Червячная фреза

 

Изобретение относится к металлорежущему инструменту для обработки зубчатых колес. Технический результат - повышение стойкости, снижение колебаний сил резания и трудоемкости изготовления фрезы. Червячная фреза имеет режущие зубья, уменьшенные по толщине, чередующиеся через один с режущими зубьями, заниженными по высоте. Каждый из зубьев имеет общий участок профиля, совпадающий с полным профилем на протяжении 0,25 m по высоте ниже головки заниженного зуба. При этом передняя поверхность зубьев, уменьшенных по толщине, выполнена из двух участков, один из которых примыкает к периферийной режущей кромке и ограничен радиусом, величина которого выбрана по формуле R₁= R_eu(l+0,025 m), где R_eu - радиус наружного цилиндра фрезы, l - величина занижения зубьев, m - модуль, а другой участок расположен под тупым углом к первому и образует максимальный передний угол. 6 ил.

Изобретение относится к металлорежущему инструменту для обработки зубчатых колес.

Известна червячная фреза по а.с. N 1726171 кл. B 23 F 21/16, режущие зубья которой, уменьшенные по толщине, чередуются через один с режущими зубьями, заниженными по высоте. При этом передняя поверхность зубьев, уменьшенных по толщине, выполнена в виде двух участков, один из которых примыкает к периферийной режущей кромке, а другой участок расположен под тупым углом к первому и образует передний угол, отличный от нулевого значения.

Существенными недостатками фрезы является высокая трудоемкость ее изготовления и низкое качество обработки зубчатых колес.

В качестве прототипа рассмотрена червячная фреза по а.с. N 500924, кл. B 23 F 21/16 от 06.07.71 с режущими зубьями, уменьшенными по толщине и чередующимися через один с режущими зубьями, выполненными заниженными по высоте, при этом каждый из зубьев имеет общий участок профиля, совпадающий с полным профилем на протяжении 0,025 m по высоте ниже вершины головки заниженного зуба, и передний угол, образованный передней поверхностью зуба и радиальной плоскостью фрезы.

Однако, при работе фрез по а.с. N 500924 значительны колебания сил резания из-за неравномерной загрузки по витку зубьев, что снижает качество обработки зубчатых колес.

Кроме того, эти фрезы трудоемки в изготовлении, т.к. шлифование профиля требует дополнительно нескольких технологических переходов и сложной технологической оснастки для фасонной правки шлифовальных кругов при затыловании боковых поверхностей зубьев, уменьшенных по толщине.

Стойкость фрез по а.с. N 500924 ограничена стойкостью зубьев, уменьшенных по толщине, из-за неблагоприятных условий стружкообразования на переходных участках режущих кромок (от общего участка профиля к зауженной части).

Таким образом, известная фреза не обеспечивает высокого качества обработки из-за значительного колебания силы резания, имеет ограниченную стойкость, трудоемка в изготовлении.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности и снижение расхода червячных зуборезных фрез, снижение трудоемкости их изготовления и повышение качества обработки зубчатых колес.

Поставленный технический результат достигается тем, что у червячной фрезы, режущие зубья которой выполнены уменьшенными по толщине и чередующимися через один с режущими зубьями, выполненными заниженными по высоте, при этом каждый из зубьев имеет общий участок профиля, совпадающий с полным профилем на протяжении 0,025 m по высоте ниже вершины головки заниженного зуба, и передний угол, образованный передней поверхностью зуба и радикальной плоскостью фрезы, отличающаяся тем, что передняя поверхность зубьев, уменьшенных по толщине, выполнена в виде двух участков, один из которых примыкает к периферийной режущей кромке и ограничен радиусом, величина которого выбрана по формуле: R₁=R_eu-(e + 0,025m), где R_eu радиус наружного цилиндра фрезы; e величина занижения зубьев; m модуль, а другой участок расположен под тупым углом к первому и образует максимальный передний угол.

Такая конструкция фрезы позволяет улучшить условия работы зуба, уменьшенного по толщине, изменив за счет введения максимального переднего угла на участке ниже линии пересечения передней поверхности образующей цилиндра радиуса R₁ направления схода стружек, срезаемых боковыми режущими кромками, тем самым снизив их давление на стружку, срезаемую периферийной режущей кромкой, и следовательно, уменьшить интенсивность износа этих зубьев.

Введение максимального переднего угла на этом участке снижает силы резания, действующие на переднюю поверхность зуба, уменьшенного по толщине, тем самым снижая колебания сил резания в пределах одного оборота, что повышает качество боковых поверхностей зубьев нарезаемого колеса.

Снижение трудоемкости изготовления фрезы обеспечивается исключением фасонного профильного шлифования боковых поверхностей зуба, уменьшенного по толщине, т.к. его заужение обеспечивается введением максимального переднего угла на участке ниже линии пересечения передней поверхности образующей цилиндра радиуса R₁ R_eu (e + 0,025m).

Максимальный передний угол обеспечивается заточкой фрезы по передней поверхности зубьев, уменьшенных по толщине на заточных полуавтоматах и универсально-заточных станках, т.е. простой технологической операцией.

На фиг. 1 показана червячная фреза; на фиг.2 вид A на фиг.1; на фиг.3 - узел I на фиг.2 (в увеличенном масштабе на 2 чередующихся по витку зуба); на фиг. 4 вид Б на фиг.2; на фиг.5 вид В на фиг.1; на фиг.6 профили соседних по витку зубьев, совмещенные в плоскости передней поверхности заниженного зуба.

Предлагаемая фреза содержит четное число реек с зубьями, расположенными по винтовой линии. Зубья нечетных реек (1, 3, 5, 7 9, 11) имеют стандартную высоту и переднюю поверхность, состоящую из двух участков: участка cefh (фиг.4) с нулевым передним углом и участка bchm с максимальным передним углом, разделенных линией пересечения ch образующей цилиндра радиуса R₁ R_eu -(e + 0,025m), где R_eu радиус наружного цилиндра фрезы; e величина занижения; m модуль.

Зубья четных реек (2, 4, 6, 8, 12) занижены по высоте и имеют нулевой передний угол.

Фреза работает следующим образом. Зубья нечетных реек (1, 3, 5, 7, 9, 11) режут периметром c-d-e-f-g-h и частично участками c-b и h-m, исключенными из профилирования за счет максимального переднего угла γ на участке bchm. Наличие максимального переднего угла на участке передней поверхности ниже линии ch изменяет направление схода стружек, частично срезаемых участками c-b и h-m боковых режущих кромок зуба, т.к. его влияние на процесс стружкообразования при работе боковых режущих кромок аналогично влиянию отрицательного угла наклона лезвия l Поэтому стружки, срезаемые участками c-b и h-m, перемещаются не перпендикулярно соответствующим боковым режущим кромкам, а в направлениях к основанию зуба, снижая тем самым давление на стружку, срезаемую периферийной режущей кромкой, что приводит к снижению сил резания при работе нечетных зубьев, а следовательно и их величин по отношению к силам резания при работе четных зубьев. Снижение давления на стружку, срезаемую периферийной режущей кромкой, уменьшает интенсивность износа зуба, что приводит к повышению стойкости фрезы.

Зубья четных реек (2, 4, 6, 10, 12) режут и профилируют участками a-d и g-n (по фиг.6). Участки режущих кромок d-c и g-h совпадают с полным профилем исходной рейки и участвуют в формировании галтели впадины зуба нарезаемого колеса.

Схема шлифования профилей зубьев, уменьшенных по толщине, и зубьев заниженных осуществляется также, как и при шлифовании стандартных фрез. Максимальный передний угол на участке зуба, уменьшенного по толщине, обеспечивается фрезерованием стружечных канавок канавочными фрезами с соответствующими углами профиля и последующей заточкой.

Качество галтели впадины зубьев нарезаемого колеса при обработке фрезами предлагаемой конструкции выше, чем при обработке колес известными фрезами.

Формула изобретения

Червячная фреза, режущие зубья которой выполнены уменьшенными по толщине и чередующимися через один с режущими зубьями, выполненными заниженными по высоте, при этом каждый из зубьев имеет общий участок профиля, совпадающий с полным профилем на протяжении 0,025m по высоте ниже вершины головки заниженного зуба, и передний угол, образованный передней поверхностью зуба и радиальной плоскостью фрезы, отличающаяся тем, что передняя поверхность зубьев, уменьшенных по толщине, выполнена в виде двух участков, один из которых примыкает к периферийной режущей кромке и ограничен радиусом, величина которого выбрана по формуле R₁ R_eu (e + 0,025m), где R_eu радиус наружного цилиндра фрезы;
е величина занижения зубьев;
m модуль,
а другой участок расположен под тупым углом к первому и образует максимальный передний угол.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6