Прочность является важным фактором, обеспечивающим безопасную работу дереворежущего инструмента. Нет единой теории прочности дереворежущего инструмента. Имеются отдельные работы [2, 18], в которых рассматривается прочность определенных конструкций инструмента.
Определяющими нагрузками для дереворежущего инструмента, работающего при больших частотах вращения, являются центробежные силы. Поэтому в большинстве случаев выполняют поверочные расчеты инструмента па прочность от действия центробежных сил. Цель поверочных расчетов — определение коэффициента запаса прочности. Ниже приведены примеры поверочных расчетов для двух типов инструмента:
Пример 1. Фреза с напаяянными пластинами из быстрорежущей стали. На напаянную пластину действует центробежная сила С, стремящаяся оторвать ее от корпуса фрезы (рис. 10).
С учетом возможных дефектов пайки примем, что нагрузку от действия центробежкой силы воспринимает одна нижняя поверхность пайки размером ахb (ширина пластины b не показана). Линия действия центробежной силы проходит на расстоянии 1 от центра рассматриваемой поверхности пайки.
Конструктивные решения фрез обеспечивают достаточную надежность конструкции. Однако материал
влияние на надежность. Поэтому все фрезы, выпускаемые серийно, обя¬зательно подвергаются испытаниям на разрыв от действия центробежных сил. Испытания проводятся при частоте вращения, в 1,5 раза превышающей рабочую частоту вращения фрез. В маркировке инструмента указывается предельно допустимая частота вращения.
На практике бывают случаи разрыва составных фрез с затылованяыми зубьями. Причина этого — применение переходных колен или втулок для посадки фрез на шпиндели различного диаметра.
Составные фрезы с затылованными зубьями выпускаются с посадочным диаметром 60 мм. Особенностью этих фрез является то, что фрезы, входящие в комплект составной фрезы, контактируют друг с другом по вершинам зубьев фрезы меньшего диаметра.
Обязательное условие эксплуатации этих фрез — применение патрона для посадки их на шпиндель станка. Наружный посадочный диаметр патрона — 60 мм, диаметр внутреннего отверстия соответствует диаметру шпинделя. В опорном фланце патрона имеются отверстии диаметром
11 мм, в которые входят головки штифтов фрезы Закрепление фрезы на патроне производится круглой гайкой с уменьшенным шагом резьбы
Поскольку фреза вращается по часовой стрелке, на патроне п гайке должна быть нарезана левая резьба При затягивании круглой гайки исключена возможность создания осевого усилия, которое привело бы к появлению недопустимых напряжений в месте контакта зубьев. Патрон с закрепленной на нем таким образом фрезой устанавливается на шпиндель и затягивается шестигранной гайкой, которая контактирует с торцевой поверхностью патрона. Крутящий момент от шпинделя в этом случае передается на фрезу через штифты.
При применении переходных колец или втулок значительное усилие от затягивания шестигранной гайкой передается непосредственно на зубья составной фрезы, что приводит к ее поломке
Для обеспечения безопасных условий эксплуатации инструмента необходимо систематически проверять и при необходимости проводить балансировку инструмента; применять для составных фрез патроны; для инструмента с напаянными режущими элементами обеспечивать условия заточки, предотвращающие нарушение паяного шва, надежно закреплять инструмент без проворачивания на шпинделе; не допускать чрезмерных нагрузок на инструмент, вызываемых нарушением режимов резания или геометрической точности механизмов резания, подающих и прижимных элементов деревообрабатывающего оборудования.