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

сителыю кратковременный ее контакт с заготовкой, впадину обрабатывает большое число зубьев фрезы, и это позволяет ве­ сти обработку на подачах, превышающих подачи применяемые при зубофрезеровании стандартными червячными фрезами.

2. СХЕМА РЕЗАНИЯ ПРИ ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИИ НОВЫМ МЕТОДОМ

Рассмотрим процесс врезания фрезы в заготовку от начала контакта до получения впадины полного профиля.

На рис. 8 точки Оо, Оь 0 2 и т. д. условно изображают по­ следовательные положения оси вращения головки, .причем рас­ стояния 0 o0 i= 0 i0 2 = ... = s.

Пусть в рассматриваемый момент ось вращения головки занимает положение 0 0, а вершинные кромки зубьев фрезы описывают дугу ВаА0 и начинают касаться заготовки в точ­ ке Ао. Дуга В0Ао, вообще говоря, будет огибающей семейства кривых, описываемых вершинными кромками зубьев фрезы ■при ее вращении вокруг своей оси и оси вращения головки.

После одного оборота заготовки этот же ее участок подой­ дет к зубьям фрезы, но ось вращения головки будет занимать новое положение Оі, вершинные кромки зубьев фрезы будут описывать дугу ВИ / и врежутся в тело заготовки по торцу на величину А0Аі.

После следующеего оборота заготовки рассматриваемый

40

участок снова подойдет к зубьям ф,резы, ось вращения головки занимает положение 0 2, а вершинные кромки зубьев фрезы дугу В2А 2 'и за данный оборот углубляется еще на величину А іА2 и т. д., пока впадина на торце не будет прорезана на пол­ ную глубину А0А7.

Вертикальное перемещение головки за время поворота ее

Благодаря этому относительно рассматриваемого участка фреза перемещается по вертикали как бы скачками, которые происходят после каждого оборота заготовки.

В соответствии с этим можно выполнить графическое по­ строение, наглядно показывающее постепенное углублениефрезы по торцу в тело заготовки (рис. 9).

В основу построения положим следующее исходное положе­ ние: в произвольном сечении, параллельном торцу заготовки и пересекающем дугу контакта, производится обкатка так же, как и при работе однозубой гребенкой. Следы, которые остав­ ляют зубья фрезы при вращении самой фрезы и головки в не­ подвижной плоскости, совпадающей с любым из таких сечений (например Л7 С7, рис. 8 ), соответствуют движению гребенки, находящейся в зацеплении с заготовкой.

В этом сечении движение совершается в направлении, па­ раллельном проекции оси фрезы на плоскость А-С-,. Каждому сечению, в котором производится обработка, соответствует оп­ ределенный профиль рейки. В сечении Л7 С7 происходит окон­ чательное прорезаиие впадины, поэтому профиль рейки в этом сечении должен соответствовать профилю зуба фрезы.

В сечении ЛоЛ7 обработка впадины только начинается. После первого оборота заготовки зубья фрезы врежутся на

глубину А аАі, прорезав контур ДіД/дбі. После второго оборо­ та заготовки зубья фрезы прорежут контур D2 E2 F2 G2 и т.д., по­ ка впадина не будет прорезана на полную глубину.

Профиль впадины для любого промежуточного сечения мо­ жет быть получен графическим построением. Для построения

41

Здесь N —номер сечения.

Максимальный угол контакта фрезы с заготовкой в данном случае, а также при работе с относительно небольшими пода­

Приведенное на рис. 9 построение показывает постепенное углубление фрезы по торцу в тело заготовки, т. е. показывает сечения срезов, снимаемых зубьями фрезы за каждый оборот заготовки в плоскостях, перпендикулярных направлению зуба колеса. Оно выполнено при следующих данных: /?Г=<Ю0 мм; т —>10 мм; h=2,2-tn\ cp=3'8°40/; s = 9 мм/об.

По формуле (8 ) определяется максимальное значение угла

42

контакта фрезы с заготовкой, т. е. то его значение, которое он принимает в момент 'полного врезания фрезы.

Вообще же величина угла ср в процессе обработки не оста­ ется постоянной, От оборота головки (первого), на котором происходив касание зубьями фрезы торца обрабатываемого колеса, к каждому последующему обороту угол контакта ср возрастает от.нуля до какой-то определенной величины.

Характер изменения угла <р, а также определение его вели­ чины для периода врезания, периода установившегося резания и периода выхода фрезы различны. На характер изменения уг­ ла ср влияет также величина отношения длины врезания к ши­ рине обрабатываемаго колеса, которая -можетбыть 1 ^ L / B > 1 .

Рассмотрим этот вопрос подробнее. В случае когда Ь > В значение угла'ф возрастает в течение первых B /s от Начала об­ работки оборотов заготовки, т. е. от момента касания зуба фрезы с заготовкой в рассматриваемой впадине на первом ее обороте (точка /1 і) до момента начала касания зубьями фрезы нижнего ее торца (точка Аз). За это время ось вращения го­ ловки переместится из положения Оі в положение Оз (рис. 1 0 ). В этот период

Ф='рі—ß

На первом обороте заготовки

•где s / z — часть величины подачи на оборот заготовки, прихо­ дящаяся на один ее зуб, а п — номер обрабатываемой впади­ ны, для которой определяется угол ф.

На последнем из B /s обороте заготовки будем иметь

Таким образом, в течение первых B /s оборотов заготовки угол ß остается постоянным

ß=arccoS ß-

43

44

На п осл едую щ и х L/s о б о р о т а х заготовки ср убы вает о т с в о е ­

иной вид.

Принимая по-прежнему за начало отсчета N положение оси вращения головки в точке Оі, для начальных из L/s оборотов заготовки, т. е. для оборотов головки, совершающихся за вре­

В случае, когда B ^ L (рис. .И) угол ф возрастает в тече­ ние первых L/s от начала обработки оборотах заготовки, т. е. за время перемещения оси вращения головки от начального положения на расстояние равное L.

На первом из L/s обороте заготовки значение ф определя­

своего максимального значения.

На последующих B/s оборотах заготовки, при B = L , ф убы­ вает до нуля и 'его величина определяется по формуле (1 2 ).

•При угол ф, достигнув своего максимального значе-

45

лия, сохраняет его в течение последующих B /s—L/s оборотов

заготовки, а затем характер изменения ср становится таким же, как и при В = Ь .

Максимальное значение угла ф при В ^ Ь можно опреде­ лить также следующим образом. Из рис. 'Г1 имеем

46

откуда

Путем несложных преобразований формула ('13) приводит­ ся к виду (8 ). На самом деле

о т к у д а

cp=arccos ( 1 — ^ )

Необходимо отметить, что по формулам (8 ) и (13) значе­ ние угла <р определяется с достаточной точностью, но прибли­ женно, так как при их выводе предполагалось, что в период установившегося резания общий слой, срезаемый зубьями фре­ зы, начинается от дна впадины. Фактически же он начинается от поверхности резания на предыдущем обороте заготовки (т. е. в точке B t, а не и точке Вік, рис. 11). За счет этого ср уве­ личивается на некоторую величину ср', которую можно опреде­ лить по формуле

Они состоят из профилей сечений срезов, снимаемых отдельны­ ми зубьяіми.

Профиль этих сечений, вообще говоря, может быть раз­ личным. Он будет зависеть от профиля зубьев фрезы, т. е. от примятой схемы деления общего припуска.

Фреза, профиль зубьев которой представляет собой равно­ бокую трапецию с определенным профильным углом, дает схему деления припуска, показанную на рис. 1 2 , а.

47

Здесь каждый зуб фрезы работает тремя режущим« кром­ ками. Одновременная работа всех режущих кромок создает, как известно, неблагоприятные условия для схода стружки, особенно «а участках боковых режущих кромок, примыкаю­ щих к вершине зуба.

Усадка стружек, снимаемых этими участками, в 'несколь­ ко раз выше, чем усадка стружек, снимаемых другими участ­ ками режущих кромок. Увеличенная деформация срезаемых слоев приводит к росту оил резания, температуры, повышен­ ному износу зубьев фрезы и к снижению ее стойкости.

Поэтому применение такой схемы деления припуска, осо­ бенно при обработке колес значительных модулей из пла­ стичных металлов, будет нежелательным.

Лучших результатов можно ожидать от применения схе­ мы деления припуска, показанной на рис. 12, б. Ее можно по­ лучить, используя фрезу, у которой боковые режущие кромки через зуб занижены. Зубья такой фрезы режут или только

стружек, эта схема может обеспечить также получение более равномерного припуска под чистовую обработку, если зубья фрезы выполнить с неодинаковыми профильными углами.

Таким образом, если учитывать только условия стружко-

48

образования, то можно сделать вывод, что оптимальной будет последняя схема деления припуска (рис. 12, в). В наиболее тяжелых условиях окажутся режущие кромки зубьев фрезы, если будет принята схема деления припуска, показанная на рис. 1 2 , а.

Приведенный вывод является очевидным, но, тем не ме­ нее, он требует экспериментальной проверки. Кроме того, не­ обходимо учитывать и другие факторы, в частности, если принять во внимание сложность изготовления и заточки фрез, то наиболее выгодной оказывается первая схема деле­ ния припуска, так как фреза для ее осуществления техноло­ гически наиболее проста.

4. Заказ 1826