книги / Цилиндрические зубчатые колеса
..pdf0с1Л_J
Риска на 1 £ центровом „
зубе
I
I
Рис. 147. Червячная фреза с перемен ной высотой зуба.
ляром. При любой другой уста новке она может быть использо вана, как обычная фреза.
Улучшение условий стружкообразования может быть достиг нуто перераспределением на грузки между соседними по вит ку зубьями червячной фрезы. Эффективным является разделе ние стружки в месте сопряжения вершинной и боковых режущих кромок. Такие фрезы выполня ются с зубьями различной высо ты и толщины или только раз личной высоты (рис. 148) и изве стны как фрезы с прогрессивной
|
|
схемой резания [19]. |
|
|
|
Величина перехода между ре |
|
|
|
жущими кромками должна быть |
|
|
|
равна или превышать на 0,1мм |
|
|
|
наибольшую толщину стружки, |
|
Рис. 148. |
Профили зубьев червячной |
срезаемой вершинной или боко |
|
вой режущими кромками. Эта |
|||
фрезы с прогрессивной схемой резания. |
|||
|
толщина находится в пределах 0,05-0,3 мм. Фрезы с переменной толщиной зубьев имеют меньшее число профилирующих кромок, что увеличивает огранку. Поэтому они применяются как черновые или получистовые под шевингова ние. С этой же целью используются сборные острозаточенные фре зы. Их конструкция и особенности будут рассмотрены ниже.
Для чернового зубофрезерования используются также фрезы с не шлифованным профилем. Отличие состоит в том, что их зубья после закалки не подвергаются дальнейшей обработке. Фрезы с нешлифо ванным профилем допускают большее количество переточек.
Задние и боковые углы у нешлифованных фрез больше, благодаря чему достигаются лучшие условия резания. Эти фрезы выполняются с меньшим наружным диаметром, но большим числом стружечных канавок, что позволяет при одинаковой скорости резания работать с большей производительностью. Точность фрез с нешлифованным профилем ниже, чем у шлифованных и соответствует классу точнос ти В по ГОСТ 9324-80.
Как было отмечено выше, геометрия рассмотренных фрез позво-
204_________________________
фрезы, а в табл.23 — параметры |
|
модифицированного профиля в |
|
зависимости от модуля колеса. |
|
Чистовые червячные фрезы слу |
|
жат для окончательной обработки |
|
зубчатых колес. Они выполняют |
|
ся цельными или сборными, но |
|
обязательно однозаходными и со |
|
шлифованным профилем. Шли- |
Рис. 152. Модифицированный про- |
фованная часть фрез, обеспечиваю- |
Филь 3Уба червячной фрезы (нор |
мой требуемую точность профиля, |
мальное сечение). |
должна быть не менее 1/2 длины зуба, считая по окружности вершин зу бьев, для фрез модулей до 4мм и 1/3 длины зуба для фрез модулей свыше 4 мм. Для чистовых фрез установлен передний угол 0°, а задний угол на на ружном диаметре 9-12° Чистовые червячные фрезы согласно ГОСТ 9324-80 изготавливают следующих типов и классов точности:
тип 1 — |
цельные, прецизионные, класса точности АА, модуль 1- |
|
|
|
10 мм; |
тип 2 |
— |
цельные, классов точности А, В, С, D, модуль 1-10 мм; |
|
|
классов точности АА, А, В, С, D, модуль 11-14 мм; клас |
|
|
сов точности АА, А, модуль 16-20 мм; |
тип 3 |
— |
сборные, классов точности А, В, С, D, модуль 8-25 мм. |
Прецизионные фрезы класса ААА, предназначенные для обработки колес 5 степени точности регламентированы ОСТ 21141-1.
Основные размеры чистовых однозаходных червячных фрез пред ставлены в табл.24 [48].
По форме задней поверхности различают фрезы затылованные и острозаточенные. Червячные фрезы, предназначенные для чистовой и получистовой обработки, выполняются затылованными. Затылованием называется процесс снятия на зубьях задней поверхности (затылка), выполняемый в точ ном соответствии с профилем зуба, что обеспечивает при пе реточках постоянство профиля (рис.153).
Для этого затылование про изводится по кривой, у которой угол между касательной к ней и радиусом-вектором имеет по стоянную величину или изменя-
Таблица 23. Значения параметров модифицированного профиля, мм
Модуль |
*• |
|
|
S |
h |
|
|
hy |
|
, h', |
|
п |
h, |
|
|
|
Доп. |
|
Доп. |
h' |
|
|
Доп. |
(спра- |
|
Доп. |
|
Доп. |
|||
т |
Номин. |
Номин. |
найм. |
|
Номин. |
воч- |
Номин. |
Номин. |
|||||||
|
Откл. |
Откл. |
|
|
|
Откл. |
ный) |
Откл. |
Откл. |
||||||
3 |
9,425 |
|
4,76 |
|
7,80 |
4,05 |
0,6 |
1,80 |
|
1,46 |
0,064 |
|
6,2 |
|
|
3,25 |
10,210 |
|
5,16 |
|
8,45 |
4,39 |
1,95 |
|
1,59 |
0,067 |
|
6,8 |
|
||
|
|
|
|
|
±0,20 |
||||||||||
3,5 |
10,996 |
±0,016 |
5,56 |
±0,025 |
9,10 |
4,72 |
0,7 |
2,10 |
±0,20 |
1,73 |
0,069 |
±0,020 |
7,3 |
||
3,75 |
11,781 |
|
5,95 |
|
9,75 |
5,06 |
2,25 |
|
1,87 |
0,072 |
|
7,8 |
|
||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
4 |
12,566 |
|
6,34 |
|
10,40 |
5,40 |
0,8 |
2,40 |
|
2,00 |
0,074 |
|
8,5 |
|
|
4,25 |
13,352 |
|
6,74 |
|
11,05 |
5,74 |
2,55 |
|
2,14 |
0,077 |
|
9,0 |
|
||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
4,5 |
14,137 |
|
7,13 |
|
11,70 |
6,07 |
0,9 |
2,70 |
|
2,28 |
0,079 |
|
9,5 |
±0,25 |
|
5 |
15,708 |
±0,020 |
7,92 |
±0,032 |
13,00 |
6,75 |
1,0 |
3,00 |
±0,25 |
2,56 |
0,083 |
±0,025 |
10,6 |
||
5,5 |
17,279 |
|
8,71 |
|
14,30 |
7,42 |
1,1 |
3,30 |
|
2,84 |
0,087 |
|
11,7 |
|
|
6 |
18,849 |
|
9,50 |
|
15,60 |
8,10 |
1,2 |
3,60 |
|
3,11 |
0,092 |
|
12,8 |
|
|
6,5 |
20,420 |
|
10,29 |
|
16,90 |
8,77 |
1,3 |
3,90 |
|
3,39 |
0,095 |
|
14,0 |
|
|
7 |
21,991 |
|
11,08 |
|
18,20 |
9,45 |
1,4 |
4,20 |
|
3,68 |
0,099 |
±0,032 |
15,0 |
±0,32 |
|
8 |
25,133 |
±0,025 |
12,65 |
±0,040 |
20,80 |
10,80 |
1,6 |
4,80 |
±0,32 |
4,24 |
0,105 |
17,3 |
|||
9 |
28,274 |
|
14,23 |
|
23,40 |
12,15 |
1,8 |
5,40 |
|
4,80 |
0,112 |
|
19,6 |
|
|
10 |
31,416 |
|
15,81 |
|
26,00 |
13,50 |
2,0 |
6,00 |
|
5,37 |
0,117 |
|
21,9 |
|
|
11 |
34,557 |
±0,032 |
17,38 |
±0,050 |
28,60 |
14,85 |
2,2 |
6,60 |
±0,40 |
5,94 |
0,123 |
±0,040 |
24,0 |
±0,40 |
|
12 |
37,699 |
1895 |
31,20 |
16,20 |
2,4 |
7,20 |
6,51 |
0,129 |
26,3 |
||||||
|
|
обката методом работы для инструмент зуборезный Специальный
О
-/I
Таблица 24. Фрезы червячные чистовые однозаходные для зубчатых колес с эвольвентным профилем (мм) |
IS J |
о |
|
Цельные прецизионные |
3N |
|
Модуль
т о
1 |
71 |
|
1,125 |
||
1,25 |
|
|
1,375 |
80 |
|
1,5 |
||
1,75 |
|
|
2 |
90 |
|
2,25 |
||
|
||
2,5 |
100 |
|
2,75 |
||
|
||
3 |
|
|
3,25 |
112 |
|
3,5 |
||
|
||
3,75 |
|
|
Модуль |
d .o |
|
т о |
||
|
||
1 |
40 |
|
1,125 |
50 |
|
1,25 |
||
1,375 |
|
1,5
1,75
d |
Ч , |
L |
1 |
50 71
32
55 80
60 90 5
65 100
40
70 112
d |
d1 |
L |
|
а |
Исп. 1 |
Исп. 2 |
1 |
||
|
|
|
||
16 |
25 |
32 |
50 |
|
|
|
63 |
|
|
|
|
|
|
|
22 |
33 |
40 |
70 |
|
|
|
|
||
|
|
50 |
80 |
|
|
|
|
|
Число |
Модуль |
|
d |
|
L |
1 |
Число |
зубьев |
т о |
Ч.о |
Ч , |
зубьев |
|||
|
4 |
125 |
|
80 |
125 |
|
|
|
4,25 |
|
|
|
|||
16 |
4,5 |
|
50 |
|
|
5 |
14 |
5 |
|
|
85 |
140 |
|
|
|
|
140 |
|
|
|
|||
|
5,5 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
160 |
|
90 |
155 |
|
|
|
6,5 |
|
|
|
|||
|
7 |
|
60 |
|
|
6 |
12 |
|
8 |
|
|
|
|||
|
180 |
|
95 |
175 |
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|||
14 |
|
180 |
|
|
|||
10 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Цельные
Число |
Модуль |
н |
d |
н |
L |
| |
Число |
зубьев |
т о |
” ■0 |
|
|
Исп. 1 |
Исп. 2 |
зубьев |
|
4 |
90 |
|
|
80 |
|
|
|
4,25 |
32 |
50 |
90 |
140 |
|
|
|
4,5 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
4 |
10 |
|
12 |
6 |
112 |
|
|
|
||
|
|
100 |
|
7Глава |
|||
|
5 |
100 |
|
|
|
|
|
|
5,5 |
|
|
|
112 |
|
|
о iВ
С
Н о
■О
-J
тзч Испол нение
10 8 |
10 8 |
10 8 |
10 8 |
10 8 |
о о |
о о |
о о |
о о |
о о |
Is- ю |
со ю |
со со |
СОIs- |
СО |
270 225 |
290 225 |
о о |
о ю |
о о |
со см |
со со |
со со |
||
|
|
ю |
со см |
со со |
265 225 |
280 225 |
о о |
320 270 |
340 305 |
со см |
||||
|
|
о ю |
|
|
СМ |
см |
т- см |
см |
см |
л
5. о (О
£
О |
|
|
° ш |
о |
о |
S3 |
||
о |
|
|
■о |
50 |
09I |
-J |
165 |
170 |
|
|
|
Ч |
о |
о |
со |
о |
|
’О |
|
см |
Испол нение |
- |
- |
|
||
л |
|
|
5. с |
со |
О) |
5 е |
||
г |
|
|
со
°со
о о
со ^
200180 210180
см
о
о
см
10 8
о о
СОTJ-
212180 215180
см
22 |
25 |
10 8 |
10 8 |
о о |
о о |
со ю |
h- in |
240 200 |
240 200 |
225 200 |
250 200 |
^ см |
см |
см |
|
ж
ется в незначительных пределах (угол а). Такими свойствами облада ют логарифмическая и архимедова спирали. Затылование получается в результате сложения двух движений: вращательного движения изде лия и возвратно-поступательного движения режущего инструмента в направлении к обрабатываемой поверхности изделия. Сочетание этих движений обеспечивают специальные затыловочные станки.
Получение требуемой формы затылка зубьев обеспечивается фор мой кулачков. Величина К падения затылка зависит от размера затылуемого изделия
где К — величина падения затылка, мм; D — диаметр червячной фрезы, мм; а — требуемый задний угол.
Зубья червячных фрез затылуют на заготовках с предварительно прорезанными винтовыми и стружечными канавками. В технологи ческом процессе изготовления червячных фрез закладываются две операции затылования: предварительное на сырых деталях — резцом и окончательное после термообработки — абразивными кругами. Окончательное затылование можно производить на тех же станках, что предварительное, сменив суппорт (например, станок мод. 1Б811), либо на специальных шлифовально-затыловочных станках (в усло виях серийного производства).
Одним из недостатков чистовых затылованных червячных фрез являются малые задние углы боковых режущих кромок (1,5-3,0°). Этот недостаток устраняется в конструкции червячных фрез, задние поверхности зубьев которых являются плоскими — острозаточенные фрезы. В конструкции сборной острозаточенной червячной фрезы, разработанной во ВНИИ [23] зубья затачиваются по задним повер хностям вне корпуса в специальном приспособлении на плоскоили круглошлифовальных станках. Шлифование производится по зад ним поверхностям так, чтобы задние углы (при вершине и боковые) составляли 10-15° (рис. 154).
Применение таких фрез позволяет увеличить подачу и повысить стойкость инструмента. Для повышения точности шлифование зубь ев острозаточенной фрезы может производиться в сборе [44].
По числу заходов различают однозаходные и многозаходные (двух- и трехзаходные) фрезы. Многозаходные червячные фрезы имеют количество винтовых нарезок, равное числу заходов. Применяют такие фрезы для повышения производительности зубофрезерования. Повышение произ-
водительности объясняется следу ющим. Червячная фреза, находясь в зацеплении с нарезаемым коле сом, за один оборот поворачивает его на k/z оборота, где к — число заходов червяка, z —- число зубьев нарезаемого колеса. Таким обра зом, во сколько раз увеличивается к по сравнению с однозаходной фрезой, во столько раз нарезаемое колесо будет вращаться быстрее, вследствие чего машинное время, необходимое для нарезания данно го колеса будет уменьшаться. Од нако точность нарезания зубчатых колес многозаходными фрезами сравнительно невысокая.
С увеличением числа заходов фрезы увеличивается угол подъе ма витков, уменьшаются боко
вые задние углы и условия резания ухудшаются. Сечение срезаемой стружки, а, следовательно, нагрузка на зубья фрезы больше, что при водит к преждевременному их износу и искажению профиля наре заемого колеса. Для повышения точности необходимо увеличивать диаметр фрез и число стружечных канавок.
Необходимо помнить, что при использовании многозаходных фрез число зубьев обрабатываемого колеса не должно быть кратным числу заходов фрезы. В этом случае каждый заход фрезы участвует в наре зании всех зубьев колеса, поэтому ошибка заходов уменьшается, до стигается более высокая точность по шагу.
В промышленности широко применяются двухзаходные фрезы под последующее шевингование. Трехзаходные фрезы находят ограничен ное применение. Учитывая тот факт, что фрезерование многозаходным инструментом увеличивает уровень вибраций, необходимо ис пользовать для этого процесса более мощные и жесткие станки.
По направлению витков фрезы подразделяются на правозаходные (правые) и левозаходные (левые) (рис. 155). Направление витков спи рали необходимо учитывать при нарезании косозубых колес.
Червячные фрезы могут выполняться как с осевыми, так и винтовы ми стружечными канавками. Большинство червячных фрез имеют пря мые стружечные канавки, т.е. их режущие кромки образованы пересече-
14 Заказ 4583
Рис. 155. Правая (а) и левая (б) червячные фрезы.
нием затылованной задней поверхности с передней, совпадающей с осе вой линией червячной фрезы. При этом фреза на основе архимедова чер вяка будет иметь прямолинейный и симметричный профиль в осевом сечении. Однако червячная фреза при нарезании зубчатого колеса дол жна быть развернута на угол подъема винтовой линии, поэтому в станоч ном зацеплении процесс резания будет производиться как бы искажен ным профилем инструмента. Выполненные на фрезе винтовые стружеч ные канавки имеют угол подъема спирали, равный углу подъема винтовой линии и направление спирали, обратное винтовой линии. Та ким образом, при развороте червячной фрезы на станке, искажение про филя уменьшается. Кроме того, при винтовых стружечных канавках со здаются лучшие условия резания за счет увеличения переднего угла.
При угле подъема винтовой линии со <4° фрезы могут быть выполне ны с прямыми винтовыми канавками, при со > 4° — только с винтовыми.
7.2.3. С твердосплавными режущими элементами
По конструкции твердосплавные червячные фрезы мало чем от личаются от быстрорежущего инструмента. Они могут быть цельны ми (для мелкомодульных зубчатых колес) и сборными: с напайными твердосплавными режущими элементами, отдельными вставными зубьями — одно и двухсторонними, с монолитными вставными твер досплавными рейками, затылованными и острозаточенными. Един ственное ограничение по технологичности — все сборные твердо сплавные фрезы выполняются с прямыми стружечными канавками.
Для сборного инструмента, в котором твердосплавные режущие эле менты припаивают к корпусу, материал корпуса должен иметь коэффи-