PL233453B1 - Frez krążkowy modułowy do obróbki zębatych kół walcowych - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy freza krążkowego modułowego do obróbki zębatych kół walcowych, mającego w szczególności zastosowanie do obróbki uzębień kół zębatych walcowych metodą kształtową. Frez krążkowy modułowy, zawiera korpus (1) z występami (2) o zmiennym kształcie, rozmieszczonymi równomiernie na obwodzie w różnej odległości od osi obrotu. Do występów (2) są mocowane wymiennie skrawające płytki (3). Krawędzie skrawające płytek (3) mają kształt wycinka elipsy o różnych wymiarach i są mocowane do występów (2). Krawędź skrawająca każdej kolejnej płytki (3) jest większa od krawędzi skrawającej poprzedniej płytki (3). Odległość od osi obrotu freza kolejnych skrawających płytek (3) oraz ich wymiary dobrane są w sekwencji pozwalającej na uzyskanie pełnego założonego zarysu wrębu obrabianego zębatego koła.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest frez krążkowy modułowy do obróbki zębatych kół walcowych, mający w szczególności zastosowanie do obróbki uzębień kół zębatych walcowych metodą kształtową.

Z literatury np. z opracowania pt. „Frezy” E. Górki, WNT Warszawa 1977, str. 400 oraz opracowania pt. „Koła zębate wykonanie i montaż” WNT Warszawa 1976, str. 45, znane są frezy krążkowe modułowe służące do obróbki uzębień kół zębatych walcowych metodą kształtową. Zarys osio wy powierzchni działania freza modułowego krążkowego odpowiada zarysowi wrębu międzyzębnego koła zębatego. Jest to zarys krzywoliniowy zależny od parametrów nacinanego koła zębatego tj. modułu, ilości zębów, kąta zarysu. Frezy te, jak wszystkie frezy o złożonym kształcie, wykonywane są z ostrzami zataczanymi na powierzchni przyłożenia, aby zarys ostrza nie zmieniał się na skutek ostrzenia (ostrzy się je na powierzchni natarcia) oraz dla uzyskania odpowiedniego kąta przyłożenia podczas obróbki. Wszystkie ostrza freza są tego samego kształtu i obróbka ich jest technologicznie trudna. Podczas pracy takich narzędzi występują duże siły, gdyż każde z ostrzy skrawa całą długością krawędzi skrawającej. Powoduje to duże drgania pogarszając gładkość obrabianej powierzchni.

Z tłumaczenia patentu europejskiego nr PL/EP1984140T3, znane jest narzędzie do frezowania kół zębatych z wymiennymi wkładkami tnącymi. Zespół narzędzia tnącego jest przystosowany do jego łączenia z głowicą freza, w celu wytwarzania koła zębatego. Zespół narzędzia tnącego zawiera wkładkę tnącą i uchwyt przystosowany do łączenia wkładki tnącej z głowicą tnącą. Uchwyt zawiera pierwszy i drugi koniec, przy czym pierwszy koniec jest przystosowany do łączenia go z głowicą freza i zawiera powierzchnię przednią. Drugi koniec uchwytu zawiera gniazdo wyznaczone przez powierzchnię tylną i co najmniej jeden element brzegowy, który zapewnia siłę skierowaną na wkładkę tnącą w kierunku tylnej powierzchni, aby w ten sposób przytrzymać wkładkę tnącą w gnieździe podczas operacji cięcia. Tylna powierzchnia gniazda jest usytuowana pod kątem ostrym względem przedniej powierzchni pierwszego końca.

Znana jest również z tłumaczenia patentu europejskiego nr PL/EP2367656T3, obrabiarka, zwłaszcza frezarka, zawierająca korpus maszyny, suport narzędziowy, zamontowany na korpusie maszyny, w którym ustalone jest narzędzie, urządzenie napędowe do obrotowego napędzania narzędzia w suporcie narzędziowym wokół osi narzędzia, urządzenie ustalające, zamontowane na korpusie maszyny do ustalania przedmiotu obrabianego, pierwsze obrotowe urządzenie napędowe do wytwarzania pierwszego względnego ruchu kątowego pomiędzy suportem narzędziowym a urządzeniem ustalającym i drugie obrotowe urządzenie napędowe do wytwarzania drugiego względnego ruchu kątowego pomiędzy suportem narzędziowym a urządzeniem ustalającym, translacyjne urządzenie napędowe do wytwarzania względnego ruchu translacyjnego pomiędzy suportem narzędziowym a urządzeniem ustalającym wzdłuż trzech osi, urządzenie sterujące, które jest ustawione w taki sposób, że pozwala zasadniczo jednocześnie na sterowanie względnych prostoliniowych ruchów pomiędzy suportem narzędziowym a urządzeniem ustalającym i względnych ruchów kątowych pomiędzy suportem narzędziowym a urządzeniem ustalającym, przy czym narzędzie jest ukształtowane jako frez czołowy lub obwodowy frez czołowy i posiada krawędzie skrawające, które posiadają co najmniej jeden zarys częściowy uzębienia, frezowanego w przedmiocie obrabianym. Zgodnie z wynalazkiem średnica zewnętrzna krawędzi skrawających (określana także jako dwukrotność promienia okręgu skrawania krawędzi skrawającej narzędzia) jest większa niż odstęp dwóch sąsiadujących boków zęba (luka międzyzębna), przy czym narzędzie z częścią krawędzi skrawających umieszczonych w obszarze obwodu zewnętrznego narzędzia jest nastawione w taki sposób, że za pomocą czołowych krawędzi skrawających, a zwłaszcza jednocześnie za pomocą obwodowych krawędzi skrawających wnika do obszaru tworzonego uzębienia w przedmiot obrabiany.

Celem wynalazku jest frez o prostej i funkcjonalnej konstrukcji zapewniający podwyższenie dokładności wykonania uzębień kół zębatych i zwiększenie wydajności ich obróbki, przy jednoczesnym zachowaniu stabilnej i równomiernej pracy narzędzia.

Cel ten osiągnięto w rozwiązaniu przestawiającym frez krążkowy modułowy do obróbki zębatych kół walcowych, który według wynalazku, zawiera korpus z występami o zmiennym kształcie, rozmieszczonymi równomiernie na obwodzie w różnej odległości od osi obrotu, do których są mocowane wymiennie skrawające płytki. Frez charakteryzuje się tym, że krawędzie skrawające płytek mają kształt wycinka elipsy o różnych wymiarach i są mocowane do występów tak, że krawędź skrawająca każdej kolejnej płytki jest większa od krawędzi skrawającej poprzedniej płytki. Odległość od osi obrotu freza

PL 233 453 B1 kolejnych skrawających płytek oraz ich wymiary dobrane są w sekwencji pozwalającej na uzyskanie pełnego założonego zarysu wrębu obrabianego zębatego koła.

Korzystne jest, kiedy część skrawających płytek jest mocowana poprzez ich przelotowe otwory w gniazdach występów wyposażonych w bazowe otwory, a pozostała część skrawających płytek jest dociskana do gniazd występów klinami mocowanymi poprzez ich przelotowe otwory do korpusu wyposażonego w ustalające otwory.

Dalsze korzyści uzyskuje się, kiedy skrawające płytki oraz kliny są mocowane za pomocą połączenia gwintowego.

W preferowanym wykonaniu skrawające płytki są wykonane z węglików spiekanych.

Frez według wynalazku ma prostą i funkcjonalną konstrukcję. Proces kształtowania zarysu zęba koła metodą obwiedniową frezem według wynalazku wynika z jego konstrukcji, a nie z kinematyki obróbki. Nie jest więc wynikiem względnego ruchu odtaczania narzędzia i przedmiotu obrabianego - nie ma ruchu odtaczania - wynika natomiast z odpowiedniego rozmieszczenia płytek o różnym zarysie na obwodzie freza. Dzięki temu, że każde ostrze ma inny zarys następuje odpowiedni podział warstwy skrawanej, a praca narzędzia jest bardziej stabilna i równomierna, co zapewnia podwyższenie dokładności wykonania uzębień kół zębatych i zwiększenie wydajności ich obróbki. Zarówno w przypadku płytek, których krawędzie skrawające mają kształt wycinka elipsy jak i tych o kształcie wycinka okręgu (szczególny przypadek elipsy), możliwa jest - po stępieniu się części skrawającej - zmiana zamocowania płytek poprzez obrót o określony kąt i wykorzystanie kolejnych krawędzi skrawających, co zwiększa trwałość narzędzia dwu, a przypadku płytek okrągłych nawet trzykrotnie. Ponadto, dzięki wykorzystaniu wymiennych płytek z węglików spiekanych możliwe jest zastosowanie zwiększonych prędkości skrawania, co również wpływa na wzrost zarówno wydajności jak i trwałości takich narzędzi.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia frez krążkowy modułowy z wymiennymi płytkami skrawającymi w kształcie okręgu w rozstrzelonym widoku perspektywicznym, fig. 2 przedstawia zarys obrabianego wrębu koła zębatego z nałożonymi wszystkimi ostrzami freza z płytkami w kształcie okręgu, fig. 3 przedstawia frez z płytkami skrawającymi w kształcie okręgu w widoku perspektywicznym, fig. 4 przedstawia płytki skrawające w kształcie elipsy, a fig. 5 przedstawia zarys obrabianego wrębu koła zębatego z nałożonymi wszystkimi ostrzami freza z płytkami w kształcie elipsy.

Frez krążkowy modułowy do obróbki zębatych kół walcowych zawiera korpus 1 z występami 2 o zmiennym kształcie, rozmieszczonymi równomiernie na obwodzie w różnej odległości od osi obrotu. Do występów 2 są mocowane wymiennie skrawające płytki 3 wykonane z węglików spiekanych. Płytki 3 mają kształt okręgu o różnej wielkości i są mocowane do występów 2 tak, że krawędź skrawająca każdej kolejnej płytki 3 jest większa od krawędzi skrawającej poprzedniej płytki. Część skrawających płytek 3 ma przelotowe otwory 4A, poprzez które jest mocowana śrubami 5 w gniazdach występów 2 wyposażonych w nagwintowane bazowe otwory 4B. Pozostała część płytek 3 jest dociskana do gniazd występów 2 klinami 6. Kliny 6 mają przelotowe otwory 7A, poprzez które są mocowane śrubami 8 do korpusu 1, wyposażonego w nagwintowane ustalające otwory 7B. Odległość od osi obrotu freza kolejnych skrawających płytek 3 oraz ich wymiary dobrane są tak, że pozwalają na uzyskanie pełnego założonego zarysu wrębu 9 obrabianego zębatego koła 10.

Ruch skrawający, składa się z ruchu obrotowego freza i ruchu posuwowego wzdłuż wrębu 9 zębatego koła 10. Frez wykrawa cały zarys wrębu 9 zębatego koła 10, bez konieczności wymiany freza czy też wymiany jego płytek 3.

W innym przykładowym wykonaniu płytki 3 mają kształt elipsy.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Frez krążkowy modułowy do obróbki zębatych kół walcowych zawierający korpus z występami o zmiennym kształcie, rozmieszczonymi równomiernie na obwodzie w różnej odległości od osi obrotu, do których są mocowane wymiennie skrawające płytki, znamienny tym, że krawędzie skrawające płytek (3) mają kształt wycinka elipsy o różnych wymiarach i są mocowane do występów (2) tak, że krawędź skrawająca każdej kolejnej płytki (3) jest większa od krawędzi skrawającej poprzedniej płytki (3), przy czym odległość od osi obrotu freza kolejnych skrawających płytek (3) oraz ich wymiary dobrane są w sekwencji pozwalającej na uzyskanie pełnego założonego zarysu wrębu (9) obrabianego zębatego koła (10).

   PL 233 453 Β1
2. 2. Frez według zastrz. 1, znamienny tym, że część skrawających płytek (3) jest mocowana poprzez ich przelotowe otwory (4A) w gniazdach występów (2) wyposażonych w bazowe otwory (4B), a pozostała część skrawających płytek (3) jest dociskana do gniazd występów (2) klinami (6) mocowanymi poprzez ich przelotowe otwory (7A) do korpusu (1) wyposażonego w ustalające otwory (7B).
3. 3. Frez według zastrz. 2, znamienny tym, że skrawające płytki (3) oraz kliny (6) są mocowane za pomocą połączenia gwintowego.
4. 4. Frez według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że skrawające płytki (3) wykonane są z węglików spiekanych.