книги из ГПНТБ / Иноземцев Г.Г. Обработка цилиндрических зубчатых колес фрезерными головками методом непрерывного деления

равку фрезы, а тензодатчики для определения усилии отжатпя заготовки — на специальный упругий элемент 11, один конец которого жестко закреплен на задней стойке станка, а второй упирается в диск 12, установленный и выверенный на столе станка вместе с заготовкой.

Датчики тарировались непосредственно на станке стати­ ческим нагружением. Данные тарировки записывались с по­ мощью приборов, которыми пользовались при экспериментах.

На основании тарировочных графиков производилась рас­ шифровка осциллограмм. При проведении экспериментов периодически (после каждой серии опытов) тарировка повто­ рялась.

2. КОНСТРУКЦИИ ФРЕЗ

При проведении испытаний чернового зубонарезания при­ менялись фрезы с прямолинейными режущими кромками.

Обработка стальных зубчатых колес велась фрезами, осна­ щенными твердыми сплавами Т5К10 и Т15К6, а при обработ­ ке колес из чугуна применялись фрезы, оснащенные сплавом

ВК8.

При зубофрезеровании колес модулей 3 — 5 мм с числом зубьев более 40, т. е. когда эвольвентный профиль окончатель­ но обработанных зубьев имеет сравнительно малую кривизну, применялись фрезы, профиль зуба которых представляет со­ бой равнобокую трапецию с углом профиля 20°.

Рис. 32

120

что позволяет не выдерживать точно размер по длине ножа при заточке.

Конструкция этих фрез обеспечивает также быструю за­ мену чрезмерно затупившихся ножей при соблюдении перво­ начальной точности установки всего комплекта ножей (без переточки остальных), а также жесткость ножей и корпу­ са фрезы.

А-А

Изготовление корпусов фрез и ножей особых технологиче­ ских трудностей не представляет. Пайка твердосплавных пла­ стин к ножам осуществляется на установке т. в. ч. Корпус фрезы состоит из двух основных деталей — ступицы с флан­ цем 1 и базового кольца 2. Материал обеих деталей — сталь 40Х, после термообработки им сообщается твердость HRC 30—35.

Базовое кольцо имеет восемь торцовых открытых пазов, в которых помещаются ножи. Оно устанавливается на ступице и скрепляется с фланцем призонными болтами 3. Дополни­ тельно базовое кольцо относительно ступицы фиксируется четырьмя штифтами 7.

Для установки ножей в размер и закрепления их фреза одевается на оправку и устанавливается в центрах.

Регулирование ножа в размер по наружному диаметру производится винтом 6, который своей конической поверхно-

122

стью упирается в скошенную часть торца ножа, а проверяется индикатором с ценой деления 0,005 мм. Окончательно ножи закрепляются с помощью винтов 9 и клиньев 8.

При обработке колес модулей более 5 мм во избежение проявления вибраций, которые могут быть вызваны возраста­ нием периметра срезаемых стружек и возрастающими, в связи •с этим, усилиями резания, применялись фрезы, у которых в один ряд поставлены чередующиеся между собой ножи с раз­ ными углами профиля. Такие фрезы применялись также при обработке колес с числом зубьев менее 40 для получения более равномерного припуска под чистовое зубонарезание. Зубья этих фрез разбиты на секции. Каждая режущая секция состоит из двух ножей, их профили вписываются касательны­ ми к профилю обрабатываемых зубьев (рис. 34). При этом весь периметр срезаемой стружки делится на пять частей.

Необходимо отметить, что при применении фрез с зубьями разбитыми на секции при сохранении постоянства подачи и числа оборотов головки увеличивается толщина стружки, срезаемой каж­ дым зубом. При этом на­ грузка на .нож увеличи­ вается, но давление реза­ ния снижается.

С другой стороны, но­ жи несколько разгружа­ ются за счет сокращения ширины стружек, срезае­ мых каждым ножом.

Величины углов про­ филей ножей зубьев аі и СС2 зависят от числа зубь­ ев нарезремого колеса и не зависят от модуля,так

как впадины зубьев колес с одним углом зацепления и с раз­ ными модулями, но с одним числом зубьев подобны.

Углы профилей аі и а.%определялись путем прочерчивания впадины обрабатываемого колеса и профилей зубьев фрезы.

Так, для обработки колеса с числом зубьев 30 утлы профи­ лей зубьев фрезы щ = 15°, аг = 28°.

123

Кроме фрез, режущие секции которых состоят из двух но­ жей, испытывались фрезы, у которых боковые стороны ножей зубьев одного ряда через зуб занижены. У этих фрез зубья одного ряда состоят из двух режущих секций, а количество ножей в секции равно половине числа зубьев ряда. Одна из режущих секций обрабатывает одну боковую сторону зуба и дно впадины, вторая — дно впадины и вторую боковую сторо­ ну зуба.

Таким образом, применение этих фрез, так же как и фрез с разными углами профиля ножей, обеспечивает сокраще­ ние ширины срезаемых стружек и этим самым облегчаются условия резания. Использование их для обработки колес с малым числом зубьев не обеспечивает равномерного припуска под чистовое зубонарезание, однако эти фрезы перед фрезами с разными углами профиля ножей имеют одно очень важное преимущество.

Уфрез с разными углами профиля один из ножей режущей секции снимает стружки только боковыми режущими кромка­ ми и, при прочих равных условиях, периферийная кромка дру­ гого зуба каждой режущей секции будет снимать срезы боль­ шей толщины. Во избежение перегрузки периферийных кромок необходимо снижать подачу или скорость вращения головки с тем, чтобы максимальная толщина срезаемых слоев не превы­ шала допустимой, а это приводит к снижению производитель­ ности обработки.

Уфрез с заниженными боковыми сторонами периферийные кромки всех зубьев участвуют в обработке. Увеличение же толщины среза, снимаемого боковой режущей кромкой, про­ исходящее за счет исключения из обработки режущей кромки

предыдущего зуба, не вызовет ее перегрузки, так как согласноформуле (15') эта толщина среза меньше толщины среза, снимаемого периферийной режущей кромкой.

Если учесть еще и то, что обработка со снятием стружек малой толщины и чрезмерное измельчение стружек также не желательны, то увеличение толщины стружек, снимаемых боковыми режущими кромками ножей этих фрез, является даже полезным.

При испытаниях варианта многозаходной обработки ис­ пользовались фрезы с одним рядом зубьев. В этом случае две или три фрезы одевались на оправку, а расстояние между ни­ ми в осевом направлении выдерживалось с помощью колец.

124

3. К О Н С Т Р У К Ц И И г о л о в о к

Для осуществления зубонарезания данным методом стан­ ки оснащались специальными головками.

На рис. 35 представлен чертеж одной из них. Головка со­ стоит из корпуса 21, к которому с одной стороны тремя шпиль­ ками 24 и гайками 25 крепится фланец с коническим хвосто­

стовик 9. В корпусе 21 и фланце 28 расточены два отверстия для установки конических роликоподшипников 19 и 27, на ко­ торых монтируется вал-оправка 22, служащая для установ­ ки фрезы.

Во внутренней расточке хвостовика 9 смонтирован привод

который в свою очередь укреплен в расточке корпуса подшип­ ника 8.

Головка в сборе с фрезой устанавливается на зубофрезерном стайке. Конический хвостовик фланца 28 заводится в ко­ ническое отверстие шпинделя станка и затягивается тягой. Корпус подшипника 8 поверхностью А устанавливается на по­ садочную поверхность фрезерного суппорта (вместо корпуса подшипника оправки фрезы) и закрепляется с помощью бол­ тов и прижимных планок.

При работе фреза получает привод от отдельного элёктродвигателя, устанавливаемого на специальном кронштейне, за­ крепленном на фрезерном суппорте станка.

Передача с вала двигателя на вал 10 головки осуществля­ ется посредством клиноременной передачи (рис. 30).

Конструктивные размеры данной головки позволяют вести обработку зубчатых колес данным методом на станке 5Е32 или

На рис. 36 приведен чертеж другой головки. Ее конструк­ ция и размеры позволяют вести обработку зубчатых колес на станке 5327 тремя фрезами с одним рядом зубьев, с макси­ мальным наружным диаметром 120 мм.

125

126

Рис. 35

127

Р и с. 36

Головка состоит из корпуса 19 и фланца с коническим хво­ стовиком 22, которые скрепляются болтами 20 и гайками 21.

В корпусе 19 и фланце 22 выполнены расточки. В расточ­ ках корпуса на роликоподшипниках 28 смонтированы повод­

Фрезы крепятся на оправках 38, которые пропускаются че­ рез осевые отверстия втулок 34 и заводятся в отверстия повод­ ков. Установка фрез в одной плоскости осуществляется с помощью колец 33, а их закрепление на оправках — с помо­ щью гаек 32.

К корпусу 19 посредством шпилек 12 и гаек 11 прикреплен хвостовик 9, во внутренней расточке которого смонтирован привод фрез. Он состоит из приводного вала 13, сидящего па подшипниках 8 и 10, и зубчатых колес 14 и 26. Ведущее ко­ лесо 14 посажено на вал 13 на шпонке 15 и закреплено на нем гайкой 17 и контршайбой 16. Колеса 26 посажены на хвостовики поводков 30 на шпонках 25 и закреплены гайка­ ми 23 и контршайбами 24. На хвостовик 9 напрессован шари­ коподшипник 6, который в свою очередь-укреплен в расточке корпуса подшипника 7. Крепление головки на станке осуще­ ствляется с помощью конического хвостовика фланца 22, ко­ торый заводится в отверстие шпинделя и затягивается тягой, и корпуса подшипника 7, который поверхностью А устанавли­

Стальные зубчатые колеса обрабатывались фрезами, осна­ щенными твердыми сплавами Т5КЮ и Т15К6, а чугунные — ВК8. Для выявления режущих свойств инструмента в первую очередь был изучен характер износа зубьев фрез и установлен критерий их затупления, а затем исследовано влияние различ­ ных факторов на стойкость фрез. Наблюдения за работой инструмента показали, что при обработке зубчатых колес дан­ ным методом твердосплавными фрезами имеет место, главным образом, механический износ.

128

Износ зубьев происходит преимущественно по задним по­ верхностям. Наибольший износ наблюдается по уголка-м в ме­ сте сопряжения вершины зуба с боковыми сторонами (рис. 37). Он примерно в 1,5 раза больше износа по вершине п в 2—3 раза больше износа задних поверхностей боковых сторон зу­ бьев. Износ зубьев по передней поверхности незначительный; в месте контакта срезаемых стружек с нею появляется лишь серебристая полоска. Увеличенный износ вершин зубьев фре­ зы по сравнению с износом их боковых сторон можно объяс­ нить большим различием в толщине срезаемых стружек. При­ чиной наибольшего износа в месте сопряжения вершины зуба с боковыми сторонами, очевидно, является стесненное стружкообразованйе и сравнительно плохой отвод тепла.

Р и с. 37

Измерение величины износа производилось микроскопом МПБ-2 с 24-кратным увеличением.

Предварительными опытами было установлено, что при фрезеровании стальных колес работа фрезы становилась не­ спокойной и появлялись вибрации при достижении максималь­ ной величины износа й= 1,3—1,5 мм, при обработке колес из чугуна эти же явления наблюдались при Ъ— 1,8—2,0 мм. Поэтому в качестве критерия затупления фрез при обработке