ФРЕЗА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВАЛОВ ПРОФИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ПРОТЯЖНОГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к области металлообрабатывающей промышленности.
4
Известен способ обработки заготовок профильных валов с равноосным контуром (А.с. 1599158 СССР: МКИ В23С 3/00), который реализуют на станке торцовой фрезой при относительных прямолинейных гармонических движениях режущего инструмента и обрабатываемой заготовки [1]. Недостатком данного способа является необходимость создания специального станочного агрегата осуществляющего сложные согласованные движения, сложная наладка, а также невозможность обработки длинномерных валов.
Известна фасонная фреза для обработки валов с равноосным контуром (В23С 5/12 - RU 51358 U1, 2005) на горизонтально-фрезерном станке, которой последовательно обрабатывают грани вала, при этом возможна обработка и длинномерных валов.
Недостатком конструкции данной фрезы является то, что аппроксимация обрабатываемого контура производится отрезками: прямой - для сменных многогранных пластин (СМП) с прямолинейной режущей кромкой; выпуклой дугой окружности для круглой СМП. Так как режущая кромка контактирует с формируемой поверхностью только в одной точке, то при малом радиусе кривизны профиля для обеспечения необходимого качества получаемой поверхности требуется увеличивать количество СМП на инструменте и диаметр инструмента. Кроме того, приходится снижать подачу на зуб, так как формирование профиля производится за один оборот фрезы, а это ведет к снижению производительности.
Технической задачей, на решение которой направлено предполагаемое изобретение является повышение качества обработанной поверхности и производительности процесса обработки, а также повышение стойкости фрез за счет снижения вибраций при обработке.
Технический результат достигается тем, что формообразование данного профиля осуществляют вогнутыми производящими линиями, которые образуются при вращении фрезы, установленной под углом к направлению подачи, оснащенной СМП с прямолинейными режущими кромками, расположенными на корпусе инструмента под углами λ и φ к его оси. При этом формирование профиля производится одним зубом фрезы. Расположение СМП под углами λ позволяет снизить вибрации, а, следовательно, повысить стойкость режущего инструмента.
Конструкция фрезы поясняется чертежами: на Фиг.1. изображена схема обработки вала профильного соединения фрезой оснащенной СМП, расположенными на корпусе под углами λ, на Фиг.2. показана установка фрезы под углом к направлению подачи, Фиг.3. показана схема установки режущей кромки СМП под углом φ.
При вращении совокупности прямолинейных образующих, расположенных под углами λ к оси вращения, получим участок контура профильного соединения, который аппроксимирован участками гиперболической кривой Фиг.1. При этом получают профильные соединения представляющие собой равноосный, синусоидальный, циклоидный (эпи-, гипо-, перициклоидный), усеченный гипоциклоидный контур «Венгерский профиль», радиусный, а также контуры представленные другими кривыми.
Необходимый угол наклона режущих кромок СМП определяют по формуле Фиг.1:
k
где: R - радиус фрезы в конечной точке режущей кромки СМП, мм;
n
R - радиус фрезы в начальной точке режущей кромки СМП, мм;
k
х - координата по оси X конечной точки режущей кромки СМП, мм;
n
х - координата по оси X начальной точки режущей кромки СМП, мм.
Для обеспечения рациональных значений углов λ с сохранением схемы формообразования режущие кромки СМП располагают под углами φ.
Необходимый угол φ наклона режущей кромки СМП определяют по формуле Фиг.2
где х, у - координаты точки режущей кромки, в которой определяется угол φ;
а - действительная полуось получаемой гиперболы.
Расположение под углом к направлению подачи необходимо для управления конструктивными параметрами инструмента при его проектировании: чем больше угол ζ тем меньше ширина фрезы, диаметр фрезы и тем больше угол наклона режущих кромок СМП λ и радиус кривизны производящей поверхности фрезы ρ (Фиг.3). Для профилей имеющих большой радиус кривизны возможна установка фрезы под углом ζ=90.
1. Тимченко А.И., Схиртладзе А.Г. Станочный агрегат для фрезерования РК-профильных валов при их поступательном прямолинейном гармоническом движении // Вестник машиностроения. 1991. №1. стр.54-56.