Нарезание зубчатых колес методом обкатки червячными фрезами

И пальцевыми фрезами

Нарезание зубьев методом копирования дисковыми

Дисковая модульная фреза представляет собой фасонную фрезу с профилем, соответствующим профилю впадины зубчатого колеса (рис. 5.1,а). Профиль впадины зависит от числа зубьев колеса, поэтому для получения большей точности колес дисковые модульные фрезы, кроме деления по модулям, разделяют еще и по номерам. Применяют комплекты, состоящие из 8, 15 или 26 фрез. При этом чем большее количество номеров фрез применяются во взятом комплекте, тем достигается более высокая точность зубьев нарезаемого колеса. Фреза указанного номера из комплекта предназначается для нарезания колес с определенным числом зубьев. Набор из 8 фрез применяют для нарезания колес с модулем m< 8 мм; набор из 15 фрез - m>8мм; набор из 26 фрез - для нарезания колес повышенной точности.

Подбор номера фрезы из набора для нарезания косозубого колеса производят по приведенному числу зубьев

Z_np=Z/cosβ,

где Z и β - соответственно число зубьев и угол наклона зубьев нарезаемого колеса.

Рис. 5.1. Схема обработки зубьев по методу копирования:

а - дисковой модульной фрезой; б - пальцевой фрезой.

Нарезание зубчатых колес дисковыми модульными фрезами производится на универсально-фрезерных станках с применением делительной головки. После фрезерования каждой впадины заготовку при помощи делительной головки поворачивают на 1/z оборота для фрезерования следующей впадины и т.д. Точность нарезания соответствует 8-10-й степени, а шероховатость обработанной поверхности - 5-му классу (R_z = 20 мкм).

Пальцевая фреза (рис. 5.1, б) также представляет собой фасонную фрезу с профилем, соответствующим профилю впадины зубчатого колеса. Пальцевые фрезы применяют для фрезерования зубьев крупных колес с m>10мм, а также для нарезания шевронных колес. При использовании такой фрезы также применяются делительное приспособление. Точность формы зуба и шероховатость поверхности остаются такими же, как и при нарезании дисковыми фрезами.

Схема нарезания зубчатых колес по методу обкатки показана на рис. 43,а. Червячная фреза представляет собой режущий инструмент, изготовленный в виде червяка, с прорезанными вдоль его оси канавками, образующими режущие зубья фрезы. Зубья червячной фрезы подвергнуты затылованию для получения на них необходимых задних углов. Червячная фреза как бы состоит из нескольких зубчатых реек, зубья которых располагаются по винтовой линии. Червячные фрезы могут быть как однозаходными, так и многозаходными Обычно червячные фрезы изготовляют из быстрорежущей стали, однако находят применение червячные фрезы с зубьями, оснащенными пластинками из твердых сплавов.

Червяк может находиться в зацеплении с зубчатыми колесами, поэтому возможно образование прямозубого колеса, если червячной фрезе и заготовке придать вращательное движение обкатки, выдержав соотношение:

(5.1)

где n - частота вращения заготовки, мин ^-1; n - частота вращения фрезы, мин ^-1; k - число заходов червячной фрезы; z - число нарезаемых зубьев.

Вращение фрезы и заготовки при нарезании косозубых колес связано отношение

(n_з + n_д) / n_ф = k/z, (5.2)

где n_д - дополнительный поворот заготовки.

Червячную фрезу устанавливают так, чтобы можно было прорезать требуемую глубину впадин и чтобы движение подачи s было направлено вниз для прорезания зубьев по всей длине заготовки. Фрезу располагают под некоторым углом ω к торцу заготовки (рис. 5.2,б). Угол наклона фрезы со при фрезеровании колес с прямыми зубьями равен углу наклона спирали фрезы α(ω= α). При фрезеровании колес с наклонным зубом ω= β ± α, где β - угол наклона зубьев к оси.

Рис. 5.2. Схема нарезания зубчатых колес червячной фрезой

Знак "плюс" берут в том случае, если витки фрезы и направлении зубьев колеса разноименные (правое и левое); знак "минус" берут при одноименном направлением зубьев и витков фрезы.

Подачу при черновом нарезании зубьев принимают S =0,7...8 мм за оброт заготовки, при чистовом - 0,3 -2,0мм за оборот. Для фрез из быстрорежущей стали скорость резания (окружная скорость вращения фрезы) составляет 15...50 м/мин.

Червячная модульная фреза характеризуется следующими параметрами: модулем m, углом зацепления α₀ и углом подъема винтовой линии зуба червячной фрезы ω. Значение этих параметров маркируется на торце фрезы. Кроме того, на торце фрезы обычно указывается и марка материала фрезы.

У червячной модульной однозаходной фрезы (рис. 5.3.) различают наружный диаметр D_e, делительный диаметр D_t, длину Н, высоту головки h₁, высоту ножки h₂, высоту зуба h(h = h₁ + h₂), угол наклона винтовой канавки ω, шаг в нормальном сечении t_n, толщину зуба в нормалтьном сечении Sn, высоту канавки Н₀.

Шаг в нормальном сечении

t_n = πm = 2S_n, (5.3)

где S_n - толщина зуба (ширина впадины), мм.

Окружной шаг фрезы

, (5.4)

где D - диаметр делительной окружности D_t = D_e – 2,5 m.

Рис. 5.3. Червячная модульная фреза.

Высота зуба h=h₁ + h₂=1,25 m + 1,25 m=2,5 m. Величина затылования К показывает снижение задней поверхности зуба на длине окружного шага по наружному диаметру (рис.5.4) и его значение может быть получено из выпрямленного треугольника amn (рис. 5.4,г) по формуле:

, (5.5)

где α - задний угол периферийной режущей кромки.

Рис. 5.4. Элементы зуба червячной модульной фрезы

Задний угол α периферийной режущей кромки фрезы замеряют индикатором на специальном приспособлении. Приближенно его можно определить, замерив штангенциркулем диаметр фрезы с учетом затылования Dt и толщину зуба фрезы b по формуле:

(5.6)

Высоту канавки зуба Н₀ (рис. 4) определяют как:

Н₀ = h + k +h₀+ r, (5.7)

где h - высота зуба (h=2,5 m);

К - величина затылования;

h₀ – удлинение на заточку (h₀ - 2 мм);

r - радиус закругления канавки (r = 2мм).

Задние углы боковых режущих кромок α _б (рис. 5.4,б) подсчитывают по формуле:

tgα_б = tgα ^. tgα₀. (5.8)

Угол наклона винтовой канавки со обычно равен углу подъема линии зубьев червячной фрезы ω (рис. 5.3.). Значение ω может быть определено из уравнения;

(5.9)

где D_t - делительный диаметр, мм;

t_n - шаг в нормальном сечении, мм;

m - модуль, мм.

На зубофрезерных станках могут быть изготовлены зубчатые колеса наружного зацепления с прямыми и наклонными зубьями, а также червячные колеса. При нарезании червячными фрезами степень точности колес 7-9, а шероховатость поверхности - 5-го класса (R_z = 20 мкм).

Дата добавления: 2017-02-01