книги из ГПНТБ / Иноземцев Г.Г. Обработка цилиндрических зубчатых колес фрезерными головками методом непрерывного деления

Г. Г. ИНОЗЕМЦЕВ, Д. В. ВАРНАКОВ

ОБРАБОТКА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ФРЕЗЕРНЫМИ ГОЛОВКАМИ

МЕТОДОМ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЛЕНИЯ

1 9 7 3

Министерство высшего и среднего специального образования РСФСР

Саратовский политехнический институт

Г. Г. ИНОЗЕМЦЕВ, Д. В. ВАРНАКОВ

О Б Р А Б О Т К А

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

ФРЕЗЕРНЫМИ ГОЛОВКАМИ

МЕТОДОМ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЛЕНИЯ

Издательство Саратовского университета

1972

УДК 621.914 И-67

Иноземцев Г. Г., Варнаков Д. В. Обработка цилинд­ рических зубчатых колес фрезерными головками методом непрерывного деления. Изд-во Сарат. ун-та, 1973, с. 168.

В книге рассмотрен новый метод нарезания цилиндрических зубчатых колес. Дается краткий анализ существующих спосо­ бов обработки зубчатых изделий фрезерованием. Излагаются вопросы сущности метода, его кинематического обоснования. Описаны конструкции фрезервых головок, дана методика их расчета. Анализируются различные схемы резания данным методом, обосновываются оптимальные схемы зубофрезерования. Приводятся результаты экспериментальных исследований метода, показывается его эффективность.

Иллюстр. — 48, табл.— 6, библиогр. — 93 названия.

W

3—13—4

201—72

Издательство Саратовского университета, 1973.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971—1975 годы боль­ шое внимание уделяется ускорению темпов научно-техническо­ го прогресса путем всемерного развития исследований в наи­ более перспективных областях науки и сокращения сроков внедрения результатов научных исследований в производстве.

Технический прогресс в машиностроении определяется по­ стоянным ростом и техническим совершенствованием станоч­ ного парка, созданием новых более производительных машин с использованием современных достижений науки й техники, разработкой наиболее прогрессивной и экономичной ^гёхнологии.

Борьба за технический прогресс в машигіостроении, за резкое повышение производительности труда и снижение себе­ стоимости продукции в современных условиях ставит перед технологией производства новые задачи, успешное решение которых возможно только при условии создания принципиаль­ но новых методов обработки, применения новых инструмен­ тальных материалов и конструкций инструментов.

Абсолютное большинство современных машин содержит значительное количество зубчатых передач, от качества и про­ изводительности обработки которых зависит качество и себе­ стоимость машин, поскольку процесс зубонарезания колес очень трудоемкий.

Поэтому закономерным является то, что вопросу повыше­ ния точности, производительности обработки зубчатых колес существующими методами, а также созданию принципиально

3

чием на режущих кромках стружкоразделительных канавок. У чистых фрез, предназначенных для снятия Стружек небольшой толщины, передний угол у обычно равен нулю, у

черновых — у = 8 —10°.

Затылование зубьев пальцевых фрез по архимедовой спи­ рали и получение при этом определенного постоянного заднего угла представляет собой довольно сложную задачу, так как диаметр фрезы в различных сечениях профиля различный.

При затыловании наиболее простым методом — в радиаль­ ном направлении — задний угол в разных сечениях профиля будет разным, причем большему диаметру соответствует мень­ ший угол. Кроме того, при переточках будет также изменяться диаметр фрезы, а следовательно, и профиль впадины колеса. Поэтому радиальное затылование применяется только для черновых фрез.

Осевое затылование дает лучшие результаты, чем радиаль­ ное, но и в этом случае часть профиля получает слишком ма­ лый задний угол, и поэтому оно не применяется.

Затылование пальцевых фрез под углом 10—15° к оси фре­ зы обеспечивает почти постоянный задний угол и изменение диаметра при переточках получается в допустимых пределах. Этот способ затылования применяется обычно для чистовых пальцевых фрез.

Заточка фрез с затылованными зубьями производится по передней поверхности, что обеспечивает сохранение профиля при переточках.

При удалении большого объема металла черновые пальце­ вые фрезы с затылованными зубьями малопроизводительны. Это обусловлено одним из основных конструктивных недо­ статков— большим числом зубьев и, вследствие этого, малым пространством для схода и размещения стружки, что вызывает заклинивание стружки и поломку зубьев фрезы.

Такое положение, естественно, вызвало необходимость совершенствования конструкции и геометрии черновых паль­ цевых фрез.

За последнее время для чернового нарезания крупномо­ дульных зубчатых колес все более широкое применение нахо­ дят пальцевые модульные фрезы конструкции ЦНИИТМАШ [ 1, 2, 55]. Основными особенностями этих фрез по сравнению с затылованными фрезами являются острозаточенные зубья, увеличенный объем стружечных канавок при сниженном чис­

6

ного. Такое профилирование хотя несколько увеличивает при­

станках. Отсутствие затылования обеспечивает получение необходимых значений задних и передних углов, а возмож­ ность заточки фрезы по задней поверхности увеличивает коли­ чество переточек инструмента. Таким образом, наряду с упрощением изготовления фрез эти особенности улучшают условия резания и увеличивают срок службы инструмента.

На основе конструкции острозаточенных фрез из быстро­

режущих сталей в ЦНИИТМАШ разработана конструкция черновых фрез, оснащенных пластинами твердого сплава.

Эти фрезы позволяют вести обработку на более высоких скоростях резания, имеют большую стойкость и обеспечива­ ют по сравнению с фрезами из быстрорежущей стали большую производительность [25].

Для достижения высокой производительности и надежно­ сти при работе острозаточенными пальцевыми фрезами (осо­ бенно оснащенными твердым сплавом) необходимо иметь до­ статочную мощность привода фрезы и жесткость системы «ста- нок-приспособление-инструмент-деталь» (СПИД).

Существенное влияние на производительность чернового зубонарезания пальцевыми фрезами оказывает схема реза­ ния (рис. 1).

7

При обработке пальцевыми фрезами с затылованным зубом черновое нарезание выполняется за один или два про­ хода одной и той же фрезой с делением припуска по глубине впадины (рис. 1, а). То же самое имеет место при обработке' фрезами с острозаточенным зубом с прямым или двуугловым профилем (рис. 1, б, в). При этом у черновой пальцевой фре­ зы получается значительная разница между максимальным и минимальным рабочими диаметрами. Особенно эта разница велика при обработке на втором черновом проходе и при обработке шестерен с малым числом зубьев, когда кривизна эвольвентного профиля зуба большая.

В силу этого скорость резания, назначаемая по макси­ мальному рабочему диаметру, на минимальном рабочем диа­ метре у вершины фрезы снижается в 3—4 раза, что создает невыгодные условия резания. Тем не менее острозаточенные пальцевые фрезы благодаря своим указанным выше преиму­ ществам обеспечивают более высокую производительность.

ный профиль зуба имеет малую кривизну, схему резания, по­ казанную на рис. 1, б.

При прорезании впадин по схеме рис. 1, г фрезы, работаю­ щие на первом и втором проходах, удаляют металл каждая на соответствующей глубине, оставляя на боковых поверхностях зубьев только припуск под последующую чистовую обработку. Такой способ позволяет создать более рациональную конст­ рукцию фрез, обеспечивающую высокую производительность за счет увеличения числа зубьев фрезы, работающей на пер­ вом проходе, и уменьшения разницы между максимальным и минимальным рабочими диаметрами обеих фрез.

Схему резания, показанную на рис. 1, г, рекомендуется применять при обработке зубчатых колес с модулем от 30 мм и выше, с числом зубьев менее 4L

При нарезании по схемам рис. 1, д, е первая фреза явля­ ется прорезной. Ей приходится вырезать наибольшее количе­ ство металла, поэтому сравнительно с другими она более за­ гружена.

Из прорезных фрез различных конструкций наибольшее распространение получили пальцевые ступенчатые и «куку-

8

рузиые» фрезы со спиральными зубьями прямобочного про­ филя. Последние благодаря наличию канавок на режущих кромках, расположенных в шахматном порядке, лучше дро­ бят стружку, резание протекает в облегченных условиях, чему способствует и винтовое расположение зубьев. Производи­ тельность этих фрез выше производительности обычных фрез на 25—30% и применяют их для прорезания впадин зубьев от модуля 40 мм и выше [62].

Черновые пальцевые фрезы, следующие за прорезной, бо­ лее точно подготавливают впадины нарезаемых зубьев под чи­ стовую обработку. Их зубья также выполняются со стружко­ разделительными канавками и имеют наклон 5—15° к оси фрезы.

Влияние различных факторов на стойкость пальцевых мо­ дульных фрез, а также динамика зубонарезания ими наиболее полно освещены в работах проф. А. И. Исаева, Г. Г. Овумяна [25] и проф. Я- X. Костюкова [31].

Таким образом, применение новых конструкций пальце­ вых фрез, новых материалов для их изготовления, а также измененных схем резания позволило повысить их стойкость и производительность по сравнению с затылованными фрезами из быстрорежущих сталей.

2. НАРЕЗАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ДИСКОВЫМИ ФРЕЗАМИ

Дисковые зуборезные фрезы применяются для обработки колес с прямым и косым зубом, а также шевронных с канав­ кой между зубчатыми венцами для выхода инструмента. При наличии специальной головки ими могут обрабатывать зубча­ тые колеса с внутренним зацеплением.

Нарезание производится на специальных зуборезных стан­ ках, а также на некоторых моделях универсальных станков, имеющих механизмы единичного деления. Фрезерные станки с делительными головками используются только при отсутствии

типы дисковых фрез: стандартные фрезы нормального ряда с

9