосами под углом β=1…3° из условия перекрытия режущих кромок зубьев друг относительно друга в направлении резания. Величина угла выбирается в зависимости от предельных значений диаметра фрезы: для малых диаметров - меньший угол β; для больших диаметров - больший угол β.To ensure more accurate manufacturing of the tool, the cylindrical 9, 10 and end 11 base surfaces are made relative to the landing cone 13 of the mill body from one installation. Replaceable solid carbide working discs with unprepared cutting teeth, the ends of which in the diametrical plane are made with bevels at an angle β = 1 ... 3 ° from the condition that the cutting edges of the teeth overlap with respect to each other in the cutting direction. The angle value is selected depending on the limit values of the mill diameter: for small diameters - a smaller angle β; for larger diameters - a larger angle β.

Для улучшения процесса фрезерования труднообрабатываемых сталей и сплавов сменные дисковые цельнотвердосплавные рабочие элементы установлены из условия смещения их режущих зубьев в торцовой плоскости друг относительно друга на половину углового шага зубьев ε/2 и расположены в шахматном порядке.To improve the milling process of hard-to-work steels and alloys, replaceable solid-alloy hard-disk working elements are installed from the condition that their cutting teeth are offset in the end plane relative to each other by half the angular pitch of the ε / 2 teeth and are staggered.

Сменные дисковые режущие элементы от осевого смещения ограничены упорным буртиком, выполненным на корпусе, и специальным крепежным винтом. Последний выполнен с базовым направляющим участком 14 и головкой 15 с жестко-упругими лепестками 16.Replaceable disk cutting elements from axial displacement are limited by a stop shoulder made on the body and a special fixing screw. The latter is made with a base guide portion 14 and a head 15 with rigidly elastic petals 16.

В отличие от концевой фрезы, взятой за прототип, с напайными винтовыми твердосплавными пластинами упрощается технология изготовления предлагаемой фрезы за счет сокращения ряда операций: исключения установки сложных винтовых твердосплавных пластин на корпусе инструмента; сокращения процесса напайки и долговременного (порядка 4…6 часов) остывания фрез вместе с термическим шкафом; вышлифовки стружкоразделительных канавок с использованием дорогостоящего алмазного круга с специальным угловым (φ=120°) профилем рабочей поверхности. Цилиндрические и торцевая на буртике базовые поверхности корпуса выполнены относительно посадочно-крепежного конуса фрезы с одного установа. Все это позволяет снизить себестоимость изготовления и повысить конкурентоспособность инструмента. Фрезы могут быть изготовлены из стандартных заготовок или изношенных (по возможности) цельнотвердосплавных прорезных фрез.In contrast to the end mill, taken as a prototype, the technology of manufacturing the proposed mill is simplified with brazed screw carbide inserts by reducing the number of operations: eliminating the installation of complex helical carbide inserts on the tool body; reduction of the soldering process and long-term (about 4 ... 6 hours) cooling of the milling cutters together with the thermal cabinet; grinding chip cutting grooves using an expensive diamond wheel with a special angular (φ = 120 °) profile of the working surface. The cylindrical and end faces on the flange of the base surface of the housing is made relative to the landing and mounting cone of the cutter from one installation. All this allows to reduce the cost of manufacturing and increase the competitiveness of the tool. Milling cutters can be made of standard workpieces or worn (if possible) all-carbide slotted milling cutters.

Сборка концевой цилиндрической фрезы осуществляется следующим образом.Assembly of the end cylindrical cutter is as follows.

Сначала торцы сменных дисковых рабочих элементов и упорного буртика корпуса очищают и наносят слой быстродействующего клея согласно технологии склеивания. Затем поочередно устанавливают дисковые рабочие элементы, как показано на фиг. 1…3, и стягивают их посредством специального крепежного винта с требуемым усилием. Величина усилия контролируется посредством динамометрического ключа, что обеспечивает надежное закрепление дисковых рабочих элементов и ресурс работы резьбового механизма сборной концевой фрезы. Для создания равномерного распределения нагрузки на торцевой поверхности головки специального крепежного винта выполнены жестко-упругие лепестки.First, the ends of the removable disk working elements and the thrust collar of the body are cleaned and a layer of quick-acting glue is applied according to the gluing technology. Then, disk work items are set in turn, as shown in FIG. 1 ... 3, and tighten them by means of a special fixing screw with the required effort. The magnitude of the force is controlled by means of a torque wrench, which ensures reliable fastening of the disk working elements and the service life of the threaded mechanism of the precast end mill. To create a uniform load distribution on the end surface of the head of a special fixing screw, rigid-elastic petals are made.

В случае поломки режущих зубьев на отдельных дисковых рабочих элементах последние заменяют на новые, сокращая при этом расходы на дорогостоящий и дефицитный твердый сплав, что также снижает себестоимость изготовления и повышает конкурентоспособность инструмента.In the event of a breakage of the cutting teeth on individual disk working elements, the latter are replaced with new ones, while reducing costs for expensive and scarce hard alloys, which also reduces manufacturing costs and increases the competitiveness of the tool.

Таким образом, конструкция сборной концевой фрезы с сменными дисковыми цельнотвердосплавными рабочими элементами повышает точность и упрощает технологию изготовления, увеличивает период стойкости и ресурс инструмента. Фрезы обеспечивают более равномерное фрезерование благодаря снижению вибраций в процессе резания. Изготовление фрез данной конструкции способствует снижению себестоимости и повышению конкурентоспособности инструмента.Thus, the design of a prefabricated end mill with interchangeable disc all-carbide working elements increases accuracy and simplifies manufacturing technology, increases the durability and tool life. Milling cutters provide more uniform milling due to the reduction of vibrations during the cutting process. The manufacture of mills of this design helps to reduce the cost and increase the competitiveness of the tool.

Claims

1. An end mill containing a tapered shank and a working part with working elements and chip separating grooves on the periphery arranged in a checkerboard pattern, characterized in that the working elements are made in the form of replaceable solid carbide working discs pulled together by means of a fastening screw with unprepared cutting teeth, the ends of which in the diametrical plane are made with bevels at an angle β = 1 ... 3 ° from the condition that the cutting edges of the teeth overlap with respect to each other in the cutting direction.

2. The milling cutter according to claim 1, characterized in that said disk working elements are installed from the condition that their cutting teeth are offset in the end plane relative to each other by half the angular pitch of the teeth.

3. The cutter according to claim 1, characterized in that said disk working elements are pre-fixed to each other at the ends by means of glue.

4. The cutter according to claim 1, characterized in that the fixing screw is made with a base guide section and a head with rigidly elastic petals.