ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ СПИРОИДНАЯ ФРЕЗА Российский патент 1997 года по МПК B23F21/16 

Изобретение относится к зубообработке и может быть использовано при нарезании плоских спироидных колес с зубьями, имеющими продольную модификацию боковых поверхностей.

Известна цилиндрическая спироидная фреза, спрофилированная на базе спироидного производящего червяка с одной делительной поверхностью, имеющей глобоидную форму и в качестве образующей дуги окружности [1] Эта фреза обладает тем недостатком, что при наличии у ее базового производящего червяка одной делительной поверхности исключается возможность независимого управления продольной модификацией разноименных боковых поверхностей зубьев нарезаемого колеса. Результатом отсутствия возможности такого управления являются низкая точность обработки этих зубьев и как следствие существенные отклонения размеров и расположения зон их касания с витками рабочего спироидного червяка от требуемых размеров и расположения данных зон (под зоной касания [2] понимается участок номинальной боковой поверхности зуба спироидного колеса, ограниченный линией, в точках которой приведенный зазор между номинальной и главной боковыми поверхностями этого зуба имеет заданную постоянную величину, принимаемую равной суммарной толщине слоя микронеровностей данной номинальной поверхности и слоя краски, наносимой на нее при контроле спироидной пары на контрольно-обкатном станке).

Известна также принятая за прототип [3] цилиндрическая спироидная фреза, спрофилированная на базе спироидного производящего червяка с двумя делительными поверхностями, имеющими глобоидную форму, общую горловую окружность и в качестве образующих дуги окружностей различных радиусов. Недостаток этой фрезы заключается в том, что при наличии у делительных поверхностей ее базового производящего червяка общей горловой окружности оказывается невозможным внесение таких независимых корректив в продольную модификацию разноименных боковых поверхностей зубьев нарезаемого колеса, которые обеспечивают после его термообработки требуемое расположение вдоль данных зубьев зон их касания с витками рабочего спироидного червяка. Отсутствие возможности внесения указанных корректив препятствует достижению необходимой точности обработки этих зубьев.

Целью изобретения является повышение точности обработки зубьев плоского спироидного колеса, имеющих продольную модификацию боковых поверхностей.

Цель достигается тем, что разноименные боковые режущие кромки зубьев предлагаемой фрезы, спрофилированной на базе спироидного производящего червяка с двумя делительными поверхностями, имеющими глобоидную форму и в качестве образующих дуги окружностей различных радиусов, выполнены на производящих поверхностях, образованных на основе соответствующих делительных поверхностей указанного червяка, горловые окружности которых смещены друг относительно друга относительно друга в направлении вдоль оси этой фрезы. Смещение горловых окружностей данных делительных поверхностей позволяет вносить независимые коррективы в продольную модификацию разноименных боковых поверхностей зубьев нарезаемого колеса, обеспечивающие после его термообработки требуемое расположение вдоль этих зубьев зон их касания с витками рабочего спироидного червяка. Этим и достигается необходимая точность обработки зубьев колеса.

На фиг.1 изображена предлагаемая спироидная фреза; на фиг.2 впадина этой фрезы.

Цилиндрическая спироидная фреза имеет зубья 1, правые и левые боковые режущие кромки 2 и 3 которых выполнены на производящих поверхностях, спрофилированных на базе спироидного производящего червяка с двумя делительными поверхностями глобоидной формы. Образующими последних, именуемых правой и левой делительными поверхностями, являются дуги окружностей соответственно радиусов R_OR и R_OL. Отношение этих радиусов K=R_OL/R_OR выбрано равным K= 1,5-1,4 и K=1,3-1,2 при делительном угле профиля α_R правых боковых режущих кромок 2, равном соответственно α_R 8-12^o и 13-18^o.

Значение радиуса R_OR находится из зависимости

где
ширина венца нарезаемого предлагаемой фрезой колеса, измеренная в плоскости, параллельной оси этого колеса и отстоящей от нее на расстоянии, равном межосевому расcтоянию в зацеплении данных колеса и фрезы;
δ_ι величина отвода образующей дуги окружности радиуса R_OR от соприкасающейся с ней прямой, параллельной оси фрезы, заданная на расстоянии 0,5 от точки касания указанных дуги и прямой и равная 0,25-0,16 мм и 0,15-0,1 мм при делительном угле α_R профиля правой боковой режущей кромки зуба фрезы, равном соответственно 8-12^o и 13-18^o.

Горловые окружности правой и левой делительных поверхностей производящего червяка фрезы, имеющие соответственно диаметры d_R и d_L, смещены друг относительно друга в направлении вдоль ее оси и расположены симметрично по отношению к средней торцовой плоскости этого червяка, равноудаленной от торцев режущей части фрезы. Смещение горловых окружностей l принято равным смещению λ друг относительно друга зон касания с витками рабочего спироидного червяка разноименных боковых поверхностей зуба спироидного колеса, которое, во-первых, нарезано фрезой, отличающейся от предлагаемой фрезы лишь тем, что ее две делительные поверхности имеют общую горловую окружность, во-вторых, образует рабочее зацепление с тем же спироидным червяком, что и колесо, нарезаемое предлагаемой фрезой, и, в- третьих, подвергнуто термообработке, в результате которой имеет место смещение зон касания, рассматриваемое в направлении вдоль зуба колеса.

Значение l определяется из зависимости

где
r_SL и r_SR радиусы соосных цилиндров нарезаемого колеса, происходящих через центры зон касания соответственно левой и правой боковых поверхностей его зуба;
a_WO межосевое расстояние в зацеплении колеса с фрезой.

При положительном значении λ горловую окружность правой делительной поверхности производящего червяка фрезы располагают в дальней по отношению к межосевой линии пары фреза-колесо половине режущей части фрезы. При отрицательном значении l данную окружность располагают в ближней по отношению к названной линии половине режущей части фрезы.

Диаметры горловых окружностей делительных поверхностей производящего червяка фрезы приняты равными диаметру делительного цилиндра спироидного червяка, образующего рабочее зацепление с колесом, нарезаемым этой фрезой. Боковые производящие поверхности данного производящего червяка образованы в результате винтового (с тем же параметром, что и у указанного спироидного червяка) и пропорционального ему радиального движения образующих кривых.

Фреза может быть выполнена либо с прямолинейным профилем боковых режущих кромок зубьев, либо с криволинейным профилем этих кромок. При этом в обоих случаях углы a_R и α_L профилей правых и левых боковых режущих кромок зубьев фрезы, каждый из которых имеет одинаковое значение во всех точках пересечения этих кромок с соответствующей делительной поверхности производящего червяка фразы, принимаются равными соответствующим делительным углам профиля нитка спироидного червяка, зацепляемого с нарезаемым данной фрезой колесом.

Конструкция стружечных канавок предлагаемой фрезы полностью соответствует конструкции стружечных канавок цилиндрической спироидной фрезы, используемой для нарезания спироидных колес с зубьями, не имеющими продольной модификации боковых поверхностей.

Нарезание спироидных колес предлагаемой фрезой ведут на зубофрезерном станке способом, при котором подача фрезы осуществляется в направлении вдоль оси обрабатываемого колеса. При этом фрезу устанавливают относительно данного колеса таким образом, что ее ось удалена от его оси на расстояние, равное межосевому расстоянию в зацеплении последнего с рабочем спироидным червяком.

Источники информации
1. А. К. Георгиев, А.С.Кунивер. Вопросы формообразования и методики исследования геометрии зубьев колеса спироидной цилиндрической передачи, имеющих модифицированные боковые поверхности// Совершенствование процессов обработки металлов резанием: Межвуз. сб. Ижевск, 1977. Вып.2.-С.58-66.

2.А.К.Георгиев, А.С.Кунивер. Локализация контакта в спироидных передачах путем зубообработки их колес инструментами на базе специальных модифицирующих производящих червяков// Вопросы проектирования, технологии изготовления и внедрения спироидных передач и редукторов. Ижевск 1984,с.15-19.

3. А. с. 1348099 СССР, МКИ B 23 F 21/16. Цилиндрическая спироидная фреза /А.С.Кунивер// Бюллетень изобретений. 1987. N 40. C.52.

Использование: зубообработка, нарезание плоских спироидных колес с зубьями, имеющими продольную модификацию боковых поверхностей. Сущность изобретения: разноименные боковые режущие кромки зубьев цилиндрической спироидной фрезы, спрофилированной на базе спироидного производящего червяка с двумя делительными поверхностями, имеющими глобоидную форму и в качестве образующих - дуги окружностей различных радиусов, выполнены на производящих поверхностях, образованных на основе соответствующих делительных поверхностей указанного червяка, горловые окружности которых смещены друг относительно друг в направлении вдоль оси этой фрезы. 2 ил.

Цилиндрическая спироидная фреза, спрофилированная на базе спироидного производящего червяка с двумя делительными поверхностями, имеющими глобоидную форму и в качестве образующих дуги окружностей различных радиусов, при этом разноименные боковые режущие кромки зубьев фрезы расположены на производящих поверхностях, образованных на основе указанных соответствующих делительных поверхностей производящего спироидного червяка, отличающаяся тем, что горловые окружности упомянутых делительных поверхностей смещены друг относительно друга в направлении вдоль оси фрезы.