Способ фрезерования винтовых канавок с переменным шагом и радиусом профиля



Способ фрезерования винтовых канавок с переменным шагом и радиусом профиля
Способ фрезерования винтовых канавок с переменным шагом и радиусом профиля

 


Владельцы патента RU 2429950:

ГОУ ВПО "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА) (RU)

Способ заключается в том, что стол с заготовкой поворачивают на угол подъема винтовой канавки, заготовке сообщают равномерное поступательное перемещение вдоль своей оси вместе со столом станка и вращательное движение, соответствующее поступательному перемещению стола. Для расширения технологических возможностей сложное вращательное движение заготовки получают суммированием равномерного и переменного по заданному закону вращения, при этом угол поворота стола соответствует наибольшему шагу винтовой канавки, а постепенно увеличивающийся радиус профиля винтовой канавки получают поступательным перемещением конической фрезы вдоль своей оси. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может применяться при фрезеровании винтовых канавок с переменным шагом и радиусом профиля канавки на широкоуниверсальных фрезерных станках.

Известен способ обработки винтовых поверхностей переменного шага на фрезерных станках, при котором используется устройство [1], содержащее шпиндель изделия, механизм изменения шага винтовой поверхности, включающий задающий элемент, узел передачи движения с переменной скоростью в виде карданной передачи и гитару сменных зубчатых колес, расположенную между узлом передачи движения и шпинделем изделия.

Недостатками известного способа является недостаточное качество обработки вследствие низкой жесткости кинематической цепи от ходового винта стола до шпинделя изделия, сложность наладки на заданный закон изменения шага винтовой поверхности и невозможность обработки винтовых поверхностей с переменным радиусом профиля.

Заявляемое изобретение направлено на достижение технического результата, который заключается в обеспечении возможности фрезерования винтовых канавок с любым законом изменения шага и с увеличивающимся радиусом профиля.

Заявляемый способ фрезерования винтовых канавок с переменным шагом и радиусом профиля заключается в том, что стол широкоуниверсального фрезерного станка с заготовкой предварительно поворачивают на угол подъема винтовой линии заготовки, соответствующий наибольшему шагу; затем фрезе сообщают вращение, столу с заготовкой сообщают равномерное поступательное перемещение вдоль оси заготовки. Заготовке сообщают согласованное с перемещением стола сложное движение, являющееся суммой равномерного вращения и переменного вращения, поступающего от привода стола через гитару настройки скорости вращения кулачка; кулачок, задающий закон изменения шага; зубчато-реечную передачу; гидроусилитель; гитару коррекции приращения шага. Суммирование равномерного и переменного вращения производят с помощью механизма дифференциала. С целью постепенного увеличения радиуса профиля винтовой канавки применяют коническую фрезу, которая вместе с ползуном станка совершает движение осевой подачи.

На фиг.1 показана схема фрезерования винтовой канавки, вид сверху; на фиг.2 показана кинематическая схема вращения заготовки.

Способ может применяться на широкоуниверсальных фрезерных станках, оснащенных продольным столом на поворотной плите и ползуном для осевой подачи фрезы.

Для осуществления способа необходим стол 1, установленный на поворотной плите 2. Стол должен перемещаться от привода 3 станка. Заготовка 4 устанавливается с помощью делительной головки 5. На механизм делительной головки вращение передается от вала 6 привода стола по двум кинематическим цепям. Первая цепь обеспечивает равномерное вращение заготовки 4 и включает гитару сменных зубчатых колес 7. Вторая цепь обеспечивает переменное вращение заготовки и включает гитару сменных зубчатых колес 8, кулачок 9 с толкателем 10, зубчатую рейку 11, закрепленную на толкателе 10, зубчатое колесо 12, гидроусилитель 13, гитару сменных зубчатых колес 14. Суммирование вращений от двух кинематических цепей осуществляется механизмом дифференциала 15, который включает ведущее колесо 16, водило 17 и ведомое колесо 18. Для осуществления способа также применяется коническая фреза 19, которая устанавливается на оправке 20. Оправка 20 устанавливается в шпинделе ползуна 21 и поддерживается серьгой 22.

Заготовка 4 устанавливается на столе 1 фрезерного станка с помощью делительной головки 5. Стол 1 поворачивается с помощью поворотной плиты 2 на угол подъема винтовой канавки, соответствующий наибольшему шагу:

где tmax - наибольший шаг винтовой канавки,

D - диаметр заготовки.

Коническая фреза 19 получает вращение с частотой nфр.

Стол 1 с заготовкой 4 совершает равномерное поступательное перемещение вдоль оси заготовки со скоростью Sзаг от привода 3 станка. От вала 6 привода станка вращение передается на гитару сменных зубчатых колес 7 с передаточным отношением iнач, которое настраивается на значение начального шага винтовой канавки по следующему соотношению:

t0 мм перемещения стола с заготовкой → 1 оборот заготовки.

Таким образом, обеспечивается равномерное вращение заготовки n0.

Для обеспечения нарезания винтовой канавки с переменным шагом на равномерное вращение заготовки накладывается переменное вращение, обеспечивающее увеличение шага Δti винтовой канавки по сравнению с начальным значением t0:

где ti - текущее значение шага винтовой канавки.

Δti - величина переменная, поэтому для ее обеспечения необходимо создать дополнительное переменное вращение заготовки Δn, которое будет суммироваться с основным n0. Для обеспечения переменного вращения заготовки движение с вала 6 через гитару сменных зубчатых колес 8 передается на кулачок 9. Профиль кулачка строится с учетом обеспечения заданного закона изменения шага винтовой канавки. Передаточное отношение iк гитары сменных зубчатых колес 8 настраивается так, чтобы при перемещении заготовки на полную длину нарезаемой винтовой канавки Lзаг кулачок поворачивался на угол θр своего рабочего профиля:

Lзаг мм перемещения стола→ оборот кулачка,

где θр - рабочий угол профиля кулачка в градусах.

Зубчато-реечный механизм преобразует поступательное перемещение толкателя 10 кулачкового механизма во вращательное движение зубчатого колеса 12. От зубчато-реечного механизма вращение передается на гидроусилитель 13, который повышает значение крутящего момента с целью обеспечения достаточного усилия при резании. От гидроусилителя 13 вращение передается на гитару сменных зубчатых колес 14 с передаточным отношением iу. Гитара 14 служит для коррекции величины приращения шага и настраивается так, чтобы при перемещении толкателя 10 на величину перепада радиусов Δr рабочего участка кулачка обеспечивалось полное приращение шага Δt по всей длине участка нарезания винтовой линии:

Суммирование вращений по двум ветвям кинематической цепи производится на механизме дифференциала 15. Равномерное вращение поступает от гитары 7 на центральное ведущее колесо 16 механизма дифференциала. Переменное вращение поступает от гитары 14 на водило 17 механизма дифференциала. Суммарное вращение снимается с ведомого зубчатого колеса 18 и поступает на механизм делительной головки 5, в шпинделе которой закрепляется заготовка.

Таким образом, осуществляется суммарное переменное вращение заготовки nзаг=n0+Δn, что в согласовании с равномерным перемещением заготовки вдоль своей оси обеспечивает нарезание винтовой канавки с переменным шагом.

Для обеспечения постепенного увеличения радиуса профиля винтовой канавки, коническая фреза 19 вместе с ползуном 21 совершает движение подачи Sфр вдоль своей оси. Скорость подачи Sфр выбирается так, чтобы за время перемещения заготовки вдоль своей оси на длину участка винтовой канавки Lзаг фреза переместилась вдоль своей оси на длину своего рабочего участка Lфр.

Lзаг мм перемещения стола 1 с заготовкой→

→Lфр мм перемещения ползуна 21 с фрезой.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1528625, кл. B23C 3/32 от 15.12.1989, бюл. №46.

1. Способ фрезерования винтовых канавок с переменным шагом и радиусом профиля, включающий поворот фрезерного стола с заготовкой на угол подъема винтовой канавки, сообщение заготовке равномерного поступательного перемещения вдоль своей оси вместе со столом станка и вращательного движения, соответствующего поступательному перемещению стола, отличающийся тем, что осуществляют сложное вращательное движение заготовки суммированием равномерного и переменного по заданному закону вращения, при этом угол поворота стола соответствует наибольшему шагу винтовой канавки, и получают постепенно увеличивающийся радиус профиля винтовой канавки поступательным перемещением конической фрезы вдоль своей оси.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что переменное вращение задают гитарой настройки скорости вращения кулачка, кулачковым механизмом, зубчато-реечной передачей, гидроусилителем, гитарой коррекции приращения шага.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что суммирование равномерного и переменного вращений производят посредством механизма дифференциала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлообработке, к технологии машиностроения, в частности к обработке фрезерованием винтов с полуоткрытой поверхностью, например винтов счетчиков жидкости.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке резанием многозаходных канавок в отверстии пустотелой заготовки диаметром более 50 мм, в том числе с переменным шагом.

Изобретение относится к области металлообработки, фрезерованию винтовых канавок винтов нефтяных винтовых насосов. .
Изобретение относится к области машиностроения, к изготовлению рабочих винтов винтовых компрессоров и насосов. .

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в станках для фрезерования канавок сверл. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для обработки винтовых поверхностей постоянного шага у изделий с нецилиндрической сердцевиной, например, фассонных зенкеров.

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано для изготовления фасонных винтовых поверхностей стружечных канавок концевых фрез

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для обработки криволинейных винтовых канавок с дугообразным профилем. Способ обработки заключается в том, что инструменту в виде тела вращения с тороидальной производящей поверхностью сообщают одновременно три согласованных движения, лежащих в одной плоскости профилирования. Одно из них является возвратно-качательным в плоскости профилирования и два - поступательными. Возвратно-качательное движение осуществляют вокруг центра профильного сечения детали и реверсируют в крайних точках профиля в конце каждого прохода. Для определения угла качательного движения и для согласования отдельных движений инструмента используют определенные математические зависимости. Способ обеспечивает равномерную загрузку режущих кромок инструмента с повышением его стойкости. 2 ил.
Наверх