5.Форма зубьев

В конструкциях червячных фрез с затылованием задней поверхности применяются следующие две основные формы зубьев.

Форма а) имеет один участок задней поверхности по архимедовой спирали со спадом, равным К. Образование задней поверхности зубьев в этом случае производится затыловычными резцами до термической обработки фрезы. Дефекты, образующиеся при термической обработке, не устраняются. Червячные фрезы с такой формой зуба характеризуются простотой изготовления, но на ряду с этим – пониженной точность профиля и стойкостью. Форма а) зубьев применяется в конструкциях черновых червячных фрез, а также червячных фрез для обработки зубчатых колес 9-й степени точности и грубее.

Форма б) имеет два участка затылованной задней поверхности, образованные по архимедовой спирали: первый участок со спадом К и второй – со спадом К₁ . Первый (основной) участок затылованной задней поверхности формируется окончательно после термической обработки шлифованием. Второй участок предназначен для обеспечения свободного выхода шлифовального круга при обработке первого и формируется затыловочным резцом до термической обработки. Червячные фрезы с зубьями по форме б) характеризуются повышенной точностью размеров профиля и стойкостью. Форма б) зубьев применяется в конструкциях червячных фрех для чистовой и окончательной обработки зубьев нарезаемых колес до 8-й степени точности.

Форма зубьев червячных фрез с затылованной задней поверхностью определяется по следующим размерам:

Н- глубина стружечной канавки;

- угол впадины стружечной канавки;

r- радиус впадины стружечной канавки;

- величина спада задней поверхности на первом участке;

- величина спада задней поверхности на втором участке.

а) б)

Рис.4. Основные формы зубьев червячных фрез

6. Ориентировочное число зубьев фрезы в торцевом сечении

Число зубьев червячной фрезы в торцевом сечении (число стружечных каналов) влияет на количество резов, формирующих боковую сторону зубьев нарезаемых колес. Для повышения точности профиля зубьев нарезаемых колес и производительности обработки предпочтительно принимать максимально допустимое число зубьев фрезы в торцевом сечении.

Ориентировочное число зубьев в торцевом сечении затылованных червячных фрез для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем определяется формулой

Где - коэффициент, учитывающий форму зубьев червячных фрез.

Для червячных фрез с зубьями по форме а) =1,0 , а по форме б) =0,8

7. Величина спада задней поверхности зубьев фрез к и к1

Величина спада (величина затылования) задней поверхности зубьев фрез на первом (основном) участке определяется по формуле

Где - задний угол на вершине зубьев.

Величина угла принимается равной 10⁰-12⁰.

Величина спада задней поверхности зубьев фрез на втором участке принимается равной

Где – поправочный коэффициент.

Числовое значение поправочного коэффициента принимается в зависимости от значения червячных фрез и величины модуля нарезаемых колес. Для фрез общего назначения =1,2+1,4, а для прецизионных =1,4+1,8. Меньшее числовое значение коэффициента принимается для больших модулей и, наоборот.

Найденные числовые значения К и К₁ округляются до 0,5 мм.

8. Радиус впадины стружечной канавки r

Величина радиуса впадины стружечной канавки определяется по формуле

Числовое значение радиуса впадины стружечной канавки округляется до ближайшего большего с точностью до 0,5 мм ряда:1; 1,5; 2; 2,5; 3…..

8. Глубина профиля

Величина глубины профиля или шлифовальная часть зубьев червячных фрез для нарезания цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем (рис. 1 и 2) равна

8. Глубина стружечной канавки Н

Размер глубины стружечных канавок определяется в зависимости от формы зубьев червячных фрез.

Для червячных фрез с зубьями по форме а)

Для червячных фрез с зубьями по форме б)

Величина Н округляется до 0,5 мм в большую сторону.

11.Угол впадины стружечной канавки

Величина угла впадины стружечной канавки принимается в зависимости от числа зубьев фрезы следующих значений:

При и больше

и 8

или

12. Окончательное число зубьев в торцевом сечении

Число зубьев в торцевом сечении окончательно устанавливается для червячных фрез с зубьями по форме б) из условия обеспечения свободного выхода шлифовального круга дискового типа при обработке первого (основного) участка затылованной задней поверхности. Этому соответствует отсутствие контакта рабочей поверхности шлифовального круга с зубом червячной фрезы, следующим за шлифуемым. Окончательное число зубьев фрезы в торцевом сечении определяется графическим построением (рис.5)

Исходными данными для построения являются величины, полученные расчетом: , , К, , r, , Н, и .

Графическое построение производится в следующем порядке:

а. Из точки строится дуга окружности радиусом

б. По угловому шагу зубьев фрезы в торцевом сечении определяется положение передних поверхностей двух соседних зубьев с вершинами в точках А и А₁.

в. Вычерчивается вспомогательная окружность радиусом

Рис. 5. Графическое построение для определения окончательного числа зубьев червячных фрез

г. Проводится из точки А линия касательно к вспомогательной окружности радиусом и определяется положение точки 0₁ в месте касания прямой линии из точки А к вспомогательной окружности.

д. из точки 0₁ проводится дуга окружности радиусом 0₁А, приближенно заменяющая архимедову спираль на вершине зуба фрезы в точке А со спадом величиной К.

е. По размерам Н, r и вычерчивается впадина стружечной канавки двух соседних зубьев фрезы. Ширина зуба у основания должна быть не менее (0,5+0,75)Н. Это условие выполняется, если и является единственным определяющим окончательное число зубьев в торцевом сечении червячных фрез с зубьями по форме а).

ж. На передних поверхностях зубьев фрез откладываются отрезки АМ и А₁ М₁, равные глубине профиля или величине шлифованной части профиля зубьев фрезы.

з. Из точки М строится дуга окружности радиусом 0₁М с центром 0₁, определяющая приближенно положение задней поверхности на боковой стороне зуба фрезы в точке М.

и. Определяется длина шлифовальной части задней поверхности зуба фрезы. Длина шлифовальной части задней поверхности по вершине зуба должна быть в пределах дуги АС по наружному цилиндру фрезы. Длина дуги АС принимается равной от ½ до 2/3 длины дуги АВ по наружному цилиндру. Для определения шлифованной части задней поверхности на боковой стороне зуба фрезы проводится из точки линия в точку С. Далее, через точку М_к, расположенную в месте сопряжения линии и задней поверхности в точке М, проводится касательно в точке линия к вспомогательной окружности. Шлифованная честь задней поверхности на боковой стороне зуба фрезы ограничивается линией .

к. Вычерчивается задняя поверхность на шлифованной части зуба. Для построения второго затылка отмечаются точки и от точек А₁ и А₂ на расстоянии .

Архимедова спираль на задней поверхности на втором затылке со спадом К₁, проходящая по вершине зуба через точки , и заменяется дугой окружности с центром . Центр окружности находится на пересечении перпендикуляров к середине хорд и .

л. Вычерчивается контур рабочей поверхности шлифовального круга на периферии в конечном положении при шлифовании задней поверхности зуба фрезы. Конечное положение шлифовального круга определяется линией . положение центра шлифовального круга в конечном положении при шлифовании задней поверхности определится на продольной линии 0₂А_к точкой 0_к, расположенной от точки М_к на расстоянии, равном Минимально допустимый диаметр шлифовального круга, исходя из условий крепления, может быть принят равным . Величина минимально допустимого диаметра шлифовального круга дискового типа не должна быть меньше 60 мм. Контур рабочей поверхности шлифовального круга по периферии в конечном положении контакта с затылуемой задней поверхностью зуба фрезы определяется окружностью радиусом с центром в точке 0_к.

Свободный выход шлифовального круга при обработке задней поверхности зуба фрезы обеспечивается, если точка расположена за пределами рабочей поверхности шлифовального круга с диаметром, равным . Если это условие не выполняется, то окончательное значение числа зубьев фрезы принимается меньшим, по сравнению со значением, установленным предварительно. Затем пересчитывают параметры для графического построения по определению окончательного числа зубьев фрезы в торцевом сечении.

Оптимальное максимальное допустимое число зубьев в торцевом сечении червячной фрезы соответствует минимально допустимому расстоянию между рабочей поверхностью шлифовального круга и точкой М₁.

Длина шлифовальной части задней поверхности по вершине зубьев (рис. 3) должна быть равной в пределах ÷ окружного шага по вершине зубьев фрезы.