ФРЕЗА ЧЕРВЯЧНАЯ СБОРНАЯ

Полезная модель относится к металлообработке и может быть использована при обработке цилиндрических зубчатых колес наружного зацепления.
Известна сборная червячная фреза, выбранная в качестве ближайшего аналога, содержащая корпус с выполненными на нем продольными пазами прямоугольной формы и цилиндрическими проточками на торцах, зубчатые рейки с заплечиками на концах, торцевые крепежные элементы, установленные на цилиндрических проточках корпуса и заплечиках зубчатых реек и фиксирующие их в осевом и радиальном направлениях, посаженные на клей при температуре 320°С с последующей сушкой в печи (патент РФ №51546, МПК В23С 5/20, опубл. 27.02.2006).
Данные фрезы применяют как для черновой, так и для чистовой обработки зубьев. Профиль зубьев таких фрез, как правило, выполняется с фланками, предназначенными для обработки фасок на вершинах зубьев зубчатого колеса.
К недостаткам данной фрезы следует отнести невозможность получения точного размера фаски по вершинам зубьев. Это особенно актуально при малых величинах фаски, сравнимых с допуском на наружный диаметр зубчатого колеса. В этом случае, в зависимости от фактического наружного диаметра зубчатого колеса возможно полное отсутствие фаски или наоборот фаска может в 2 и более раза превышать требуемый размер.
Одним из способов решения данной проблемы является ужесточение допуска на наружный диаметр зубчатого колеса, однако это приведет к усложнению технологии изготовления детали и, как следствие, ее удорожанию.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение качества обработки зубчатых колес за счет обеспечения точности размеров фасок на вершинах зубьев зубчатых колес.
Указанная задача решается тем, что сборная червячная фреза, содержащая корпус с выполненными на нем продольными пазами прямоугольной формы и цилиндрическими проточками на торцах, зубчатые рейки с заплечиками на концах, торцевые крепежные элементы, установленные на цилиндрических проточках корпуса и заплечиках зубчатых реек и фиксирующие их в осевом и радиальном направлениях, содержит дополнительные режущие элементы в виде прямых реек, установленных через одну с зубчатыми рейками, при этом высоту h от начальной прямой фрезы до вершин прямых реек определяют следующей зависимостью:
a cp.
h=(D-D)/2,
a cp.
где D - диаметр вершин зубьев зубчатого колеса, соответствующий середине поля допуска;
D - диаметр делительной окружности,
1
а высоту h от начальной прямой фрезы до начала фланка определяют следующей зависимостью:
1
cp.
h=h-f,
cp.
где f - размер фаски на вершине зуба зубчатого колеса, соответствующий середине поля допуска.
1
Выполнение сборной червячной фрезы содержащей корпус с выполненными на нем продольными пазами прямоугольной формы и цилиндрическими проточками на торцах, зубчатые рейки с заплечиками на концах, торцевые крепежные элементы, установленные на цилиндрических проточках корпуса и заплечиках зубчатых реек и фиксирующие их в осевом и радиальном направлениях, с дополнительными режущими элементами, в виде прямых реек, установленных через одну с зубчатыми рейками, в сочетании с высотами h и h, от начальной прямой фрезы до вершин прямых реек и до начала фланка, определяемыми приведенными зависимостями, позволит обеспечить обработку вершин зубьев колеса прямыми рейками до диаметра, соответствующего середине поля допуска, и снятие фасок фланками зубчатых реек с обеспечением требуемого размера фаски от полученного диаметра вершин также по середине поля допуска, что в совокупности обеспечит высокое качество обработки зубчатых колес.
Заявителю не известны сборные червячные фрезы с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:
фиг.1 - фреза червячная сборная (общий вид);
фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
фиг.3 - выносной элемент Б на фиг.2;
фиг.4 - внешний вид фасок на зубьях зубчатого колеса.
Фреза червячная сборная содержит корпус 1 с выполненными на нем продольными пазами 2 прямоугольной формы и цилиндрическими проточками 3 на торцах 4. В пазах 2 установлены зубчатые рейки 5 с заплечиками 6 на концах. Рейки 5 зафиксированы в осевом и радиальном направлениях торцевыми крепежными элементами 7, установленными на цилиндрических проточках 3 корпуса 1 и заплечиках 6 зубчатых реек 5. Дополнительные режущие элементы в виде прямых реек 8 установлены в продольных пазах 2 через одну с зубчатыми рейками 5. Высоту h от начальной прямой 9 фрезы до вершин 10 прямых реек 8 определяют следующей зависимостью:
a cp.
h=(D-D)/2,
a cp.
где D - диаметр вершин зубьев зубчатого колеса, соответствующий середине поля допуска;
D - диаметр делительной окружности,
1
а высоту h от начальной прямой 9 фрезы до начала фланка 11 определяют следующей зависимостью:
1
cp.
h=h-f,
cp.
где f - размер фаски на вершине зуба зубчатого колеса, соответствующий середине поля допуска.
Da
Da
С целью обеспечения диаметра вершин зубьев зубчатого колеса, соответствующего середине поля допуска на этот диаметр, вводится дополнительный технологический припуск δ, равный допуску на диаметр вершин T. При этом ширина допуска остается неизменной, что позволяет не усложнять технологию обработки.
Обработку зубьев зубчатого колеса рассмотрим на примере обработки шестерни заднего хода автомобиля «КАМАЗ».
Исходные данные:
m=5 - модуль, мм;
z=48 - число зубьев;
-0,16
Da=248,72 - диаметр вершин зубьев, мм;
f=0,6±0,1 - размер фаски, мм.
Произведем расчет технологических размеров заготовки и профиля инструмента.
Допуск на диаметр вершин зубьев:
Da
T=0,16 мм;
Технологический припуск на диаметр вершин зубьев:
Da
Da
δ=T=0,16 мм;
Диаметр вершин зубьев с технологическим припуском по середине поля допуска:
a cp
a
Da
Da
D.=D+δ-T/2=248,72+0,16-0,16/2=248,8 мм;
Размер фаски на вершине зуба зубчатого колеса, соответствующий середине поля допуска:
cp
f=0,6 мм;
Диаметр делительной окружности зубчатого колеса:
D=mz=5·48=240 мм;
Высота от начальной прямой до вершин прямых реек:
a cp.
h=(D-D)/2=(248,8-240)/2=4,4 мм;
Высота от начальной прямой до начала фланка:
1
cp
h=h-f=4,4-0,6=3,8 мм.
Процесс работы сборной червячной фрезы выглядит следующим образом. Фрезу, закрепленную на оправке и развернутую на угол подъема зубьев относительно направления зубьев заготовки, размещают в исходное положение. После включения главного движения резания - вращения фрезы и движения подачи - вращения заготовки фрезе сообщают движение подачи вдоль направления зубьев заготовки. Вращение заготовки и фрезы согласованное. При этом зубчатые рейки 5 снимают основной припуск и формируют рабочий профиль зубьев, впадину и фаску по вершине зуба. Прямые рейки 8 снимают припуск только по вершине зубьев зубчатого колеса. Размещение зубчатых и прямых реек через одну позволяет снимать припуск в виде незамкнутого контура, что обеспечивает нормальные условия стружкоотвода. После перемещения фрезы вдоль всей ширины зубчатого венца ее отводят.
Фреза червячная сборная может быть изготовлена на стандартном оборудовании с применением известных материалов и современных инструментов, что соответствует критерию «промышленная применимость».