Фреза дисковая для обработки валов с РК-профилем Российский патент 2020 года по МПК B23C5/06 

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 х_n, у_n, определяется согласно зависимостям:

х_n = - cos(θ)⋅e⋅cos(N⋅θ) - N·e⋅sin(N θ)⋅sin(θ) - R_f ⋅cos(θ),

у_n = - 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;

R_f - 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 x_f и y_f, имеет координаты профиля производящей поверхности фрезы которые определяются согласно зависимостям:

где е - эксцентриситет РК-профиля;

R - средний радиус РК-профиля детали;

R_f - 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+R_f, 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 n_f в три раза больше частоты вращения детали n_v. 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 x_f и y_f :

(5)

Угол поворота фрезы θ₂ определяем из условия огибания профилем фрезы профиля детали:

(6)

где - частная производная x_f по параметру θ; - частная производная y_f по параметру θ; - частная производная x_f по параметру θ₂ - частная производная y_f 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 x_f и y_f профильной поверхности фрезы с параметрами R_f = 100 мм для обработки вала с трехгранным РК-профилем приведен в таблице 1.

Таблица 1 Координаты x_f и y_f , мм профильной поверхности фрезы

№ п/п θ₂ x_f y_f 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.

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.

Фреза дисковая для обработки валов с РК-профилем, выполненная с профилем производящей поверхности, описываемым координатами x_f и y_f, отличающаяся тем, что координаты профиля производящей поверхности фрезы определены согласно зависимостям:

где е - эксцентриситет РК-профиля;

R - средний радиус РК-профиля вала, мм;

R_f - 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: