Нарезание зубьев колес долбяками

На зубодолбежных станках можно изготовлять зубчатые колеса (с прямыми и наклонными зубьями) при помощи долбяка. Долбяки предназначены для обработки прямозубых колес, а также косозубых шевронных колес. По конструкции долбяки делятся на дисковые (рис.5.5, а): хвостовые (рис.5.5, б); на дисковые (рис.5.5,в); втулочные (рис.5.5,г); сборные с привернутыми зубьями (рис.5.5,д) и комбинированные. На этих, же стайках изготавливают зубчатые колеса с внутренним зацеплением, колеса блоков близко расположенными колесами.

Схема долбления зубьев колеса при помощи долбяка приведена на рисунке 5.6. Долбяк представляет собой зубчатое колесо, преобразованное в режущий инструмент. Для этого зубьям приданы передний угол γ= 5...10° и задний угол α= 4,...7,5° . Нарезаемое колесо и долбяк имеет вращательные движения (стрелки 1 и 2), как пара сопряженных .колее, т.е. n_з/n_д = z_д/z_з, где n_з - частота вращения заготовки, мин^-1 ; n_д - частота вращения долбяка, мин^-1 ; z_з -число зубьев заготовки ; z_д - число зубьев долбяка.

Рис. 5.5. Зуборезные долбяки. а – дисковый; б – хвостовой;

в – чашечный; г – втулочный; д - сборный.

Рис. 5.6. Схема нарезания зубчатого колеса долбяком.

Кроме вращательного движения, долбяк имеет возвратно- поступательное (или винтообразное движение при нарезании косозубых колес). Нарезаемое колесо (заготовка) при холостом ходе долбяка немного отводят для ликвидации трения о долбяк. Перебег долбяка и обе стороны равны примерно 3...5 мм. Долбяки бывают прямозубые - для нарезания прямозубых колес и косозубые (винтовые)- для нарезания косозубых колес. Долбяк для нарезания цилиндрических колес прямыми зубьями изображен на рисунке 5.7. Для этого колесу придали коническую форму; образовали режущие кромки, несколько увеличили высоту головки зуба (на величину зазора в радиальном направлении между зубом одного колеса, и впадиной другого). Коническая форма придана для получения задних углов. Зуб долбяка имеет переднюю поверхность периферийную заднюю и две боковые задние поверхности. У каждого зуба долбяка три режущие кромки: 1 периферийная, очерченная по дуге окружности, и две боковые 2, 3 очерченные по эвольвенте. У долбяка рассматривают передние и задние углы для периферийных(при вершине) и боковых режущих кромок. Передний угол у и задний, а для периферийной режущей кромки рассматриваются в диаметральной плоскости долбяка.

Долбяк затачивают по передней поверхности с образованием периферийного переднего угла γ ; для стандартных долбяков передний угол при вершине γ=5° , задний угол при вершине α = 6°. Для боковых режущих кромок задний и передний углы рассматриваются в плоскости N-N, касательной к основной окружности.

Задний угол для боковых режущих кромок α_б определяют по формуле:

(5.10)

где α - задний угол при вершине;

α₀ - угол зацепления.

При расчете долбяк рассматривается как корригированное зубчатое колесо (рис. 5.5). Расчетным (исходным ) сечением является сечение II - II, расположенное от торцевой плоскости I-I на расстоянии а. Смещение исходного профиля определяют из треугольника mpn:

х = a tg α , (5.11)

где а - расстояние от торцевой плоскости I-I до исходной II-II;

α - задний угол при вершине.

Рис. 5.7. Прямозубый долбяк.

Смещение может быть выражено через модуль:

x=ξ·m, (5.12)

где ξ - коэффициент смещения (берется по справочным данным);

m - модуль долбяка.

На основании приведенных уравнений следует, что

а= ξ·m/tg а. (5.13)

Приближенно а ~0,25Н, где Н - толщина долбяка, откуда смещение исходного контура х:

х=а tgα = 0,25Н·tgα (5.14)

При расчете долбяка, кроме торцовой плоскости I-I, исходной плоскости II-II, рассматривают плоскость III-III, до которой можно произвести переточку долбяка при сохранении точности нарезаемого колеса (заточенный до плоскости III-III долбяк не будет в работе подрезать зубья нарезаемого колеса).

Для новых долбяков наружный диаметр De может быть подсчитан по формуле:

D_e = D_д + 2h_i + 2 х, (5.15)

где h_i - высота головки зуба ( до m = 2,5 включительно h_i = 1,25m и при m > 2,5 hi = 1,3m); х - смещение исходного контура.

Диаметр делительной окружности D_д ( в расчетном сечении II-II) определяют по формуле:

D_д = m·z, (5.16)

Шаг (мм) по делительной окружности:

t = π· D_δ / z = πт. (5.17)

Толщина зуба (мм) по дуге делительной окружности (в расчетном сечении II-II) принимают равной половине шага, т.е.:

S = t/2 = К т/2. (5.18)

Скорость резания (скорость движения долбяка) подсчитывают по формуле:

υ = 2L·n /1000, (5.19)

где L- длина хода долбяка, мм; и - число двойных ходов долбяка в минуту.

Скорость движения долбяка из быстрорежущей стали составляет

20...50 м/мин; круговая подача долбяка S = 0,15...0,5 мм/дв. ход.

По сравнению с зубофрезерованием червячными фрезами зубодолбление более производительно при малых модулях (т < 2,5 мм), при больших модулях (т>5 мм) более производительно зубофрезерование.

При зубодолблении достигается точность 6-8-й степени ; шероховатость обработанной поверхности по 6-му классу (R _а = 2,5 мкм).