Результат интеллектуальной деятельности: Фреза дисковая для обработки валов с РК-профилем

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 xf по параметру θ; - частная производная yf по параметру θ; - частная производная xf по параметру θ2 - частная производная yf 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

Данная дисковая фреза обрабатывает за один оборот 1/3 часть трехгранного РК-профиля вала, имеет меньшие габариты при сохранении качества обрабатываемой поверхности.