Przedmiotem wynalazku jest frez pierscieniowy do nacinania otworów w obrabianym przedmiocie.Jednym z problemów zwiazanych z frezami pierscieniowymi jest zuzywanie sie, a zwlasz¬ cza wykruszanie jego wewnetrznych krawedzi zebów skrawajacych. Wynika to z faktu zalegania wiórów metalu podczas jego skrawania w przestrzeni pomiedzy wewnetrzna powierzchnia zeba skrawajacego, a zewnetrzna powierzchnia centralnego wystepu powstajacego w przedmiocie obrabianym w wyniku obróbki. Ilosc wiórów zwieksza sie w trakcie obróbki i nastepuje zgrze¬ wanie ich z wewnetrzna, przylegajaca do krawedzi natarcia powierzchnia freza. Zwiekszanie sie ilosci metalu na wewnetrznej powierzchni, zebów skrawajacych powoduje znaczne tarcie i zwiekszenie momentu wymaganego do utrzymania ruchu obrotowego freza, przy czym wytwarza sie dodatkowe cieplo.Wszystko to powoduje nadmierne zuzycie freza, co przyspiesza uszkodzenie freza przez wykruszenie albo zlamanie. Zwiekszenie sie ilosci wiórów na wewnetrznej powierzchni freza powoduje powstanie promieniowych obciazen freza,co z kolei powoduje wykonywanie otworów o zwiekszonych wymiarach, zle wykonczonych, jak równiez prowadzi do zlamania freza.Oczywiste jest, ze zywotnosc freza moze zostac wydluzona w przypadku zmniejszenia tarcia do minimum oraz efektywniejszego chlodzenia krawedzi tnacych.Znany jest frez pierscieniowy zawierajacy korpus z cylindryczna scianka boczna, w której czesci dolnej ma rozmieszczonych obwodowo wiele zebów i spiralnych rowków usytuowa¬ nych wokól zewnetrznego obrzeza. Rowki te ma skierowane do góry pomiedzy kolejnymi zebami, a kazdy z nich ma co najmniej jedna rozciagajaca sie promieniowo krawedz tnaca i wreby rozciagajace sie promieniowo na zewnatrz, poczynajac od wewnetrznej powierzchni bocznej scianki do rowków, pomiedzy kolejnymi zebami. Konstrukcja taka ulatwia usuwanie gromadzonych2 145 481 wiórów skrawanych, przez krawedzie tnace usytuowane promieniowo na zewnatrz i do góry w kierunku do rowków. Kazdy wrab ma rozciagajaca sie promieniowo plaszczyzne natarcia skierowana ku górze, poczynajac od wewnetrznego promieniowo konca kazdej krawedzi tnacej i wewnetrznej powierzchni kazdego zeba, która zatoczona jest w kierunku promieniowym na zewnatrz oraz zapewnia utrzymanie obwodowo rozciagajacej sie promieniowo szczeliny, pomiedzy wewnetrzna powierzchnia zeba i centralnym wystepem nacietym w przedmiocie obra¬ bianym przez frez, który ta szczeline raa usytuowana obwodowo w kierunku do tylu rozcia¬ gajacej sie linii umieszczonej z tylu linii przeciecia sie wewnetrznej powierzchni i plaszczyzny natarcia kazdego wrebu w odleglosci nie wiekszej niz 1 mm.Celem wynalazku jest skonstruowanie freza pierscieniowego, którego wewnetrzna po¬ wierzchnia ma minimalna powierzchnie styku z wykonywanym przez frez centralnym wystepem oraz zaopatrzenie freza w kanaly doprowadzajace chlodziwo, majace duza objetosc, usytuowa-' ne w bezposrednim sasiedztwie zebów tnacych.Frez pierscieniowy wedlug wynalazku raa szczeline zawierajaca plaska plaszczyzne nachylona promieniowo w kierunku na zewnatrz od wewnetrznego obrzeza pod katem do jego .stycznej. Szczelina ta jest okreslona przez pionowa powierzchnie, która nachylona jest promieniowo w kierunku zewnetrznym od pionowo rozciagajacej sie linii pod katem co naj¬ mniej w zakresie od 3 do 7° wzgledem stycznej wewnetrznego obrzeza wzdluz linii do punktu, w którym promieniowa szczelina ma wielkosc co najmniej 0,13 nmw Co najmniej niektóre z zebów pionowo rozciagajace sie wzdluz linii sa umieszczone z odstepem z tylu tej linii przeciecia tworzac odcinek /m/ majacy obwodowa szerokosc od 0,05 mm do 0,38 mm. Pionowo rozciagajaca sie linia jest nieco nachylona ku tylowi wzgledem linii przeciecia, zas odcinek /m/ jest szerszy w swoim górnym koncu, niz w dolnym koncu.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia frez pierscieniowy, w widoku z boku, fig. 2 - zab freza w wido¬ ku patrzac z jego osi pionowej w kierunku obwodu zewnetrznego, fig. 3 - frez w przekroju wzdluz linii 3-3 z fig. 1 a fig. 4 - fragment dolnego konca freza, w widoku od czola.Frez 10 wedlug wynalazku ma trzon 12, z którym polaczona jest pierscieniowa boczna scianka 14, której dolny koniec ma wiele, rozmieszczonych z odstepami na obwodzie, skra¬ wajacych ostrzy 16, przy czym pomiedzy dwoma kolejnymi ostrzami 16 wykonany jest skiero¬ wany ku górze spiralny rowek 18, którego promieniowa glebokosc równa jest korzystnie po¬ lowie grubosci scianki 14 albo jest mniejsza. Kazdy rowek 18 umieszczony jest promieniowo obok zeba 20. W korzystnym przykladzie wykonania freza 10 wedlug wynalazku kazde ostrze 16 ma trzy rozciagajace sie promieniowo i obwodowo zatoczone krawedzie skrawajace: wew¬ netrzna krawedz tnaca 22, posrednia krawedz tnaca 24 i zewnetrzna krawedz tnaca 26. Kra¬ wedzie tnace 22, 24 uksztaltowane sa w dolnym koncu zeba 20, przy czym dla pomieszczenia wytwarzanych wiórów przylegle czesci zeba 20 wykonane sa z wewnetrznym wrebem 28 i zew¬ netrznym wrebem 30. Krawedz tnaca 22 wyznaczona jest przez dolny koniec plaszczyzny natar¬ cia 27 wrebu 28, natomiast krawedz tnaca 24 wyznaczona jest przez dolny koniec plaszczyzny natarcia 29 wrebu 30. Krawedz tnaca 26 wyznaczona jest przez dolny koniec plaszczyzny splywu 31 rowka 18. Krawedzie plaszczyzn splywu 31 ogólnie plaskie, a górne krawedzie wre¬ bów 28 i 30 sa nieco zaokraglone.Krawedzie tnace 22, 24 polaczone sa ze soba wystepem 32,a krawedzie tnace 24, 26 wystepem 3^. Jak to uwidoczniono na fig. 3 kazdy wystep 32, 3^ ma taki promien, ze laczy kolejne nastepujace po sobie krawedzie tnace 22, 24, 26. Krawedzie tnace 22, 24, 26 zato¬ czone sa pionowo albo osioVo, poniewaz kazdy zal freza 10 uksztaltowany jest przez dwie plaszczyzny przylozenia 36, 38, uksztaltowane na obwodzie, wznoszace sie ukosnie ku górze, przykladowo pod katem okolo od 8 do 15°. Plaszczyzna przylozenia 36 pochylona jest ponadto promieniowo do srodka i osiowo do góry, natomiast plaszczyzna przylozenia 38 pochylona jest promieniowo na zewnatrz i osiowo do góry. Plaszczyzny przylozenia 36, 38 przecinaja sie145 481 3 w wierzcholku 40. Jezeli frez 10 jest mocno obciazony wiórami najkorzystniejszy kat po¬ chylenia plaszczyzny przylozenia 36 zawiera sie W granicach od +25° do -3°f korzystnie okolo 15° wzgledem poziomu, natomiast kat pochylenia plaszczyzny przylozenia 38 zawiera sie w granicach od okolo 5 do 35°, korzystnie od okolo 5 do 10°.Krawedzie tnace 22, 24, 26 sa w pionie i/albo na obwodzie ustawione schodkowo w takiej odleglosci, ze kazda z nich skrawa oddzielny-wiór albo co najmniej rozdziera cienka wstege materialu, która ma tendencje do laczenia wiórów, Dzield pochyleniu krawe¬ dzi tnacych 22 i 24, zarówno osiowo jak i promieniowo, skrawane wióry kierowane sa ku górze poprzez odpowiednie wreby do rowka 18. Takze wiór skrawany przez zewnetrzna krawedz tnaca 26 kierowany bedzie ku górze poprzez przylegly rowek 18 i w ten sposób wszystkie wióry usuwane beda latwo i gladko do góry poprzez rowki 18.Wewnetrzna powierzchnia freza 10 korzystnie jest zatoczona jak to uwidoczniono na fig. 4, gdzie zamiast szlifowania zarysu jako luku na promieniowo wewnetrznej powierz¬ chni kazdego zeba wykonuje sie plaska powierzchnie 46, za pomoca przykladowo sciernicy 48 skierowanej promieniowo poprzez kazdy wrab 28 pod zadanym zadanym katem. W tym przypadku szerokosc szczeliny 50 zwieksza sie w kierunku ku tylowi.Maksymalna szerokosc odcinka ra nie powinna byc wieksza niz okolo 1,016 mm, ko¬ rzystnie powinna byc w zakresie od okolo 0,0508 mm do 0,381. Pozadane jest, aby odcinek m byl waski, poniewaz wplywa on na promieniowa; stabilnosc freza 16 i zapobiega frezowa¬ niu nadmiarowych otworów. Jednakze nie jest sprawa zasadnicza aby kazdy zab mial odcinek m.Jezeli wewnetrzna powierzchnia freza 10 jest zatoczona bezposrednio ku linii przeciecia sie pomiedzy wewnetrzna powierzchnia freza 10 i plaszczyzna natarcia 27 wrebu 28 /linia prze¬ rywana 52 na fig. 2/, to utworzona jest rozciagajaca sie pionowo boczna tnaca krawedz za¬ miast pionowo rozciagajacego sie odcinka m. Zmniejsza to minimum tarcie pomiedzy wewnetrzna powierzchnia freza 10 a centralnym wystepem wytwarzanym przez frez 10. W produkcji trudno jest wyegzekwowac zatoczenie kazdej krawedzi tnacej kazdego freza i uzyskac takie pionowe krawedzie tnace, które wszystkie bylyby umieszczone w tym samym promieniowym odstepie od centralnej osi freza,jaki ma odcinek m. Dlatego tez korzystniejsze jest i pozadane takie zatoczenie freza, które pozostawia waski wewnetrzny odcinek m na kazdym zebie, albo co najmniej na wiekszosci zebów. Wybranie moze byc tak wykonane, aby odcinek zmienial swoje wymiary od bardzo malych usytuowanych przy koncu zeba i osi freza do progresywnie wiekszej jego szerokosci w kierunku ku górze. Zabezpiecza to uzyskanie co najmniej waskiego odcinka m*, zarówno przy wytwarzaniu freza,jak równiez jego powtórnego ostrzenia poprzez szlifowa¬ nie zarówno plaszczyzn przylozenia 36, 38, jak i plaszczyzn natarcia 27. Jak to uwidocznio¬ no na fig. 2,odcinek m moze byc szlifowany tak, aby poczatkowo mial szerokosc na swoim dolnym koncu od okolo 0,0508 mm do okolo 0,127 mm i okolo 0,381 mm na swoim górnym koncu. * Rozpietosc w pionie odcinka m jest korzystnie nieznacznie wieksza niz rozpietosc w pionie wrebów 28, stad zatoczone szczeliny 42, 50 rozciagaja sie ku górze co najmniej nieznacznie ponad górne konce wrebów 28.Jak juz wczesniej stwierdzono jednym z problemów zwiazanych z wykorzystaniem tego typu pierscieniowych frezów jest zaleganie wiórów pomiedzy wewnetrzna 'powierzchnia scianki 14. freza 10, a zewnetrzna powierzchnia centralnego wystepu nacinanego przez frez. Zastoso¬ wanie waskiego odcinka m w polaczeniu z wykonaniem kanalu na wewnetrznej powierzchni kazdego zeba eliminuje ten problem. Jezeli wióry zaklinowuja sie pomiedzy wewnetrzna powierzchnia freza a centralnym wystepem, duzy nacisk wywierany na nie przez odcinek m albo pionowa boczna krawedz tnaca powoduje kruszenie wiórów, albo co najmniej spychanie ich w dól tak, te sa one szybko wyladowywane do szczeliny, albo kanalu, a nastepnie odprowadzane promie¬ niowo na zewnatrz do nastepnego wrebu i rowka 18.4 145 481 Z powyzszych wyjasnien wynika, ze szczeliny 42, 50 mus zamiec wystarczajaco pro¬ mieniowe wymiary, aby mogly sie gromadzic w nich kazdej wielkosci wióry, które wchodza do szczeliny 42, 50. Zwykle frezy konstruowane sa do pracy z takim posuwem, aby wytwarzac wiór /grubosc wióra/, az do okolo 0,127 mm. Dlatego wiec szczeliny powinny miec promieniowe wy¬ miary takie, aby laczyly sie z nastepnym wrebem o co najmniej tych wymiarach, przy czym szczeliny powinny miec minimalne promieniowe wymiary dosc bliskie tylnym krawedziom odcinka m tak, aby byly dostepne do wylotu natychmiast po spotkaniu sie z odcinkiem m.Doswiadczenia wykazaly, ze szczeliny wyznaczone sa przez powierzchnie, która wznosi sie, promieniowo na zewnatrz pod katem okolo co najmniej 3°, korzystnie co najmniej 7°, do stycznej i do tylnej krawedzi odcinka m, albo pionowej bocznej tnacej krawedzi w przypadku, gdy brak jest odcinka m, zadana szerokosc promieniowa szczeliny wynoszaca 0,127 mm wystepuje wystarczajaco blisko odcinka m albo bocznej tnacej krawedzi, aby zabezpieczone bylo latwo odprowadzenie wiórów poprzez szczeline. Kat ten wzgledem stycznej oznaczono jako a na fig. 4, i przedstawiono w zakresie okolo 12°, korzystnie dla przykladu wykonania freza uwidocznionego na f^g. 4. Gdy szczelina uksztaltowana jest w postaci lukowego kanalu, który ma maksymalna szerokosc posrodku wzgledem przeciwleglych konców, natomiast konieczne jest, aby koniec odprowadzajacej szczeliny mial szerokosc cp najmniej okolo 0,127 mm.Gdy do freza podawane jest chlodziwo poprzez osiowy kanal 54 w trzonie 12 freza, zrozumiale jest, ze szczeliny spelniaja dodatkowa funkcje, a mianowicie zapewniaja dostar¬ czanie duzej ilosci chlodziwa bezposrednio w sasiedztwie zebów, które maja mniejsza mase niz by mialy w przypadku braku szczelin. W przypadku, gdy uzycie szczelin o duzej objetosci moze byc pozadane z punktu widzenia efektywnosci chlodzenia zebów, nalezy zwrócic^ uwage na to,aby nie zataczac zebów na calej ich dlugoscirprzez co zmniejsza sie mase pojedynczych zebów do punktu, przy którym beda one slabe.Dla zilustrowania korzysci wynikajacych z uzycia frezów wedlug wynalazku, przetes¬ towano dwa frezy w tych samych warunkach, a otrzymane wyniki przedstawiono w tabeli ponizej.Oba frezy mialy srednice zewnetrzna 47,63 mm i byly typu przedstawionego na fig. 1. Frezy mialy identyczna konstrukcje i wymiary, przy czym róznily sie miedzy soba, tym, ze frez A nie mial odcinków m, a frez B mial wewnatrz odcinki m; wykonane zgodnie z fig. 4 o szero¬ kosci w zakresie od 0,0508 mm do 0,127 mm. Oba frezy obracaly sie z predkoscia 150 obrotów na minute i frezowaly otwory w 50,80 mm stali pretowej 1018.Z ponizszej tabeli mozna z latwoscia wywnioskowac korzysci z zastosowania frezu wedlug wynalazku. We wszystkich przypadkach otwory wykonane frezem B maja zasadniczo mniej¬ szy nadwymiar oraz mniejsza chropowatosc. Przy wyzszych wielkosciach obciazenia frez B wy¬ maga mniej mocy i mniejszego docisku. Frez A nie byl testowany przy obciazeniu wiórem o przekroju 0,127 mm, poniewaz przewidywano, ze frez moze zlamac sie pod takim obciazeniem.IS83SS Frez A Wielkosc wiór obciaza jacy mm 0,0508 0f0762 0,102 zasilania — mm/s 1.5 2,3 3,05 Moc Kit 2,685- 2,983 3,579- 3,878 5,966- 6,711 Docisk Chropo- Chropo- Nadwymiar kN watosc watosc otworu otworu kawalka mm um metalu pm 2,54 3,36 4,99 3,81 12,7 12,7 3,81 12,7 12,7 0,127 0,229 0,254145 481 5 c.d. tablicy ^ Frez °'°5°Q 1f5 2,61-2,908 2,41 3,81 2,54 0,089 B6 0,0762 2,3 3,728-4,101 3,37 9,525 6,35 0,124 0,102 3,05 5,145-5,593 4,46 12,7 6,35 0,127 0,127 3,8 6,413-6,86 5,27 12,7 9,525 0,102 Zastrzezenia patentowe 1. Frez pierscieniowy, zawierajacy korpus z cylindryczna scianka boczna, w której dolnej czesci ma rozmieszczonych obwodowo wiele zebów spiralnych rowków usytuowanychwokól zewnetrznego obrzeza i skierowanych do góry pomiedzy kolejnymi zebami, a kazdy z nich ma co najmniej jedna rozciagajaca sie promieniowo krawedz tnaca i wreby rozciagajace sie pro¬ mieniowo na zewnatrz'poczynajac od wewnetrznej powierzchni bocznej scianki do rowków pomie¬ dzy kolejnymi zebami, dla ulatwienia usuwania gromadzonych wiórów skrawanych przez krawedzie tnace usytuowane promieniowo na zewnatrz i do góry w kierunku do rowków, przy czym kazdy wrab ma rozciagajaca sie promieniowo plaszczyzne natarcia skierowana ku górze, poczynajac od wewnetrznego promieniowo konca kazdej krawedzi tnacej i wewnetrznej powierzchni kazdego zeba, która zatoczona jest w kierunku promieniowym na zewnatrz oraz zapewnia utrzymanie obwodowo rozciagajacej sie promieniowo szczeliny, pomiedzy wewnetrzna powierzchnia zeba i centralnym wystepem nacietym w przedmiocie obrabianym przez frez, który te szczeline ma usytuowana obwodowo w kierunku do tylu rozciagajacej sie linii umieszczonej z tylu linii przeciecia sie wewnetrznej powierzchni i plaszczyzny natarcia kazdego wrebu w odleglosci nie wiekszej niz 1 mm, znamienny tym, ze szczelina zawiera plaska plaszczyzne /46/ nachylona promieniowo w kierunku na zewnatrz od wewnetrznego obrzeza pod katem do jego stycznej• 2. Frez wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze szczeline ma okreslona przez pionowa powierzchnie, która nachylona jest promieniowo w kierunku zewnetrznym od pionowo rozciagajacej sie linii pod katem co najmniej w zakresie od 3° do 7° wzgledem sty¬ cznej wewnetrznego obrzeza wzdluz linii do punktu, w którym promieniowa szczelina ma wielkosc co najmniej 0,13 mm. 3. Frez wedlug zastrz, 2, znamienny tym, ze co najmniej niektóre z zebów pionowo rozciagajacej sie wzdluz linii sa umieszczone z odstepem z tylu tej linii przeciecia tworzac odcinek /m/ majacy obwodowa szerokosc od 0,05 mm do 0,38 mm. 4. Frez wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze pionowa rozciagajaca sie linia jest nieco nachylona ku tylowi wzgledem linii przeciecia, zas odcinek /m/ jest szerszy w swoim górnym koncu, niz w dolnym koncu.f45 481 Fig-I /(, Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 400 zl PL PL PL