ЗУБОРЕЗНАЯ ФРЕЗА С РАДИАЛЬНО РЕГУЛИРУЕМЫМИ СТЕРЖНЕВЫМИ РЕЗЦАМИ КВАДРАТНОГО ИЛИ ПРЯМОУГОЛЬНОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК B23F21/12 

Область техники

Изобретение относится к изготовлению зубчатых колес и, в частности, к головке торцовой фрезы для изготовления конических зубчатых колес для нарезания зубьев и торцового фрезерования.

Предшествующий уровень техники

Конические и гипоидные зубчатые колеса могут быть нарезаны в процессе однократного или прерывистого пошагового перемещения (торцовое фрезерование) или в процессе непрерывного пошагового перемещения (нарезания зубьев). Основная установка нарезки в производящей или опорной плоскости заключается в расположении центра фрезерной головки в такое положение, которое удалено от центра производящего зубчатого колеса (оси люльки) на величину так называемого радиального расстояния. При вращении фрезы контур резцов фрезы отображает один зуб производящего зубчатого колеса. Обычные торцовые фрезы для нарезания конического зубчатого колеса содержат несколько групп резцов, причем в каждой группе имеется от одного до четырех резцов. Самыми распространенными фрезами являются фрезы с разнонаправленными зубьями (завершающие), в которых в каждой группе резцов один резец направлен наружу и один - внутрь. Для получения одинаковой толщины стружки для всех направленных внутрь резцов и всех направленных наружу резцов во время процесса нарезания, режущие кромки всех направленных наружу резцов, предпочтительно, следуют друг за другом в одном и том же радиальном положении. Также все направленные внутрь резцы должны следовать друг за другом в одном и том же радиальном положении. Другими словами, все режущие кромки одного типа (направленные внутрь или наружу) должны производить одну и ту же коническую поверхность при вращении фрезы.

Производственные допуски корпуса фрезерной головки, заготовок резцов и отклонения в заточке профиля резца дадут различные местоположения режущей кромки для различных резцов в одной фрезерной головке.

В то время как более старые системы торцового фрезерования допускали регулировку радиального положения резца, в современных системах со стержневыми резцами не предусмотрено выполнение непосредственной радиальной регулировки. Тем не менее, известные технологии, обеспечивающие изменение радиального расположения режущей кромки, включают в себя способы, в которых:

1. Если резец перемещают в осевом положении, которое отличается от номинального

положения, то радиус в опорной плоскости резца увеличивается или сокращается приблизительно на ΔR=Δs⋅tanα, где Δs - это положительное или отрицательное осевое перемещение резца, а α - угол давления резца (например, см. патентный документ US 5839943).

2. Если резец зажат двумя зажимными винтами (верхним и нижним), то большее затягивание верхнего или нижнего винта может немного сдвинуть конец резца в радиальном направлении, если резец не является точно прямым, или если нормальная стенка паза не является точно плоской.

Недостаток вышеприведенного способа 1 заключается в том, что концы аксиально сдвинутых резцов будут сдвинуты из их общей плоскости. В то время как регулировка резца улучшает местоположение режущей кромки в радиальном направлении, она приводит к отклонению концов резцов. Отклонение будет способствовать преждевременному износу концов резцов.

Недостаток вышеупомянутого способа 2 заключается в том, что для фрезы требуется два зажимных винта на резец, и в том, что затягивание этих двух зажимных винтов необходимо выбирать в зависимости от индивидуальной погрешности резца и паза. Также возможно, что из-за определенной формы резца и паза не возникнет никакого изменения радиуса резца, такого как увеличение радиуса резца или сокращение радиуса резца. В таком случае регулировка этого конкретного сочетания паза/резца может быть невозможной. Способ 2 основан на точных совпадениях, которые можно регулировать только путем времязатратных циклов проб и ошибок.

Раскрытие изобретения

Изобретение относится к торцовой фрезерной головке для производства конических зубчатых колес для нарезания зубьев и торцового фрезерования, причем фрезерная головка содержит неподвижную посадку резца и способна плотно прижимать резцы к поверхностям для неподвижной посадки и регулировать радиальное положение стержневых резцов после того, как они были предварительно зажаты и аксиально установлены.

Фрезерная головка согласно изобретению имеет в целом дискообразную форму и выполнена с возможностью вращения вокруг оси фрезерной головки. Фрезерная головка включает в себя первую сторону и вторую сторону, один или более пазов для размещения резцов, расположенных в указанной фрезерной головке, причем каждый из указанных пазов для размещения резцов проходит между указанными первой и второй сторонами. Каждый из пазов для размещения резцов содержит по меньшей мере одну посадочную поверхность для резца, проходящую между указанными первой и второй сторонами, причем посадочная поверхность для резцов имеет измененную форму и проходит от первой стороны ко второй стороне, при этом измененная форма отклоняется от формы непрерывной прямой посадочной поверхности, проходящей от первой стороны ко второй стороне.

Предпочтительно, посадочная поверхность измененной формы включает в себя первый участок, проходящий от первой или второй стороны до заданного места между первой и второй сторонами, при этом первый участок имеет первую форму, и второй участок, проходящий от заданного места до другой первой или второй стороны, второй участок имеет такую форму, что вместе форма первого участка и форма второго участка не очерчивают непрерывную прямую линию (имеющую одинаковый наклон по всей длине), проходящую от первой стороны ко второй стороне. Первый участок, предпочтительно, является прямым, а второй участок, предпочтительно, является изогнутым.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показано несколько различных модификаций посадочных поверхностей пазов во фрезерной головке для стержневых резцов;

на фиг. 2(a) - фрезерная головка со стержневым резцом, который присоединен к фрезерной головке зажимной планкой и двумя зажимными винтами, при этом затянут только верхний зажимной винт, вид в разрезе;

на фиг. 2(b) - вид в разрезе, аналогичный виду на фиг. 2(a), при этом нижний зажимной винт затянут сильнее, чем верхний зажимной винт;

на фиг. 3(a) - стержневой резец, прижатый к радиальной посадочной поверхности посредством одного зажимного винта и зажимной планки;

на фиг. 3(b) - стержневой резец, прижатый к радиальной посадочной поверхности посредством зажимных винтов и зажимной планки, при этом второй зажимной винт, установленный ниже первого зажимного винта (см. фиг. 2а или 2b), прижимает резец к нижней радиальной выемке;

на фиг. 4 - резец с прямоугольным поперечным сечением, который вставлен в паз во фрезерной головке, при этом резец прижат к двум посадочным поверхностям посредством угловой зажимной планки и одного или более угловых винтов, двумерный вид сверху;

на фиг. 5 - резец с прямоугольным поперечным сечением и неподвижная посадка в пазу во фрезерной головке, трехмерный вид;

на фиг. 6 - резец с прямоугольным поперечным сечением в пазу во фрезерной головке, при этом пунктирными линиями показан измененный участок радиальной посадочной поверхности в нижней (не видна) части посадочной поверхности, двумерный вид сверху;

на фиг. 7 - резец с прямоугольным поперечным сечением в пазу во фрезерной головке, при этом пунктирными линиями показано, что нижняя часть тангенциальной посадочной поверхности изменена, верхний зажимной винт ориентирован на угол угловой зажимной планки, в то время как нижний зажимной винт ориентирован в радиальном направлении, двумерный вид сверху;

на фиг. 8 - резец с прямоугольным поперечным сечением и неподвижная посадка в пазу во фрезерной головке, при этом нижняя часть посадочной поверхности, которая ориентирована тангенциально к окружности резания, изменена, трехмерный вид;

на фиг. 9 - конструкция зажимная планка - резец - посадочная поверхность, но вместо измененной посадочной поверхности для резца, как на фиг. 2(a), показана поворотная планка, которая с правой стороны имеет посадочную поверхность для резца, а с левой стороны (по направлению к центру фрезы) - поворотное устройство, вид в разрезе;

на фиг. 10 - часть фрезерной головки, показанной на фиг. 9, с тремя пазами для резцов с резцами, вид сверху;

на фиг. 11 - конструкция зажимная планка - резец - посадочная поверхность, но вместо измененной посадочной поверхности для резца, как на фиг. 2(a), показана поворотная планка с элементом для упругой деформации вместо механической поворотной оси, вид в разрезе;

на фиг. 12 - часть фрезерной головки, показанной на фиг. 11, с тремя пазами для резцов с резцами, вид сверху.

Варианты осуществления изобретения

Термины «изобретение», «это изобретение» и «настоящее изобретение» относятся в широком смысле ко всему описываемому объекту и любым пунктам формулы изобретения, приведенной далее. Утверждения, содержащие эти термины, не следует понимать как ограничивающие описываемый в этом документе объект или как ограничивающие значение или объем какого-либо пункта формулы изобретения, приведенной далее. Более того, описание не предназначено для раскрытия или ограничения объекта, характеризуемого каким-либо пунктом формулы изобретения в какой-либо определенной части, абзаце, утверждении или чертеже. Объект изобретения следует понимать исходя из всего описания, всех чертежей и любого из пунктов формулы изобретения, приведенной далее. Изобретение может быть выполнено для других конструкций, а также использовано или осуществлено различными способами. Также понятно, что используемые фразеология и терминология применены в целях описания и не должны трактоваться как ограничение.

Далее изобретение будет подробно описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые показывают изобретение только на примере. На чертежах аналогичные признаки или элементы указаны одинаковыми ссылочными обозначениями. При использовании терминов «включающий в себя», «имеющий» и «содержащий» и их вариаций подразумевается, что понятие охватывает перечисленные далее элементы и их эквиваленты, а также дополнительные элементы.

Хотя при описании чертежей далее указаны направления, такие как выше, ниже, вверх, вниз, назад, низ, верх, передняя часть, задняя часть и т.д., для удобства эти ссылки выполнены относительно чертежей (если смотреть на них обычным образом). Не предполагается, что эти направления следует понимать буквально, или что они как-либо ограничивают изобретение в любой форме. Кроме того, такие термины как «первый», «второй», «третий» и т.д., применены для описания, и не предполагается, что они указывают или подразумевают важность или значимость, если не указано обратное.

Изобретение относится к созданию фрезерной головки для изготовления конического зубчатого колеса с одним или более резцами, которые можно радиально регулировать заданным способом, без или с минимальными побочными эффектами. Эти побочные эффекты могут представлять собой изменение высоты конца резца, изменение смещения резца, поворот резца вокруг продольной оси и/или потерю устойчивости посадки резца.

Посадочные поверхности для резцов могут быть изменены, начиная от их прямой (плоской) начальной формы, причем изменения включают в себя выемку, уклон в нижней (или верхней) части, бочковидную форму, изогнутую выемку в нижней (или верхней) части, прямую поднимающуюся форму в нижней (или верхней) части, прямую опускающуюся и поднимающуюся форму, изогнутую поднимающуюся форму в нижней (или верхней) части, вогнутую форму или изменение более высокого порядка, как показано на фиг. 1.

На фиг. 1 показаны примеры различных модификаций посадочных поверхностей 4 в пазах для позиционирования резцов во фрезерной головке 2 для стержневых резцов или пластинчатых резцов. Прямая посадочная поверхность - это существующий уровень техники, а согласно изобретению посадочные поверхности имеют формы, которые отклоняются от прямолинейной формы непрерывной прямой посадочной поверхности между противоположными сторонами фрезерной головки (например, "Прямая форма" и "С изгибом в нижней части" на фиг. 1). Форма с выемкой в нижней части, с уклоном в нижней части, с изгибом в нижней части, с прямым подъемом и изогнутым подъемом представляют собой модификации, которые также могут быть выполнены в верхней области посадочной поверхности, которая ближе к выступающей режущей кромке. Начальная посадочная поверхность, предпочтительно, выполнена в виде прямого участка, неизмененной части посадочной поверхности. Увеличение затягивания зажимного винта, который расположен в области выемки, приведет к наклону резца (и некоторому изгибу резца), что изменит радиальное положение конца резца. При прямом опускании и подъеме имеется нижняя точка на штрихпунктирной линии, а в обратном направлении может быть верхняя точка на штрихпунктирной линии. Прямое опускание и подъем, а также вогнутая форма и модификация более высокого порядка допускают радиальное перемещение конца резца, если винт находится на штрихпунктирной линии и упруго деформирует резец.

На фиг. 2(a) и 2(b) показан принцип регулировки резца в соответствии с изобретением, со ссылкой на фрезерную головку 2, имеющую верхнюю поверхность 3, нижнюю или заднюю поверхность 5, и которая выполнена с возможностью вращения вокруг оси А фрезы и имеет радиус R фрезы. Показан паз для позиционирования резца, имеющий измененную посадочную поверхность, проходящую между верхней поверхностью 3 и нижней поверхностью 5. Стержневой резец 8 прижимают зажимной планкой 6 к измененной посадочной поверхности (например, "С изгибом в нижней части" на фиг. 1), не затягивая нижний винт 12 (фиг. 2а) и затягивая нижний винт 12 сильнее, чем верхний винт 10 (фиг. 2b). Если усилие зажима резца верхним винтом 10 может быть удержано постоянным или близко к постоянному, благодаря упругости верхнего зажимного винта, то нижний винт 12 может быть затянут сильнее для поворота резца 8, по сути перекатывая резец 8 по измененной посадочной поверхности в направлении по часовой стрелке, что позволяет регулировать радиальное положение резца. Упругость в устройстве верхнего зажимного винта предотвращает значительное увеличение усилия зажима в верхней части, и вместо отклонения резца происходит поворот резца. Если верхний зажимной винт 10 не обладает существенной упругостью, то возникает сочетание изгиба резца и перекатывания резца, что все еще допускает радиальное регулирование резца 8. В обоих случаях зазор 14 между резцом и посадочной поверхностью перемещается из нижней части (фиг. 2а) в верхнюю часть (фиг. 2b). Если показанная посадочная поверхность перпендикулярна осевому направлению зажимных винтов, то это приводит к снижению жесткости зажима.

В зависимости от числа зажимных винтов или точек приложения давления (например, один, два или три) можно получить перемещение ΔR конца резца в радиальном направлении R в зависимости от затягивания зажимных средств (см. фиг. 2b). Один из побочных эффектов заключается в изменении угла давления режущей кромки на величину ϕ. Второй побочный эффект - это зазор 14 между резцом и пазом в верхней или нижней части посадочной поверхности, что может снизить устойчивость посадки резца.

Фрезерная головка в соответствии с изобретением, предпочтительно, снабжена системой резцов с четырехугольным (например, квадратным или прямоугольным) поперечным сечением. На фиг. 3(a) показан стержневой резец 8 с прямоугольным поперечным сечением, который прижат к радиальной посадочной поверхности 22 паза 20 для позиционирования резца во фрезерной головке 2 посредством одного зажимного винта 10 и зажимной планки 6. Соединение между резцом 8 и фрезерной головкой 2 осуществляется посредством фрикционного контакта (между зажимной планкой 6 и радиальной посадочной поверхностью 22). Зажимная планка 6 может быть прижата к резцу одним винтом 10, как показано, либо двумя или более винтами. Зазор 26 необходим, чтобы резец 8 мог свободно входить в паз 20 во время настройки головки (т.е. сборки) перед выполнением резки. Во время настройки головки зазор 26 полностью или частично может присутствовать между резцом 8 и радиальной посадочной поверхностью 22. Под действием основного усилия резания может происходить смещение резца 8 вдоль радиальной посадочной поверхности 22, поскольку фрикционный контакт ограничен. Таким образом, не только снижается точность позиционирования резца, но и может произойти выкрашивание режущей кромки и, соответственно, снизится срок службы инструмента.

На фиг. 3(b) представлен стержневой резец 8, прижатый к радиальной посадочной поверхности 22 посредством одного зажимного винта 10 и зажимной планки 6. Второй зажимной винт 12 расположен под первым зажимным винтом (см. фиг. 2(a)) и прижимает резец к измененному в радиальном направлении участку 28, например, «изгибу в нижней части», как показано на фиг. 1. Под действием силы, прикладываемой вторым зажимным винтом 12, нижняя часть резца 8 будет смещаться к центру фрезерной головки в радиальном направлении. Резец будет поворачиваться на переходном участке между посадочной поверхностью 22 и измененным участком 28, при этом конец резца будет незначительно смещаться в радиальном направлении.

Фрезерная головка согласно варианту осуществления изобретения, представленная на фиг. 4, имеет систему стержневых резцов с прямоугольным сечением и неподвижную посадку резцов между двумя посадочными поверхностями и угловой зажимной планкой, которая контактирует с углом резца 8 и, по меньшей мере, с одним из участков боковых сторон резца, которые, пересекаясь, определяют угол резца. Резец 8 прижат к двум посадочным поверхностям 22, 24 посредством угловой зажимной планки 30 и одного или более угловых винтов 10, 12, и, таким образом, обеспечивается (образуется) неподвижная посадка резца между угловой зажимной планкой 30 и двумя посадочными поверхностями 22, 24.

На фиг. 5 представлен резец 8 с прямоугольным поперечным сечением и неподвижная посадка в пазу 20 во фрезерной головке, трехмерный вид. Крутящие моменты T₁ и Т₂, приложенные к зажимным винтам, создают силы зажима, действующие на угол угловой зажимной планки 30. Указанные силы прижимают стержневой резец 8 к двум посадочным поверхностям 22, 24. Радиальная посадочная поверхность 22 определяет радиальное положение резца, а тангенциальная посадочная поверхность 24 обеспечивает силу реакции, противодействующую основному усилию резания.

На фиг. 6 пунктирными линиями показан измененный участок 28 радиальной посадочной поверхности 22 в нижней части (не видна) посадочной поверхности. Два угловых зажимных винта 10 и 12 имеют только ограниченные возможности для смещения стержневого резца 8 в выемку измененного участка 28. Верхний зажимной винт 10 будет прижимать только верхнюю часть резца 8 к тангенциальному и не подвергнутому изменению верхнему участку радиальной посадочной поверхности 22. Сила, создаваемая нижним винтом 12, будет иметь составляющую, направленную против радиальной посадочной поверхности 22, и может преодолеть силы трения для смещения нижней части резца 8 от тангенциальной посадочной поверхности 22 в выемку измененного участка 28.

Как показано на фиг. 7, верхний зажимной винт 10 ориентирован на угол угловой зажимной планки 30 и прижимает стержневой резец 8 к верхним частям радиальной посадочной поверхности 22 и тангенциальной посадочной поверхности 24 (неподвижная посадка) действием двух составляющих (F_1a и F_1b) силы. Нижний зажимной винт 12 ориентирован в радиальном направлении и прижимает резец 8 к выемке в измененном участке 28 нижней части радиальной посадочной поверхности 22 действием полной силы F₂ зажима. Сила контакта является максимальной на линии, где начинается измененный участок посадочной поверхности. Резец 8 поворачивается вокруг указанной линии («Р» на фиг. 8), и его нижняя часть смещается в выемку измененного участка 28. В то же время конец 32 резца 8 смещается в противоположном направлении, в результате чего изменяется радиальное положение конца резца. Сила зажима, создаваемая нижним зажимным винтом, регулирует радиальное смещение конца 32 резца. При повороте резца вокруг оси Р поворота сохраняется достаточный контакт между пазом 20 во фрезерной головке и стержневым резцом 8 на тангенциальной посадочной поверхности 24. В результате указанного поворота уменьшается радиальное давление посадки на верхнюю область резца и увеличивается давление верхней части зажимной планки 30 на резец 8. Таким образом, поддерживается достаточная сила прижимания резца 8 к тангенциальной посадочной поверхности 24, в частности, в верхней области. Указанные особенности конструкции фрезерной головки согласно изобретению имеют существенное значение, поскольку основное усилие резания ориентировано в тангенциальном направлении и обеспечивается достаточный зажим резца и достаточная устойчивость посадки.

Как показано на фиг. 8, ось Р поворота находится в начале вектора изменения и ориентирована в том же направлении, что и ось X системы координат, а ϕ является направлением поворота резца для регулировки резца. V_PT - это вектор расстояния поворота конца до регулировки резца, a V_PT* - это вектор расстояния поворота конца после регулировки. При регулировке резец перемещается в направлении ΔZ, что является желаемым изменением местоположения конца резца в радиальном направлении. Поворот резца также сопровождается смещением ΔY. Хотя указанное смещение ΔY обычно рассматривается как нежелательное, было установлено, что указанное смещение незначительно влияет на геометрию формируемых зубьев в процессе нарезания. Дополнительный побочный эффект устройства резца в соответствии с изобретением заключается в угловом изменении режущей кромки, в общем, такой же величины, что и угол ϕ поворота резца (или перекатывания). Тем не менее, радиальная регулировка резца на 0,010 мм изменяет эффективный угол давления режущей кромки всего приблизительно на 1 угловую минуту. Такое изменение от резца к резцу также несущественно для производительности резания и получаемой геометрии боковой поверхности зуба.

В качестве примера, математическое описание перемещения конца резца в результате регулировки было выполнено с использованием координатной системы, показанной на фиг. 8, с резцом 8 и пазом 20. Горизонтальная ось Р поворота перпендикулярна тангенциальной посадочной поверхности 24. Для получения поворота резца вокруг оси Р (ось Р параллельна оси X системы координат, показанной на фиг. 8) использовали матрицу поворота вокруг оси X. В данном случае величина поворота вокруг оси X является достаточно большой, однако для реального поворота ϕ (в зависимости от величины изменения посадочной поверхности) выбирают значение ϕ=0,08°.

Поворот ϕ вокруг оси X при регулировке резца:

Начальный вектор расстояния поворота конца для резца реального среднего шага:

Произведение вектора расстояния поворота конца и матрицы (PHI) даст точный поворот вектора поворота конца вокруг горизонтальной оси Р:

Результат произведения вектора и матрицы показан далее в общем виде:

Если в трехкомпонентные формулы, приведенные выше, подставить компоненты вектора V_PT и угол ϕ, то можно получить результирующий вектор расстояния поворота конца после регулировки:

Вычитание вектора расстояния поворота конца до регулировки из вектора расстояния поворота конца после регулировки даст компоненты изменения положения конца резца вследствие регулировки:

Изменение угла давления резца равно углу ϕ поворота:

Δα=ϕ=0,08°

В вышеприведенном примере ось Y системы координат, показанной на фиг. 8, была выбрана параллельной оси вращения фрезы, и продолжение оси Z влево (направление отрицательных значений) пересекается с осью вращения фрезы. Теоретическая передняя сторона резца сориентирована в плоскости, которая задана осями Y и Z. Хотя направление длины стержневых резцов во фрезерных головках обычно наклонено относительно оси Y, а их теоретическая передняя сторона смещена относительно оси Z, принцип функционирования регулировки не изменится, и результирующее изменение положения конца резца и угла отличаются незначительно, если вообще изменение будет иметь место.

Что касается измененной посадочной поверхности, глубина выемки или глубина измененного участка может быть любой в зависимости от параметров режущего инструмента и способа нарезания. Однако предпочтительный диапазон составляет от 0,010 мм до 0,050 мм. Глубина выемки или глубина измененного участка, предпочтительно, составляет примерно от 50% до примерно 75% зажимной длины. Конструкция фрезерной головки согласно изобретению применима для систем инструментов с зажимной планкой или без нее.

В альтернативном варианте осуществления на фиг. 9 показан вид в поперечном разрезе конструкции зажимная планка - резец - посадочная поверхность, но вместо измененной посадочной поверхности для резца, как на фиг. 2(a), содержащей шарнирный элемент 40, на правой стороне которого имеется посадочная поверхность 42 для резца, а на левой стороне (ближе к центру фрезы) - поворотное устройство 44. Поворотное устройство 44 может быть выполнено с шарнирным пальцем 46 или только с поверхностями 48, 50 поворота. Верхний зажимной винт 10 затягивают до определенной величины после размещения резца в пазу 20. Затем нижний зажимной винт 12 затягивают на ту же величину. После измерения радиального положения резца верхний винт 10 выворачивают на угол, например, 5° (поворот винта). Затем нижний винт 12 может быть завинчен на такую же величину, например 5°, хотя не обязательно выполнять поворот винтов 10 и 12 на одинаковую величину. В зависимости от шага резьбы винта поворот винта, например, на 5°, приведет к радиальному перемещению конца резца наружу, например, приблизительно на 0,039 мм.

На фиг. 10 приведена часть фрезерной головки, показанной на фиг. 9, с тремя пазами 20 для резцов и резцами 8, вид сверху. Шарнирные элементы 40 видны слева от посадочных поверхностей 42.

На фиг. 11 показан вид в поперечном разрезе конструкции зажимная планка - резец - посадочная поверхность, но вместо измененной посадочной поверхности для резца, как на фиг. 2(a), содержащей устройство 52 поворота с элементом 54 для упругой деформации вместо механической поворотной оси. Этот элемент использует свойство линейной упругости материала фрезерной головки (например, стали) для возможности поворота посадочной поверхности 56. Посадочная поверхность 56 для резца расположена на правой стороне устройства 52 поворота, а поворотное устройство (элемент 54 для упругой деформации) - слева (по направлению к центру фрезы). Ось поворота в этом варианте выполнена посредством элемента 54 для упругой деформации в виде ребра между верхней и нижней щелями 58, 60 для упругой деформации. Величина упругой деформации может быть отрегулирована посредством толщины ребра. Оба зажимных винта 10,12 затягивают до определенной величины после размещения резца 8 в пазу 20. После измерения радиального положения резца верхний винт может быть вывернут на угол, например, 5° (поворот винта против часовой стрелки). Затем нижний винт может быть повернут на такую же величину, например 5°, по часовой стрелке, хотя не обязательно выполнять поворот винтов 10 и 12 на одинаковую величину. В зависимости от шага резьбы винта поворот винта, например, на 5°, приведет к радиальному перемещению конца резца наружу, например, примерно на 0,039 мм.

На фиг. 12 приведена часть фрезерной головки 2, показанной на фиг. 11, с тремя пазами 20 для резцов и резцами 8, вид сверху. Элементы для упругой деформации видны только в щелях 58 слева от посадочных поверхностей 56. Показанные пунктирами соединения 62 между щелями 58 для упругой деформации и посадочной поверхностью 56 отображают опциональные тонкие щели, выполненные, например, с помощью электроэрозионного станка, которые гарантируют достаточный поворот шарнира (стрелка поворота на фиг. 11) во время процедуры регулировки резца. Предпочтительно, чтобы ширина щели 58 для упругой деформации в целом была равна ширине посадочных поверхностей для резца, и она может быть расположена параллельно посадочным поверхностям резца или перпендикулярно радиусу фрезы.

Должно быть понятно, что в системах резцов, в которых используют резцы с внутренней и наружной режущими кромками (например, см. патентный документ US 7775749), требуется специальная радиальная регулировка положения резца. Если в результате регулировки положения резца радиальное расстояние до конца резца увеличено, то радиус вращения обеих режущих кромок указанного резца, соответственно, будет больше. Однако изобретательский принцип радиальной регулировки положения резца хорошо подходит для нахождения и реализации оптимального компромиссного решения относительно радиального расположения обеих режущих кромок одного резца.

Следует отметить, что согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения в способе радиальное расстояние до конца резца может быть увеличено, но не уменьшено. Во фрезерных головках может возникнуть необходимость в уменьшении или увеличении радиального расстояния до конца резца, чтобы выполнить регулировку его положения в соответствии с эталонными резцами. Из произвольно установленных в пазу резцов, а именно наружных резцов с маркировкой «1» и внутренних резцов с маркировкой «2», выбирают наружный резец и внутренний резец, имеющие наибольшее радиальное расстояние до конца резца, которые будут служить эталонными резцами. Способ согласно изобретению позволяет скорректировать положение всех резцов одного типа (то есть внутренних или наружных) до радиального положения соответствующего эталонного резца. Отклонение расчетного радиального положения резца от рабочего радиального положения произвольно выбранного эталонного резца, как правило, составляет менее 0,002 мм и, следовательно, не оказывает какого-либо существенного влияния на процесс механической обработки зубьев.

Хотя изобретение описано со ссылкой на предпочтительные варианты его осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено указанными конкретными вариантами. Подразумевается, что изобретение включает всевозможные модификации, которые являются очевидными для специалистов в данной области техники, к которой относится объект изобретения, не отступая от существа и объема формулы изобретения.

Группа изобретений относится к изготовлению конических зубчатых колес для нарезания зубьев и торцового фрезерования конических и гипоидных зубчатых колес. Фрезерная головка имеет дискообразную форму и содержит первую и вторую стороны, между которыми проходит один или более пазов для резцов. Каждый из указанных содержит по меньшей мере одну посадочную поверхность, которая имеет измененную форму и проходит от указанной первой стороны к указанной второй стороне, при этом указанная измененная форма отклоняется от прямолинейной формы непрерывной прямой посадочной поверхности. Головка выполнена с возможностью прижима резца к по меньшей мере одной посадочной поверхности для резцов так, чтобы после того, как резец был предварительно зажат и аксиально установлен, она обеспечивала возможность регулировки радиального положения конца резца посредством увеличения затягивания зажимного винта, расположенного в области измененного участка посадочной поверхности для резцов. Обеспечивается оптимальное расположение режущих кромок резцов при обработке. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Торцовая фрезерная головка (2) для изготовления конических зубчатых колес, предназначенная для нарезания зубьев и торцового фрезерования конических и гипоидных зубчатых колес, имеющая в целом дискообразную форму, выполненная с возможностью вращения вокруг оси (А) фрезерной головки и содержащая

первую сторону (3) и вторую сторону (5),

один или более расположенных в указанной фрезерной головке пазов для размещения резцов, причем каждый из указанных пазов для размещения резцов проходит между указанными первой и второй сторонами и имеет четырехугольное поперечное сечение,

каждый из указанных пазов для размещения резцов содержит по меньшей мере одну посадочную поверхность (4; 22) для резца, проходящую между указанными первой и второй сторонами,

указанная по меньшей мере одна посадочная поверхность для резцов имеет измененную форму и проходит от указанной первой стороны к указанной второй стороне, при этом указанная измененная форма отклоняется от прямолинейной формы непрерывной прямой посадочной поверхности, проходящей от указанной первой стороны к указанной второй стороне,

при этом фрезерная головка выполнена с возможностью прижатия резца к по меньшей мере одной посадочной поверхности для резцов так, чтобы после предварительного зажатия и аксиальной установки резца она обеспечивала возможность регулировки радиального положения конца резца посредством затягивания зажимного винта, расположенного в области измененного участка (28) посадочной поверхности для резцов.

2. Фрезерная головка по п. 1, в которой указанная измененная форма содержит

первый участок, проходящий от указанной первой или второй стороны до заданного места между указанными первой и второй сторонами, при этом указанный первый участок имеет первую форму,

второй участок, проходящий от указанного заданного места до другой из указанных первой или второй сторон, причем указанный второй участок имеет такую форму, что форма указанного первого участка и форма указанного второго участка вместе не очерчивают непрерывную прямую линию, проходящую от указанной первой стороны к указанной второй стороне.

3. Фрезерная головка по п. 2, в которой форма по меньшей мере одного из указанных первого или второго участков является изогнутой.

4. Фрезерная головка по п. 2, в которой форма по меньшей мере одного из указанных первого или второго участков является прямой.

5. Фрезерная головка по п. 2, дополнительно включающая в себя один или более зажимных винтов.

6. Фрезерная головка по п. 5, содержащая один зажимной винт, расположенный так, чтобы оказывать усилие на указанное заданное место.

7. Фрезерная головка по п. 5, содержащая два зажимных винта, причем первый зажимной винт расположен так, чтобы оказывать усилие на указанный первый участок, а второй зажимной винт расположен так, чтобы оказывать усилие на указанный второй участок.

8. Фрезерная головка по п. 5, содержащая два зажимных винта, причем первый зажимной винт расположен так, чтобы оказывать усилие на угол резца, а второй зажимной винт расположен так, чтобы оказывать усилие на указанный первый участок или указанный второй участок.

9. Фрезерная головка по п. 1, в которой указанный один или более пазов для размещения резцов имеет в целом квадратное или прямоугольное поперечное сечение.

10. Фрезерная головка по п. 9, в которой указанный один или более пазов для размещения резцов содержит две посадочные поверхности для резца.

11. Фрезерная головка по п. 10, дополнительно содержащая по меньшей мере один зажимной винт, расположенный с возможностью приложения усилия к одной из двух указанных посадочных поверхностей.

12. Фрезерная головка по п. 11, в которой другая из указанных двух посадочных поверхностей для резца является неизмененной.

13. Фрезерная головка по п. 1, дополнительно включающая в себя угловые зажимные планки.

14. Способ регулировки положения резца, размещенного во фрезерной головке, включающий этапы, на которых:

обеспечивают торцовую фрезерную головку для изготовления конических и гипоидных зубчатых колес, имеющую в целом дискообразную форму и выполненную с возможностью вращения вокруг оси фрезерной головки, содержащую первую сторону и вторую сторону, один или более расположенных в указанной фрезерной головке пазов для размещения резцов, причем каждый из указанных пазов для размещения резцов проходит между указанными первой и второй сторонами, каждый из указанных пазов для размещения резцов содержит по меньшей мере одну посадочную поверхность для резца, проходящую между указанными первой и второй сторонами, и имеет четырехугольное поперечное сечение, указанная по меньшей мере одна посадочная поверхность для резцов имеет измененную форму и проходит от указанной первой стороны к указанной второй стороне, при этом указанная измененная форма отклоняется от прямолинейной формы непрерывной прямой посадочной поверхности, проходящей от указанной первой стороны к указанной второй стороне,

по меньшей мере в один из указанных пазов для размещения резцов вставляют резец и приводят указанный резец в контакт с указанной по меньшей мере одной посадочной поверхностью для резца,

прикладывают усилие к указанному резцу для его прижатия к указанной по меньшей мере одной посадочной поверхности так, чтобы резец был предварительно зажат и аксиально установлен с расположением конца указанного резца на радиальном расстоянии от указанной оси фрезерной головки,

измененяют указанное радиальное расстояние от конца резца посредством прикладывания дополнительного усилия к указанному резцу затягиванием зажимного винта, расположенного в области измененного участка посадочной поверхности для резцов, для эффективного перемещения указанного резца на указанной измененной поверхности.

15. Торцовая фрезерная головка для изготовления конических зубчатых колес, предназначенная для нарезания зубьев и торцового фрезерования конических и гипоидных зубчатых колес, имеющая в целом дискообразную форму и выполненная с возможностью вращения вокруг оси фрезерной головки, содержащая

первую сторону и вторую сторону,

один или более расположенных в указанной фрезерной головке пазов для размещения резцов, причем каждый из указанных пазов для размещения резцов проходит между указанными первой и второй сторонами и имеет четырехугольное поперечное сечение, при этом

каждый из указанных пазов для размещения резцов содержит по меньшей мере одну посадочную поверхность для резца, проходящую между указанными первой и второй сторонами,

причем указанная по меньшей мере одна посадочная поверхность расположена на поворотной планке, проходящей от указанной первой стороны к указанной второй стороне и выполненной с возможностью поворота вокруг поворотного средства, расположенного между указанными первой и второй сторонами для радиальной регулировки резца.

16. Фрезерная головка по п. 15, в которой указанное поворотное средство содержит шарнирный палец.

17. Фрезерная головка по п. 15, в которой указанное поворотное средство содержит изогнутую поверхность поворота на указанной поворотной планке или указанной фрезерной головке и соответствующую изогнутой формы выемку на указанной фрезерной головке или указанной поворотной планке.

18. Фрезерная головка по п. 15, в которой упомянутое поворотное средство содержит элемент для упругой деформации, соединяющий указанную поворотную планку с указанной фрезерной головкой, причем указанная фрезерная головка дополнительно включает в себя первую щель для упругой деформации, расположенную между указанным элементом для упругой деформации и указанной первой стороной, и вторую щель для упругой деформации, расположенную между указанным элементом для упругой деформации и указанной второй стороной.