ФРЕЗА ЧЕРВЯЧНАЯ СБОРНАЯ

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано при разработке оптимальных в конструктивном и технологическом отношении элементов червячных модульных фрез со сменными твердосплавными или быстрорежущими пластинами.
Известна конструкция червячной фрезы [1] содержащая корпус, сменные пластины и элементы крепления сменных пластин в корпусе. Зубья, расположенные на корпусе, содержат треугольный выступ, являющийся опорной поверхностью для сменной пластины. Сменная пластина на стороне прилегания содержит углубление треугольной формы, посредством которой базируется на треугольном выступе зуба фрезы. Фиксация сменной пластины осуществляется клином с винтовым зажимом.
Недостатком известной конструкции является следующее: паз в тяжело нагруженной в процессе работы пластине снижает ее прочность и создает значительные концентраторы напряжения; с точки зрения базирования пластины - возможны два варианта: а) либо только ее прилегание узкой плоской поверхностью к опорной поверхности корпуса возле основания при зазоре между базирующим треугольным пазом и трапецеидальным выступом, что не обеспечивает достаточную опору рабочей части пластины в процессе резания и в целом - точность ее расположения в осевом направлении и жесткость закрепления, к тому же, вершины пластины в этом случае расположены консольно, вся пластина работает на скручивание, и опорная поверхность, препятствующая качанию пластины, находится на максимальном удалении от вершины; б) происходит полное прилегание трапецеидального выступа и треугольного паза (при этом в сечении углы наклона сторон треугольника и трапеции - разные, т.е. контакт между ними проходит по линии), и тогда в принципе невозможно прилегание опорной плоскости возле основания пластины и корпуса с достаточным пятном контакта (в лучшем случае, по одной точке), что делает закрепление пластины ненадежным, а базирование - неточным.
В разработке компании Fette [2] для ориентирования пластины используется сочетание выступа на пластине и паза в корпусе инструмента, однако закрепление пластины реализовано слишком сложным способом: для предварительного притягивания пластины к базовым поверхностям корпуса используется сочетание пальца-тяги со сферической головкой, под которую в пластине сделана специальная выемка, и само затягивание пальца осуществляется при помощи отдельного винта с коническим наконечником. При этом в нижней части пластины сделан выступ треугольной формы, который для дополнительного притягивания ее к корпусу входит в специальный паз, и в конечном итоге после предварительного притягивания пластина фиксируется отдельным винтом. В данном случае в процессе изготовления инструмента необходимо сверлить несколько отверстий, ось которых не перпендикулярна к внешней поверхности, длинным сверлом, расположенным под углом; к тому же, для сверления отверстия под основной винт, фиксирующий пластину, требуется делать выборку во впереди стоящем по витку зубе, в противном случае сверление отверстия в требуемом положении оказывается невозможным; в дальнейшем в этом отверстии требуется еще и нарезать резьбу. Все эти операции представляют собой высокую технологическую трудность, а крепление тяжело нагруженной пластины винтом является не надежным.
Базирование пластины посредством треугольного паза и треугольного выступа в опорном зубе корпуса не позволяет осуществить плотное прилегание периферийных поверхностей сменной пластины к поверхности зуба. Сменная пластина опирается только на треугольный выступ зуба, что снижает жесткость стыка. Кроме того, при таком способе базирования и закрепления сменной пластины, обеспечение точности осевого шага зуборезной гребенки, после сборки, сопряжено со значительными технологическими трудностями. Погрешность шага зубьев в осевом направлении определяется точностью взаимного положения треугольных выступов на каждом зубе зуборезной гребенки. Подгонка сменных пластин, в этом случае, становится трудоемкой.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение погрешности базирования сменных пластин, повышение контактной жесткости при установке сменной пластины и повышение технологичности изготовления деталей фрезы.
Поставленная техническая задача решается выполнением на зубьях прямобочных пазов, а на сменной пластине прямобочных выступов, с помощью которых пластина вставляется в паз зуба фрезы и зажимается клином посредством винтов с дифференциальной резьбой.
К существенным признакам данного технического решения относятся наличие пазов для установки сменных пластин, устройства зажима пластин.
К отличительным признакам относится наличие прямобочных пазов на зубьях фрезы и прямобочных выступов на сменной пластине, посредством которых сменная пластина вставляется в паз зуба фрезы.
При таком варианте исполнения сборной фрезы повышается точность прилегания сопрягаемых опорных поверхностей зуба фрезы и сменной пластины, тем самым повышается контактная жесткость стыка. Значительно проще технологически обеспечить точность установки сменных пластин и снизить погрешности взаимного положения режущих кромок зубьев в осевом направлении.
Осуществление изобретения (пример конкретного выполнения).
На фиг. 1 приведена 3-D модель червячной модульной фрезы со сменными пластинами (m=10 мм). Составляющие ее детали: 1 - корпус, 2 - сменная пластина, 3 - клин, 4 - дифференциальный винт. В стружечные канавки корпуса, параллельные оси фрезы, устанавливаются сменные пластины, которые опираются о дно канавок, а своими выступами входят в пазы опорных зубьев корпуса и окончательно фиксируются клиньями с помощью дифференциальных винтов. При этом сменные пластины располагаются по винтовой линии с осевым шагом:
o
n
t=t/cosβ,
n
где t - шаг витков в нормальном сечении фрезы;
cosβ - угол подъема витка на делительном диаметре.
Точность базирования пластин обеспечивается путем соответствующего точного расположения и изготовления пазов на зубьях корпуса и выступов у пластин, которыми они входят в эти пазы, после чего прижимаются к опорной поверхности клиньями с помощью дифференциальных винтов.
Предлагаемая конструкция червячной модульной фрезы лишена большинства из перечисленных технологических трудностей. Червяк, выполненный на корпусе инструмента, не участвует в зацеплении с обрабатываемой заготовкой, и к нему не предъявляется высоких требований по точности и шероховатости вообще. Применение сменных твердосплавных пластин не предполагает переточку инструмента, - следовательно, отпадает необходимость в его затыловании. Точность работы инструмента является не результатом сочетания множества факторов, а зависит лишь от погрешности взаимного расположения пазов, выполненных на передних поверхностях зубьев корпуса фрезы и точности их исполнения, что фактически является гораздо более простой задачей, чем выполнение сложной геометрии в целом, а также от точности изготовления самих твердосплавных пластин, технологический процесс изготовления которых, несмотря на специальный профиль, является стандартным и отработанным, и точность изготовления зависит от производственной культуры завода-производителя. В результате при изготовлении инструмента отсутствует проблема выполнения сложных высокоточных криволинейный и винтовых поверхностей, а требуется лишь точно изготовить базовые пазы, что существенно упрощает производственный процесс. Так как стружечная канавка направлена параллельно оси инструмента, то в процессе фрезерования и шлифования стружечной канавки не требуется непрерывного поворота заготовки, согласованного с продольным перемещением режущего инструмента либо шлифовального круга, либо серии трудоемких делительных поворотов инструмента при фрезеровании базовых пазов на передних поверхностях зубьев корпуса. При этом также не предъявляются высокие требования по точности делительных поворотов заготовки при помощи делительной головки, так как базовые пазы, определяющие положение пластин, выполняются последовательно по винтовой линии с шагом спирали червяка фрезы, а значит, при их изготовлении не возникает систематическая накопленная погрешность, определяющая точность шага зубьев инструмента.
1. https://www.sandvik.coromant.com/sitecollectiondocuments/downloads/global/brochures/en-gb/c-1140-546.pdf
2. Peters Walter. Peeling hob./ Wilhelm Fette GmbH [DE], Германия. DE 4330484 A1, 1995.