ПРОТЯЖКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЭВОЛЬВЕНТНЫХ ШЛИЦЕВ

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована для обработки эвольвентных шлицев на внутренних поверхностях деталей.
Известна протяжка для механической обработки с высокой точностью внутренних канавок, имеющая в целом форму прямого стержня с геометрической осью, хвостовик и расположенные последовательно от передней части к задней части переднюю направляющую, выполненную цилиндрической с диаметром D1 и центрированной относительно указанной геометрической оси, и режущий участок, содержащий множество режущих зубьев, также центрированных относительно указанной геометрической оси, повернутых в направлении передней части и имеющих наружный диаметр, по меньшей мере, равный диаметру D1 и постепенно возрастающий в направлении от передней части к задней части, и отделенных друг от друга в боковом направлении выемками, углубленными в тело стержня, при этом режущий участок разделен в направлении от передней части к задней части на несколько режущих зон с режущими зубьями, отделенных друг от друга направляющими поворотного центрирования, выполненными цилиндрическими с диаметром, равным D1 (патент РФ №2231425, МПК 7 B23D 43/02, публ. 27.06.04).
Известна также протяжка для обработки эвольвентных шлицев, выбранная в качестве ближайшего аналога, содержащая корпус с выполненными на нем хвостовиками и режущей частью, выполненной по генераторной схеме и содержащей зубья с корригированным профилем (Протяжки для обработки отверстий / Д.К.Маргулис, М.М.Тверской, В.Н.Ашихмин и др. - М.: Машиностроение, 1986. - стр.127-128).
Формообразование профиля шлицев детали данной протяжкой осуществляется вершинами зубьев. Профиль зубьев протяжки отличается от
профиля шлицев обрабатываемой детали, поэтому боковые стороны зубьев протяжки не участвуют в обработке. Это позволяет снизить трение по боковым сторонам зубьев протяжки, и тем самым, уменьшить усилие протягивания. Конструкция протяжки является технологичной, так как позволяет осуществлять шлифование профиля зубьев на проход вдоль всей режущей части.
К недостаткам данной конструкции относится невысокое качество обработанной поверхности и сравнительно невысокая точность обработки. Поверхность детали после обработки имеет ступенчатую форму, что отрицательно сказывается на ее работоспособности. Калибрующие зубья данной протяжки калибруют шлицы только по диаметру впадин и не калибруют их по боковым сторонам. В результате этого «ступеньки» на зубьях остаются не снятыми. Выполнение же зубьев протяжки без корригирования профиля приводит к значительному увеличению трения по боковым сторонам зубьев и, как следствие, к увеличению усилия протягивания.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение качества обработанной поверхности за счет устранения ступенчатой формы боковых поверхностей шлицев.
Указанная задача решается тем, что протяжка для обработки эвольвентных шлицев, содержащая корпус с выполненными на нем хвостовиками и режущей частью, выполненной по генераторной схеме и имеющей зубья с корригированным профилем, выполнена сборной и содержит дополнительно, по крайней мере, два режущих диска, содержащих доводочные зубья, выполненные по профильной схеме и ориентированные друг относительно друга посредством эксцентриков, размещенных в отверстиях одного диска и входящих в пазы на другом диске и направляющей втулке, жестко зафиксированной на корпусе и прижимающей режущие диски к генераторной части протяжки в осевом направлении, при
этом суммарную подачу А доводочных зубьев выбирают из следующего условия:
,
z
где S - подача зубьев генераторной части протяжки, мм;
δ - угол поднутрения,
β - угол профиля генераторных зубьев.
Выполнение протяжки для обработки эвольвентных шлицев сборной, содержащей дополнительно, по крайней мере, два диска, содержащих доводочные зубья, выполненные по профильной схеме, в сочетании с ориентированием их друг относительно друга посредством эксцентрика, размещенного в отверстии одного диска и входящего в паз на другом, позволит обработать шлицы по боковой стороне с подачей направленной по нормали к профилю и устранить ступенчатую форму обработанной поверхности детали. Кроме этого, профильная схема доводочных зубьев позволяет выполнить их с калибрующими по профилю зубьями, что невозможно при генераторной схеме с корригированным профилем. Размещение дисков без их относительного ориентирования приведет к тому, что зубья одного диска будут развернуты относительно другого и будут снимать не равномерный припуск на разных сторонах. В свою очередь это приведет к тому, что на одной из боковых сторон ступенчатая форма не будет устранена, т.е. не будет достигнут технический результат. Выбор величины суммарной подачи из приведенного выше условия позволит снять «ступеньки» полностью.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:
фиг.1 - протяжка для обработки эвольвентных шлицев (общий вид);
фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
фиг.3 - выносной элемент Б на фиг.1;
фиг.4 - выносной элемент В на фиг.2;
фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.4;
фиг.6 - схема снятия припуска корригированными зубьями;
фиг.7 - поверхность, обработанная корригированными зубьями;
фиг.8 - схема снятия припуска доводочными зубьями;
фиг.9 - расчетная схема для определения суммарной подачи доводочных зубьев;
Протяжка для обработки эвольвентных шлицев содержит корпус 1 с выполненными на нем хвостовиками 2 и режущей частью 3. Режущая часть 3 выполнена по генераторной схеме и содержит зубья 4 с корригированным профилем. Протяжка выполнена сборной и имеет дополнительно, по крайней мере, два режущих диска 5, содержащих доводочные зубья 6, выполненные по профильной схеме. Диски 5 ориентированы друг относительно друга посредством эксцентриков 7, размещенных в отверстиях 8 одного диска и входящих в пазы 9 на другом диске и направляющей втулке 10. Направляющая втулка 10 жестко зафиксирована на корпусе 1 и прижимает режущие диски 5 к генераторной части протяжки в осевом направлении. Суммарную подачу А доводочных зубьев выбирают из следующего условия:
,
z
где S - подача зубьев генераторной части протяжки, мм;
δ - угол поднутрения (между режущей кромкой генераторного зуба и теоретической боковой поверхностью шлица),
β - угол профиля генераторных зубьев.
Фиксация направляющей втулки 10 на корпусе 1 осуществляется посредством механизма крепления 11. Механизм крепления 11 может представлять собой винт и два конических сухаря, размещенных в отверстиях направляющей втулки и входящих в конические отверстия на корпусе 1. Для обеспечения прижима режущих дисков 5 к генераторной части протяжки направляющей втулкой, она выполнена со смещением оси отверстий от оси конических отверстий на корпусе на величину 0,2...0,4 мм.
Выбор суммарной подачи доводочных зубьев рассмотрим на примере протяжки для обработки шлицевого отверстия.
Исходными данными для расчета будут следующие параметры:
z
S=0,15 мм - подача зубьев генераторной части протяжки;
δ=3° - угол поднутрения (между режущей кромкой генераторного зуба и теоретической боковой поверхностью шлица),
β=20° - угол профиля генераторных зубьев.
Суммарную подачу А доводочных зубьев выберем из следующего условия:
Указанному условию удовлетворяет величина А=0,01 мм.
Таким образом, рассматриваемая протяжка может быть выполнена с двумя или тремя режущими дисками, содержащими доводочные зубья. В первом случае подача на зубья первого диска составит 0,01 мм, а зубья второго диска будут иметь те же размеры и выполнять роль калибрующих по профилю зубьев. Во втором случае при трех режущих дисках подача на зубья первых двух дисков составит 0,006 мм и 0,004 мм соответственно, зубья третьего диска также будут калибрующими.
При сборке протяжки ее доводочные зубья 6, выполненные на режущих дисках 5, устанавливаются симметрично друг относительно друга и относительно зубьев генераторной части протяжки. Для обеспечения симметричности установки применяют эксцентрики 7. Эксцентрик 7 размещен в отверстии одного диска и входит в паз на другом диске. Для регулировки взаимного положения зубьев эксцентрик вращают отверткой через вспомогательное отверстие 12. После выставки зубьев эксцентрик фиксируют винтом 13 и, при необходимости, дополнительно фиксирующим раствором (например, эпоксидным клеем). После этого режущие диски 5 можно снимать для переточки, а при их повторной установке необходимость в их дополнительной регулировке отсутствует. Для обеспечения симметричности положения доводочных зубьев и зубьев генераторной части протяжки осуществляют регулировку эксцентриком 7, размещенным в
последнем режущем диске и входящим в паз 9 на направляющей втулке 10. При этом вращение эксцентрика осуществляют отверткой через вспомогательное отверстие 14 в направляющей втулке. После выставки симметричного положения зубьев диски снимают и эксцентрик фиксируют, как было описано выше. После сборки протяжки будет обеспечена симметричность доводочных зубьев друг другу и зубьям генераторной части протяжки.
Процесс работы протяжки для обработки эвольвентных шлицев выглядит следующим образом. Заготовку устанавливают на столе протяжного станка и предварительно ориентируют ее. После этого включают вспомогательное движение станка и опускают протяжку. После того как передний хвостовик протяжки прошел сквозь отверстие в заготовке и был захвачен рабочим патроном станка, включают главное движение резания - поступательное перемещение протяжки. Первыми в работу вступают зубья генераторной части протяжки, которые снимают основную часть припуска. При этом они образуют ступенчатые неровности на обработанной поверхности заготовки. После зубьев генераторной части в работу вступают доводочные зубья, выполненные по профильной схеме. Они имеют подачу по нормали к профилю и снимают ступенчатые неровности. После обработки заготовки освобождают задний хвостовик протяжки, зажатый вспомогательным патроном, и снимают заготовку.
Обработанная поверхность заготовки имеет высокое качество за счет устранения ступенчатой формы боковых поверхностей шлицев.
Протяжка для обработки эвольвентных шлицев может быть изготовлена на стандартном оборудовании с применением известных материалов и современных инструментов, что соответствует критерию «промышленная применимость».