1 Об. Заготовки (в1) → об. Фрезы (в2),

а при нарезании червячного колеса при тангенциальном врезании

1 Об. Заготовки → об. Фрезы (в2).

Знаки ″+″ или ″–″ берут в зависимости от сочетания направлений винтовых линий на нарезаемом колесе и фрезе.

Пример бездифференциального станка – шлицефрезерный станок модели 5350, на котором можно нарезать шлицевые валы и зубчатые колеса с прямыми и винтовыми шлицами и зубьями.

Ч ервячные фрезы весьма сложный и дорогостоящий инструмент. Стоимость таких фрез составляет до 50% стоимости зуборезной операции. При зубофрезеровании фрезы изнашиваются на небольшом участке, так как контакт инструмента с заготовкой небольшой по сравнению с длиной фрезы. Обычно из нескольких десятков зубьев фрезы изнашиваются 3 – 5 зубьев. Поэтому для более полного использования червячных фрез необходимо осуществлять ее периодическую осевую передвижку. Такое перемещение способствует выравниванию износа и увеличивает период размерной стойкости фрез, а, следовательно, и срок их службы. Для этого в кинематическую структуру зубофрезерных станков введена вспомогательная группа осевой передвижки фрезы в конце цикла обработки очередного колеса, что позволяет периодически включать в резание очередные зубья фрезы. Эта группа имеет отдельный электродвигатель. Величина передвижки в конце каждого цикла регулируется временем работы электродвигателя, устанавливаемым посредством реле времени в схеме системы управления циклом зубофрезерования, а общий путь передвижки задается электроупорами. Еще больший эффект достигается при зубофрезеровании с диагональной подачей, обеспечивающей непрерывное осевое перемещение фрезы во время обработки. В этом случае к рассмотренной выше схеме нарезания цилиндрических колес двумя формообразующими группами Ф_v и Ф_s1 добавляется третья – Ф_s2, являющаяся аналогом группы тангенциального врезания при зубофрезеровании червячных колес. В итоге за цикл обработки фреза будет перемещаться по диагонали, и все ее зубья последовательно пройдут зону обработки. При зубофрезеровании цилиндрических колес с диагональной подачей (риc. 3.10) используют по сравнению со стандартными более длинные червячные фрезы.

При этом методе обработки вертикальную подачу выбирают по режимам резания также, как при обработке по традиционной схеме, а осевую подачу определяют на основе следующей пропорции.

Когда фреза 1 пройдет путь вдоль своей оси, равный l_р, а по вертикали – B, заготовка 2 сделает l_р/s_o = B/s_в оборотов. Откуда,

s_o = s_в l_р /B,

где s_в - вертикальная подача, мм/об; s_о - осевая подача, мм/об; l_р - рабочая длина фрезы,величину которой можно принимать на два витка меньшей общей длины фрезы; B – высота зубчатого колеса.

При зубофрезеровании колес с винтовым зубом с диагональной подачей фрезы делительный стол совершает суммарное вращение В₂ ± В₄ ± В₆, так как является исполнительным звеном трех кинематических групп, работающих одновременно. Для физического сложения трех движений на одном исполнительном звене необходимы два дифференциала для последовательного сложения движений. В рассматриваемой кинематической структуре есть только один дифференциал. Поэтому воспользуемся математическим сложением движений В₄ и В₆. Это позволяет следующим образом модифицировать группы формообразования: Ф_v (В₁В₂), Ф_s1 (П₃В₄ ± В₆), Ф_s2 (П₅). При этом кинематическая структура и расчетные цепи сложных групп Ф_v и Ф_s1, соединенных планетарным дифференциалом, остаются такими же, как и при обработке колес с винтовым зубом. Однако в РП для гитары i_диф, расположенной в группе Ф_s1, необходимо внести поправку, учитывающую математическое сложение движений.

При вертикальном перемещении фрезы на величину s_в для получения винтового зуба делительный стол в движении (В₄) должен повернуться на s_в/Т оборота, а при осевом (тангенциальном) перемещении фрезы на s_о этот стол в движении (В₆) дополнительно повернется на ± s_о∙ k/z ∙T_фр,

где T – шаг винтовой линии зуба нарезаемого колеса; T_фр = πm_nk/cos γ – ход фрезы; k – число заходов фрезы; z – число нарезаемых зубьев.

Следовательно, РП для расчетной цепи дифференциала можно представить в виде:

s_в мм перемещ. фрезы (П₃) → s_в/T ± s_о∙k/z ∙T_фр об. дел. стола (В₄±В₆).

По данным РП составим УКЦ:

s_в/T ± s_о∙ k/z ∙T_фр = s_в/t_ТВ ∙ i₀₈ ∙i_диф ∙ i_∑^z ∙ i_обк.

Откуда,

i_диф = (s_в/T ± s_о ∙ k/z ∙ T_фр) t_ТВ/ i₀₈ i_∑^z i_обк.

Заменив в полученном выражении T, T_фр, s_о, i_обк их значениями и объеденив постоянные коэффициенты в константы, получим ФН:

Из полученной ФН следует, что цепь дифференциала при зубофрезеровании колес с винтовым зубом при касательном врезании выполняет две функции: обеспечивает образование винтового зуба (первая составляющая ФН) и компенсирует осевое (тангенциальное) перемещение фрезы (вторая составляющая ФН).

В ряде ранее выпускавшихся универсальных зубофрезерных станков, например, 5К32, оснащенных дополнительным суппортом для осевой (тангенциальной) подачи фрезы, во внутренней связи цепи обката используется передача с винтовыми зубьями, ведомое колесо которой сообщает вращение фрезе. Поэтому при осевом перемещении колеса с винтовым зубом в приводе фрезы образуется скрытый дифференциал. При осевой подаче фрезы s_o ведомое колесо вместе с фрезой получает дополнительный поворот, равный s_osinβ/π m_nz_k, где β, z_k, m_n - угол подъема винтовой линии зуба, число зубьев и модуль нормальный ведомого колеса. Поэтому для обеспечения полученного выше передаточного отношения цепи обката заготовке по цепи дифференциала необходимо сообщить дополнительно s_osinβ∙k/π m_nz_kz оборота, или, заменяя параметры ведомого колеса константой – с_ккs_o/z. Следовательно, дополнительные РП для i_диф будут иметь вид

s_o мм премещения фрезы → с_ккs_o/z дополнительного оборота заготовки.

Составив УКЦ по данным РП, получим дополнительную составляющую ФН для цепи дифференциала в рассматриваемом случае.

В последующих моделях скрытый дифференциал отсутствует, так как передача с винтовыми зубьями заменена шлицевым соединением ведомое колесо – оправка.

Группа Ф_s (П₅) – простая. Ее внутренняя связь:

дополнительный (тангенциальный) суппорт – направляющие.

Внешняя связь – кинематическая цепь, соединяющая электродвигатель М с суппорот, являющимся звеном соединения связей.

Группа настраивается на скорость гитарой i_танг, на путь и исходную точку – упорами системы управления.

Для гитары i_танг расчетная цепь:

делительный стол с заготовкой - 3 – i_s – 7 - i_диф – 13 – i_танг – 12 – 11 - t_ТВ.

РП:

1 об. дел. стола → s_о перемещения фрезы.

УКЦ:

s_о = 1 ∙i₀₉ ∙ i_s ∙ i_диф ∙ 1/ i_танг ∙ t_{ТВ .}

ФН:

i_танг = c₈ ∙ i_s ∙ i_диф ,

где с₈ = i₀₉ ∙ t_ТВ – константа конкретной модели станка, а ФН для i_s и i_диф получены выше.