CS227656B2 - Multi-part hob - Google Patents

Description

Vynález se týká několikadílné odvalovací frézy pro výrobu velkých ozubení až do modulu zhruba 40.

Při frézování ozubených kol dělicím způsobem, zejména při hrubování ozubených kol s velkým modulem, se používá kotoučových fréz. Také se používá kotoučových fréz opatřených otočnými břitovými destičkami ze slinutých karbidů, které jsou uspořádány se střídavými zuby, přičemž dodatečné broušení nástroje je potom zbytečné. Protože u kotoučových fréz se opotřebují všechny zuby rovnoměrně, je zde proto účelné používat drahé otočné břitové destičky ze slinutých karbidů, známé z technologie třískového obrábění.

Výroba ozubení dělicím způsobem je časově velmi náročná a proto je tento způsob vhodný převážně jen pro výrobu na ozubených hřebenech, což vede к tomu, že při výrobě ozubení na kolech se vesměs používá odvalovacích fréz. Tyto odvalovací frézy jsou v praxi provedeny bud celé z vysoce výkonné rychlořezné oceli, anebo jsou vytvořeny jako frézy se základním tělesem z běžné oceli a se zubovými břity z vysoce výkonné rychlořezné oceli. Takovéto frézy umožňují několikanásobnou výměnu zubových břitů.

Další vývoj odvalovacách fréz se v minulosti zřejmě zaměřil na problém broušení, zejména tehdy, když se přešlo na používání odvalovacích fréz se střídavě uspořádanými vkládanými noži, které byly určeny obzvláště pro značně velké rozteče a velké rozměry fréz. Vzhledem к střídavému uspořádání nožů se takové frézy nepřebrušovaly jako u podsoustružených fréz před čelem zubů, ale na vnějších plochách zubů. Pro tento způsob broušení bylo třeba zvláštního stroje.

Problém přesného broušení vedl к vytvoření několikadílné odvalovací frézy, která sestává s několika kotoučů opatřených planparalelnfmi čelními plochami a šroubovitými ozubenými věnci, které odpovídaly stoupání frézy. Myšlenka někollkadílné frézy byla v novější době znovu sledována také pro výhodnější moOnnot opravy, přičemž bylo navrženo uspořádat střídavé ozubení s upnutými vkládaným noži ze slinutých karbidů.

Dosavadní řešení jak z hlediska konstrukčního uspořádání, tak i žádoucí hospoodánnsti, však plně neodppoííají stoupající nárokům na výrobu ozubených kol, zejména při ozubení o velkém moonuu.

Vynález má za úkol vytvořit odvalovací frézu pro výrobu ozubení s velkým modulem, která by pracovala s maximální hospodírností.

Poddtata vynálezu spočívá v tom, že několi0αaíln1 odvalovací fréza pro výrobu velkých ozubení sestává z několika kruhových kotoučů opatřených planparalelními čelním plochami. a Šroubovitými ozubenými věnci odpoovdaaícími stoupání frézy, přičemž ozubené věnce jsou opatřeny výměnnými otočnými destičkami ze slinutých karbidů, se ttříavvými zuby, jako čelními a bočními břity, přičemž jsou uspořádány ve střddavé radiální takovým způsobem, ·že boční břitové hrany otočných destiček se při otáčení frézy vzájemně překrýváaí.

Při řešení odvalovací frézy podle vynálezu se vychází z úvahy, že nákladné osazení kotoučové frézy otočnými destičkami ze slinutých karbidů lze při dělicím způsobu připuesit, protože všechny zuby podléhaj stenánu opotřebení. Aččoliv známé uspořádání někollkadílné odvalovací frézy'bez obtíží umoonnio přenesení principu otočných destiček na tlv1nentkou výrobu, nebylo to zatím bráno v úvahu, a to z dvojího důvodu.

Především by se výrobní náklady takové .odvalovací frézy pro velký počet zubů značně zvýšily. Dále se obdobně předpokládalo, že všechny otočné destičky takové odvalovací frézy je třeba občas otočit.

Řešením podle vynálezu se došlo k poznatku a současně k překvapujíčímu působení namáhané kombbnace, že totiž při . odvalovací fréze se za jednu otáčku dostává přes střed pouze jediný zub, který řeže na kolmici k ose frézy, ρnlchá1zjící středem ozubeného kola a tím musí vykonat největší řezný výkon. Tento zub se opotřebuje ·nejvíce a při odvalovací fréze podle vynálezu není proto třeba všechny otočné destičky občas otáčet, ale pouze · ony destičky jednotlivého zubu nebo malého počtu zubů, jejichž otočné destičky řežou zároveň čelně a bočně. Není ··třeba žádného měrného průchodu, protože ponor takové čelně řezaaící otočné destičky zůstává po jejím otočení nezměněný. Náátroj není třeba mměnt při otočení jedné nebo několika otočných destiček, a není tedy ani třeba nového nastavení nástroje. ·

Všechny tyto výhody zdйvoldňSí i při vysokých pořizovacích nákladech odvalovací frézy podle vynálezu její dosud jinak ned^aženou hospodárnost v provozu.

Podle dalšího význaku vynálezu jsou výměnné otočné destičky ze slinutých karbidů vsazeny na stojato, s úzkou mmzní plochou jako plochou čelní. Při frézování proto nejsou vystaveny žádnému namáhání v'ohybu a proto lze frézovat velkými. řeznými rychlostmi a s velkým posuvem. Pokusně se prokázalo, že oproti běžné jednodílné odvalovací fréze bylo možné čas pro obrobení velkého ozubeného kola snížit nejméně na jednu sedminu. Kromě toho se zjistilo, že zuby při jednom pracovním průchodu jsou obrobeny na čisto a jsou tedy výrobně alOlnčenš, pokud ovšem pro velm. výkonné převody nejsou· požadovány broušené zuby.

Pro velká ozubená kola muuí být odvalovací fréza vytvořena nejméně se třemi · sesazenými šroubovitými· ozubenými věnnc.Při obrábění ozubených kol o menším průměru a malém modulu může postačovat odvalovací fréza sestavená pouze z jednoho nebo ze dvou kruhových kotoučů se šroubovitými ozubenými věnci.

Vynález také řeší problém zaoblení .zubové paty, tak zvané protuberance, pomocí které se určuje přídavek na broušení zubového boku. Jak.známo, platí pro frézování odvalovacím způso3 bem záběrové poměry právě použitého druhu ozubení, například evolventního ozubení, protože každý zub odvalovací frézy lze považovat za zub protikola, pokud jde o záběrové poměry. Jako při záběru dvou ozubených kol sahá záběrová délka, kromě celé délky boku hlavy, pouze po část délky boku paty, přičemž odvalovací fréza může vytvořit záběrovou délku zubového boku také pouze к bodu na boku paty, který je dán průsečíkem hlavové kružnice frézy se záběrovou čarou, a to u evolventního ozubení, anebo s odvalovací kružnicí u cykloidního ozubení. Zbývající průběh boku v oblasti paty zubu přechází zaoblením do zubové mezery, a je to právě tento přechod, který je nutné zvětšit jako zaoblení nebo protuberanci, aby bylo možné řádně brousit účinné, boky zubů a právě pouze tyto. Při zhotovení protuberance jde jakoby o podfrézování účinných boků zubů, aby se dalším zpracováním umožnil volný výběh nástroje, v daném případě brusného kotouče.

Dosud bylo nutné protuberanci zhotovit zvláštní protuberanční odvalovací frézou v druhém pracovním pochodu. Stav nástrojů musel pro každý modul ozubení zahrnovat nejen zvláštní protuberanční frézu, která je nákladnější než normální odvalovací fréza, ale dokonce několik protuberančních fréz s rozličnými zaoblovacími břity, aby bylo možné při případném protažení zubů ozubeného kola, vzniklém při kalení, ovlivnit přídavek na broušení pomocí většího nebo menšího zaoblení zubové paty.

Bylo zjištěno, že zvláštní protuberanční odvalovací frézy a druhý frézovací pochod za účelem vytvoření protuberance lze při použití odvalovací frézy podle vynálezu, opatřené otočnými destičkami ze slinutých karbidů, ušetřit tím, že nejméně zub obíhající přes střed, účinný na kolmici к ose frézy, která prochází středem ozubeného kola, je opatřen v oblasti vrcholu zubu otočnou destičkou ze slinutých karbidů, která má řeznou hranu ve tvaru kruhového oblouku pro zaoblení paty zubu, přičemž poloměr je přizpůsoben žádanému zaoblení paty zubu.

Kromě značného snížení nákladů přináší řešení podle vynálezu možnost volit podle potřeby velikost protuberance jednoduchou výměnou zaoblovací otočné destičky nebo otočných destiček o jiném průměru. Tato potřeba se vyskytuje tehdy, zjistí-li se po kacení ozubeného kola, jak již bylo uvedeno, že jeden zub nebo větší počet zubů je obzvláště silně protažen. Potom se doporučuje zvětšit u všech zubových boků přídavek na broušení, aby brusným kotoučem byly dosažitelné také zubové boky protažených zubů. Tato volitelná nastavitelnost protuberance byla dosud možná pouze volbou zvláštní protuberanční frézy, avšak pouze v takovém odstupňování, jaké je předem určeno danými protuberančními frézami téhož modulu ozubení.

Zaoblovací otočné destičky mohou být vytvořeny kruhovými kotoučky, které se vsazují dp čela zubů odvalovací frézy, obíhající přesně nebo zhruba přes střed. Takovéto kruhové otočné destičky mají tu výhodu, že je lze jednoduše otočit o 180°, aby se do záběru dostala nová řezná hrana ve tvaru kruhového oblouku. Ovšem zuby opatřené zaoblovacími destičkami je nutné vzhledem na sedla na stojato vsazených čelních a bočních břitů opracovat jinak.

Aby bylo možné zuby odvalovací frézy vyrábět s nezměněnou charakteristikou po sobě následujících sedel pro otočné destičky, je odvalovací fréza podle vynálezu opatřena postupným sledem nejméně dvou zrcadlově shodných otočných destiček ze slinutých karbidů, nasazených jako pravořezné a levořezné čelní a boční břity, přičemž přímé hrany pro boční obrábění navazují pod tupým tangenciálním úhlem na zaoblovací hrany ve tvaru kruhového oblouku, které se při otáčení frézy překrývají. Tyto zrcadlově uspořádané otočné destičky je nutné upevnit v sedlech zubů bez zaoblovacích destiček pro čelní a boční břity, takže při strojním opracování zubů odvalovací frézy není třeba brát zřetel na okolnost, které zuby mají být opatřeny zaoblovacími destičkami.

Podstata vynálezu je podrobněji vysvětlena na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je odvalovací fréza sestávající ze tří kruhových kotoučů, s částečným řezem rovinou I-I z obr. 2, na obr. 2 je pohled zleva na polovinu odvalovací frézy z obr. 1, na obr. 3 je rozebraná odvalovací fréza z obr. 1 v částečném řezu a s kroužky jako zaoblovacími destičkami, na obr. 4 je pohled zleva na polovinu středního kruhového kotouče z obr. 3, na obr. 5 je další provede227656 ní odvalovací frézy, podobné konstrukci z obr. 3 a 4, se zrcadlově stejným. zaoblovacímL destičkám., na obr. 5a je dvojice zrcadlově provedených zaoblovacích destiček ve zvětšeném znázornění a na·obr. 6 je pohled zleva na polovinu středního kruhového kotouče, z obr. 5.

Něěcoikadílná odvalovací fréza podle vynálezu sestává ve všech příkladných provedeních ze tří kruhových kotoučů 1» 2_, 3, ·opatřených šroubovitými ozubenými věnci la, 2a, 3a, které jsou nasazeny střddovým otvorem i na ’nenaznačený trn frézy, se zajištěnm proti pootočení, přičemž se společně upínají. .

Jednooiivé ·kruhové· . kotouče 1» 2_, leží svýmL plamparalelními čelními plochamL na sobě, z nichž pouze čelní v^n^j^íší plocha 5 kruhového kotouče 1 a wiějŠÍ čelní plocha 4 kruhového kotouče 2 jsou opatřeny vztahovým značkam. Sestavená souprava -ozubených věnců la, 2a, ' 3a, upnutá na trn frézy, je omezena kroužky 7, 8, které jsou opatřeny několika otvory 9, právě tak, jako ozubené věnce la, 2a, 3a, do kterých se zasouvaaí kolíky, aby se šroubovité ozubené věnce ' la, 2a, Да fixovaly do nepřetržitého šroubového závitu, který odpovídá stoupání odvalovací frézy, závislému na modulu.

Ozubené věnce 2a, 2a, 3a odvalovací frézy jsou opatřeny otočnými destičkami ze slinutých karbidů se stříawým uspořádáním zubů.

U střídavéhj uspořádání zubů se rozlišuje mezi bočně řezajícími otočným, destičkami · 10 a čelně L bočně řezajícími otočnými destičkami 11, které jsou upevněny nenaznačenými šrouby na vyfrézovaných sedlech v ozubených věncích la, 2a, 3a,. přičemž jsou vsazeny na stojato, to znamená úzkou ormezuicí plochou jako plochou čelní. Otočné destičky 10, · · 11 ze slinutých karbidů se navíc zaměřují proti pootočení sousedními..vložkami· Ц, 13, 14.

Otočné destičky 10, 11 jsou v postupném sledu zubů uspořádány tak, že řežou vpravo a vlevď. Je-li například destička 22 ^s čelním a bočním břitem při směru R otáčení frézy pokládána za levořeznou otočnou destičku, je potom následující zub opatřen pravořeznou otočnou deetičkou 11. Tento dořezávající zub je opatřen otočnou destičkou 10 s levým a bočním břitem ve větší radiální audálenojti od obvodu zubů než maaí čelní a boční břity destičky 11 na předcházejícím zubu. Tyto střídaaé radiální vzdálenno^ způsobní, že boční břity hran otočných destiček se při oběhu frézy překrývaaí.

Protože na obr. 1 přísluší čelní a boční břit otočné destičky 11 poslednímu zubu ozubeného věnce la kruhového kotouče 2, který je viditelný na pohledu z boku podle obr. 2; je potom následnicí zub naznačený ·na obr. 2, opatřený levořeznou otočnou destičkou 22» prvním zubem ozubeného věnce 2a kruhového kotouče z obr. 1. V bočním pohledu na obr. 2 jé tedy v dolní čtvrtině před tím ležící čás-t ozubeného věnce la vynechána.

U odvalovacích fréz velkomodulových je třeba provést víc než levořeznou, popřípadě pravořeznou otočnou destičku 10, přičemž však muuí být vždy nastavena střddavá radiální vzdálenost otočných destiček, aby se po sobě následnici hrany otočných destiček s bočním břitem při běhu překrývaly.

V příkladných provedeních · jsou vsazeny otočné destičky 10, 11, které mmaí obdélníkový tvar. Je samozřejmé, že by otočné destičky mohly být provedeny také čtvercové, jejichž osm řezných hran lze pouuit obracením oproti čtyřem řezným hranám u otočných destiček obdélníkových.

U příkla<niého provedení z obr. 3 a 4 jsou ozubené věnce la, 2a, 3a, jak již bylo popsáno, opatřeny otočnými destičkami 20, 11 ze slinutých karbidů, při uspořádání střddavých zubů.

Zub ozubeného věnce 2a středního kruhového kotouče 2 je · podle vynálezu opatřen kruhovitou otočnou destičkou 16 ze slinutých karbidů, která je do čelní plochy zubu vsazena takovým způsobem, že může vytvooit zaoblení u paty zúbu jak. pravořezně, tak i levořezně. Je to onen zub odvalovací frézy, který běhá.přes střed, což se . před frézováním seřizuje axiálnm nastaventa odvalovací frézy. Také lze ze zubů sousedících s tímto zubem oppttit jeden nebo několik zubů kruhovou zaoblovací- destičkou, aby se řezná práce rozdělila.

Z obr. 3 je zřejmé, že kruhová otočná destička 16 zatlačuje pro tento zub obvykle určený čelní a boční břit 11, který se na zubu opatřeném kruhovou otočnou destičkou 16 stává pouhým bočním břitem Ю. Také pro zub opatřený kruhovou otočnou destičkou 16 platí pravidlo, že bočně řezající hrany otočných destiček se při otáčení frézy vzájemně překrývvaí. Protože kruhová otočná destička 16 řeže vlevo i-vpravo, musí být mezery mmzi kruhovou otočnou destičkou 16 téhož zubu co nejmněí, aby mohly být překryty čelními a bočními břity 11, 10 následujících zubů.

Moonoot u otočné, destičky ze slinutých karbidů poušít otočenm a obrácenm několik nových řezných hran, je kruhové otočné -destičce- 16 sice dána, není to však hlavnm znakem. Podstatnější je okoonoet, že otočnou destičku 16 ze slinutých karbidů lze libovolně vymmint za otočnou destičku o jiném průměru, aby bylo možné libo volně volit velikost zaoblení, popřípadě protuberance na patě zubu,a tím i přídavek na broušení.

Odvаtovаcí fréza podle obr. 5 odpovídá svou několikadílnou konstrukcí příkadnnému provedení z obr. 3 a 4. Jak již bylo popsáno, jsou ozubené věnce -la, 2a, 3a opatřeny na stojato osazenými otočnými destičkami 10 ze slinutých* karbidů, které tvoří boční břity, a otočnými destičkami 11 ze slinutých karbidů, které tvoří čelní a boční břity, při uspořádání střídavých zubů, s výjimkou dvou po sobě následujících zubů -2^7 2astřeíního kruhového kotouče -2·

Jak je z obr. 5 zřejmé, je na prvním zubu 2a' nahrazen jeden čelní a boční břit 11 na stojato vsazenou zaoblovací destičkou 17, která je podle obr. 5a opatřena bočně řezaaící hranou 17a, přecházzeící pod tupým tangenciálním úhlem alfa do řezné hrany 17b ve tvaru- kruhového oblouku, s kterou lze zčásti opracovat zaoblení na zsbovié.patn.

Potom následnicí zub 2 je na místě, - kde by při uspořádání střddavých zubů byl -vsazen čelní a boční břit, opatřen zaoblovací destičkou 1B, která má tvar - zrcadlového pohledu zaoblovací destičky 17 a je také opatřena bočně řezající hranou 18a a řeznou hranou 18b ve tvaru kruhového oblouku pro zaoblení paty zubu.

Při otáčení frézy se oba břity 17b, 18b přek^vv^, takže pata zubu se zaobluje stejně jako kruhovitou otočnou destičkou 16 podle obr. 3. Výhoda tohoto uspořádání je skutečnost, že sedla vyfrázovaná v kruhovém kotouči 2 pro čelní a boční břity 11 lze bez obtíží pouužt pro - zaoblovací destičky 17, -18.

Také pro příkladné provedení podle obr. 5 a 6 platí, že záměnou zaoblovacích deštiček 1T, 18 lze zhooovit velikost žádaného zaoblení u paty zubu tak, aby se získal větší nebo mmnni přídavek na broušení. Maaí-li se zaoblovací destičky 1T_, 18 otočit, aby mohly zabírat nové řezné hrany, potom se jednoduše zammní, takže pravořezná - zaoblovací destička se stane levořeznou a naopak.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Několikadílná odvalovací fréza pro výrobu velkých ozubení až do modulu zhruba 40, vyznačená tím, že sestává z nejméně jednoho kruhového kotouče /1, 2, 3/ opatřeného pianparalelními čelními plochami a šroubovitými ozubenými věnci /1а, 2a, За/ odpovídajícími stoupání frézy, přičemž ozubené věnce /1а, 2a, За/ jsou opatřeny výměnnými otočnými destičkami /10, 11, 17, 18/ ze slinutých karbidů ae střídavými zuby jako čelními a bočními břity, které v postupném sledu zubů jsou pravořezné a levořezné, přičemž jsou uspořádány ve střídavé radiální vzdálenosti tak, že boční břitové hrany otočných destiček /10, 11, 17, 18/ se při otáčení frézy vzájemně překrývají.
2. 2. Několikadílná odvalovací fréza podle bodu 1, vyznačená tím, že výměnné destičky /10, 11, 17, 18/ ze slinutých karbidů jsou vloženy na stojato, s úzkou mezní plochou jako plochou čelní.
3. 3. Několikadílná odvalovací fréza podle bodů 1 a 2, vyznačená tím, že nejméně zub obíhající přes střed, účinný na kolmici к ose frézy, která prochází středem ozubeného kola, je opatřen v oblasti vrcholu zubu otočnou destičkou /16, nebo 17, 18/ ze slinutých karbidů, která má řeznou hranu ve tvaru kruhového oblouku pro zaoblení paty zubu, jejíž poloměr odpovídá požadovanému zaoblení paty zubu.
4. 4. Několikadílná odvalovací fréza podle bodu 4, vyznačená tím, že je opatřena nejméně dvěma zrcadlově shodnými otočnými destičkami /17, 18/ ze slinutých karbidů, nasazenými jako pravořezné a levořezné čelní a boční lišty, jejichž přímé hrany /17a, 18a/ pro boční obrábění navazují pod tupým tangenciálním úhlem /alfa/ na zaoblovací hrany /17b, 18b/ ve tvaru kruhového oblouku, které se při otáčení frézy překrývají.