Фреза дисковая для обработки валов с рк-профилем
Владельцы патента RU 2728269:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)
Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке валов с трехгранным РК-профилем. Приведены зависимости для определения координат профиля производящей поверхности дисковой фрезы. Обеспечивается обработка за один оборот фрезы 1/3 части трехгранного РК-профиля, сокращаются габариты инструмента при сохранении качества обработанной поверхности. 1 табл., 1 пр., 1 ил.
Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано при обработке валов с трехгранным РК-профилем.
Известна фреза дисковая для обработки валов с РК-профилем (Патент РФ № 106 576 МПК B23C 5/06 опубликовано 10.06.12) отличающаяся тем, что производящая поверхность фрезы, описываемая координатами хn, уn, определяется согласно зависимостям:
хn = - cos(θ)⋅e⋅cos(N⋅θ) - N·e⋅sin(N θ)⋅sin(θ) - Rf ⋅cos(θ),
уn = - sin(θ)⋅e⋅cos(N⋅θ) + N·e⋅sin(N⋅θ)⋅cos(θ) - Rf⋅sin(θ),(1)
где N - количество вершин вала с РК-профилем;
е - эксцентриситет РК-профиля;
θ - параметрический угол профиля;
Rf - средний радиус фрезы.
Недостатком вышеуказанной фрезы является обработка профиля вала за один оборот инструмента, что при высоких требованиях к качеству обработанной поверхности приводит к значительному увеличению габаритов фрезы.
Технической задачей является сокращение габаритов инструмента при сохранении качества обработанной поверхности за счет расположения зубьев по производящей поверхности, позволяющей за один оборот фрезы обработать 1/3 часть трехгранного РК-профиля.
Технический результат достигается тем, что фреза дисковая для обработки валов с РК-профилем, выполненная с профилем производящей поверхности, описываемый координатами xf и yf, имеет координаты профиля производящей поверхности фрезы которые определяются согласно зависимостям:
где е - эксцентриситет РК-профиля;
R - средний радиус РК-профиля детали;
Rf - средний радиус фрезы;
θ - параметрический угол РК-профиля;
θ2 - угол поворота фрезы, равный
где C, S - смещения точки контакта профиля фрезы с профилем детали в процессе обработки в системе координат станка.
То есть при обработке ось вращения фрезы и ось вращения обрабатываемой детали параллельны и установлены с межосевым расстоянием равным R+Rf, где R - средний радиус трехгранного РК-профиля детали (Фиг. 1). Обрабатываемой детали и фрезе придается вращательное движение с одинаковым направлением и с частотой вращения фрезы nf в три раза больше частоты вращения детали nv. Профиль фрезы при этом определяется из выражения:
(2)
где θ1 - угол поворота обрабатываемой детали;
θ2 - угол поворота фрезы;
1 А - матрица моделирования движения вдоль оси X
6 A - матрица моделирования поворота вокруг оси Z
- уравнение РК-профиля обрабатываемого вала
(3)
Приняв:
,(4)
получим следующее выражение для координат профильной поверхности фрезы xf и yf :
(5)
Угол поворота фрезы θ2 определяем из условия огибания профилем фрезы профиля детали:
(6)
где | - частная производная xf по параметру θ; | |
- частная производная yf по параметру θ; | ||
- частная производная xf по параметру θ2 | ||
- частная производная yf по параметру θ2; |
Тогда получим:
(7)
где C, S - смещения точки контакта профиля фрезы с профилем детали в процессе обработки в системе координат станка:
(8)
(9)
Пример расчета координат xf и yf профильной поверхности фрезы с параметрами Rf = 100 мм для обработки вала с трехгранным РК-профилем приведен в таблице 1.
Таблица 1 Координаты xf и yf , мм профильной поверхности фрезы
№ п/п | θ2 | xf | yf |
1 | 0 | 103,4 | 0 |
2 | 10° | 101,57 | -19,08 |
3 | 20° | 96,16 | -37,41 |
4 | 30° | 87,43 | -54,29 |
5 | 40° | 75,79 | -69,1 |
6 | 50° | 61,74 | -81,35 |
7 | 60° | 45,88 | -90,67 |
8 | 70° | 28,84 | -96,87 |
9 | 80° | 11,25 | -99,85 |
10 | 90° | -6,3 | -99,69 |
11 | 100° | -23,27 | -96,54 |
12 | 110° | -39,18 | -90,64 |
13 | 120° | -53,64 | -82,28 |
14 | 130° | -66,34 | -71,8 |
15 | 140° | -77,02 | -59,54 |
16 | 150° | -85,5 | -45,88 |
17 | 160° | -91,64 | -31,17 |
18 | 170° | -95,36 | -15,76 |
19 | 180° | -96,6 | 0 |
20 | 190° | -95,36 | 15,76 |
21 | 200° | -91,64 | 31,17 |
22 | 210° | -85,5 | 45,88 |
23 | 220° | -77,02 | 59,54 |
24 | 230° | -66,34 | 71,8 |
25 | 240° | -53,64 | 82,28 |
26 | 250° | -39,18 | 90,64 |
27 | 260° | -23,27 | 96,54 |
28 | 270° | -6,3 | 99,69 |
29 | 280° | 11,25 | 99,85 |
30 | 290° | 28,84 | 96,87 |
31 | 300° | 45,88 | 90,67 |
32 | 310° | 61,74 | 81,35 |
33 | 320° | 75,79 | 69,1 |
34 | 330° | 87,43 | 54,29 |
35 | 340° | 96,16 | 37,41 |
36 | 350° | 101,57 | 19,08 |
Данная дисковая фреза обрабатывает за один оборот 1/3 часть трехгранного РК-профиля вала, имеет меньшие габариты при сохранении качества обрабатываемой поверхности.
Фреза дисковая для обработки валов с РК-профилем, выполненная с профилем производящей поверхности, описываемым координатами xf и yf, отличающаяся тем, что координаты профиля производящей поверхности фрезы определены согласно зависимостям:
где е - эксцентриситет РК-профиля;
R - средний радиус РК-профиля вала, мм;
Rf - средний радиус фрезы, мм;
θ - параметрический угол РК-профиля;
θ2 - угол поворота фрезы, равный
где C, S - смещения точки контакта профиля фрезы с профилем вала в процессе обработки в системе координат станка, определяемые из условий: