2.2.2.Нарезание цилиндрических зубчатых колес червячными фрезами

При обработке цилиндрических зубчатых колес червячными фрезами в зацеплении имитируется передача двух винтовых колес со скрещивающимися осями (рис. 4), одно из которых превращено в инструмент – фрезу. Причем, при количестве зубьев винтового колеса равного одному, двум или трем – винтовое колесо

Рис. 4. Нарезание цилиндрических зубчатых колес червячными фрезами.

а – схема формообразования; взаимное расположение фрезы и колеса:

б – при обработке прямозубых колес;

в, г – при обработки колес с винтовым зубом:

в – одноименное направление углов наклона винтовых нарезок червячной фрезы _mo и колеса ;

г – разноименное направление углов наклона

можно рассматривать соответственно как однозаходный, двухзаходный и трехзаходный червяк. Взаимное положение фрезы и колеса показано на рис. 4,б; 4,в; 4,г.

Угол скрещивания осей:

    _mo ,

где:  – угол наклона винтовой линии колеса;

_mo – угол подъема винтовой линии червяка.

Верхний знак при разноименных углах наклона винтовых линий фрезы и колеса, нижний – при одноименных.

Нарезание цилиндрических зубчатых колес с прямыми зубьями.

Во время обработки червячная фреза получает главное вращательное движение В1 (см. формулу 1.1), а заготовка – вращение, согласованное с вращением фрезы (движение обката или деления) Ф_V (В1 В2) (см. формулу 1.2). Для профилирования зуба по высоте настраивается цепь радиальных подач П7 (условие 1.3). для профилирования зуба по длине, инструменту или заготовке сообщается относительное движение вдоль оси заготовки, Ф_S (П3). Это движение настраивается

посредством гитары подач i_S , расположенный в цепи:

4 – 3 – i_S – 10 – 7 – 6 – 5 (рис. 2,а) или

М₂ – i_S – 7 –10 –14 –6 –5 (рис. 2,б).

Условие согласования перемещений конечных звеньев:

1 – для схемы согласно рис. 2,а:

I об. заготовки – S_b мм/об. относительного перемещения фрезы вдоль оси заготовки,

где: S_b мм/об. – подача вдоль оси шпинделя изделия;

2 – для схемы согласно рис. 2,б:

n об/мин электродвигателя М₂ – S_b мм/мин.

2.2.3.Нарезание цилиндрических зубчатых колес с винтовым зубом

При обработке цилиндрических зубчатых колес с винтовым зубом настраиваются те же цепи, что и при обработке прямозубых колес и дополнительно настраивается цепь для получения винтового зуба – цепь дифференциала.

Для получения винтового направления зуба столу с заготовкой сообщается согласованное вращательное и поступательное движение Ф (П3 В4), рис. 2. Условие кинематического согласования можно пояснить, используя рис. 5,б. Положим,

обрабатывается колесо с винтовыми зубьями, ширина которых равна шагу винтовой линии Р_z. Тогда при перемещении фрезы из (.) А в (.) D на величину шага Р_z заготовка должна сделать один оборот «дополнительный». Оборот дополнительный т.к. в процессе делительного движения заготовке уже сообщается вращение. Если фреза переместится на величину S, то дополнительный поворот заготовки должен составить S/P_z. Для суммирования движений в станках применяется дифференциальный механизм.

Дифференциальная цепь.

Она настраивается посредством органа настройки i_диф , который располагается в цепи

5 – 6 – 14 –10 – 7 – i_диф – 8 – 9 – i_Σ – i_обк. – 3 – 4 (Рис. 2б) или

5 – 6 – 7 – i_диф – 8 – 9 –– i_обк. – 3 – 4 (Рис. 2а).

Формула настройки дифференциальной цепи Ф_S (П3 В4):

а) кинематическая цепь согласования:

шпиндель изделия – ходовой винт вертикального перемещения фрезы;

б) условие согласования перемещений конечных звеньев:

Р_z мм относит. перемещения фрезы – I доп. обороту заготовки или

Sb относит. перемещения фрезы  Sb/ Р_z дополнительного об. заготовки; (1.6а)

в) уравнение кинематического баланса:

(Р_z/Р₃) i_диф i_Σ i_обк i_с =  1 об.

где: i_с – передаточное отношение постоянных передач в дифференциальной цепи;

Р₃ – шаг ходового винта вертикального перемещения;

г) формула настройки:

(1.7)

При нарезании цилиндрических колес с винтовыми зубьями по схеме на рис. 5,в фреза перемещается в направлении l, не совпадающим с направлением оси заготовки и винтовой нарезкой нарезаемого колеса. Это движение можно разложить на два: l₁ – параллельное оси заготовки; l₂ – перпендикулярное оси заготовки. Нарезаемое колесо в данном случае получает сумму трех движений:

первое – как при работе червячной пары (движение обкатки Ф (В1 В2));

второе (l₁) – как при работе винтовой пары (формула 1.6а);

третье (l₂) – как при работе реечной пары (формула 1.4).

В общем случае условия согласования имеют вид:

Рис. 5. Схемы нарезания зубчатых колес:

а – прямозубых колес с осевым перемещением;

б – косозубых колес с осевым перемещением;

в – косозубых колес при движении по двум осям.

n_ф об. фрезы – об. заготовки

l₁ мм фрезы – об. заготовки

l₂ мм фрезы – об. заготовки

_________________________________________

n_ф

S фрезы –   об. заготовки

L