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 r 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 обрабатываемой детали.
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.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в фрезе червячной, содержащей корпус, на котором выполнены зубья немодифицированного и модифицированного профиля, причем каждый из зубьев модифицированного профиля имеет наклонные по отношению к оси симметрии зуба основные боковые прямолинейные режущие кромки и утолщенную верхнюю часть, новым является то, что утолщенная верхняя часть каждого зуба модифицированного профиля выполнена в виде наклонных по отношению к оси симметрии зуба дополнительных прямолинейных режущих кромок, сопряженных с основными режущими кромками, вершина утолщения зуба имеет радиусную форму режущей кромки радиусом R и сопряжена с дополнительными прямолинейными режущими кромками посредствам дополнительных радиусных режущих кромок, значение радиуса r которых определяется из следующего соотношения: r=(0,35-0,5)R, где:
r - радиус дополнительных радиусных режущих кромок;
R - радиус вершины зуба.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг. 1 - фреза червячная, осевой разрез;
- на фиг. 2 - профиль модифицированного зуба фрезы в нормальном сечении;.
- на фиг. 3 - профиль немодифицированного зуба фрезы в нормальном сечении;
- на фиг. 4 - фрагмент зубчатого колеса, зубья которого нарезаны с использованием заявленной червячной фрезы.
Фреза червячная (фиг. 1) содержит корпус 1, на котором выполнены зубья 2 немодифицированного профиля и зубья 3 модифицированного профиля.
1
Каждый зуб 2 (фиг. 3) образован боковыми прямолинейными режущими кромками 4 и сопряженной с ними вершиной, имеющей радиусную форму (R).
Каждый зуб 3 (фиг. 2) образован боковыми наклонными под углом α к оси симметрии (y-y) зуба основными прямолинейными режущими кромками 4 и имеет утолщение в области вершины. Утолщение зуба 3 образовано дополнительными прямолинейными режущими кромками 5, сопряженными с основными режущими кромками 4 и наклонными к оси симметрии (y-y) зуба под углом β.
Режущая кромка 6 зуба 3 при вершине выполнена радиусной формы (радиусом R) с центром на оси симметрии и сопряжена с дополнительными прямолинейными режущими кромками 5 дополнительными радиусными режущими кромками 7 радиусом (r).
Значение радиусов сопрягаемых радиусных режущих кромок 7 определяется по следующей зависимости: r=(0,35-0,5)R.
Выполнение данной зависимости, как показали эксперименты, позволяет получить поднутрение у основания зуба обрабатываемой детали радиусной формы. При значении r менее 0,35R - не обеспечивается поднутрение постоянного радиуса. При значении r более 0,5R - не обеспечивается получение расчетного радиуса начала активного профиля Ra.
В соответствии с заявленным решением была разработана гамма червячных фрез, позволяющих осуществлять фрезерование зубьев зубчатых колес с числом зубьев z=19-59.
Для проверки осуществимости заявленного решения с обеспечением достигаемого технического результата было обработано зубчатое колесо, имеющее следующие размеры: m (модуль) = 3,5; α=25°; z=17; Ra=27, 47 мм.
Для обработки использовали червячную фрезу со следующими размерами: α=25°; m=3,5; β=6°; R=1,6 mm; r=0,5 mm.
Обработку зубьев детали вели 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=27,47 мм, между зубьями были получены переходные кривые, имеющие радиусную форму с Rвп=1,4 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%, что обеспечивается формой утолщения в области вершины зуба 3 и оптимальным соотношением значений радиусов R и r зуба 3.