ФРЕЗА ЧЕРВЯЧНАЯ ОДНОВИТКОВАЯ

Полезная модель относится к металлообработке и может быть использована при обработке скоса на торцах зубьев переключаемых зубчатых колес и зубчатых муфт, предназначенного для плавного входа в зацепление при их осевом перемещении, в частности при обработке скоса в форме одностороннего прямого «домика», наиболее широко применяемого для зубчатых колес стартера и маховика двигателя автомобиля.
Известна конструкция торцовой фрезы для обработки скоса, содержащая корпус с выполненными на его торцовой части зубьями и хвостовик (Справочник инструментальщика /И.А.Ординарцев, Г.В.Филиппов, А.Н.Шевченко и др.; Под общ. ред. И.А.Ординарцева. - Л.: Машиностроение, 1987, стр.679, 680).
Обработка данной фрезой осуществляется при дискретном вращении заготовки, после обработки каждого зуба фреза отводится, а заготовка поворачивается на один угловой шаг.
Недостатком данных фрез является их низкая производительность, являющаяся следствием прерывистости процесса обработки.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, является конструкция червячной зубофасочной фрезы для обработки скоса на зубьях цилиндрических зубчатых колес, содержащая корпус в виде тела вращения, с выполненными на нем зубьями, расположенными вдоль винтовой линии и имеющими переменную высоту, причем зубья имеют главную режущую кромку на боковой стороне и вспомогательную режущую кромку на периферийной стороне зуба, при этом зубья имеют постоянный осевой шаг (патент SU №2597129, МПК B 23 F 19/10, D 23 F 21/16, опубл. 20.05.1952).
Данная фреза применяется для обработки скоса в форме одностороннего прямого «домика», наиболее широко применяемого для зубчатых колес стартера автомобиля.
Обработка осуществляется при непрерывном согласованном вращении фрезы и заготовки. Снятие припуска данной фрезой осуществляется за счет разности осевого шага зубьев фрезы и окружного шага детали. Данные фрезы являются более производительными инструментами по сравнению с торцовыми фрезами, так как обработка ими осуществляется при непрерывном вращении.
К недостаткам данной конструкции следует отнести ее низкую технологичность. Фреза имеет затылованные зубья с малым углом профиля на главной режущей кромке (менее 5°), что приводит к необходимости косого затылования зубьев для обеспечения достаточных задних углов. Косое затылование зубьев с таким углом профиля шлифовальным кругом затруднительно и требует уменьшения числа зубьев фрезы. Для устранения этого недостатка применяют затылование резцом вместо шлифовального круга. В этом случае нет необходимости уменьшать число зубьев фрезы. Но в свою очередь это приводит к получению грубой задней поверхности, что отрицательно сказывается на процессе резания и приводит к более интенсивному износу фрезы. Кроме этого, зубья данных фрез изнашиваются не равномерно, так как активная длина режущей кромки на различных зубьях переменная.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение технологичности конструкции фрезы, улучшение условий ее работы, повышение ее стойкости и качества обработки.
Указанная задача решается тем, что фрезу червячную одновитковую, содержащую корпус в виде тела вращения с выполненными на нем зубьями переменной высоты, имеющими главную режущую кромку на боковой стороне и вспомогательную режущую кромку на периферийной стороне, и расположенными вдоль винтовой линии, выполняют сборной, а ее зубья - с
i
гнездами, в которых размещены режущие пластины, закрепленные при помощи деталей крепления, кроме того, фреза имеет переменный осевой шаг S между зубьями, равномерно уменьшающийся от первого зуба к последнему, величину которого определяют следующей зависимостью:
i
П
0
S=S+Δ(z-i),
П
где S - величина осевого шага последнего зуба,
i - номер зуба фрезы;
h - высота зуба заготовки;
b - ширина скоса;
t - глубина скоса;
0
z - число зубьев фрезы,
Δ - разница между осевыми шагами смежных зубьев,
Выполнение зубьев фрезы с переменным осевым шагом позволит каждому зубу снимать припуск определенной толщины, что в свою очередь обеспечит равномерную нагрузку на зубья в условиях неравномерной активной длины их режущих кромок. Равномерная нагрузка на зубьях позволяет обеспечить их более равномерный износ, увеличить период стойкости фрезы, улучшить условия резания и качество обработки.
Заявителю не известны червячные одновитковые фрезы с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:
фиг.1 - фреза червячная одновитковая, общий вид;
фиг.2 - развертка наружной поверхности фрезы;
фиг.3 - вид А на фиг.2;
фиг.4 - варианты выполнения скоса зуба в форме одностороннего прямого «домика»;
фиг.5 - схема установки фрезы для обработки скоса на зубьях маховика двигателя.
Фреза червячная одновитковая выполнена сборной и содержит корпус 1 в виде тела вращения с выполненными на нем зубьями 2 переменной высоты. Зубья 2 расположены вдоль винтовой линии, имеют главную режущую кромку 3 на боковой стороне и вспомогательную режущую кромку 4 на периферийной стороне. В зубьях 2 выполнены гнезда под пластины 5, в которых закреплены режущие пластины 6 при помощи деталей крепления 7. Фреза выполнена с переменным осевым шагом между зубьями 2, равномерно уменьшающимся от первого зуба к последнему, величина которого определяется следующей зависимостью:
i
П
0
S=S+Δ(z-i),
П
где S - величина осевого шага последнего зуба,
i - номер зуба фрезы;
h - высота зуба заготовки;
b - ширина скоса;
t - глубина скоса;
0
z - число зубьев фрезы,
Δ - разница между осевыми шагами смежных зубьев,
Процесс работы фрезы червячной одновитковой выглядит следующим образом. Фрезу устанавливают на оправку и выставляют симметрично
относительно зуба заготовки. После чего фрезе сообщают вращение -главное движение резания, а заготовке согласованное с ним вращение -движение подачи. За один оборот фрезы заготовка поворачивается на один угловой шаг. Одновременно с этим оправке с фрезой сообщают движение подачи врезания. Обработка одного зуба заготовки осуществляется всеми зубьями фрезы. При этом первый зуб 2 фрезы не снимает припуск, а проходит в касании с зубом заготовки. Это необходимо по причине того, что зубья заготовок имеют различную толщину в пределах поля допуска, и как следствие припуск также является переменной величиной. Каждый последующий зуб фрезы будет снимать припуск за счет разницы между ее осевым шагом и окружным шагом зубьев заготовки. При этом за счет применения переменного осевого шага, второй зуб фрезы, имеющий наименьшую активную длину режущей кромки, будет снимать припуск наибольшей толщины. Каждый последующий зуб будет снимать припуск меньшей толщины, и последний зуб, активная длина режущей кромки которого наибольшая, снимет припуск с наименьшей толщиной. За один полный оборот заготовки фреза обработает все ее зубья. При обработке заготовка совершает один полный оборот и дополнительно часть оборота, соответствующую подаче врезания для полной обработки всех зубьев.
Фреза червячная одновитковая может быть выполнена на стандартном оборудовании с применением современных материалов и технологий.