ПРОФИЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ И ФРЕЗА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВАЛОВ ГИПЕРБОЛИЧЕСКИХ ПРОФИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ПРОТЯЖНОГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к области общего машиностроения.
Известны профильные соединения деталей контурные кривые которых представляют собой равноосный, синусоидальный, циклоидный (эпи-, гипо-, перициклоидный), усеченный гипоциклоидный контур «Венгерский профиль» [1, 2]. Недостатками данных соединений является необходимость создания специального оборудования, осуществляющего сложные согласованные движения формообразования данных профилей, а также сложная наладка данного оборудования.
Известно профильное соединение деталей, контурные кривые которого представляют собой радиусный профиль (РУз №IDP05370, 2002). Недостатком данного соединения является сложность обработки длинномерных валов.
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, а также сложная наладка.
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. Кроме того, такая конструкция не позволяет использовать данную фрезу для формирования других профилей
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение является повышение качества обработанной поверхности и производительности процесса обработки, а также снижение стоимости изготовления фрез и повышение их стойкости за счет снижения вибраций при обработке, а также повышение степени универсальности используемых фрез.
Технический результат достигается тем, что используют профильное соединение, образующая каждой грани которого представляет собой гиперболическую кривую, которая имеет прямолинейную образующую, расположенную под углом  к оси детали, и описываемую уравнением
H
где R - радиус фрезы в средней точке кривой профиля, мм;
R - радиус средней окружности профиля, мм;
е - эксцентриситет профиля, мм;
х, у - координаты точки профиля, мм.
Минимальное количество граней у соединения N=1. Обработка каждой грани данного профиля на валах и протяжках осуществляется двумя простыми движениями: вращательным движением инструмента и поступательным движением заготовки (инструмента). Формообразование данного профиля осуществляют вогнутыми производящими линиями, каждая из которых формирует заданный профиль, и образуется при вращении СМП с прямолинейной режущей кромкой, расположенными на корпусе инструмента вдоль следов прямолинейной образующей производящей поверхности, расположенной под углом λ к его оси. Для обработки каждой последующей грани заготовку необходимо повернуть вокруг ее оси на угол . При этом формирование профиля производится одним зубом фрезы и производящая поверхность фрезы имеет только одну прямолинейную образующую, что упрощает конструкцию фрезы и снижает ее стоимость.
Расположение СМП под углом λ позволяет снизить вибрации, а, следовательно, повысить стойкость режущего инструмента.
Изобретение поясняется чертежом: на Фиг.1. изображена схема обработки трехгранного вала гиперболического профильного соединения фрезой, оснащенной СМП, расположенными на корпусе под углом λ.
Необходимый угол наклона режущих кромок СМП определяют по формуле (Фиг.1):
K
где: R - радиус фрезы в начальной (конечной) точке кривой профиля, мм:
H
R - радиус фрезы в средней точке кривой профиля, мм;
к
х - координата по оси X начальной (конечной) точки кривой профиля, мм.
При вращении прямолинейной образующей, расположенной под углом λ к оси вращения, получим профиль одной грани контура профильного гиперболического соединения.
Изменяя значения угла установки фрезы относительно направления подачи, одной фрезой получают различные профили, что делает фрезу более универсальной и позволят сократить затраты на проектирование и производство фрез.
1. Тимченко А.И. Новые процессы формообразования РК-профильных поверхностей различных изделий // Вестник машиностроения. 1995. №12. стр.7-11.
2. Pat. 759350 Германия: K1, a, gr. 31/03. Verfahren und zum rein getriebmassigen Herstellen, insbesondere durch Schleifen von unrunden Querschnitten an Auben- und Juner-Profilen/R. Musyl, F.Danser.