Проектирование режущих инструментов

щение x Dm > 0 (см. рис.11). В результате происходит изменение размеров

ИКР относительно начальной прямой (плоскости), расчет которых выполня­ ется по формулам при учете того, что х© = х\.

Д и = у - 1V i 1®® - P eo

Толщина зуба колеса Zi (формула 1) обеспечивается врезанием фрезы в заготовку, поэтому здесь на ИКР зазор AS в размере S0не учитывается.

Высоты точек q и с найдутся из условия зацепления ИКР с заданным колесом Zi в торцовом сечении (см. разд. 2, п. 3).

2. Назначить количество К расчетных точек на исходном контуре (см. разд.1) и, обозначив их порядок в соответствии с рис. 3, б, рассчитать ко­ ординаты профиля рейки на прямолинейном участке дс по формулам:

(5)

где а р - угол профиля вспомогательного контура рейки; N - номер рас­

четной точки.

Потребуется также знать координаты и угол профиля в точках а и а1 (см. рис. 3, б и 16), которые будут иметь значения: хр = -hqoi Yp = 0 - для

точки а; хр = -h qo, Yp = Дц - для точки а \ угол профиля для обеих точек

Рис. 11. Контур зуба вспомогательной рейки в нормальном сечении

3.Определить наружный диаметр фрезы dao(см. п. 5, разд. 2).

4.Рассчитать параметры основного червяка и фрезы (рис. 12):

на рис. 12 приведена схема расчета, на которой для всех этапов пока­ заны:

а) взаимное исходное положение поверхности вспомогательной рей ки с поверхностями колеса и червячной фрезы (червяка), причем рейка об­ ращена к колесу выступом, а к червячной фрезы (червяку) желобом;

б) исходное положение профиля вспомогательной рейки и колеса в его торцовом и нормальном сечении. Нормальное и торцовое сечения для колеса совпадают;

в) исходное положение профиля рейки и червяка в его торцовом се­ чении;

г) осевой профиль основного червяка.

-К » : Уош =^cs

где Гао- наружный радиус фрезы;

Jaw - угол подъема винтовой линии основного червяка на его началь­ ном цилиндре радиуса го*;

A.w —угол наклона стружечной канавки к оси фрезы. Z0число заходов фрезы;

Рч - винтовой параметр основного червяка и фрезы;

/*, t0- ход и шаг соответственно витков и зубьев фрезы;

Рк- винтовой параметр стружечной канавки фрезы (при правой фре­ зе канавка имеет левое направление);

Тк- шаг стружечной канавки;

уа- передний угол в торцовом сечении на радиусе га о;

Vu- расстояние от образующей прямой передней^поверхности до оси фрезы (см. рис. 5).

5.В соответствии с рис. 12 рассчитать координаты торцового (г0, 4

иосевого (г0, ZQ) профилей основного червяка для соответствующих рас­ четных точек, в том числе для точек а и а4:

(7)

где ^о, а© —углы профиля соответственно в торцовом и осевом сечениях основного червяка (между радиус-вектором гс и касательной в соответ­ ствующих сечениях).

Для контроля результатов расчета по координатам r0, Zo вычертить весь профиль в том же масштабе, что и в п. 2. Здесь профиль правой и ле­ вой стороны симметричен.

6. Рассчитать координаты rU9Z*, А* и XUi Yu режущей кромки фрезы, имея в виду, что фреза правая с левой винтовой стружечной канавкой [10].

нус - для левой. Здесь следует иметь в виду, что режущие кромки несим­ метричны. Они симметричны только при уа = 0. По координатам ги, Z*, X* рассчитывается профиль затыловочного шлифовального крута [10], кото­

где ун - передний угол в направлении зуба фрезы на радиусе г*,.

\ а - угол наклона винтовой линии, расположенной на передней поверх­ ности и цилиндра радиуса г*,.

По координатам профиля Х п Z nдля всех расчетных точек от с до а вы­ чертить прфиль РК в увеличенном масштабе на чертеже фрезы. Эти коорди­ наты будут использоваться для окончательного контроля на проекторе или микроскопе.

8. Рассчитать радиус рот окружности и координату &т ее центра на

переходном участке РК по формулам (см. разд.2, п.10).

9. Определить число стружечных канавок по методике, изложенной в разделе 2 для дисковых зуборезных фрез.

10. Рассчитать величину заднего утла на вершине зуба ЧФ, приняв ми­

5.7. ЧЕРВЯЧНАЯ ФРЕЗА ДЛЯ ЧЕРВЯЧНЫХ КОЛЕС

Фрезы для нарезания червячных колес должны быть спроектированы в соответствии с формой профиля витков червяка (архимедова, эвольвентного или конволютного), с которым колесо находится в зацеплении. Про­ филирование должно производиться по методике, изложенной выше, для профилирования червячных зуборезных фрез, но существуют некоторые особенности проектирования таких фрез.

Проектирование ЧФ для червячных колес отличается от проектирова­ ния ЧФ для цилиндрических зубчатых колес. Отличия состоят в том, что число заходов 2о, делительный диаметр и угол подъема винтовой линии, а также профиль основного червяка и рабочего червяка передачи должны быть одинаковыми. Рабочие червяки проектируются в большинстве случа­ ев архимедовыми, поэтому осевой профиль основного червяка принимает­ ся прямолинейным и отождествляется с исходным контуром инструмен­ тальной рейки (см. рис. 1, б). Из этого следует, что модуль и осевой шаг t0 =nm назначаются в осевом сечении.

Червячная фреза должна иметь запас на переточки, определяемый уг­ лом стачивания ес (рис. 14, а):

А г

ес = — е; Д г = Х ат, /С

где XQ- коэффициент смещения ИКР для новой фрезы; в = 2n/Z c- окруж­ ной шаг; Zc - число стружечных канавок; К - величина основного затылования; Дг - разность наружных радиусов новой и сточенной фрезы.

Фреза перетачивается до исходного сечения ОИ, в котором Х0= 0. Ес­ ли перетачивать фрезу дальше исходного сечения, то наружный радиус (см. рис. 14, б) будет меньше расчетного радиуса г^0 и дно впадины чер­ вячного колеса окажется недорезанным. Недорезанные участки обозначе­ ны площадками F. В результате головка витка рабочего червяка будет интерферировать с ножкой зубьев колеса.

При различной сточенности фрезы высота зуба h колеса должна быть постоянной. Поэтому межосевое расстояние awфрезы и колеса после каж­ дой переточки фрезы уменьшается на величину Д aw. Наиболее точное ко­ лесо получается, когда фреза сточена до исходного сечения. При другой степени сточенности, в том числе при обработке новой фрезой, боковые поверхности зубьев колес должны прирабатываться или шевинговаться.

Таким образом, наибольшая идентичность параметров рабочего чер­ вяка и производящей поверхности фрезы достигается только при сточен­ ности фрезы до исходного сечения.

Рис. 14. РасположениеОКР припрофилированиичервячной фрезы (а), осевоесечение червячногоколеса(б) ичервяка(в)

Последовательность проектирования:

1. Определить геометрические параметры рабочего червяка.

При проектировании червячных фрез (ЧФ) для червячных колес (на основе архимедова червяка) профиль рабочего червяка определяется также параметрами ИКР, задаваемого в осевом сечении. Здесь заданными пара­ метрами для рабочего червяка являются: т, a, Zb Z2, yw,AS, Х\ - \-Х2\ = 0, a геометрические размеры червяка рассчитываются по формулам:

ha =m, hf =1,25m, h =ha +hj-, p^= 0,38m;

где yw- угол подъема червяка на делительной окружности радиуса г„ оп­ ределяемый по табл. 6; Z\ —число заходов червяка; Z2число зубьев чер­ вячного колеса; AS - утонение зуба (см. табл. 1).

Остальные параметры, входящие в формулы (11), ясны из рис. 1, а и имеют тот же смысл, что и для цилиндрических зубчатых колес.

6. Рассчитать координаты ru, Хи, Zu, а также Х и, Yu для боковых ре­ жущих кромок по формулам (8).

р/н » 0,2т (см. рис. 1, б). Вычертить в увеличенном масштабе профиль РК

на рабочем чертеже фрезы, показав на нем все расчетные точки, там же вычертить профиль переходных закруглений рт и р^ .

8. Определить число стружечных канавок из условия равномерност фрезерования, при котором минимальное число одновременно режущих зубьев одного витка равно 2:

„720е

где \|/ - угол контакта фрезы с колесом (см. рис. 14, б).

Величину Zc округлить до четного большего числа (для удобства контроля наружного диаметра d ^).

9. Определить величину заднего угла а 0 на вершине зуба ЧФ по формуле (10).

10. По методике, изложенной в разделе 2, определить величины К, К и

# , г*, 0, d, daoJ а, А и проверить зуб и корпус ЧФ на прочность (см. рис. 6). Если условие прочности корпуса а £ 0,3d не обеспечивается, то ЧФ скон­ струировать в хвостовом исполнении [1,14].

11. Рассчитать длину ЧФ, имея в виду, что ЧФ работает с радиально подачей:

L = /| + /2 + 2/6,

где /] - длина нарезанной части рабочего червяка, определяемая по сле­ дующим формулам [7,13]:

/7 = (ll+0,06Z2)m при Z0 =1; 2; /; = (l2,5 + 0,09Z2)m при ZQ=3; 4;

где Zi - число зубьев червячного колеса; /2 - часть длины, учитывающая осевые передвижки и неполные витки у торцов ЧФ. /2 = n m i; / - количест­

во передвижек, z = 2...3.

Если ЧФ проектируется в хвостовом исполнении, то ее общая длина определяется конструктивно с учетом длины выбранного хвостовика и ше­ ек [14].

В работах [8, 14] дана более простая методика профилирования, при­ годная для ЧФ, имеющих угол уа - 0. Однако для ЧФ со шлифованным профилем профилирование по этой методике будет неточным, а при уа > 0 - неприемлемым.