способ настройки фрез при обработке шпоночных пазов на валах и прибор для его осуществления

Формула изобретения

СПОСОБ НАСТРОЙКИ ФРЕЗ ПРИ ОБРАБОТКЕ ШПОНОЧНЫХ ПАЗОВ НА ВАЛАХ И ПРИБОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

1. Способ настройки фрез при обработке шпоночных пазов на валах, при котором осуществляют пробное врезание, определяют относительное положение фрезы и вала и вносят поправки в указанное положение, отличающийся тем, что при пробном врезании образуют технологическую базовую стенку и перпендикулярную к ней поверхность, для определения относительного положения фрезы и вала используют прибор для настройки с тремя контактными элементами, один из которых приводят во взаимодействие с поверхностями, полученными при пробном врезании, другой - с образующей поверхности вала, после чего измеряют зазор между последней и третьим контактным элементом, фиксируют размер глубины пробного врезания, а поправки в относительное положение фрезы и вала вносят, смещая последний в сторону третьего контактного элемента или фрезу в противоположную сторону на величину, учитывающую диаметр фрезы и размер упомянутого зазора.

2. Прибор для настройки фрез при обработке шпоночных пазов на валах, содержащий корпус, несущий призму, губки которой являются контактными элементами, мерную по ширине шпоночного паза вставку, установленную с возможностью перемещения вдоль оси симетрии призмы и фиксации в пазу корпуса, отличающийся тем, что прибор снабжен дополнительным контактным элементом, выполненным в виде среза на вставке, граница которого совпадает с осью симметрии призмы, при этом контактные элементы последней расположены под углом 120^oС относительно друг друга.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии механической обработки деталей, а именно к обработке пазов на валах, например, шпоночных, к которым предъявляются высокие требования по симметрии расположения паза относительно диаметральной плоскости вала.

Известен способ настройки фрез при обработке шпоночных пазов на валах при котором вал устанавливают на глаз относительно фрезы и вращающуюся фрезу приводят в соприкосновение с валом, врезаются в вал до тех пор, пока на поверхности вала не образуется след фрезы. Если след образуется в виде полного круга, считают, что фреза расположена в диаметральной плоскости вала. Если след имеет форму неполного круга, то вносится правка на глаз на поперечное смещение вала.

Установку на глубину паза, когда фреза уже установлена в диаметральной плоскости, производят касанием вала торцом фрезы в другом месте, фиксируют положение по нониусу станка для последующего вырезания паза по глубине.

Недостатками прототипа являются:

низкая точность настройки (на глаз, по следу, оставленному от врезания в вал, фрезу точно установить невозможно);

несмотря на кажущуюся простоту способа, настройка фрезы достаточно трудоемка, так как требует не менее чем трехразового касания вала фрезой (врезания);

затруднительна настройка дисковых фрез, где "яблочко" от врезания не образуется;

возможен неисправный брак вала по точности расположения паза, так как судить о точности можно только при контроле фрезерованного паза, а не при настройке, т.е. после случившегося события.

Целью технического решения является повышение точности и сокращение времени настройки фрез при обработке шпоночных пазов на валах.

Это достигается тем, что в способе настройки фрез при обработке шпоночных пазов на валах, при котором осуществляют пробное врезание, определяют относительное положение фрезы и вала и вносят поправки в указанное положение, при пробном врезании образуют технологическую базовую стенку и перпендикулярную ей поверхность, для определения относительного положения фрезы и вала используют прибор для настройки с тремя контактными элементами, один из которых приводят во взаимодействие с поверхностями, полученными при пробном врезании, другой - с образующей поверхностью вала, после чего измеряют зазор между последней и третьим контактным элементом, фиксируют размер глубины пробного врезания, а поправки в относительное положение фрезы и вала вносят смещая последний в сторону третьего контактного элемента или фрезу - в противоположную сторону базовой стенки перпендикулярно оси вала на величину, учитывающую диаметр фрезы и размер вышеупомянутого зазора.

Новизна заявленного технического решения состоит в способе настройки, заключающемся в создании врезанием технологической базовой стенки, от которой с помощью прибора, имеющего контактные элементы на мерной вставке и на призме, расположенные под углом 120^о, быстро и точно производят измерения истинного положения фрезы по отношению к оси вала и вносят необходимые поправки. Точность измерения составляет сотые доли миллиметра, так как измерение ведется плоскопараллельными мерами и по шкале прибора, что более чем на порядок выше, чем измерения на глаз даже у высококвалифицированного фрезеровщика. При этом исключается брак от настройки даже на первом валу. Предложенный способ годен для настройки как мерных, так и немерных фрез.

Простота способа, а следовательно, и сокращение времени настройки достигаются тем, что способ настройки содержит максимум четыре основных настроечных действия: врезание в вал на одном конце предполагаемого паза, врезание на другом конце, измерение крайних положений базовой стенки и одновременно с одной установки прибора - глубины врезания с последующим внесением поправок по этим параметрам предполагаемого паза, тогда как в известных способах настройки таких действий больше, например, у прототипа: врезание на одном конце предполагаемого паза, внесение поправки на расположение фрезы "на глаз", врезание на другом конце, внесение поправки на расположение вала относительно фрезы, в случае смещения продольной оси вала, повторение этих действий с оценкой на глаз и только когда следы фрезы совпадают с диаметральной плоскостью симметрии с обеих сторон производится касание вала торцом фрезы и фиксация положения фрезы по глубине.

Известен прибор для настройки фрез при обработке шпоночных пазов на валах [2], состоящий из призмы, устанавливаемой на вал с расположенной вдоль оси симметрии призмы мерной вставкой, равной ширине шпоночного паза и измерительного узла для измерения глубины паза.

Недостатком прибора является: невозможность настройки фрезы в диаметральной плоскости, а также необходимость пересчета величины зазора, образованного между контактной плоскостью призмы и образующей вала в зависимости от угла призмы.

Целью технического решения является расширение универсальности прибора для возможности использования его как в период настройки, так и при проведении комплексных измерений готового шпоночного паза с повышением точности и сокращением времени проведения операции.

Это достигается тем, что в приборе для настройки фрез при обработке шпоночных пазов на валах, содержащем корпус, несущий призму, губки которой являются контактными элементами, мерную по ширине шпоночного паза вставку, установленную с возможностью перемещения вдоль оси симметрии призмы и фиксации в пазу корпуса, прибор снабжен дополнительным контактным элементом, выполненным в виде среза на вставке, граница которого совпадает с осью симметрии призмы, при этом контактные элементы последней расположены под углом 120^о относительно друг друга.

Благодаря введению на подвижной вставке среза, граница которого совпадает с осью симметрии призмы, прибор стал пригоден как для настройки по диаметральной плоскости и по глубине паза, так и для комплексного измерения всех параметров готового паза.

Исполнение призматического основания корпуса под углом 120^о позволяет значительно упростить настройку по диаметральной плоскости, исключив пересчет величины перемещения фрезы. Контактные элементы прибора при взаимодействии с базовой стенкой, полученной врезанием, выполнены таким образом, что прибор может быть использован как при настройке концевых фрез, так и дисковых фрез, как мерных фрез, так и немерных фрез, с одинаковым успехом прибор может быть использован при работе на тяжелых станках и на легких станках, при вертикальном и при горизонтальном расположении шпинделя. Прибор прост в эксплуатации, компактен и позволяет путем замены подвижных вставок использовать его в большом диапазоне диаметров валов и ширин пазов.

На фиг. 1 представлена схема пробного настроечного врезания мерной фрезой в вал; на фиг. 2 - схема установки прибора на вал и измерение положения базовой стенки после пробного врезания мерной фрезой; на фиг. 3 - сечение Е-Е на фиг. 2; на фиг. 4 - схема одного из вариантов пробного настроечного врезания немерной фрезой в вал; на фиг. 5 - схема измерения положения базовой стенки после пробного врезания немерной фрезой в вал, когда контактным элементом вставки служит ее боковая стенка; на фиг. 6 - графическое доказательство равенства величины зазора между одной из сторон призмы и валом величины смещения оси А-А призмы от диаметральной плоскости Б-Б паза.

Прибор (фиг. 2, 3) состоит из корпуса 1, в основании которого выполнена призма с углом между контактными элементами 120^о. По оси симметрии А-А призмы в пазу корпуса установлена подвижная мерная по ширине шпоночного паза вставка 2, фиксируемая винтом 3. Один конец вставки выполнен по наименьшей ширине шпоночного паза и соответствует проходному калибру - пробке со стороной ПР, другой - по наибольшей ширине шпоночного паза и соответствует непроходному калибру - пробке со стороны НЕ. На стороне ПР вставки 2 выполнен срез 4, совпадающий с осью симметрии призмы А-А. В параллельном заданному направлению перемещения вставки пазу 5 установлена с возможность перемещения и фиксации винтом 6 лапка-шуп 7. Вставка 2 снабжена линейной шкалой 8, взаимодействующей с нониусом 9, нанесенном на лапке-шупе 7.

Для большего удобства пользования прибором при недостаточной квалификации фрезеровщика прибор может быть закреплен на штативе 10, для этого в корпусе прибора предусматривают винты 11.

Прибор работает следующим образом. Для измерения глубины L и положения технологической базовой стенки ж относительно диаметральной плоскости Б-Б вала при пробном врезании фрезой в вал прибор устанавливают призмой на гладкую часть вала, лапку-щуп 7 доводят до касания образующей, фиксируют ее винтом 6, устанавливают прибор в зоне врезания фрезой в вал, опускают вставку 2 на вал до контакта несрезанной частью плоскости, перпендикулярной базовой стенки ж.

Смещают прибор поперек оси вала до касания срезом 4 вставки 2 базовой стенки ж. Опускают корпус на вал до касания одной из сторон призмы образующей вала, фиксируют винтом 3 положение вставки 2 и измеряют плоскопараллельными мерами зазор l между другой стороной призмы и образующей вала.

Величина смещения базовой стенки ж (оси симметрии призмы А-А) от диаметральной плоскости симметрии вала Б-Б равна величине зазора l, измеренного плоскопараллельными мерами между стороной призмы и образующей вала. Это справедливо при угле между сторонами призмы равном 120^о (см. фиг. 6).

Настройку мерной фрезы диаметром d, равным ширине шпоночного паза В (фиг. 1), выполняют следующим образом: ось фрезы заведомо смещают от диаметральной плоскости симметрии Б-Б шпоночного паза на величину, приблизительно равную половине ее диаметра d в любом направлении поперек продольной оси вала, затем производят пробное врезание на частичную глубину h, чтобы образовать базовую стенку ж на валу и базовую плоскость, перпендикулярную базовой стенке ж, устанавливают прибор на вал (фиг. 2) таким образом, чтобы контактный элемент 4 вставки 2 соприкасался с валом по базовой стенке ж и плоскости, перпендикулярной ей. Опускают корпус на вал до касания одной из сторон его призмы образующей вала, фиксируют прибор на валу, измеряют щупом или плоскопараллельными мерами зазор l между одной из сторон призмы и валом, определяют величину поправки на совмещение оси фрезы с диаметральной плоскостью симметрии вала.

Поправка равна l , смещают вал поперек оси в направлении контактного элемента вставки, знак минус берется в случае, если зазор образовался со стороны контактного элемента вставки, знак плюс - если он образовался с противоположной стороны. По нониусу прибора определяют глубину пробного врезания h и производят последующее врезание в вал по заданной глубине шпоночного вала. Остаточная глубина врезания при этом равна разности между заданной по чертежу и глубиной пробного врезания h, определяемой по прибору.

Аналогично выполняют настройку немерной фрезы при фрезеровании шпоночного паза в разгон (фиг. 4) с той разницей, что установку фрезы ориентировочно производят по диаметральной плоскости симметрии вала, а контактным элементом мерной вставки может служить боковая ее сторона (фиг. 5). В этом случае сначала смещают вал в сторону контактного элемента вставки прибора на величину l₁ = l, выполняют первый проход, затем смещают вал в обратном направлении на величину В - d и выполняют второй проход.

Для достижения более чистых боковых стенок шпоночного паза фрезерование его ведут в три прохода.

Для первого прохода немерную фрезу настраивают как и мерную, (фиг. 1, 2), т. е. фрезу выводят на диаметральную ось симметрии вала, для второго прохода смещают ее по ширине паза в одну из сторон на величину и для третьего прохода фрезу или вал смещают в противоположном по ширине паза направлении на величину В-d.

Таким образом, зная размер фрезы, расположение базовой стенки ж относительно оси вала, можно определить место нахождения фрезы и величину относительного смещения фрезы или вала поперек оси последнего.