ФРЕЗА ДИСКОВАЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВАЛОВ С РАВНООСНЫМ КОНТУРОМ

Полезная модель относится к области металлообработки и может быть использована при обработке профильных валов с равноосным контуром.
Известен способ обработки валов с равноосным контуром (РК-профилей) торцовой фрезой, расположенной перпендикулярно, ширина которой постоянна по всей производящей поверхности, при котором для получения вала с равноосным контуром фрезе и валу сообщают возвратно-поступательное перемещение с амплитудой, равной величине эксцентриситета РК-профиля и частотой, зависящей от количества граней РК-профиля [А.с. №1599158, В23С 3/08, В24В 19/08, 1987].
Недостатком указанного способа является необходимость обеспечения металлорежущих станков специальными приспособлениями, которые из-за сложной кинематики, снижающей режимы резания, не обеспечивают удовлетворительной производительности оборудования. Применение указанных приспособлений влияет на точность обработки, которая зависит от ряда факторов: неточности станка и инструмента, температурных деформаций и т.д., и в том числе от неточности приспособлений.
Также для обработки валов с равноосным контуром используется фреза сборная фасонная дисковая, где в качестве режущих элементов выступают сменные многогранные пластины из твердого сплава или пластины из металлокерамики и тому подобных материалов, средства крепления данных пластин выполнены в виде клиньев и зафиксированы в корпусе фрезы дифференциальными винтами, а поверхность фрезы имеет вогнутый профиль [Патент РФ №51358, МПК В23С 5/12, В23С 5/20]. Корпус фрезы состоит из двух дисков, закрепленных между собой крепежными штифтами.
Недостатком применения фрезы сборной фасонной дисковой является высокая погрешность обработки ряда участков валов с равноосным контуром, например, участков профиля в окрестностях основания валов, обеспечение высокой точности настройки для ориентации фрезы, сложность изготовления фрезы сборной фасонной дисковой.
Технической задачей полезной модели является упрощение обработки валов с равноосным контуром, повышение качества обработки валов данного типа и производительности оборудования.
n
n
Указанный результат достигается тем, что дисковая фреза имеет производящую поверхность, описываемую координатами x, y:
где N - количество вершин профиля вала с равноосным контуром (РК-профиля);
е - эксцентриситет РК-профиля;
θ - угол поворота вала с равноосным контуром;
R1 - радиус фрезы. |
Применение дисковой фрезы позволит в процессе обработки валов с равноосным контуром, исключить возвратно-поступательные движения, реализация которых осуществляется конструктивным исполнением дисковой фрезы, не требует обеспечения станков специальными приспособлениями, использования сборных фасонных дисковых фрез, характеризующихся сложностью изготовления.
Дисковая фреза позволит качественно обрабатывать как участки профиля в окрестностях основания валов данного типа, так и грани валов с равноосным контуром, которые выполняют функции центрирования или передачи крутящего момента.
На фиг.1 показан профиль производящей поверхности 1 фрезы дисковой, полученный в результате сечения производящей поверхности по окружности, позволяющей, обрабатывать вал с равносным контуром 2 с количеством вершин РК-профиля равным трем. На фиг.2 представлено трехмерное изображение фрезы дисковой, имеющей производящую поверхность 1, и вала с равноосным контуром 2.
n
n
Для доказательства возможности осуществления полезной модели и реализации ею указанного назначения представлены примеры производящих поверхностей фрезы, полученных в результате имитационного моделирования. Для представления конкретных цифровых значений координат x и y были рассмотрены варианты валов с числом вершин профиля равным 3 (табл.1). В таблице 1 представлены значения параметров необходимых для расчета координат производящей поверхности фрезы дисковой для обработки валов с равноосным контуром.
Вариант 1. Радиус вала 100 мм.
Для варианта 1 координаты производящей поверхности фрезы дисковой для обработки валов с равноосным контуром, полученные при повороте вала на каждые 15° представлены в таблице 2. На фиг.3 изображен профиль производящей поверхности фрезы дисковой, полученный в результате сечения производящей поверхности по окружности, позволяющей, обрабатывать вал с равносным контуром с количеством вершин профиля равным трем.
Вариант 2. Радиус вала 100 мм.
Для варианта 2 координаты производящей поверхности фрезы дисковой для обработки валов с равноосным контуром, полученные при повороте вала на каждые 15° представлены в таблице 3. На фиг.4 изображен профиль производящей поверхности фрезы дисковой, полученный в результате сечения производящей поверхности по окружности.
Из фиг.3 и 4 следует, что профиль фрезы не является окружностью, что отличает полезную модель. Исключение приспособлений упрощает кинематику и исключает составляющую погрешности, вносимую неточностью приспособлений. Заявленная фреза имеет простую конструкцию и не требует высокой точности настройки для ориентации фрезы, а поверхность фрезы имеет прямой профиль.
Применение дисковой фрезы при обработке валов с равноосным контуром позволит достичь высокой точности обработки наиболее важных участков валов данного типа, оптимальной шероховатости и правильной геометрической формы обрабатываемой поверхности валов с равноосным контуром, высокой производительности оборудования, вследствие упрощения схемы формообразования валов данного типа и исключения необходимости использования сборных фасонных дисковых фрез и специальных приспособлений.
Фреза дисковая для обработки валов с равноосным контуром
Таблица 1
№ варианта
Эксцентриситет РК-профиля, е, мм
Угол поворота вала с равноосным контуром, θ, об. (1 об. = 2π)
Радиус фрезы, R1, мм
1
10
1
500
2
5
1
250
Таблица 2
θ
x<sub>n</sub>
y<sub>n</sub>
θ
x<sub>n</sub>
y<sub>n</sub>
0π
-510
0
12π/12
490
0
π/12
-495,283421
-110,7492686
13π/12
470,6424051
148,0697766
2π/12
-448,0127020
-224,0192379
14π/12
418,0127020
275,9807621
3π/12
-363,553390
-333,5533905
15π/12
343,5533905
373,5533905
4π/12
-245
-424,3524480
16π/12
255
441,6729560
5π/12
-107,089014
-481,6231672
17π/12
151,7300307
484,3026592
6π/12
30
-500
18π/12
30
500
7π/12
151,7300307
-484,3026592
19π/12
-107,089014
481,6231672
8π/12
255
-441,6729560
20π/12
-245
424,3524480
9π/12
343,5533905
-373,5533905
21π/12
-363,553390
333,5533905
10π/12
418,0127020
-275,9807621
22π/12
-448,0127020
224,0192379
11π/12
470,6424051
-148,0697766
23π/12
-495,283421
110,7492686
Таблица 3
θ
x<sub>n</sub>
y<sub>n</sub>
θ
x<sub>n</sub>
y<sub>n</sub>
0π
-255
0
12π/12
245
0
π/12
-247,6417106
-55,37463427
13π/12
235,3212026
74,03488829
2π/12
-224,0063510
-112,0096189
14π/12
209,0063510
137,9903811
3π/12
-181,7766952
-166,7766952
15π/12
171,7766952
186,7766952
4π/12
-122,5000000
-212,1762240
16π/12
127,5000000
220,8364780
5π/12
-53,54450725
-240,8115836
17π/12
75,86501531
242,1513296
6π/12
15
-250
18π/12
15
250
7π/12
75,86501531
-242,1513296
19π/12
-53,54450725
240,8115836
8π/12
127,5000000
-220,8364780
20π/12
-122,5000000
212,1762240
9π/12
171,7766952
-186,7766952
21π/12
-181,7766952
166,7766952
10π/12
209,0063510
-137,9903811
22π/12
-224,0063510
112,0096189
11π/12
235,3212026
-74,03488829
23π/12
-247,6417106
55,37463427