Червячная фреза

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к инструменту для обработки зубчатых колес. Технический результат - снижение интенсивности износа и выравнивание нагрузки на чередующихся по витку зубьях фрезы. На каждом из чередующихся через один по витку зубьях, фаски на правой боковой кромке имеют высоту 0,25 модуля, на левой - 0,125 модуля, а на следующих за ними по витку зубьях фаски на правой боковой кромке имеют высоту 0,125 модуля, на левой - 0,25 модуля. 5 ил.

Изобретение относится к металлорежущему инструменту для обработки зубчатых колес.

Известны червячные зуборезные фрезы (ГОСТ 9324-80), режущие зубья которых расположены по винтовой линии, имеют одинаковый профиль, размеры и геометрические параметры. Эти фрезы имеют низкую стойкость, и следовательно, малопроизводительны. Их работа сопровождается значительными силами резания.

Это объясняется, прежде всего, сложными условиями стружкообразования (см. Медведицков С.Н. Высокопроизводительное зубонарезание фрезами М. Машиностроение, 1981, 104, 36 с.), так как слои, срезаемые смежными режущими кромками (периферийной и двумя боковыми) наиболее нагруженных зубьев, взаимодействуют между собой, оказывая существенное влияние на износ фрезы.

Кроме того, геометрия режущих зубьев неоптимальна: как правило, нулевой передний угол и малые задние боковые углы.

Известны червячные фрезы по а.с. N 167118 кл. B 23 F 21/16 от 03.05.63 с чередующимися через один по витку завышенными и зауженными зубьями и зубьями стандартного профиля.

Стойкость этих фрез в два и более раз выше стойкости стандартных за счет разделения сложных слоев П-образной формы на элементарные. Однако, малые задние боковые углы, примыкающие к неперекрытым участкам боковых режущих кромок завышенного зуба, ограничивают стойкость фрез по а.с. N 167118.

Кроме того, снижение в два раза числа профилирующих резов приводит к увеличению в два раза огранки профиля зубьев нарезаемого колеса.

При работе фрез по а.с. N 167118 значительны колебания сил резания из-за неравномерной загрузки чередующихся через один по витку зубьев, что отражается на точности обрабатываемого колеса.

В качестве прототипа рассмотрены известные червячные фрезы по а.с. N 1073018 кл. B 23 F 21/16 от 29.11.82 со стружкоразделительными элементами в виде взаимоперекрывающихся фасок на чередующихся через один по витку режущих зубьев, периферийные кромки которых параллельны оси фрезы.

Стружкоразделительные фаски выполнены на правой и левой боковых сторонах каждого зуба. Причем фаски на одном зубе имеют высоту 0,25m (m модуль) и выполнены под углом, большим основного угла профиля на 10 15^o, а на следующем за ним по витку зуба фаски выполнены под углом большим угла предыдущих на 30 35^o и высотой меньшей на 0,125m.

Такая конструкция фрезы позволяет разделить сложные П-образные слои на более простые и увеличить задние боковые углы на неперекрытых участках режущих кромок фасок. Стойкость этих фрез значительно выше стойкости стандартных и несколько выше фрез по а.с. N 167118.

Однако, несмотря на высокую стойкость известных червячных фрез с взаимоперекрывающимися фасками их зубья изнашиваются неравномерно. Максимальный износ имеют зубья с меньшей длиной периферийных режущих кромок. Это объясняется более высокой теплонапряженностью этих зубьев по сравнению с зубьями, имеющими большую длину периферийных кромок.

Силы резания при работе известных фрез значительно ниже, чем при работе стандартных фрез и несколько ниже, чем при работе фрез по а.с. N 167118. Однако, при их работе из-за разной длины периферийных режущих кромок, чередующихся по витку через один зубьев, наблюдаются колебания сил резания при работе зубьев разных модификаций, что отражается на точности нарезаемых колес из-за соответствующих колебаний упругих деформаций системы СПИД.

Задача изобретения снижение расхода червячных зуборезных фрез и повышение точности обработки зубчатых колес.

Техническим результатом изобретения является снижение интенсивности износа и выравнивание нагрузки на чередующихся по витку зубьях.

Поставленный технический результат достигается тем, что у червячной фрезы со стружкоразделительными элементами в виде взаимоперекрывающихся фасок на боковых сторонах чередующихся через один по витку зубьев, периферийные режущие кромки которых параллельны оси фрезы, фаски одинаковых размеров на правой и левой боковых сторонах зубьев расположены по витку фрезы в "шахматном" порядке.

Такая конструкция фрезы позволяет создать одинаковые условия для работы чередующихся по витку через один зубьев, так как выполнение на каждом зубе фасок различных размеров обеспечивает одинаковые длины периферийных режущих кромок, параллельных оси фрезы, на всех ее зубьях.

Это способствует выравниванию теплонапряженности чередующихся по витку зубьев, что повышает стойкость фрезы, а в результате выравнивания нагрузки снижаются максимальные силы резания и несколько увеличиваются минимальные, что приводит к повышению точности обработки.

Приведенный заявителем анализ техники, включающий поиск по патентным и научным источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявляемого изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На фиг. 1 показана червячная фреза (общий вид); на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 вид В на фиг. 2; на фиг. 4 вид С на фиг. 2; на фиг. 5 - профили зубьев чередующихся реек, наложенные друг на друга.

Предлагаемая фреза может содержать четное или нечетное число реек. Рассмотрим в качестве примера конструкцию фрезы с четным числом реек.

Зубья нечетных реек (1-3-5-7-9-11), (фиг. 2 и 3) выполнены с стружкоразделительными фасками: на левой боковой стороне фаска имеет высоту 0,25m (m модуль, мм) и угол профиля, больший угла основного профиля на 10 - 15^o, на правой боковой стороне фаска имеет высоту меньше высоты правой фаски на 0,125m, а угол, больший угла правой фаски на 30 35^o.

Зубья четных реек (2-4-6-8-10-12), (фиг. 2 и 4) выполнены со стружкоразделительными фасками, расположенными в следующем порядке: на левой боковой стороне фаска имеет высоту меньше высоты правой фаски на 0,125m, а угол, больший угла правой фаски на 30 35^o, на правой боковой поверхности фаска имеет высоту 0,25m и угол, больший угла основного профиля на 10 - 15^o. Таким образом, фаски с размерами f₁ 0,25m и α₁= α₄+(10...15°) расположены на правой боковой стороне нечетных зубьев и левой боковой стороне четных зубьев, а фаски с размерами f₂ 0,125m и α₂= α₁+(30...35°) расположены на левой боковой стороне нечетных зубьев и правой боковой стороне четных зубьев.

Такое расположение фасок позволяет выравнять длины периферийных режущих кромок, параллельных оси фрезы, на всех ее зубьях.

Фреза работает следующим образом (фиг. 5).

Зубья реек (1-3-5-7-9-11) режут периметром a-b, d-e-g, k-l-n, а зубья реек (2-4-6-8-10-12) периметром a-c-d, g-i-k, m-n. Так как суммарный режущий периметр каждого зуба одинаков, участок a-b нечетного зуба равен участку m-n четного зуба, соответственно участок d-e-g равен участку f-l-k, а участок k-l-n равен участку a-c-d, нагрузка на чередующихся зубьях выравнивается, что приводит к снижению интенсивности износа зубьев фрезы и следовательно, повышению ее стойкости, снижению максимальных сил резания и колебания сил резания за оборот фрезы, что приводит к повышению точности нарезаемых колес.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий: средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в машиностроении при обработке зубчатых колес; для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью выше описанных в заявке средств и методов; средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Формула изобретения

Червячная фреза с режущими зубьями, расположенными по винтовой линии и снабженными стружкоразделительными элементами в виде фасок на правой и левой боковых кромках каждого зуба, при этом фаски на чередующихся через один по витку зубьях выполнены под углом, большим угла основного профиля на 10 - 15^o, а на следующих за ними по витку зубьях фаски выполнены под углом, большим угла предыдущих фасок на 30 35^o, отличающаяся тем, что на каждом из чередующихся через один по витку зубьях фаски на правой боковой кромке имеют высоту 0,25 модуля, на левой 0,125 модуля, а на следующих за ними по витку зубьях фаски на правой боковой кромке имеют высоту 0,125 модуля, на левой 0,25 модуля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5