ЧЕРВЯЧНАЯ ФРЕЗА Российский патент 1995 года по МПК B23F21/16 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для нарезания зубчатых колес с эвольвентным профилем модифицированных зубьев.

Цель изобретения упрощение возможности нарезания цилиндрических зубчатых колес с профильной модификацией зубьев эвольвентного профиля.

На фиг. 1 схематически показана червячная фреза; на фиг. 2 положение передней поверхности червячной фрезы относительно основного цилиндра; на фиг. 3 индикатриса кривизны исходной инструментальной поверхности червячной фрезы; на фиг. 4-8 схемы расположения векторов, необходимых для вывода расчетных зависимостей.

Червячная фреза содержит корпус 1. На корпусе по винтовой линии расположены режущие зубья 2 с прямолинейными боковыми режущими кромками 3. Режущие зубья выполнены с плоской передней поверхностью 4. Передняя поверхность зубьев развернута относительно оси фрезы. Режущие кромки 3 развернуты в плоской боковой стороне профиля вспомогательной производящей рейки фрезы на угол ϕ, равный
ϕ arcsin, (1) а угол поворота передней плоскости Ψ установлен равным
Ψ arcsin , (2) где ϕ угол разворота режущих кромок;
R_и радиус вогнутого зуба производящей рейки;
R_2и второй главный радиус кривизны вспомогательной производящей рейки;
Ψ угол разворота передней плоскости
А₁ sin ζ cos α_и;
А₂ cos α_и cos ζ ctg α_п sin α_и;
А₃ sin ζ cos α_и + sin ζ ctg α_п' sin α_и;
ζ угол наклона к оси фрезы плоского прямобочного немодифицированного сечения вспомогательной производящей рейки червячной фрезы;
α_п угол профиля плоского прямобочного немодифицированного сечения вспомогательной производящей рейки червячной фрезы;
α_п' угол профиля зуба червячной фрезы в передней плоскости.

Для расчета величины угла Ψ удобно применять преобразования с векторами , и , направленными из начала пространственной системы координат под углами:
α_и угол профиля вспомогательной производящей рейки на исходной поверхности червячной фрезы (по ГОСТ 9324-80 этот угол установлен равным α_и 20^о);
ζ угол наклона передней плоскости к оси червячной фрезы;
α_п угол профиля зуба червячной фрезы в передней плоскости.

Вектор выбран равным по модулю 1 и направлен под углом α_и к оси Y. Вектор выбран таким, чтобы его проекция на плоскость XZ равнялась 1, и направлен под углом ζ к оси Z. Вектор выбран таким, чтобы его проекция на плоскость XZ равнялась 1, и направлен под углом Ψ к оси Z.

Исходя из этого, можно записать
^=-cosαи^+sinαи; (3)
пр. =1, - sin ζ ctgα_п+ cos ζ; (4)
пр. =1, - sin Ψ ctg+ cos Ψ. (5)
Из этого на основании свойства смешанного (векторно-скалярного) произведения трех векторов имеем
(6)
Раскрыв определитель (6), после преобразований приходим к квадратному уравнению
A₁sin² Ψ + A₂sin Ψ A₃ 0, (7) где А₁ sin ζ cos α_и; (8)
A₂ cos α_и cos ζ ctg α_п sin α_и; (9)
A₃ sin ζ cos α_и + sin ζ ctg α_п' sin α_и. (10)
Действительный корень уравнения (7) равен
sin Ψ (11) откуда
Ψarcsin (12)
Червячная фреза работает следующим образом.

Заготовке зубчатого колеса придают вращение вокруг своей оси. Червячной фрезе, вращающейся вокруг своей оси, сообщают поперечную подачу до врезания в заготовку. Для осуществления процесса нарезания зубьев червячной фрезе придают продольную подачу вдоль оси вращения заготовки.

Червячная фреза может быть применена при изготовлении цилиндрических зубчатых колес с профильной модификацией зубьев (с фланкированными зубьями). При этом упрощается технология нарезания модифицированных зубьев.

Использование: в машиностроении для нарезания зубчатых колес с эвольвентным профилем модифицированных зубьев. Сущность изобретения: червячная фреза имеет корпус 1, на котором по винтовой линии размещены спрофилированные на основе вспомогательной производящей рейки режущие зубья 2 с прямолинейными боковыми режущими кромками и с плоской передней поверхностью, развернутой относительно оси фрезы. Режущие зубья 2 червячной фрезы выполнены на основе вспомогательной производящей рейки с вогнутым профилем зубьев. Величина угла разворота режущих кромок в плоскости боковой стороны профиля зуба рейки и угла разворота передней плоскости определяются по зависимостям. 8 ил.

ЧЕРВЯЧНАЯ ФРЕЗА для нарезания цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем зубьев, на корпусе которой по винтовой линии размещены спрофилированные на основе вспомогательной производящей рейки режущие зубья с прямолинейными боковыми режущими кромками и с плоской передней поверхностью, развернутой относительно оси фрезы, отличающаяся тем, что режущие зубья червячной фрезы выполнены на основе вспомогательной производящей рейки с вогнутым профилем зуба, в плоскости боковой стороны которого развернуты режущие кромки на угол, определяемый по формуле

при этом угол разворота передней поверхности выбран по формуле

где ϕ угол разворота режущих кромок;
R_u радиус вогнутого зуба производящей рейки;
R_2.u второй главный радиус кривизны вспомогательной производящей рейки;
j угол разворота передней плоскости;
A₁= sinζ cosα_и;
A₂= cosα_иcosζ-ctgα_пsinα_п;

ζ угол наклона к оси фрезы плоского прямобочного немодифицированного сечения вспомогательной производящей рейки червячной фрезы;
a_п угол профиля плоского прямобочного немодифицированного сечения вспомогательной производящей рейки червячной фрезы;
угол профиля зуба червячной фрезы в передней плоскости.