Фреза червячная одновитковая для снятия фасок на торцах зубьев зубчатых колес

Фреза червячная одновитковая для снятия фасок на торцах зубьев зубчатых колес содержит зубья (1), разделенные стружечными канавками (2) и расположенные на одном витке червяка. Зубья (1) выполнены с режущими кромками (3) и (4) на боковых сторонах и (5) на вершине и имеют переменную толщину, увеличивающуюся от первого зуба к последнему. Режущие кромки (3) и (4) размещены на винтовых поверхностях, имеющих различные осевые шаги Р₁ и P ₂ для каждой стороны зуба. Задние поверхности (6) на одной боковой стороне и (7) на вершине зубьев образованы совместно, и независимо от задней поверхности (8) на другой боковой стороне косым затылованием. Причем величины затылования на разных сторонах k₁ и k₂ различные и связаны между собой зависимостью: k₁=cos₁(k₂sin₂(tg₁+tg₂)-k₂cos(₂-₂)/cos₂+(P₂-P ₁)/z₀/cos(₁-₁), где ₁ и ₂ - углы между направлением затылования и осью фрезы на боковых сторонах зубьев; z₀ - число зубьев фрезы. Решаемые задачи: повышение технологичности конструкции фрезы за счет размещения ее режущих кромок на винтовых поверхностях и повышение срока ее службы за счет сохранения неизменным профиля зубьев по мере переточек. 4 илл.

Полезная модель относится к металлообработке и может быть использована для снятия фасок на торцах зубьев прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес.

Известна червячная одновитковая фреза для снятия фасок на торцах зубьев зубчатых колес, выбранная в качестве ближайшего аналога, содержащая разделенные стружечными канавками и расположенные на одном витке червяка зубья, выполненные с режущими кромками на боковых сторонах и вершине зубьев, имеющие различные углы профиля ₁ и ₂ на разных сторонах, переменную толщину, увеличивающуюся от первого зуба к последнему (патент РФ 50140, Мкл. B23F 19/10, опубл. 27.12.2005).

Данная фреза позволяет обрабатывать фаски на смежных сторонах зубьев и во впадине заготовки и может применяться для обработки прямозубых и косозубых зубчатых колес.

Конструкция фрезы является нетехнологичной, так как ее зубья имеют переменную толщину. Это затрудняет образование зубьев и их задних поверхностей. Радиальное затылование всего профиля для данной фрезы невозможно, а раздельная заточка каждой боковой стороны и вершины зуба приводит к искажению профиля после переточек, что в свою очередь приводит к снижению точности обработки. При повышенных требованиях к точности обработки фрезу не перетачивают, что значительно сокращает срок ее службы.

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение технологичности конструкции фрезы и срока ее службы за счет сохранения неизменным ее профиля по мере переточек.

Указанная задача решается тем, что в червячной одновитковой фрезе для снятия фасок на торцах зубьев зубчатых колес, содержащей разделенные стружечными канавками и расположенные на одном витке червяка зубья, выполненные с режущими кромками на боковых сторонах и вершине зубьев, имеющие различные углы профиля ₁ и ₂ на разных сторонах, переменную толщину, увеличивающуюся от первого зуба к последнему, режущие кромки на боковых сторонах зубьев размещены на винтовых поверхностях, имеющих различные осевые шаги P₁ и Р ₂ для каждой стороны зуба, а задние поверхности на одной боковой стороне и вершине зубьев образованы совместно, и независимо от другой боковой стороны косым затылованием, причем величины затылования на разных сторонах k₁ и k ₂ различные и связаны между собой зависимостью:

k ₁=cos₁(k₂sin₂(tg₁+tg₂)-k₂cos(₂-₂)/cos₂+(P₂-P ₁)/z₀/cos(₁-₁), где ₁ и ₂ - углы между направлением затылования и осью фрезы на боковых сторонах зубьев;

z₀ - число зубьев фрезы.

Выполнение червячной одновитковой фрезы для снятия фасок с размещением режущих кромок боковых сторон ее зубьев на винтовых поверхностях, имеющих различные осевые шаги P ₁ и Р₂ для каждой стороны зуба, позволит обеспечить раздельное формирование профиля зубьев фрезы на разных боковых сторонах за два установа. Совместное образование задних поверхностей на одной боковой стороне и вершине зубьев, независимо от другой боковой стороны косым затылованием, с различными величинами затылования на разных сторонах k₁ и k ₂, связанных между собой приведенной зависимостью, обеспечит стабильность профиля фрезы после ее переточки, что позволит значительно увеличить срок службы фрезы. Фреза может перетачиваться до 10 раз, что обеспечивает десятикратное увеличение срока службы фрезы.

Заявителю неизвестны фрезы червячные одновитковые для снятия фасок с указанной совокупностью существенных признаков, и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:

фиг.1 - фреза червячная одновитковая для снятия фасок (общий вид);

фиг.2 - выносной элемент А на фиг.1;

фиг.3 - вид Б на фиг.2;

фиг.4 - расчетная схема.

Фреза червячная одновитковая для снятия фасок на торцах зубьев зубчатых колес содержит зубья 1, разделенные стружечными канавками 2 и расположенные на одном витке червяка. Зубья 1 выполнены с режущими кромками 3 и 4 на боковых сторонах и 5 на вершине и имеют переменную толщину, увеличивающуюся от первого зуба к последнему. Режущие кромки 3 и 4 размещены на винтовых поверхностях, имеющих различные осевые шаги Р ₁ и Р₂ для каждой стороны зуба. Задние поверхности 6 на одной боковой стороне и 7 на вершине зубьев образованы совместно, и независимо от задней поверхности 8 на другой боковой стороне косым затылованием. Причем величины затылования на разных сторонах различные и связаны между собой зависимостью:

k₁=cos₁(k₂sin₂(tg₁+tg₂)-k₂cos(₂-₂)/cos₂+(P₂-P ₁)/z₀/cos(₁-₁), где ₁ и ₂ - углы между направлением затылования и осью фрезы на боковых сторонах зубьев;

z ₀ - число зубьев фрезы.

Приведенная зависимость выведена из условия равенства толщины зуба фрезы S по вершине для нового сечения и теоретического профиля после переточки на один угловой шаг фрезы:

где Xk₁, Xk ₂ - осевые составляющие величин затылования k ₁ и k₂,

Xk₁ =k₁cos(₁-₁)/cos₁;

Xk₂ =k₂cos(₂-₂)/cos₂;

Yk₂ - радиальная составляющая величины затылования k ₂;

Yk₂=k₂ sin₂;

₁, и ₂ - углы профиля на разных сторонах зубьев;

₁, и ₂^- углы между направлением затылования и осью фрезы на боковых сторонах зубьев;

а - теоретическая толщина зуба по вершине, с учетом переточки только по боковым сторонам.

Определение параметров величин затылования рассмотрим на примере.

Исходные данные:

Z₀=15 - число зубьев фрезы;

₁=39° - угол профиля левой стороны зуба;

₁=44°25' - угол профиля правой стороны зуба;

P₁=18,825 мм - осевой шаг на левой стороне зуба фрезы;

Р ₂=21,374 мм - осевой шаг на правой стороне зуба фрезы;

₁=75° - угол между направлением затылования и осью фрезы для левой стороны зуба;

₂=75° - угол между направлением затылования и осью фрезы для левой стороны зуба.

Для определения параметров затылования зададимся величиной затылования для правой стороны k₂=3, тогда величину k ₁ определим по приведенной зависимости:

k ₁=cos39°(3sin75°(tg39°+tg44°25')-3cos(75-44°25')/cos44°25'+(21,374-18,825)/15)/сos(75°-39°)=1,672 мм.

Таким образом, при затыловании зубьев фрезы под углами 75° с величинами затылования k₁=1,67 мм и k₂=3 мм будет обеспечен стабильный после переточек профиль зубьев. Для левой стороны зуба величина затылования - k₁, а для правой стороны и вершины - k₂.

Процесс снятия фасок на торцах цилиндрических зубчатых колес заявляемой фрезой червячной одновитковой выглядит следующим образом. Обработка осуществляется при непрерывном вращении обрабатываемого колеса и фрез. Причем за один оборот фрезы колесо повернется на один угловой шаг. Первый зуб фрезы, имеющий толщину, равную ширине впадины колеса, не снимает припуск, а проходит в касание со смежными боковыми сторонами соседних зубьев колеса. Зубья 1 фрезы расположены на одном витке червяка, поэтому каждый последующий зуб фрезы смещен относительно предыдущего в осевом направлении, это приводит к тому, что на протяжении одного оборота фрезы ее зубья входят в одну и ту же впадину колеса. Припуск снимается с двух смежных сторон соседних зубьев и впадины одновременно, за счет переменного осевого шага режущих кромок на разных сторонах зубьев фрезы. Причем окончательно фаска формируется последним зубом фрезы.

Фреза червячная одновитковая для снятия фасок на торцах зубьев зубчатых колес может быть изготовлена на стандартном оборудовании с применением известных материалов и современных инструментов, что соответствует критерию «промышленная применимость».

Фреза червячная одновитковая для снятия фасок на торцах зубьев зубчатых колес, содержащая разделенные стружечными канавками и расположенные на одном витке червяка зубья, выполненные с режущими кромками на боковых сторонах и вершине зубьев, имеющие различные углы профиля ₁ и ₂ на разных сторонах, переменную толщину, увеличивающуюся от первого зуба к последнему, отличающаяся тем, что режущие кромки на боковых сторонах зубьев размещены на винтовых поверхностях, имеющих различные осевые шаги Р ₁ и Р₂ для каждой стороны зуба, а задние поверхности на одной боковой стороне и вершине зубьев образованы совместно и независимо от другой боковой стороны косым затылованием, причем величины затылования на разных сторонах k₁ и k₂ различные и связаны между собой зависимостью

k₁ =cos₁(k₂sin₂(tg₁+tg₂)-k₂cos(₂-₂)/cos₂+(P₂-P ₁)/z₀/cos(₁-₁),

где ₁ и ₂ - углы между направлением затылования и осью фрезы на боковых сторонах зубьев;

z ₀ - число зубьев фрезы.