Совершенствование конструкции торцевых фрез (стр. 3 из 3)
Дефектным элементом изменяемого объекта – зуба является режущая кромка, которая не соответствует требованиям ИКР и изнашивается.
Для уменьшения износа зуба удельная нагрузка на режущую кромку должна быть небольшой, т.е. длина кромки должна быть увеличена.
Для обеспечения большой глубины резания при сравнительно малых силах сопротивления режущая кромка должна быть малой длины.
Физическое противоречие: режущая кромка должна быть короткой и длинной.
Для решения данной технической задачи применим метод технического творчества – разделение противоречий в пространстве. Изготовим фрезу, оснащённую зубьями, как показано на рисунке. Как видно из рисунка, параметры срезаемого слоя не изменились, т.е. силы резания остались на прежнем уровне. При этом длина режущей кромки, с которой контактирует материал, значительно увеличена. Поэтому на единицу рабочей поверхности зуба приходится меньшая нагрузка и износ её значительно уменьшается.
При явном недостатке – увеличении затрат на материал зубьев, скажущемся на увеличении себестоимости изделия, предполагается достигнуть следующего положительного эффекта:
- Увеличение стойкости инструмента за счёт снижения удельной нагрузки на режущую кромку зуба.
- Снижение уровня вибраций фрезы за счёт того, что на момент выхода из контакта с обрабатываемой поверхностью одного зуба, в контакт уже входит следующий зуб; при этом зубья начинают резать не сразу на всю глубину, а постепенно увеличивая глубину по мере вхождения зуба в обрабатываемый материал.
- Снижение температуры в зоне резания, снижение негативного термического воздействия на инструмент за счёт увеличения зоны контакта зуба и детали.
- Облегчённое удаление стружки из зоны резания за счёт того, что режущие пластины новой фрезы работают, как центробежный насос, создавая сильный разбрасывающий поток воздуха по периферии фрезы.
- Увеличение надёжности крепления режущих пластин в корпусе фрезы за счёт увеличения размеров крепёжной поверхности; при резании силы сопротивления не стремятся вывернуть зуб из фрезы, как ранее, а наоборот, прижимают пластины к корпусу, повышая тем самым надёжность крепления.
Всё вышеперечисленное в случае опытного подтверждения позволяет существенно усовершенствовать процесс фрезерования, увеличить скорости обработки, увеличит стойкость инструмента тем самым снижая себестоимость всего процесса.
Заключение
В результате проделанной работы мы познакомились на практике с основными методами научных исследований, применили их к объекту техники – торцовой фрезе и в результате получили несколько технических решений, устраняющих определённые недостатки исходного объекта.
На основании полученных знаний и навыков стало возможным применять методы научных исследований во всех сферах техники и технологии, совершенствовать объекты и процессы проектирования и производства.