Фреза дисковая для обработки валов с равноосным контуром

Полезная модель относится к области металлообработки и может быть использована при обработке профильных валов с равноосным контуром.

Техническая задача полезной модели - повышение производительности оборудования и качества обработки валов с равноосным контуром.

Представленная дисковая фреза имеет производящую поверхность, описываемую координатами х_n, у_n,

х_n=-cos()·e·cos(N·)·sin()-N·e·sin(N·)·sin()-R1·cos()

у_n=-sin()·e·cos(N·)·sin()+N·e·sin(N·)·cos()-R1·sin()

где N - количество вершин РК-профиля,

е - эксцентриситет РК-профиля,

- угол поворота заготовки,

R1 - радиус фрезы,

позволяющую в процессе изготовления валов с равноосным контуром исключить возвратно-поступательные движения, применение специальных приспособлений и сборных фасонных дисковых фрез.

Использование дисковой фрезы позволит достичь высокой точности обработки наиболее важных участков валов с равноосным контуром, оптимальной шероховатости и правильной геометрической формы обрабатываемой поверхности валов данного типа, высокой производительности оборудования.

Полезная модель относится к области металлообработки и может быть использована при обработке профильных валов с равноосным контуром.

Известен способ обработки валов с равноосным контуром (РК-профилей) торцовой фрезой, расположенной перпендикулярно, ширина которой постоянна по всей производящей поверхности, при котором для получения вала с равноосным контуром фрезе и валу сообщают возвратно-поступательное перемещение с амплитудой, равной величине эксцентриситета РК-профиля и частотой, зависящей от количества граней РК-профиля [А.с. 1599158, В23С 3/08, В24В 19/08, 1987].

Недостатком указанного способа является необходимость обеспечения металлорежущих станков специальными приспособлениями, которые из-за сложной кинематики, снижающей режимы резания, не обеспечивают удовлетворительной производительности оборудования. Применение указанных приспособлений влияет на точность обработки, которая зависит от ряда факторов: неточности станка и инструмента, температурных деформаций и т.д., и в том числе от неточности приспособлений.

Также для обработки валов с равноосным контуром используется фреза сборная фасонная дисковая, где в качестве режущих элементов выступают сменные многогранные пластины из твердого сплава или пластины из металлокерамики и тому подобных материалов, средства крепления данных пластин выполнены в виде клиньев и зафиксированы в корпусе фрезы дифференциальными винтами, а поверхность фрезы имеет вогнутый профиль [Патент РФ 51358, МПК В23С 5/12, В23С 5/20]. Корпус фрезы состоит из двух дисков, закрепленных между собой крепежными штифтами.

Недостатком применения фрезы сборной фасонной дисковой является высокая погрешность обработки ряда участков валов с равноосным контуром, например, участков профиля в окрестностях основания валов, обеспечение высокой точности настройки для ориентации фрезы, сложность изготовления фрезы сборной фасонной дисковой.

Технической задачей полезной модели является упрощение обработки валов с равноосным контуром, повышение качества обработки валов данного типа и производительности оборудования.

Указанный результат достигается тем, что дисковая фреза имеет производящую поверхность, описываемую координатами x_n , y_n:

где N - количество вершин профиля вала с равноосным контуром (РК-профиля);

е - эксцентриситет РК-профиля;

- угол поворота вала с равноосным контуром;

R1 - радиус фрезы. |

Применение дисковой фрезы позволит в процессе обработки валов с равноосным контуром, исключить возвратно-поступательные движения, реализация которых осуществляется конструктивным исполнением дисковой фрезы, не требует обеспечения станков специальными приспособлениями, использования сборных фасонных дисковых фрез, характеризующихся сложностью изготовления.

Дисковая фреза позволит качественно обрабатывать как участки профиля в окрестностях основания валов данного типа, так и грани валов с равноосным контуром, которые выполняют функции центрирования или передачи крутящего момента.

На фиг.1 показан профиль производящей поверхности 1 фрезы дисковой, полученный в результате сечения производящей поверхности по окружности, позволяющей, обрабатывать вал с равносным контуром 2 с количеством вершин РК-профиля равным трем. На фиг.2 представлено трехмерное изображение фрезы дисковой, имеющей производящую поверхность 1, и вала с равноосным контуром 2.

Для доказательства возможности осуществления полезной модели и реализации ею указанного назначения представлены примеры производящих поверхностей фрезы, полученных в результате имитационного моделирования. Для представления конкретных цифровых значений координат x_n и y _n были рассмотрены варианты валов с числом вершин профиля равным 3 (табл.1). В таблице 1 представлены значения параметров необходимых для расчета координат производящей поверхности фрезы дисковой для обработки валов с равноосным контуром.

Вариант 1. Радиус вала 100 мм.

Для варианта 1 координаты производящей поверхности фрезы дисковой для обработки валов с равноосным контуром, полученные при повороте вала на каждые 15° представлены в таблице 2. На фиг.3 изображен профиль производящей поверхности фрезы дисковой, полученный в результате сечения производящей поверхности по окружности, позволяющей, обрабатывать вал с равносным контуром с количеством вершин профиля равным трем.

Вариант 2. Радиус вала 100 мм.

Для варианта 2 координаты производящей поверхности фрезы дисковой для обработки валов с равноосным контуром, полученные при повороте вала на каждые 15° представлены в таблице 3. На фиг.4 изображен профиль производящей поверхности фрезы дисковой, полученный в результате сечения производящей поверхности по окружности.

Из фиг.3 и 4 следует, что профиль фрезы не является окружностью, что отличает полезную модель. Исключение приспособлений упрощает кинематику и исключает составляющую погрешности, вносимую неточностью приспособлений. Заявленная фреза имеет простую конструкцию и не требует высокой точности настройки для ориентации фрезы, а поверхность фрезы имеет прямой профиль.

Применение дисковой фрезы при обработке валов с равноосным контуром позволит достичь высокой точности обработки наиболее важных участков валов данного типа, оптимальной шероховатости и правильной геометрической формы обрабатываемой поверхности валов с равноосным контуром, высокой производительности оборудования, вследствие упрощения схемы формообразования валов данного типа и исключения необходимости использования сборных фасонных дисковых фрез и специальных приспособлений.

Фреза дисковая для обработки валов с равноосным контуром

Таблица 1
варианта	Эксцентриситет РК-профиля, е, мм	Угол поворота вала с равноосным контуром, , об. (1 об. = 2)	Радиус фрезы, R1, мм
1	10	1	500
2	5	1	250

Таблица 2
	xn	yn		xn	yn
0	-510	0	12/12	490	0
/12	-495,283421	-110,7492686	13/12	470,6424051	148,0697766
2/12	-448,0127020	-224,0192379	14/12	418,0127020	275,9807621
3/12	-363,553390	-333,5533905	15/12	343,5533905	373,5533905
4/12	-245	-424,3524480	16/12	255	441,6729560
5/12	-107,089014	-481,6231672	17/12	151,7300307	484,3026592
6/12	30	-500	18/12	30	500
7/12	151,7300307	-484,3026592	19/12	-107,089014	481,6231672
8/12	255	-441,6729560	20/12	-245	424,3524480
9/12	343,5533905	-373,5533905	21/12	-363,553390	333,5533905
10/12	418,0127020	-275,9807621	22/12	-448,0127020	224,0192379
11/12	470,6424051	-148,0697766	23/12	-495,283421	110,7492686

Таблица 3
	xn	yn		xn	yn
0	-255	0	12/12	245	0
/12	-247,6417106	-55,37463427	13/12	235,3212026	74,03488829
2/12	-224,0063510	-112,0096189	14/12	209,0063510	137,9903811
3/12	-181,7766952	-166,7766952	15/12	171,7766952	186,7766952
4/12	-122,5000000	-212,1762240	16/12	127,5000000	220,8364780
5/12	-53,54450725	-240,8115836	17/12	75,86501531	242,1513296
6/12	15	-250	18/12	15	250
7/12	75,86501531	-242,1513296	19/12	-53,54450725	240,8115836
8/12	127,5000000	-220,8364780	20/12	-122,5000000	212,1762240
9/12	171,7766952	-186,7766952	21/12	-181,7766952	166,7766952
10/12	209,0063510	-137,9903811	22/12	-224,0063510	112,0096189
11/12	235,3212026	-74,03488829	23/12	-247,6417106	55,37463427

Фреза дисковая для обработки валов с равноосным контуром, отличающаяся тем, что производящая поверхность фрезы, описываемая координатами х_n, у_n, определяется согласно зависимостям:

х_n=-cos()·e·cos(N·)-N·e·sin(N·)·sin()-R1·cos(),

у_n=-sin()·e·cos(N·)+N·e·sin(N·)·cos()-R1·sin(),

где N - количество вершин профиля вала с равноосным контуром (РК-профиля),

е - эксцентриситет РК-профиля,

- угол поворота заготовки,

R1 - радиус фрезы.