Червячно-модульная фреза для нарезания зубчатых колес с эвольвентным профилем зубьев

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2467840:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)

Фреза содержит зубья с профилирующими режущими кромками на их боковых сторонах в осевой плоскости фрезы и с непрофилирующими режущими кромками на их вершинной части. Для увеличения периода стойкости при обеспечении высокой точности нарезаемых колес передняя поверхность зубьев выполнена из двух участков, участка с профилирующими режущими кромками и участка с непрофилирующими режущими кромками в виде плоскости, расположенной под положительным передним углом к осевой плоскости фрезы, проходящей через вершину зуба, или в виде цилиндрической поверхности, касательной к участку передней поверхности зуба с профилирующими режущими кромками и проходящей через вершину зуба. 2 ил.

Изобретение относится к области зуборезных инструментов, а именно к червячно-модульным фрезам, и может быть использовано при зубофрезеровании зубчатых колес с эвольвентным профилем зубьев.

Известна червячно-модульная фреза для нарезания зубчатых колес с эвольвентным профилем зубьев, содержащая зубья с передней поверхностью, выполненной в виде плоскости и имеющей положительный передний угол на их вершине [см. Полохин О.В. Нарезание зубчатых профилей инструментами червячного типа. - М.: Машиностроение, 2007. - 240 с. (с.53)].

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата, а именно обеспечению высокой точности профиля зубьев колеса при использовании известной червячно-модульной фрезы, относится то, что при положительных значениях переднего угла точность профиля зубьев колеса меньше, чем при использовании червячно-модульной фрезы с передним углом, равным нулю, причем с увеличением значения переднего угла точность профиля зубьев колеса снижается [см. Иноземцев Г.Г. Червячные фрезы с рациональными геометрическими и конструктивными параметрами. - Саратов: Изд. Саратовского университета, 1961. - 224 с. (с.134)].

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является выбранная в качестве прототипа червячно-модульная фреза для нарезания зубчатых колес с эвольвентным профилем зубьев, содержащая зубья с профилирующими режущими кромками на их боковых сторонах в осевой плоскости фрезы и с непрофилирующими режущими кромками на их вершинной части, которые расположены в этой же осевой плоскости фрезы, т.е. вся передняя поверхность зуба выполнена в виде осевой плоскости с передним углом, равным нулю [см. ГОСТ 9324-80 «Фрезы червячные чистовые однозаходные для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем. Технические условия.»]. Расположение профилирующих режущих кромкок зубьев на их боковых сторонах в осевой плоскости червячно-модульной фрезы обеспечивает высокую точность профиля зубьев колеса.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата, а именно повышению периода стойкости червячно-модульной фрезы, принятой за прототип, относится то, что наибольший износ фрезы, определяющий ее период стойкости, происходит на наиболее нагруженной вершинной части ее зубьев с непрофилирующими режущими кромками [см. Полохин О.В. Нарезание зубчатых профилей инструментами червячного типа. - М.: Машиностроение, 2007. - 240 с. (с.203)]. Наличие на этой части зубьев фрезы переднего угла, равного нулю, способствует повышению их износа, так как при таком значении переднего угла наблюдаются повышенные деформации срезаемых слоев металла, приводящие к повышению сил и температуры в зоне резания, а следовательно, к снижению периода стойкости червячной фрезы [см. Ящерицын П.И. Теория резания. - Мн.: Новое издание, 2005. - 512 с. (с.34)].

Сущность изобретения заключается в следующем. Известно, что вершинная часть зуба червячно-модульной фрезы является наиболее нагруженной, вследствие чего на ней наблюдается наибольший износ зубьев, определяющий ее период стойкости [см. Полохин О.В. Нарезание зубчатых профилей инструментами червячного типа. - М.: Машиностроение, 2007 - 240 с. (с.203)]. Известно также, что наличие положительных передних углов на режущей части любого инструмента, в том числе и червячно-модульной фрезы, повышает его режущую способность, а следовательно, повышает и его период стойкости [см. Полохин О.В. Нарезание зубчатых профилей инструментами червячного типа. - М.: Машиностроение, 2007. - 240 с. (с.28)]. В то же время при положительных значениях переднего угла на части плоскости передней поверхности зубьев червячно-модульной фрезы, где расположены боковые профилирующие режущие кромки, точность профиля зубьев колеса меньше, чем при использовании червячно-модульной фрезы с передним углом, равным нулю, причем с увеличением значения переднего угла точность профиля зубьев колеса снижается [см. Иноземцев Г.Г. Червячные фрезы с рациональными геометрическими и конструктивными параметрами. - Саратов: Изд. Саратовского университета, 1961. - 224 с. (с.134)]. Выполнение передней поверхности зубьев червячно-модульной фрезы из двух участков: участка на наиболее нагруженной вершинной части зубьев с непрофилирующими режущими кромками, на котором передняя поверхность имеет положительный передний угол, и участка с боковыми профилирующими режущими кромками в осевой плоскости фрезы, - обеспечивает повышение периода стойкости червячно-модульной фрезы при обеспечении высокой точности профиля зубьев колеса. Участок с непрофилирующими режущими кромками целесообразно выполнить в виде простой технологичной поверхности: либо в виде плоскости, расположенной под заданным положительным передним углом к осевой плоскости фрезы, проходящей через вершину зуба; либо в виде цилиндрической поверхности, касательной к участку передней поверхности зуба с профилирующими режущими кромками и проходящей через вершину зуба. Выполнение радиуса цилиндрической поверхности в соответствии с зависимостью, приведенной в формуле изобретения, обеспечивает заданный положительный передний угол на вершине зуба фрезы и плавное сопряжение передней поверхности зуба на участке с непрофилирующими режущими кромками с передней поверхностью зуба на участке с профилирующими режущими кромками.

Технический результат - повышение периода стойкости червячно-модульной фрезы при обеспечении высокой точности профиля зубьев колеса.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что у известной червячно-модульной фрезы для нарезания зубчатых колес с эвольвентным профилем зубьев, содержащей зубья с профилирующими режущими кромками на их боковых сторонах в осевой плоскости фрезы и с непрофилирующими режущими кромками на их вершинной части.

Особенность заключается в том, что передняя поверхность зубьев выполнена из двух участков: участка с профилирующими режущими кромками и участка с непрофилирующими режущими кромками в виде плоскости, расположенной под положительным передним углом к осевой плоскости фрезы, проходящей через вершину зуба, или в виде цилиндрической поверхности, касательной к участку передней поверхности зуба с профилирующими режущими кромками и проходящей через вершину зуба, а радиус цилиндрической поверхности выполнен в соответствии с зависимостью

где R - радиус цилиндрической поверхности;

Б - высота участка передней поверхности зуба с непрофилирующими режущими кромками;

γ_a - положительный передний угол на вершине зуба фрезы.

На чертежах представлено: на фиг.1 изображен профиль зуба червячно-модульной фрезы в плоскости, перпендикулярной к ее оси при выполнении передней поверхности зуба на его вершинной части с непрофилирующими режущими кромками в виде плоскости (первый вариант); на фиг.2 изображен профиль зуба червячно-модульной фрезы в плоскости, перпендикулярной к ее оси при выполнении передней поверхности зуба на его вершинной части с непрофилирующими режущими кромками в виде цилиндрической поверхности (второй вариант).

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.

Червячно-модульная фреза для нарезания зубчатых колес с эвольвентным профилем зубьев содержит зубья с полной высотой профиля h (фиг.1 и 2), передняя поверхность которых выполнена из двух участков: участка с профилирующими режущими кромками (участок высотой А на фиг.1 и 2) и участка с непрофилирующими режущими кромками в виде плоскости, расположенной под положительным передним углом γ_a к осевой плоскости фрезы, проходящей через вершину зуба (участок высотой Б на фиг.1), или в виде цилиндрической поверхности, касательной к участку передней поверхности зуба с профилирующими режущими кромками и проходящей через вершину зуба, а радиус цилиндрической поверхности выполнен в соответствии с зависимостью, приведенной в формуле изобретения (участок высотой Б фиг.2). Выполнение радиуса R цилиндрической поверхности в соответствии с зависимостью, приведенной в формуле изобретения, обеспечивает заданный положительный передний угол γ_a на вершине зуба фрезы и плавное сопряжение передней поверхности зуба на участке с непрофилирующими режущими кромками (участок высотой Б на фиг.2) с передней поверхностью зуба на участке с профилирующими режущими кромками (участок высотой А на фиг.2).

Работа червячно-модульной фрезы для нарезания зубчатых колес с эвольвентным профилем зубьев осуществляется следующим образом.

При работе червячно-модульной фрезы срезаемый слой металла сходит по передней поверхности зуба фрезы, подвергаясь на наиболее нагруженной вершинной ее части с непрофилирующими режущими кромками (участок высотой Б на фиг.1 и 2) минимальным деформациям благодаря положительному переднему углу γ_а на вершине зуба. В результате снижаются сила и температура в зоне резания, что приводит к повышению периода стойкости червячно-модульной фрезы [см. Ящерицын П.И. Теория резания. - Мн.: Новое издание, 2005. - 512 с. (с.34)]. Расположение профилирующих режущих кромок на боковых сторонах зубьев в осевой плоскости червячно-модульной фрезы (участок высотой А на фиг.1 и 2) обеспечивает высокую точность профиля зубьев колеса [см. Иноземцев Г.Г. Червячные фрезы с рациональными геометрическими и конструктивными параметрами. - Саратов: Изд. Саратовского университета, 1961. - 224 с. (с.134)].

Червячно-модульная фреза для нарезания зубчатых колес с эвольвентным профилем зубьев, содержащая зубья с профилирующими режущими кромками на их боковых сторонах в осевой плоскости фрезы и с непрофилирующими режущими кромками на их вершинной части, отличающаяся тем, что передняя поверхность зубьев выполнена из двух участков, участка с профилирующими режущими кромками и участка с непрофилирующими режущими кромками в виде плоскости, расположенной под положительным передним углом к осевой плоскости фрезы, проходящей через вершину зуба, или в виде цилиндрической поверхности, касательной к участку передней поверхности зуба с профилирующими режущими кромками и проходящей через вершину зуба.

Изобретение относится к области зуборезных инструментов, а именно к червячным фрезам, и может быть использовано при зубофрезеровании зубчатых деталей. .

Червячная фреза для нарезания зубчатых деталей // 2464134

Червячная многозаходная фреза для нарезания зубчатых деталей // 2464133

Изобретение относится к области зуборезных инструментов, а именно к червячным многозаходным фрезам, и может быть использовано при зубофрезеровании зубчатых деталей.

Комбинированная сборная упрочняющая червячная фреза // 2457085

Изобретение относится к машиностроению, к обработке металлов резанием, в частности к конструкциям червячных сборных фрез, и может быть использовано для обработки зубофрезерованием с упрочнением зубьев колес методом обкатывания.

Двухпроходная комбинированная сборная червячная фреза с упрочнением // 2456137

Червячная однозаходная фреза для нарезания зубчатых деталей // 2444421

Изобретение относится к области зуборезных инструментов, а именно к червячным однозаходным фрезам, и может быть использовано при зубофрезеровании зубчатых деталей.

Червячно-модульная фреза на основе эвольвентного червяка для нарезания цилиндрических зубчатых колес // 2442678

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к червячно-модульным фрезам, и может быть использовано для нарезания цилиндрических зубчатых колес. .

Червячная зуборезная фреза гребенюка // 2429952

Изобретение относится к металлорежущему инструменту для обработки зубчатых колес, в частности к червячным зуборезным фрезам для нарезания зубьев колес с эллиптическим профилем зубьев в нормальном сечении и преобразуемых в круговой профиль зубьев в торцовом сечении колеса.

Червячная фреза для нарезания зубчатых деталей // 2416498

Червячная фреза для нарезания зубчатых деталей // 2414335

Червячная фреза // 2481927

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при фрезеровании поверхностей в любом направлении вращения

Червячно-модульная фреза на основе эвольвентного червяка с положительными передними углами // 2490100

Изобретение относится к области зуборезных инструментов, а именно к червячно-модульным фрезам на основе эвольвентного червяка с положительными передними углами, и может быть использовано для нарезания зубчатых цилиндрических колес с повышенной точностью профиля рабочей стороны зубьев

Сборная червячная фреза // 2507041

Фреза состоит из корпуса, режущих реек и элементов их крепления. Для увеличения количества реек и исключения их переточек режущие рейки установлены с плотным прилеганием друг к другу из условия увеличения максимально возможного количества реек для данного диаметра фрезы, а их толщина в поперечном сечении рейки по вершинам зубьев уменьшена и выбрана из условия их прочности на излом от действия сил резания и составляет величину 0,1-2 высота зубьев рейки. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Сборная червячная фреза // 2532746

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях металлорежущих инструментов для фрезерования деталей. Сборная червячная фреза содержит ряд продольных пазов, в которых установлены опорные и упорные рейки, образующие инструментальные блоки, которые, в свою очередь, закреплены винтами с помощью зажимных и опорных сухарей от осевого смещения, режущие элементы базируются в угловых пазах упорных реек с помощью зажимных клиньев. В продольных пазах имеются плоская вертикальная поверхность и противоположная поверхность, выполненная под углом α1. Одна поверхность зажимных клиньев выполнена плоской и вертикальной, а противоположная выполнена под углом α. Каждый следующий сменный инструментальный блок смещен относительно предыдущего на величину, которая определяется по приведенной расчетной формуле. Обеспечивается расширение технологических возможностей. 7 ил.

Способ определения износа зубьев червячной фрезы // 2590735

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для оптимизации технологических и конструктивных параметров процесса зубофрезерования. Способ характеризуется тем, что предварительно с помощью зубофрезерного станка нарезают зубчатое колесо червячной фрезой, измеряют износ ее зубьев за период нарезания колеса и устанавливают зависимость износа зубьев от размеров срезаемых ими слоев, а при рабочем нарезании зубчатого колеса износ зубьев червячной фрезы определяют по заданным размерам срезаемых слоев из соотношения: , где h1 - износ зуба за один рез; a ср - средняя толщина срезаемого слоя, равная , a вх - заданная наибольшая толщина срезаемого слоя на входе в зону резания, a вых - заданная наибольшая толщина срезаемого слоя на выходе из зоны резания; l - заданная длина срезаемого слоя; λ - коэффициент формы срезаемого слоя, равный ; V - скорость резания. 1 ил., 1 табл.

Способы обработки гиперболоидных червяков и червячных зуборезных инструментов и устройство для их реализации // 2597933

Группа изобретений относится к способу обработки гиперболоидного червяка, устройству, позволяющему реализовать указанный способ, и вариантам способа обработки червячного зуборезного инструмента, у которого образующая поверхность сформирована гиперболоидным основным червяком. Способ обработки гиперболоидного червяка заключается в продольной подаче режущего инструмента в горизонтальной плоскости и наклоне оси вращения червяка под углом, равным углу подъема его винтовой линии, за счет использования переднего и заднего центров с шариковыми вершинами и сдвига заднего центра относительно переднего центра станка при сдвиге плоскости установки производящего профиля инструмента относительно оси переднего центра станка. Способы обработки червячного зуборезного инструмента заключаются в выполнении обработки основных поверхностей гиперболоидных червячных зуборезных инструментов - винтовой поверхности основного червяка, их стружечной канавки, передней поверхности зубьев и их затылованной задней поверхности. Обеспечивается упрощение процесса обработки червяков. 6 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Сборный гиперболоидный червячный зуборезный инструмент, сменные поворотные неперетачиваемые режущие пластины для его оснащения и способ их эксплуатации // 2634565

Сборный гиперболоидный червячный зуборезный инструмент содержит корпус и режущую часть из вставных зубчатых реек, введенных в канавки, выполненные на этом корпусе по нормали к углу подъема винтовой линии основного червяка на его начальном цилиндре диаметра, и закрепленных на этих рейках поворотных быстросменных режущих пластин с профилем, соответствующим профилю зубьев рейки. При этом для упрощения конструкции инструмента каждая режущая пластина закреплена на рейке винтом, введенным с ее тыльной стороны в отверстие и в отверстие в режущей пластине, а со стороны ее передней поверхности - завинченным гайкой. При этом нижняя часть профиля пластины введена с базированием ее боковых сторон в соответствующие ее профилю винтовые канавки, выполненные на корпусе или между зубцами гребенки, или различного вида штифтами, установленными на рейке. Корпус выполнен гиперболоидным с винтовыми канавками или цилиндрическим без винтовых канавок или с винтовыми канавками. Достигается повышение точности обработки зубчатых колес за счет уменьшения огранки. 6 н. и 16 з.п. ф-лы, 29 ил.