Способ фрезерования рабочих поверхностей нагнетателя

 

СПОСОБ ФРЕЗЕРОВАНИЯ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГНЕТАТЕЛЯ, образованных криволинейньми нагнетающими и всасывающими поверхностями лопасти и поверхностью ступицы, расположенными под углом, отличным от 90, друг к другу и сопряженными дугами с радиусами переменной величины, при котором фрезу вращают и перемещают вдоль центральной оси детали и перпендикулярно к ней, а деталь поворачивают вокр.уг этой оси, отличающийся тем, что. с црлью повышенияточности формообразования , повышения производительности , в процессе обработку детали сообщают дополнительный поворот вокруг оси, размещенной со стороны торца детали, примыкающего к поверхности ступицы, сопряженной с всасывающими сторонами лопасти, пересекающей центральную ось детали и перпендикулярной плоскости, проходящей через оси детали и фрезы, причем максимальный угол поворота определяют из соотнощения Л 90-oC+j4-S, где Л - угол поворота; % oL - угол наклона образующей нагнетающей поверхности лопасти относительно центральной оси нагнетателя; -jf - угол наклона образующей боковой режущей кромки фрезы; 9 - угол, равный 5-10°, обеспечивающий зазор по боковой режущей кромке фрезы. сл 00 Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

5 Ю

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1 и 5867

З,,51,, В 23 С 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3553787/25-.08 (22) 16.02.83 (46) 30.09.84. Бюл. N 36 (72) А.Н.Бобров, Е.И.Мильштейн и Э.А.Ювонен (71) Ленинградское особое конструкторское бюро станкостроения (53) 621.914.37(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 610618, кл. В 23 С 3/18, 1979 (прототип) . (54)(57) СПОСОБ ФРЕЗЕРОВАНИЯ РАБОЧИХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГНЕТАТЕЛЯ, образованных криволинейными нагнетающими и всасывающими поверхностями лопасти и поверхностью ступицы, расположенными под углом, отличным от 90 о друг к другу н сопряженными дугами с радиусами переменной величины, при котором фрезу вращают и перемещают вдоль центральной оси детали н перпендикулярно к ней, а деталь поворачивают вокруг этой оси, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения. точности формообразования, повышения производительности, в процессе обработки детали сообщают дополнительный поворот вокруг оси, размещенной со стороны торца детали, примыкающего к поверхности ступицы, сопряженной с всасывающими сторонами лопасти, пересекающей центральную ось детали и перпендикулярной плоскости, проходящей через оси детали и фрезы, причем максимальный угол поворота определяют из соотношения =90 - а+ В, где il — угол поворота;

Ы вЂ” угол наклона образующей Я нагнетающей поверхности лопасти относительно центральной оси нагнетателя; у — угол наклона образующей боковой режущей кромки фрезы; Я

8 — угол, равный 5-100, обеспечивающий зазор по боковой режущей кромке фрезы.

1115

867 где Л—

С(.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке рабочих поверхностей нагнетателей, а также гребных винтов, имеющих перекрывающиеся лопасти с за- 5 крытыми нагнетающими и открытыми всасывающими винтовыми поверхностями, соединенными со ступицей переходными галтелями, 10 угол поворота; угол наклона образующей нагнетающей поверхности лопас. ти относительно центральной оси нагнетателя; угол наклона образующей боковой режущей кромки фреэы; угол, равный 5 — 10, обеспе— чивающий зазор по боковой режущей кромке фреэы.

Известны способы фрезерования рабочих поверхностей нагнетателя, образованных криволинейными нагнетающими и всасывающими поверхностями лопасти и поверхностью ступицы, 15 расположенными под углом, отличным от 90, друг к другу и сопряженными дугами с радиусами переменной величины, при котором фреэу вращают и перемещают вдоль центральной оси детали и перпендикулярно к ней f1).

Однако при реализации этого способа необходимо перебазирование деталей для ее полной обработки. Кроме того, необходимо вести обработку де25 тали на больших вылетах фреэы, что приводит к снижению точности формообразования и производительности обработки. При обработке возможно зарезание поверхности соседних лопастей. 30

Цель изобретения — повышение точности формообразования, повышение производительности и исключение зарезания соседних лопастей.

Поставленная цель достигается 35 тем, что согласно способу фрезерования рабочих поверхностей нагнетателя, образованных криволинейными нагнетающими и всасывающими поверхностями лопасти и поверхностью ступицы, рас- 40 положенными под углом, отличным от

90, друг к другу и сопряженными дугами с радиусами переменной величины, при котором фрезу вращают и перемещают вдоль центральной оси детали и 45 перпендикулярно к ней, а деталь поворачивают вокруг этой оси, в процессе обработки детали сообщают дополнительный поворот вокруг оси, размещенной со стороны торца детали, примы- 50 кающего к поверхности ступицы, сопряженной с всасывающими сторонами лопасти, пересекающей центральную ось детали и перпендикулярной плоскости, проходящей через оси детали и фреэы, причем максимальный угол поворота определяют из соотношения

a=90 + +e, На фиг. 1 представлено взаимное расположение обрабатываемой детали и фрезы при реализации предлагаемого способа (конечное положение); на фиг. 2 — схема обработки детали на станке; на фиг. 3 — устройство для закрепления обрабатываемой детали; на фиг. 4 — вид А на фиг. 3.

Обрабатываемая деталь-нагнетатель содержит ступицу 1, с которой жестко соединены лопасти 2. Ступица представляет собой ступенчатую втулку, центральное отверстие 3 которой выполнено конусным. В нем прорезаны шпоночные пазы 4, которые сориентированы относительно лопастей 2 нагнетателя.

Лопасти нагнетателей перекрывают друг друга и в продольном сечении между нагнетающей и всасывающей поверхностями их образуется сложный контур, ограничивающий возможность подвода инструмента. Особенно затруднен подвод инструмента в так называемых закрытых контурах, имеющих угол наклона поверхности в продольном сечении к центральной оси, меньший 90, равный углу n, . .Наиболее часто встречаются нагнетатели, в которых закрыта нагнетающая поверхность 5 и соединяющая ее с поверхностью ступиць1 1 переходная галтель 6, Всасывающая поверхность 7 лопасти 2 и соединяющая ее с поверхностью ступицы 1 галтель 8 наоборот открыты и имеют угол наклона р) 90, что создает удобный подход для фрезы.

Способ фрезерования рабочих поверхностей нагнетателя осуществляют следующим образом.

Ступицу 1 заготовки нагнетателя ее центральным конусным отверстием 3 насаживают на центрирующую конусную втулку 9, установленную в планшайбе 10. При этом заготовку нагнетателя упирают в планшайбу торцом со стороны всасывающей поверхности 7 лопасти 2. С этой стороны лопасть обра

1115867

1О l5

30

45 з эует тупой угол с криволинейной поверхностью ступицы 1, практически равный углу наклона Р образующей открь той всасывающей поверхности 7 лопасти 2 относительно оси А ступицы е

Заданный профиль образуют удалением слоя металла профилирующим движением вращающейся фрезы 11, которая описывает сложную простран ственную траекторию. Одновременно фрезу 11 перемещают вдоль центральной оси А и перпендикулярно к ней в плоскости, проходящей через ось фрезы и ось А детали, поворачивают обрабатываемую заготовку вокруг оси А и относительно внешней оси В (фиг. 1 и 2), расположенной со стороны торца, примыкающего к тупому углу р между открытой всасывающей криволинейной поверхностью 7 лопасти 2 и центральной осью А. Внешняя ось .В пересекает ось А и перпендикулярна плоскости, проходящей через ось фрезы и ось A. Поворот производят из положения, при котором ось А перпендикулярна оси фрезы. Он необходим для обеспечения подвода вращающейся фрезы внутрь закрытых контуров, образованных двумя криволинейными поверхностями, закрытой нагнетающей поверхностью 5 лопасти 2 и поверхностью ступицы 1, расположенными под острым углом, практически равным углу наклона образующей закрытой нагнетающей поверхности 5 лопасти 2 относительно центральной оси А.

При осуществлении такого движения на станке бабку изделия 12 поворачивают вокруг оси В навстречу фрезе 11, а шпиндельную бабку 13 вместе с фрезой 11 перемещают в направлении поперечины 14, что в итоге уменьшает вылет фрезы 11.

Максимальный угол поворота вокруг внешней оси В определяют иэ соотношения =90 -a+q+e, где о(, — угол наклона образующей закрытой нагнетающей поверхности лопасти относительно центральной оси А нагнетателя (например, для рабочих колес циркуляционнык насосов о =6485 ; для гребных винтов of=70-86О); - угол наклона образующей боковой режущей кромки фрезы (для цилиндрических фрез =0, а для более жестких конических фрез тих=3-1О и =угол, равныи 5-10, обеспечивающий зазор по боковой режущей кромке фрезы (для исключения снятия стружки всей боковой режущей кромкой, которое может вызвать поломку фрезы из-за возрастающего усилия резания, величина угла установлена на основе опыта эксплуатации фрезерных станков с ЧПУ для объемной обработки).

Предлагаемый способ наиболее эффективен при обработке нагнетателей с малым углом с, что приводит к повороту нагнетателя относительно оси В навстречу фрезе от его среднего положения (фиг. 2) на

l максимальный угол Л, что в итоге значительно уменьшает вылет фрезы.

При обработке используют приспособление для закрепления изделия, содержащее вышеуказанную втулку 9, которая имеет цилиндрическую резьбу со стороны малого диаметра конуса (фиг. 3). Бентрирующая оправка выпол. иена в виде тонкостенной радиально деформируемой конусной втулки с возможностью установки на ней детали, имеющей посадочное конусное.отверстие 3. При этом деталь зажимают гайкой 15, навинчиваемой на цилиндрическую резьбу конусной втулки. Конусная втулка 9 снабжена шпонками 16 для взаимодействия со шпоночными пазами 4 нагнетателя. В цилиндрическом отверстии конусной втулки 9 имеется шпоночный паз 17. Конусная втулка 9 располагается на центрирующем стержне 18, снабженном шпонкой 19. Центри.рующий стержень 18 одним из концов закреплен в базирующую втулку 20, жестко прикрепленную к планшайбе 10.

На свободном его конце надета прижимная шайба 21 и по резьбе навинчена зажимная гайка 22. Прижимная шайба 21 помимо основной функции — передачи усилия от эажимной гайки 22 на торец ступицы нагнетателя — явля" ется элементом, измеряющим угловое положение нагнетателя. Для этого на ней установлены торцевые шпонки 23, взаимодействующие со шпоночными пазами 4 ступицы 1 нагнетателя., На-боковой поверхности прижимной шайбы 21 выполнена измерительная лыска 24, плоскость которой параллельна боковым поверхностям торцевых шпонок 23.

Приспособление работает следующим образом.

1115867

Первоначально конусную втулку 9 вводят в центральное конусное отверстие 3 в ступице 1 нагнетателя с ориентированием его шпонок 16 по шпоночным паэам 4. Зажимной гайкой 15 производят предварительное затягивание. После этого ступицу нагнетателя вместе с конусной втулкой 9 насаживают на центрируюп1ий стержень 18 с совмещением шпоночного паза 17 в конусной втулке 9 со шпонкой 19 на небольшой длине. Затем отогнутым ключом производят окончательную затяжку эажимной гайки 15. Этим достигается деформация конусной втулки 9, затягиваемой в конусное отверстие 3 ступицы 1. В результате устанавливается минимально допустимый зазор (d =0,010,02 мм) между ее отверстием и на1ружной поверхностью стержня 18. После установки детали на плгншайбе 10 определяют ее угловое положение по оси А относительно оси фреэы 11, выставляя по индикатору параллельность измерительной лыски вертикальному ходу шпинлельной бабки 13. При этом точность измерения повьппается, поскольку проиэводит5 ся измерение углового положения лопастей только через прижимную шайбу 21, которая может быть изготовлена с высокой точностью.

Таким образом, приспособление обеспечивает возможность ориентации детали торцевой плоскостью, примыкающей к тупому углу между криволинейными поверхностями лопасти и ступицы, относительно внешней оси поворота.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение точности формообразования, так как при обработке детали отпадает необходимость в ее перебазировании. При этом благодаря уменьшению вылета фрезы появляется воэможность работать на повышенных режимах резания, что обеспечивает повышение производительности обработки.

1115867

1115867

Филиал ППП "Патеит" ° г. Ужгоррд, ул. Проеитмак, 4

ВНИИ ПК

Тираж 1036

Заказ 6824/10.

Подписное