ФРЕЗА ЧЕРВЯЧНАЯ

Полезная модель относится к режущему инструменту, а именно, к червячным фрезам, предназначенным для зубообработки и может быть использована практически в любой области машиностроения для обработки зубьев цилиндрических зубчатых колес с поднутренным основанием зуба.
Известна червячная фреза для зубофрезерования, содержащая расположенные по винтовой линии затылованные зубья трапецеидального профиля. Зубья по длине выполнены вогнутой симметричной формы и имеют с обоих торцов одинаковые лезвия, затылованные к оси симметрии зуба. Затылованная поверхность может быть выполнена по дуге окружности радиусом г или по Архимедовой спирали.
(см. патент РФ №2481921, кл. B23F 21/16, 2013 г.).
В результате анализа выполнения известной фрезы необходимо отметить, что используемая в данном решении форма ее зуба не обеспечивает при зубонарезании оптимальной формы переходной кривой у основания зуба.
Известна червячная фреза, содержащая корпус, на котором выполнены зубья с модифицированными и немодифицированными профилями, причем зубья модифицированного профиля выполнены с утолщением головки (см. авторское свидетельство СССР №188268, кл. B23F 21/16, 1966 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа выполнения известной фрезы необходимо отметить, что утолщение головки модифицированного профиля зуба обеспечивает получение на обрабатываемой детали требуемого значения радиуса     начала
активного профиля, но при этом не обеспечивает получение поднутрения основания зубьев, имеющего постоянный радиус, что приводит к снижению прочности зубьев обрабатываемого зубчатого колеса.
Техническим результатом настоящей полезной модели является разработка фрезы червячной для обработки зубьев зубчатых колес, обеспечивающей нарезание зубьев повышенной прочности за счет получения поднутрения оснований зубьев радиусной формы с постоянным радиусом во впадине.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в фрезе червячной, содержащей корпус, на котором с чередованием выполнены зубья немодифицированного и модифицированного профиля, имеющие наклонные по отношению к оси симметрии зуба основные боковые прямолинейные режущие кромки, новым является то, что зубья модифицированного профиля выполнены с утолщенной верхней частью в виде сегмента круга с радиусной режущей кромкой, сопряженной с боковыми наклонными прямолинейными режущими кромками посредством дополнительных прямолинейных режущих кромок.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг. 1 - фреза червячная, осевой разрез;
- на фиг. 2 - профиль модифицированного зуба фрезы червячной в нормальном сечении;
- на фиг. 3 - профиль немодифицированного зуба фрезы червячной в нормальном сечении;
2
- на фиг. 4 - фрагмент зубчатого колеса, зубья которого нарезаны с использованием заявленной фрезы червячной модифицированной.
Фреза червячная модифицированная (фиг. 1) содержит корпус 1, на котором выполнены чередующиеся друг относительно друга зубья 2 немодифицированного профиля и зубья 3 модифицированного профиля.
1
Каждый зуб 3 (фиг. 2) фрезы образован боковыми наклонными под углом α к оси симметрии (o-y) зуба основными прямолинейными режущими кромками 4 и имеет утолщение в области вершины, радиусной формы, выполненное в виде сегмента круга, радиусом режущей кромки R. Радиусная режущая кромка R утолщения сопряжена с боковыми наклонными прямолинейными режущими кромками 4 посредством дополнительных прямолинейных режущих кромок 5. Штрихпунктирной линией на фиг. 2 показано наложение на профиль модифицированного зуба 3 профиля немодифицированного зуба 2 с радиусом R при его вершине. Соотношение радиусов режущих кромок зубьев 2 и 3 определяется по следующей зависимости:
1
R=R+2δ,
где δ - величина припуска на обработку.
Приведенный на фиг. 2 размер Δ - это величина припуска между предварительной обработкой профиля зуба режущей кромкой 4 и окончательной обработкой профиля режущей кромкой 6 немодифицированного зуба. На фиг. 2 символом 1 обозначен размер от вершины R зуба модифицированного профиля до начала дополнительных прямолинейных режущих кромок 5. Данный размер определяется по следующей расчетной зависимости:
l=2RCos(π/4+α/2)×Sin(π/4-α/2).
Значение размера 1 влияет на положение точки начала активного профиля. При неверно выбранном значении данного размера может быть подрез активного профиля.
1
Каждый зуб 2 (фиг. 3) образован боковыми наклонными прямолинейными режущими кромками 6 и сопряженной с ними вершиной, режущая кромка которой имеет радиусную форму R. Радиус округления Ri головки зуба определяется по зависимости:
1
R=(0,24-0,28)m, где m - модуль обрабатываемых зубчатых колес.
Коэффициент (0,24-0,28) получен опытным путем.
В процессе нарезания зуба прямолинейные наклонные режущие кромки зубьев немодифицированного профиля окончательно формируют эвольвентный профиль зуба колеса, а радиусная режущая кромка предварительно формирует переходную кривую у основания зуба. Прямолинейные наклонные режущие кромки модифицированного зуба предварительно формируют эвольвентный профиль колеса, а радиусная кромка - окончательно формирует переходную кривую у основания зуба колеса. Кромки 5 служат для геометрической связи радиусных режущих кромок и прямолинейных режущих кромок. Поверхности, полученные этими кромками, затем срезаются основными режущими кромками.
В соответствии с заявленным решением была разработана гамма червячных модифицированных фрез, позволяющих осуществлять фрезерование зубьев зубчатых колес с числом зубьев z=18-59, где α=const.
Для проверки осуществимости заявленного решения с обеспечением достигаемого технического результата было обработано зубчатое колесо, имеющее следующие параметры: m (модуль) =4; α=25°; z=17; Ra=27, 46 мм.
Для обработки использовали червячную фрезу со следующими параметрами: α=25°; m=4; De (наружный диаметр фрезы) =130 мм; R=1,475 мм. l=0,851 δ=0,29.
Обработка зубьев велась на станке Pfauter модели 251.
Фрагмент обработанного зубчатого колеса представлен на фиг. 4. На данной фигуре символом Ra обозначен радиус начала активного профиля, а символом Rвп - радиус переходной кривой (поднутрения) у основания зуба зубчатого колеса. В результате нарезания зубьев на зубчатом колесе с радиусом Ra=27,46 мм, между зубьями были получены переходные кривые, имеющие радиусную форму с Rвп=1,6 мм.
Таким образом, при использовании заявленного инструмента для нарезания зубьев зубчатых колес, обеспечивается получение поднутрения основания зуба радиусной формы с постоянным радиусом. Это повышает прочность зуба примерно на 20%.