Вихідна інструментальна поверхня дискових фрез на базі однополосного гіперболоїда для виготовлення зубчастих евольвентних коліс

Abstract

В роботі об’єктом дослідження була конструкція дискових збірних зуборізних фрез на базі твердосплавних пластин прямолінійної форми, які формують профіль колеса, що наближений до евольвенти, при чому за рахунок певної установки мінімізуються ці відхилення і такі фрези мають розрахункові відхилення, що наближають їх за точністю до фрез які мають фасонний а не прямолінійний профіль різальної кромки. В основу розрахунку таких фрез було покладено що різальна кромка повинна розташовуватись на прямолінійній твірні гіперболоїду і за рахунок цього можна отримати криволінійний профіль в осьовому перерізі, який буде мати відхилення від евольвенти в межах певного допуску. В роботі розроблено методику визначення параметрів гіперболоїду для заміни евольвентного профілю, досліджено залежність відхилення профілю від евольвенти в залежності від зовнішнього діаметра дискової фрези. За результатами розрахунків отримано, що для зменшення відхилень від евольвенти при такій заміні профілю необхідно використовувати 4 і більше ділянок гіперболоїду з різними параметрами. Розроблена конструкція таких фрез на базі пластин прямолінійної форми без використання фасонних пластин зменшує собівартість такого інструменту. Фрези запропонованої конструкції раціонально використовувати для обробки крупномодульних зубчатих коліс, де собівартість пластин специфічної фасонної форми, є суттєвою в порівнянні з пластинами прямолінійної форми, що значно знижує як експлуатаційні витрати та собівартість при обробці крупномодульних коліс. This study focuses on the design of assembled disc-type gear milling cutters based on straight-edged carbide inserts, which form a gear tooth profile approximated to an involute. By means of a specific insert positioning, these deviations are minimized, resulting in calculated profile errors comparable to those of profile-shape cutters rather than straight-edged ones. The design approach is based on the condition that the cutting edge lies along a straight generatrix of a hyperboloid, allowing the formation of a curved profile in the axial section with deviations from the involute remaining within permissible tolerances. The paper presents a methodology for determining the hyperboloid parameters to substitute the involute profile. The dependence of profile deviation from the involute is studied as a function of the outer diameter of the disc cutter. According to the computational results, in order to reduce involute deviation when using such profile substitution, it is necessary to employ four or more hyperboloid segments with varying parameters. The developed cutter design, based on straight-edged inserts without using profiled ones, significantly reduces tool manufacturing cost. The proposed cutter design is particularly suitable for machining large-module gears, where the cost of complex-shaped profiled inserts is significantly higher than that of straight-edged ones, thus reducing both operational expenses and machining costs for large-module gears.