Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Иноземцев, Г. Г. Незатылованные шлицевые червячные фрезы

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

19.10.2023

Размер:

6.14 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 / 1513 14 15 > Следующая >>>

ности шлицефрезерования вследствие наличия прямых

канавок

и более "жесткой

оправки.

Сборные

фрезы

имели

задний угол

при

вершине

на

6° больше и

задний

угол

на

боковой

р е ж у щ е й кромке

у начальной прямой больше на '2°ЪЪ',

чем

стандартные

фрезы; кроме того, они имели более низкий балл

кар

бидной

неоднородности

после

ковки

(у реек

—

цельных фрез — 4) .

Результаты стойкостных испытаний

фрез

показаны

в табл .

13.

Т а б л и ц а

Количество обработан

Износ по задней по

верхности перед пере

ных деталей

точкой в мм

ЭФШ-1	ЭФШ-2	цельные фрезы	ЭФШ-1	ЭФШ-2	цельные фрезы
480	420	80	0,65	0,5	0,6
380	370	65	0,65	0,55	0,6
370	—	65	0,65	— "	0,55
362	—	62	0,6	—	0,6
370	—	68	0,68	—	0,65
389	—	72	0,75	—	0,65

Примечание

Новая 1-я переточка

2-я переточка

3-я переточка

4-я переточка

5-я переточка

Износ	зубьев	измеряли	по задней и		передней	по
верхности	после	обработки	к а ж д ы х	пяти	шлицевых	ва
ликов, не	снимая	фрезу со	станка.	П р и	этом измеряли

высоту h изношенной площадки по задней грани, а по

передней грани — ширину	канавки Ъ, к а к	показано на
рис. 56 и 57. Величины h	u b определяли	с помощью

лупы 12-кратного увеличения с ценой деления измери тельной ш к а л ы 0,05 мм. Измерения проводили на иден тичных участках р е ж у щ и х кромок испытываемых фрез .

Исследования

показали, что

износ

зубьев

по

окружно

сти у

к а ж д о й

из

десяти реек из-за

биения

фрезы

по

наружной поверхности

происходил

неравномерно.

Р а з н и ц а износа

по

задней и

передней

поверхностям

h u b

составляла

± 1 0 % ; аналогично

происходил

износ

и у цельных фрез. Закономерность

усредненного

износа

зубьев показана на рис. 56 и 5.7.

Анализ графиков износа позволяет сделать следу

ющие

выводы.

Увеличенный

задний

угол

сборных

фрез

по

6—1274

121

сравнению с цельными фрезами значительно облегчает условия резалия и тем самым уменьшает скорость из носа по задней поверхности. Стойкость незатылованных фрез получилась в 6 раз выше, чем затылованных .

Левая

Правая

Рис. 56. График износа зубьев фрез по задней по верхности

15 50

N шт.

2.	Л е в ы е (входящие)		р е ж у щ и е		кромки правозаход-
ных	фрез имеют	больший	износ,	чем правые (выходя
щие)	кромки, т а к	к а к находятся		в	более т я ж е л ы х усло

виях работы . В х о д я щ и е кромки срезают больший объем


металла .		К р о м е		того, у левой	р е ж у щ е й кромки угол
резания		больше,		а передний	меньше, чем	у правой.
Вместе	с	тем	действительный		задний угол у левой ре
ж у щ е й	кромки		больше, чем у		правой. Это	объясняется

влиянием кинематического заднего угла в процессе			об
катки	и несколько облегчает условия работы	левой	ре
ж у щ е й	кромки, но, вероятно, влияние первых	факторов

на износ является превалирующим .

122


3.	Износ	р е ж у щ е й	кромки		по		ее длине			происходит
неравномерно		как по		задней,	т а к		и	по	передней		по
верхностям. Н а рис.			56	и 57	показана			схема		распреде
ления	износа	по длине		р е ж у щ е й		кромки.			М а к с и м а л ь н ы й
износ	по длине левой			р е ж у щ е й		кромки			по	задней	по

верхности происходит в точках, близких к начальной


прямой		фрезы, т а к к а к		в этих точках небольшой			задний
боковой		угол	4°33/ , и на	вершине	зуба, т а к	к а к вершина
зуба	снимает		наибольший объем		металла .	М а к с и м а л ь
ный	износ по		передней	поверхности наблюдается			около
вершины зуба			по той ж е	причине.

4. Износ по передней поверхности цельных фрез при мерно в 2—2,5 раза выше, чем у сборных фр.ез Э Ф Ш - 1

при одинаковом времени работы теми и другими		фре
зами . Это можно объяснить тем, что сборные	фрезы
имеют лучшие геометрические параметры зуба,	а	так

ж е более	высокие механические свойства реек по срав
нению с	монолитными	стандартными	фрезами .
5. Износ по передней поверхности у			фрез Э Ф Ш - 2 на
25—30%	меньше, чем у	фрез Э Ф Ш - 1 .	Это объясняется

лучшими условиями резания и схода стружки у фрез с

положительным

передним

углом.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ

ОЦЕНКА

СБОРНЫХ

ФРЕЗ

По

данным

производственных

испытаний

сборных

фрез

проведем

расчет

экономической эффективности

применения

их

по сравнению

цельными

фрезами на

к а ж д у ю

1000

обработанных

деталей .

Экономию можно

подсчитать

по

формуле

Э =

/ А . _

Ю00,

(174)

где

Э — экономия

на

к а ж д у ю

1000

обрабо

танных шлицевых валов в руб.;

5 Ц

и 5 С б — п о л н а я

стоимость

цельной

и сбор

ной фрез в руб.;

Л^об — общее

количество

деталей,

обрабо

танных

цельной

сборной

фрезами

до полного их использования.

Величины S4 и SC 6 определяются так:

s " - s ; + + " : s s

( i 7 5 )

где

5 Ч и 5^6 — стоимость

цельной и сборной

фрез

в руб.;

пц

и пС5 — количество

возможных

переточек

цельной и сборной

фрез;

— стоимость одной переточки в руб.

Значения

Nn и Nce можно

определить

по формулам

^ с б = ( 1

+ Пс6 )А/с 'б ,

где

Л'циЛ 'сб

— с р е д н е е

количество

деталей,

обра

батываемых

цельной

сборной

фрезами

между

переточками.

Стоимость

стандартной

цельной

шлицевой червяч

ной

фрезы,

применяемой на заводе

«Серп и молот», со

ставляет

5 Ц

=3 5 руб.,

стоимость

ее одной

переточки

S „ = 0 , 7

руб.

Если

принять

двухразовое

увеличение

стоимости в

условиях серийного

производства,

то сборная

фреза бу

дет

стоить 5 С б =7 0

руб.; стоимость

ж е к а ж д о й

переточ

ки остается та же .

И з табл . видно,

что среднее

количество

деталей, об

р а б а т ы в а е м ы х

от переточки

до переточки,

составляет:

# ц = 68 шт.; Л'с'б =392 шт.

Количество

возможны х

переточек:

л . ц = 5 ;

п С б = П .

Количество

деталей,

обработанных

одной

фрезой до

полного

ее использования,

по формуле

(176) составит:

Л Г Ц = ( 1 + 5 ) - 6 8 = 4 0 8

шт.; Л 7 с б = (1 + 11)-392 = 4704

шт.

С у м м а р н а я стоимость фрезы, включа я и стоимость

всех

переточек, по формуле

(175)

будет 5 ц = 3 5 + 5-0,7 =

=38,5 руб.; S c 6 = 7 0 + l l - 0 , 7 = 7 7 , 7 руб.

П о д с т а в л я я

данные

в формулу

(174),

получим эко

номию:

5 =

/ J 8 i i . _ i L Z _ \ i 0 0 0

= 78 руб.

V 408

. 4704 /

^ J

124

К р о м е того, если учесть и расходы, связанные				с бо
лее частой заменой цельных		фрез, то экономия получит
ся еще выше.
Т а к ка к шлицевых валов		изготовляют	значительное
количество, то	экономия составит значительную			ве
личину.
Рациональное	количество	переточек.	Р а ц и о н а л ь н а я

эксплуатация червячных фрез зависит от допускаемого


износа	по задней поверхности		h. И з большинства		источ
ников	следует, что	при черновой обработке		износ не
д о л ж е н	превышать	0,8 мм, а	при чистовой —	0,4 мм.
Эти величины определены на			основе наименьшей		себе

стоимости изготовления деталей и переточек фрез. При значительном износе задней поверхности (1,5—2 мм) снижаются количество возможных переточек и точность детали при незначительном увеличении количества об работанных деталей м е ж д у переточками. С другой сто роны, если перетачивать фрезы часто после износа на 0,2—0,25 мм, то количество переточек увеличится при сохранении точности, но при этом количество обрабо танных деталей м е ж д у переточками резко сократится"и увеличатся расходы, связанные с более частой сменой инструмента. Стоимость переточки сильно изношенной

фрезы	т а к ж е		значительно выше				малоизношенной.			Оче
видно,	что существует					оптимальный износ м е ж д у				пере-
								Т а б л и ц а 14
						Усредненный износ по задней поверхности
							в мм
Определяемая величина
						1.2—1,5	0,65—0,75	0,35—0,50	0,20—0,3
Количество		переточек . . .				8	11	18		27
Среднее количество					дета
лей,	обработанных				между	420	390	200		120
переточками
Общее	количество			деталей,		3780	4680	3800		3360
обработанных			фрезой . .
Стоимость		одной		переточ-		1,4	0,7	0,5		0,4
Стоимость		фрезы с переточ-
						81,1	77,7	79		80,8
Стоимость		1000	изготовлен
							16,4			24,0
ных	деталей в руб. . . .					21,5		"20,8

125

точками, который определяется наименьшей стоимостью

изготовления детали			при достижении заданной точности.
В табл . 14		показан ориентировочный			экономический
расчет оптимального износа и необходимого						количества
переточек сборных фрез. Стоимость сборной						шлицевой
фрезы	принята	70 руб. Р а б о ч а я длина зуба по затылку
равна 20 мм. Расчет сделан дл я четырех						различных
случаев	износа	по	задней	поверхности	(рис.	56).
Из этого расчета			видно,	что дл я случая износа зубь

ев фрезы по задней поверхности /i=0,65-r-0,75 мм полу чаем наибольшее количество обработанных деталей и наименьшую себестоимость их изготовления. В данном случае /г=0,65-^0,75 мм — экономический критерий из носа инструмента.

МЕ Т О Д И КА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ИРАСЧЕТА НЕЗАТЫЛОВАННЫХ Ш Л И Ц Е В Ы Х Ч Е Р В Я Ч Н Ы Х ФРЕЗ

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФРЕЗ

Исходными данными д л я проектирования фрез яв ляются чертеж шлицевого валика (торцовое сечение) и механические свойства материала валика . Эти данные

необходимы д л я выбора	геометрических параметров
фрез (передний и задний	угол)	и д л я расчета	профиля
зубьев. Выбирается конструкция		незатылованной фрезы
и назначается материал ее деталей. Известно			множест

во конструкций подобных инструментов, которые могут

быть разделены на три основные						группы или вида: фре
зы, у	которых		прямые		рейки профилируют и изготов
л я ю т	в	отдельном			технологическом		корпусе (см.
рис. 1,а,		2,а);	фрезы с		круглыми	поворотными		рейками
(см. рис. 1,6, 2,6 и 13);					фрезы с плоскими		поворотными
рейками		(см. рис. \,в, 2,в, 15).
У	второй и			третьей	групп фрез рейки профилиру
ются	и	изготовляются			непосредственно в корпусе фре
зы. Конструкция				фрезы	может быть выбрана			л ю б а я из
существующих,				но, по	н а ш е м у	мнению,	предпочтение

следует отдать фрезам первого вида, та к как они проч нее, технологичнее в изготовлении и точнее остальных.

Теория ж е профилирования всех типов фрез одина-

126

кова. Д л я предохранения от осевого перемещения реек при сборке в выбранной конструкции могут быть пре дусмотрены две полукольцевые шпонки. П р и наличии

таких

шпонок

сборка

(сопряжение)

реек

корпусом

фрезы

в о з м о ж н а

только

направлении,

перпендикуляр

ном

оси

фрезы,

а это

вызывает трудности

запрессов

ки

реек

фрез

первого

типа.

Д л я

этих

фрез

сборку

целесообразно

производить без

шпонок,

вставляя

рейки

с торца

корпуса фрезы. У второго и третьего

типа фрез

сборка с полукольцевыми шпонками значительно проще.

ВЫБОР ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ФРЕЗЫ

Передний и задний углы. Выбор переднего и заднего углов определяется не точностью профилирования, а

маркой и	механическими	свойствами	обрабатываемого
материала .	Оптимальные	величины уе	и ае	оказывают
р е ш а ю щ е е	влияние на р е ж у щ и е свойства			и стойкость

инструмента. Эти углы являются основными геометри ческими п а р а м е т р а м и фрезы. Угол выбирается по об щеизвестным правилам в зависимости от свойств обра


батываемого материала .				З а д н и й	угол	у	незатылован -
ных	фрез	д л я вершинных кромок					рекомендуется
проектировать - равным 15—20°. Такой						увеличенный			угол
диктуется		тем,	что ж е л а т е л ь н о		получить		более		опти
мальные задние			углы на боковых р е ж у щ и х					кромках .
Д л я	этих	фрез	задний	угол	практически			ограничен

только износостойкостью и прочностью р е ж у щ е й части.

Диаметр фрезы, количество зубьев и заходов. На ружный диаметр незатылованной червячной фрезы яв ляется одним из в а ж н ы х конструктивных параметров . От правильного выбора диаметра зависит возможность


размещения	необходимого		количества		зубьев		(реек)
фрезы, прочность самих реек, толщина					перемычек меж
ду пазами корпуса		фрезы,	диаметр	под		оправку.
Н а р у ж н ы й	диаметр фрезы в расчетном					сечении	ор=0°
берется равным н а р у ж н о м у диаметру					основного		червя
ка. Д и а м е т р	фрезы	необходимо брать			к а к	можно	боль
ше, полностью используя мощность				станка. Ч е м больше

диаметр фрезы, тем больше можно принять количество реек, что улучшает чистоту о б р а б а т ы в а е м о й поверхно сти, тем меньше получается угол подъема витка основ ного червяка, что уменьшает разницу в углах резания с

левой и правой сторон зуба фрезы, тем большим можно запроектировать диаметр под оправку, увеличивая же сткость оправки .

Поэтому н а р у ж н ы й диаметр De сборных незатылованных фрез д о л ж е н быть не менее чем на 10—30 мм больше рекомендуемых диаметров дл я стандартных за-

тылованных фрез	одинакового модуля или	размера
зубьев.
Окончательно	диаметр и число зубьев	выбирают

после предварительного прочерчивания фрезы, конст руктивной увязки размеров сопрягаемых деталей и

проверки	угла	t i , подъема витка на среднем		расчетном
диаметре .
Количество		зубьев фрезы принимается в пределах
10—1-4. Угол t i д о л ж е н быть не более			5—6°	независимо
от числа	заходов фрезы. Б о л ь ш е угол		t i брать не ре

комендуется из-за большой разницы углов резания на

левой	и правой	р е ж у щ и х кромках	зуба	фрезы,	та к как
рейки,	а следовательно, и стружечные канавки				прямые .
Число	заходов	у незатылованных	фрез	может быть

любым .

Диаметр под оправку и длина фрезы. В последнее время появилась тенденция к увеличению диаметра под оправку и длины рабочей части .фрезы. Чем больше диа метр оправки, тем она жестче. При конструировании сборной фрезы, нужно максимально использовать тело корпуса фрезы и выбрать дл я конкретного случая мак симально возможный стандартный диаметр оправки.

Рабочу ю длину фрезы или рабочее количество вит ков фрезы следует выбирать из условия, полного ис пользования осевого перемещения ' инструмента на станке.

Конечный угол стачивания зуба фрезы. При выборе конечного угла стачивания \pK нужно руководствоваться следующим: длина зуба у основания после последней

переточки д о л ж н а быть примерно равна	0,8—1,0 общей
высоты зуба фрезы. Пр и дальнейшем	стачивании зуб

под действием усилий резания может обломиться. Угол •фк либо выбирают конструктивно при предварительном вычерчивании фрезы, либо определяют по формуле .

Расчетная	толщина зуба (шлица).	Д л я сборных не
затылованных	фрез расчетная толщина	зуба (шлица) В
д о л ж н а быть	S = Я г м п + О . б д .
	S = Я г м п + О . б д .

128

Согласно	рекомендациям	[9]	д л я	обычных		затыло
ваниых фрез при расчетах
	B = S m i n - f - 0 , 2 5 A )
где Д — допуск на толщину шлица .
Мы считаем, что величину В при расчетах					необходи
мо брать в	середине поля допуска на толщину					шлица,
хотя профиль зуба фрезы, прошлифованный					аппрокси
мированным	кругом, дает утолщение			шлица	(размер В а
см. на рис.	36).. Изготовление		незатылованной			фрезы
и особенно	сборка ее могут	сместить		р е ж у щ у ю		кромку

в ту или другую сторону от винтовой поверхности ос

новного	червяка	или, вернее, от середины	поля допу
ска на	толщину	шлица . П р и б а в л я я еще	возможную

разбивку профиля шлица, которая всегда уменьшает толщину шлица, и применяя рекомендации [9], можно

выйти

за

пределы

поля

допуска.

Испытания сборных

фрез

подтвердили

правильность этого положения .

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ

РАСЧЕТА

ПРОФИЛЯ

ЗУБЬЕВ

ФРЕЗЫ

Пусть

необходимо

спроектировать

фрезу

д л я

обра

ботки

шлицевого

валика

размером

6 X 3 2 x 4 0

S3 JI

(ГОСТ 8027—60), профиль которого показан

на рис . 50 .

М а т е р и а л

валика

—

сталь 45,

твердость

НВ

210—240.

В ы б и р а е м конструкцию фрезы первого типа. Прини

маем

передний

угол

при

вершине уе=0°,

задний

угол

при

вершине а е = 1 5 ° ,

н а р у ж н ы й

диаметр

фрезы

рас

четном

сечении

при

ip = 0°

(т. е. у

новой,

не

переточен

ной фрезы) Д . = 100

мм, число зубьев

z u = 1 0 ,

число

за

ходов

/ = 1 , фреза

правозаходная . После

прочерчивания

профиля назначаем диаметр под оправку

d = 32 мм. По

следовательность

расчета

приведена

в табл .

15.

Определение

погрешности

аппроксимирования

Д а .

В результате замены теоретического осевого профиля круга дугой окружности и последующего ш л и ф о в а н и я этим кругом технологического червяка произойдет ис к а ж е н и е профиля последнего, следовательно, и профиль зуба фрезы получит соответствующую погрешность.

Д о к а з а н о ,		что эта	погрешность (в		случае	установки
круга	с углом перекрещивания			осей	круга	и	червяка
Х = т )	будет	примерно	р а в н а погрешности			от	замены
нормального		профиля	основного	червяка фрезы			Др,0 's .

129

	Определяемый параметр и расчетная формула
	Параметры	шлицевого		валика
1	Расчетная толщина	зуба	шлица:
	В = б т т +		0,5Д6 .
2	Расчетный наружный диаметр			шлицевого
	валика
	de = dmах
3	Расчетный диаметр впадин шлицевого вала
	^• = djmin + 0,25Ad( -
4	Высота профиля зуба шлица
		de — dt

5Радиус начальной окружности валика

6Угол профиля шлица (см. рис. 17)

TPo-arcsm g / ?

7 Основной червяк фрезы

Нормальный шаг фрезы

2nR

t n - h -

8	Толщина витка основного червяка по началь
	ной прямой в нормальном сечении
		S n =	in —		2y0R
9	Расчетная	высота		профиля зуба		фрезы
	(от начальной		прямой)
		h =		R - r t
10	Средний расчетный радиус фрезы
		•Rcp.p —		2Re	— h
		•Rcp.p —			2
11	Угол подъема витка на среднем					расчетном
	радиусе
		г		' п
		sin TJ,		= — —
				2 к /\ср. р
12	Осевой шаг зубьев			фрезы
		to =		in
		to =		COSTx
				COSTx
13	Толщина	витка основного червяка по на
	чальной прямой в осевом сечении
		s		S n
		OQ		COS T j
14	Винтовой	параметр

•to

Р2 л

Т а б л и ц а 15

Результат

В = 9,9175 мм

de = 39,95 мм

di = 32,15 мм

h± = 3,9 мм

R= 19,675 мм

у0 = 14°35'53"

/п = 20,603611 мм

S n = 10,577861 мм

/ г = 3 , 6 мм

Яср.Р = 48,2 мм

т х = 3°54'5"

t0 = 20,651460 мм

S 0 = 10,602426 мм

р = 3,286782 мм/рад

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 / 1513 14 15 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ