Розмір шрифту: 

Алюмінієві профілі широко використовуються при виготовленні різноманітних конструкцій у різних галузях. Особливою перевагою даного матеріалу є те, що профіль виготовляється з термообробленого алюмінієвого сплаву та пустотілим, відповідно за міцністю він не поступається сталевим профілям, але набагато легші, додатково профіль може бути покритий різними покриттями, що значно розширює область його застосування. Асортимент профілів дуже великий, що дає змогу втілювати будь-які побажання та мрії.

Основною проблемою при виготовленні конструкцій з профілів є процес його розрізання на деталі необхідної довжини, оскільки до точності та якості оброблених торцевих поверхонь висуваються дуже жорсткі умови, оскільки від точності та якості торцевих поверхонь залежить точність складання конструкції в цілому. Відрізання деталей з алюмінієвих профілів виконується дисковими відрізними фрезами, тому від вибору фрези залежить і якість конструкції [1 - 5].

Дискова відрізна фреза конструктивно є тонким диском з посадочним отвором та розташованими на периферії різальними зубцями. Оскільки при обробленні алюмінієвих сплавів інструмент працює на високих швидкостях та подачах, то процес різання супроводжується рядом негативних факторів, таких як вимушені вібрації диску фрези, підвищені температури різання, що призводить до погіршення якості оброблення, викришування та поломки зубців та інструменту в цілому. Відповідно до цього й існує велике різноманіття фрез дискових відрізних, яке пов’язане з тим, що кожна нова конструкція інструменту направлена на покращення умов його роботи [1, 6].

Таким чином, постає задача аналізу негативних явищ роботи інструменту та чинників, які їх викликають та впливають на них в процесі роботи фрези.

Для зменшення сил різання та температур на поверхню фрези наносять спеціальні покриття [1 - 5], направлені на зменшення сил тертя між фрезою та заготовкою, що є позитивним, але збільшує собівартість інструменту, а в процесі поновлення працездатності фрези покриття знищуються.

Для зменшення температурних деформацій диску фрези, внаслідок високих температур різання, використовуються термокомпенсаційні прорізи на периферії диску фрези, завдяки яким температурні деформації зубців відбуваються в площині диска, що не викликає викривлення тіла самого диска, та призводить до зменшення вібрацій інструмента [1 - 5].

Для боротьби з вібраціями диска фрези виробники інструменту використовують два основних підходи: хвилеподібні прорізи, які можуть бути також заповнені поліуретаном та кільця жорсткості [1 - 5]. Дані елементи направлені на гасіння вібрацій, що виникають в процесі різання, але їх недоліком є трудомісткість та складність виконання, оскільки пази та кільця жорсткості, для певного інструменту, що працює за певних умов, повинні мати певну форму та розташовуватися у визначеному місці, причому точно, що призводить до ускладнення конструкції та підвищення собівартості інструменту.

Наведені методи боротьби з вібраціями та температурними деформаціями направлені на боротьбу з ними, а не на їх зменшення чи взагалі відсутність. Такий підхід не є конструктивним, найкращим виходом є боротьба з причиною цих негативних явищ.

Вібрації диска фрези виникають внаслідок вимушених коливань диска, викликаних силами різання в процесі періодичного входу в заготовку зубців інструмента та виходу з неї. Таким чином, одним з методів зменшення вимушених коливань диска фрези є розташування зубців з нерівномірним кутовим кроком, що призводить до відсутності періодично збуджуючої сили різання, тобто вібрації додатково не підживлюються [6].

Іншим варіантом, який використовують виробники, є зменшення сили різання, за рахунок зменшення ширини різання кожним окремим зубцем, тобто використовується групова схема зрізання припуску [1, 6]. Такий підхід реалізовано у формі різальної кромки, а саме: зі стружкорозподільними канавками що чергуються; фасками на периферії зубців що чергуються; різною формою зубців у групі; різним, відносно осі, розташуванням зубців у групі, тощо [2 – 5]. Такий підхід насправді зменшує сили різання, але не вирішена проблема з входом зубців у заготовку та їх виходом, в процесі яких відбувається різке підвищення та зменшення сили різання.

Одним з варіантів вирішення даної проблеми є використання прогресивних схем зрізання припуску, наприклад, використання в конструкції фрези різнонаправлених зубців, які працюють в умовах косокутного різання та розташовані в шаховому порядку. Завдяки такому розташуванню зубців, вони, в процесі роботи, плавно входять та виходять із заготовки, що суттєво зменшує сили різання [7] та вібрації, до того ж кутовий крок зубців є нерівномірним, що додатково зменшує вібрації інструмента [6] та підвищує якість оброблення [8]. Окрім того, наведена конструкція є технологічною, а поновлення працездатності інструменту не буде економічно затратним.

Таким чином, конструкція дискової відрізної фрези з різнонаправленими зубцями призводить до зменшення сил різання та вібрацій, що сприятливо вплине на якість та точність оброблення. Окрім того, дана конструкція фрези дозволить підвищити режими різання, що призведе до підвищення продуктивності оброблення.

фреза дискова відрізна; різнонаправлені зубці; сили різання; вібрації; вимушені коливання; алюмінієвий профіль