Билет №7

Вопрос 1. Аналитический метод профилирования зуба инструмента, работающего методом копирования. Свойства эвольвенты. Достоинства.

Эвольвентное зацепление. Боковая режущая кромка зуба состоит из рабочего участка AB и нерабочего, ВС (рис 29, а). Рабочий участок эвольвентных зубчатых колес очерчивается по эвольвенте. Эвольвенту окружности можно рассматривать как кривую, описанную любой точкой производящей прямой ВС, катящейся по окружности, называемой основной окружностью

(см. рис. 29,б)

а б

Рис.29. к определению эвольвенты:

а– участки боковой поверхности зуба;

б– построение эвольвенты.

– эвольвентный угол;

r_x– радиус вектор произвольной точки эвольвенты AC;

r_b– радиус основной окружности;

– угол давления: угол между касательной к эвольвенте в какой-либо точке эвольвенты и радиусом – вектором, проведенным в ту же точку эвольвенты

.

Эвольвентное зацепление с конструкторской и технологической точек зрения имеет следующие достоинства:

1.Эвольвентная рейка (инструментальная рейка) имеет прямолинейную форму, следовательно, она технологична в изготовлении.

2.Возможен контроль рейки простыми мерительными средствами. 3.Эвольвентное зацепление сохраняет правильность зацепления при произвольном расстоянии между осями.

4.Возможно применить простой способ коррегирования зубьев колес путем сдвига исходного контура.

5.Упрощает конструирование, производство, эксплуатацию и контроль зуборезных инструментов то обстоятельство, что эвольвента является разверткой круга, а в пространстве - является разверткой направляющего цилиндра, который может быть выполнен с большой точностью и сравнительно простыми средствами.

Вопрос 2.Зубонарезание, основные методы формообразования, применяемые оборудование и инструмент.

Зубчатые колеса — самые распростра­ненные детали в машиностроении. Они применяются для передачи вращения между параллельными, пересекающими­ся и перекрещивающимися осями с по­мощью цилиндрических, конических, червячных и винтовых зубчатых пере­дач.

Производство зубчатых колес пред­ставляет собой трудоемкую работу на сложном оборудовании дорогостоящим зуборезным инструментом. Годовой рас­ход на инструмент для зуборезных стан­ков часто превышает стоимость самого станка и в несколько раз превышает зара­ботную плату рабочего.

В зависимости от конструкции зубча­того колеса, формы его зубьев, требова­ний к точности и чистоте поверхностей и объема производства применяются раз­личные способы изготовления и зуборез­ные инструменты.

Рассмотрим применяемые режущие ин­струменты, предназначенные для изго­товления наиболее распространенных прямозубых цилиндрических зубчатых колес. Эти колеса могут иметь различные профили зубьев. В общем машинострое­нии получили преимущественное приме­нение эвольвентные зубчатые колеса.

Размеры зубьев эвольвентных цилинд­рических колес определяются исходным контуром рейки. Зубья рейки — прямо­линейного профиля.

Нарезание цилиндрических зубчатых колес может производиться методом ко­пирования и методом огибания или об­катки. К инструментам, обрабатываю­щим зубчатые колеса методом копирова­ния, относятся пальцевые и дисковые зуборезные фрезы, зубодолбежные голов­ки, одновременно нарезающие все зубья колеса и др.

Схема фрезерования зубчатых колес дисковыми или пальцевыми фрезами (рис. 216, а) включает вращение фрезы вокруг своей оси, чем создается требуе­мая скорость резания. Заготовка, за­крепленная в шпинделе делительной го­ловки, совершает движение подачи вдоль обрабатываемой впадины зубьев. После обработки одной впадины заготовку от­водят от фрезы и поворачивают на один зуб при помощи делительной головки, после чего производится прорезание сле­дующей впадины.

Рассматриваемый способ обработки исключительно прост и не требует приме­нения специальных зуборезных станков, но характеризуется относительно малой производительностью и пониженной точ­ностью нарезанных колес.

И з всех известных способов нарезания прямозубых колес одним из наиболее производительных является способ обра­ботки их копированием зубодолбежными головками (рис. 216,6), одновременно нарезающими все зубья колеса. Зубо- долбежная головка представляет собой сложный сборный инструмент. Она со­стоит из корпуса в виде диска, в радиаль­ных пазах которого установлены призма­тические фасонные резцы. Число резцов равно числу зубьев обрабатываемого ко­леса. Каждый резец прорезает только одну впадину.

Схема обработки прямозубых зубчатых колес зуборезными гребенками (рис. 216,в) включает возвратно-поступательные дви­жения инструмента вдоль оси заго­товки, благодаря чему обеспечивается заданная скорость резания. Заготовка, закрепленная на столе станка, совершает сложное движение обкатки, состоящее из вращения вокруг своей оси и поступа­тельного движения, скорость которого перпендикулярна оси. Для обеспечения врезания гребенки на полную высоту зуба стол имеет подачу в направлении инструмента» Гребенка имеет ограничен­ное число зубьев. Поэтому в процес­се нарезания осуществляется также пе­риодическое движение пересопряжения зубьев гребенки и заготовки, т. е. дви­жение деления.

Схема нарезания прямозубых зубча­тых колес долбяком (рис. 216, г) вклю­чает возвратно-поступательные движе­ния инструмента вдоль оси заготовки, что обеспечивает необходимую скорость резания. Срезание стружки происходит во время рабочего хода. Во время холос­того, обратного, хода с целью умень­шения трения задней поверхности о ма­териал заготовки стол станка отводится от долбяка, а перед началом резания возвращается в исходное положение. В процессе обработки долбяк постепенно врезается в радиальном направлении в заготовку на высоту зуба. Одновременно происходят взаимосвязанные вращения долбяка и заготовки вокруг своих осей, в результате которых наблюдается об­катка, качение без скольжения началь­ной окружности долбяка по начальной окружности детали. При обработке дол­бяком процесс пересопряжения зубьев (деления) не производится, что обеспе­чивает ббльшую производительность по сравнению с нарезанием гребенками. Долбяком, как и гребенками, можно об­рабатывать блочные колеса. Особое пре­имущество долбяка заключается в том, что он может нарезать зубья для колес внутреннего зацепления (рис* 216, д).

Самым распространенным способом на­резания зубчатых колес является фрезе­рование червячной фрезой (рис. 216, ё).

Обработка зубчатых колес червячны­ми фрезами производится на специаль­ных зубофрезерных станках. Процесс ха­рактеризуется высокой производитель­ностью, обусловленной непрерывностью фрезерования.

П ри большом числе зубьев эвольвент- ный профиль зубчатого колеса незначи­тельно отличается от прямолинейного. Поэтому чистовая обработка таких ко­лес может производиться широко приме­няемыми в промышленности торцовыми фрезами (рис* 222). При недопустимых отклонениях эвольвентного профиля от прямолинейного можно использовать торцовые фрезы с соответствующими фа­сонными режущими кромками либо при­менять дисковые или пальцевые фасон­ные зуборезные фрезы и обеспечивать теоретически точную обработку зубчато­го колеса*

Рис. 222, Обработка зубчатых колес тор­цовыми фрезами

Зуборезные долбяки используются для нарезания цилиндрических колес любого типа. Однако долбяки имеют и особые области применения, в которых другие типы инструментов применять нельзя или нерационально. Это нарезание зубьев «в упор» на блочных колесах и на колесах с буртиками, нарезание колес внутреннего зацепления и т. п.

Для обработки цилиндрических зубча­тых колес долбяки предпочтительно при­менять при нарезании колес с меньшими модулями, большими числами зубьев, меньшими ширинами венца, большими углами наклона зубьев.

Зуборезный долбяк представляет со­бой зубчатое колесо, сопряженное с об­рабатываемым колесом, превращенное в режущий инструмент.

Если обычное цилиндрическое прямо­зубое зубчатое колесо установить на зу- бодолбежный станок и использовать его в качестве инструмента, то у него перед­ние и задние углы будут равны нулю. Такой инструмент неработоспособен. По­этому, превращая зубчатое колесо в дол­бяк, необходимо обеспечить на его режу­щих кромках положительные задние углы и соответствующие передние углы.