Спосіб фрезерування гвинтових канавок зі змінним кроком та радіусом профілю
Власники патенту UA 2429950:
Спосіб полягає в тому, що стіл із заготівлею повертають на кут підйому гвинтової канавки, заготовці повідомляють рівномірне поступальне переміщення вздовж своєї осі разом зі столом верстата і обертальний рух, що відповідає поступальному переміщенню столу. Для розширення технологічних можливостей складний обертальний рух заготовки отримують підсумовуванням рівномірного і змінного за заданим законом обертання, при цьому кут повороту столу відповідає найбільшому кроку гвинтової канавки, а радіус профілю гвинтової канавки, що поступово збільшується, отримують поступальним переміщенням конічної фрези вздовж своєї осі. 2 з.п. ф-ли, 2 іл.
Винахід відноситься до галузі обробки металів різанням і може застосовуватися при фрезеруванні гвинтових канавок зі змінним кроком та радіусом профілю канавки на широкоуніверсальних фрезерних верстатах.
Відомий спосіб обробки гвинтових поверхонь змінного кроку на фрезерних верстатах, при якому використовується пристрій [1], що містить шпиндель виробу, механізм зміни кроку гвинтової поверхні, що включає елемент, що встановлює, вузол передачі руху зі змінною швидкістю у вигляді карданної передачі і гітару змінних зубчастих коліс, розташовану між вузлом передачі руху та шпинделем виробу.
Недоліками відомого способу є недостатня якість обробки внаслідок низької жорсткості кінематичного ланцюга від ходового гвинта столу до шпинделя виробу, складність налагодження на заданий закон зміни кроку гвинтової поверхні та неможливість обробки гвинтових поверхонь зі змінним радіусом профілю.
Заявляється винахід спрямовано на досягнення технічного результату, який полягає у забезпеченні можливості фрезеруваннягвинтових канавок з будь-яким законом зміни кроку і з радіусом профілю, що збільшується.
Заявляється спосіб фрезерування гвинтових канавок зі змінним кроком і радіусом профілю полягає в тому, що стіл широкоуніверсального фрезерного верстата з заготовкою попередньо повертають на кут підйому гвинтової лінії заготовки, що відповідає найбільшому кроку; потім фрезі повідомляють обертання, столу із заготовкою повідомляють рівномірне поступальне переміщення вздовж осі заготовки. Заготівлі повідомляють узгоджений з переміщенням столу складний рух, що є сумою рівномірного обертання та змінного обертання, що надходить від приводу столу через гітару налаштування швидкості обертання кулачка; кулачок, що задає закон зміни кроку; зубчасто-рейкову передачу; гідропідсилювач; гітару корекції збільшення кроку. Підсумовування рівномірного та змінного обертання проводять за допомогою механізму диференціала. З метою поступового збільшення радіуса профілю гвинтової канавки застосовують конічну фрезу, яка разом із повзуном верстата здійснює рух осьової подачі.
На фіг.1 зображено схема фрезерування гвинтової канавки, вид зверху; на фіг.2 зображено кінематична схема обертання заготовки.
Спосіб може застосовуватися на широкоуніверсальних фрезерних верстатах, оснащених поздовжнім столом на поворотній плиті та повзуном для осьової подачі фрези.
Для здійснення способу необхідний стіл 1, встановлений на поворотній плиті 2. Стіл повинен переміщатися від 3 привода верстата. Заготовка 4 встановлюється за допомогою ділильної головки 5. На механізм ділильної головки обертання передається від валу приводу 6 столу по двох кінематичних ланцюгах. Перший ланцюг забезпечує рівномірне обертання заготовки 4 і включає гітару змінних зубчастих коліс 7. Другий ланцюг забезпечуєзмінне обертання заготовки і включає гітару змінних зубчастих коліс 8, кулачок 9 з штовхачем 14, зубчасте колесо який включає провідне колесо 16, водило 17 і ведене колесо 18. Для здійснення способу застосовується також конічна фреза 19, яка встановлюється на оправці 20. Оправка 20 встановлюється в шпинделі повзуна 21 і підтримується сережкою 22.
Заготовка 4 встановлюється на столі 1 фрезерного верстата за допомогою ділильної головки 5. Стіл 1 повертається за допомогою поворотної плити 2 на кут підйому гвинтової канавки, що відповідає найбільшому кроку:
де tmax - найбільший крок гвинтової канавки,
D – діаметр заготівлі.
Конічна фреза отримує 19 обертання з частотою nфр.
Стіл 1 із заготовкою 4 здійснює рівномірне поступальне переміщення вздовж осі заготовки зі швидкістю Sзаг від приводу 3 верстата. Від валу 6 приводу верстата обертання передається на гітару змінних зубчастих коліс 7 з передавальним відношенням iнач, яке налаштовується на значення початкового кроку гвинтової канавки за наступним співвідношенням:
t0 мм переміщення столу із заготівлею → 1 оборот заготовки.
Таким чином забезпечується рівномірне обертання заготовки n0.
Для забезпечення нарізування гвинтової канавки зі змінним кроком на рівномірне обертання заготовки накладається змінне обертання, що забезпечує збільшення кроку гвинтової канавки Δti в порівнянні з початковим значенням t0:
де ti – поточне значення кроку гвинтової канавки.
Δti - величина змінна, тому для її забезпечення необхідно створити додатковезмінне обертання заготовки Δn, яке сумуватиметься з основним n0. Для забезпечення змінного обертання заготовки рух з валу 6 через гітару змінних зубчастих коліс 8 передається на кулачок 9. Профіль кулачка будується з урахуванням забезпечення закону зміни кроку гвинтової канавки. Передатне відношення iк гітари змінних зубчастих коліс 8 налаштовується так, щоб при переміщенні заготовки на повну довжину гвинтової канавки, що нарізається, Lзаг кулачок повертався на кут θр свого робочого профілю:
Lзаг мм переміщення столу→ оберт кулачка,
де θр – робочий кут профілю кулачка у градусах.
Зубчасто-рейковий механізм перетворює поступальне переміщення штовхача 10 кулачкового механізму обертальний рух зубчастого колеса 12. Від зубчасто-рейкового механізму обертання передається на гідропідсилювач 13, який підвищує значення крутного моменту з метою забезпечення достатнього зусилля при різанні. Від гідропідсилювача 13 обертання передається на гітару змінних зубчастих коліс 14 з передавальним відношенням iу. Гітара 14 служить для корекції величини збільшення кроку і налаштовується так, щоб при переміщенні штовхача 10 на величину перепаду радіусів r робочої ділянки кулачка забезпечувалося повне збільшення кроку t по всій довжині ділянки нарізання гвинтової лінії:
Підсумовування обертань по двох гілках кінематичного ланцюга проводиться на механізмі диференціала 15. Рівномірне обертання надходить від гітари 7 на провідне центральне колесо 16 механізму диференціала. Змінне обертання надходить від гітари 14 водило 17 механізму диференціала. Сумарне обертання знімається з веденого зубчастого колеса 18 і надходить на механізм ділильної головки 5, в шпинделі якої закріплюється заготовка.
Таким чином, здійснюєтьсясумарне змінне обертання заготовки nзаг=n0+Δn, що відповідно до рівномірним переміщенням заготовки вздовж власної осі забезпечує нарізування гвинтової канавки зі змінним кроком.
Для забезпечення поступового збільшення радіуса профілю гвинтової канавки, конічна фреза 19 разом з повзуном 21 здійснює рух подачі Sфр уздовж осі. Швидкість подачі Sфр вибирається так, щоб за час переміщення заготовки вздовж своєї осі на довжину гвинтової ділянки канавки Lзаг фреза перемістилася вздовж своєї осі на довжину своєї робочої ділянки Lфр.
Lзаг мм переміщення столу 1 із заготівлею→
→Lфр мм переміщення повзуна 21 з фрезою.
1. Авторське свідоцтво СРСР №1528625, кл. B23C 3/32 від 15.12.1989, бюл. №46.
1. Спосіб фрезерування гвинтових канавок зі змінним кроком і радіусом профілю, що включає поворот фрезерного столу з заготівлею на кут підйому гвинтової канавки, повідомлення заготівлі рівномірного поступального переміщення вздовж своєї осі разом зі столом верстата і обертального руху, що відповідає поступальному переміщенню здійснюють складний обертальний рух заготівлі підсумовуванням рівномірного і змінного за заданим законом обертання, при цьому кут повороту столу відповідає найбільшому кроку гвинтової канавки, і отримують радіус профілю гвинтової канавки, що поступово збільшується поступальним переміщенням конічної фрези вздовж своєї осі.
2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що змінне обертання задають гітарою налаштування швидкості обертання кулачка, кулачковим механізмом, зубчасто-рейковою передачею, гідропідсилювачем, гітарою корекції збільшення кроку.
3. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що підсумовування рівномірного та змінного обертань виробляють за допомогою механізмудиференціалу.