книги из ГПНТБ / Вульф А.М. Резание металлов

ния вдоль оси (подачи) профилируют зубья колеса, которые имели бы точный эвольвентный профиль, если бы зубья фрезы имели точную трапецеидальную форму с прямыми боковыми кромками.

Однако вследствие винтового расположения канавок боковые кромки зубьев фрезы не получаются точно прямыми, кроме того профиль зуба фрезы искажен от затылования, закалки или за­

канавки вдоль оси червяка (рис. 216, а), можно получить прямые боковые кромки зубьев, как у гребенки, но при этом ввиду на­ клонного расположения ниток правые кромки ab будут иметь острые углы резания, а левые cd — тупые; следовательно, левые кромки будут работать в тяжелых условиях. Это обстоятельство и заставляет прорезать канавки не вдоль винта, а перпендику­ лярно его виткам (рис. 216, б) и, кроме того, устанавливать ось

к плоскости торца колеса. В этом случае в процессе работы полу­ чаем прямые углы резания (б = 90°).

Все же при резании зубья червячной фрезы нагружены не­ равномерно. На отдельных центральных участках они перегру­ жены, на других загружены мало. Только 1,5—2 витка работают отдельными участками, и притом большая часть периметра зубьев не режет металл, а истирает его.

Для улучшения работы фрезы применяется корригирование: занижается высота зубьев, начиная с центральных (рис. 217,а). При этом периферийные кромки зубьев располагаются не на цилиндре, а на параболической кривой, которая профилируется при затыловании. Параболическая фреза, спроектированная для обработки зубчатого колеса с определенным числом зубьев, не

с винтовыми зубьями. Одно колесо служит режущим инструмен­ том. При обкатке такой зубчатой пары происходит относительное скольжение боковых поверхностей зубьев (движение резания).

360

а]

б)

Рис. 217. Составные червячные фрезы

имеет профиль зубчатой рейки. Заготовка / получает два движе­ ния — вращение вокруг своей оси и продольное перемещение вдоль оси фрезы 2. Длина фрезы несколько превышает длину

Рис. 218. Схема зуботочения

делительной окружности обрабатываемого колеса, что дает воз­

361

быстрое ^затупление или выламывание зубьев. Требованиям на­ дежности крепления зубьев, жесткости и простоты конструкции удовлетворяет фрезерная головка с клиновидными ножами (рис. 220, а). Ножи плотно закрепляются с помощью планок и винтов, причем для компенсации износа предусмотрены зазоры между ножами и дном впадин. Недостатком головки является необходимость снимать после затупления для переточки всю головку целиком, что связано со значительной потерей времени.

Другая разновидность плотного крепления ножей клиньями, выполненными в виде цилиндрических втулок со скосами под определенным углом, представлена на рис. 220, б. Здесь дана типичная торцевая головка е напаянными на ножах пластинками твердого сплава. Возможна заточка ножей отдельно от головки или вместе с ней в собранном виде. В первом случае после заточки все ножи устанавливаются по следу первого зуба. Для точной установки ножей предусмотрена регулировка их положения установочными винтами.

Фрезерные головки с раздельной заточкой ножей обладают следующими преимуществами: имеется возможность применять очень крупные головки (D > 300 мм) при наличии универсаль­ ного заточного оборудования; снижается время заточки комплекта ножей и повышается ее качество; уменьшается количество кор­ пусов головок, находящихся в обращении, и повышается срок их службы, так как заточка фрезы в собранном виде нередко приводит к повреждению ее корпуса.

Эти головки имеют и недостатки: например, установка ножей ио следу, образованному на поверхности обрабатываемой детали первым из закрепленных ножей, требует определенных навыков и тщательности, иначе биение зубьев фрезы достигнет недопусти­ мых величин; конструкция головки несколько усложняется и требуется повышенная точность изготовления отдельных деталей, особенно при регулировке положения ножей во время их уста­ новки.

В литературе указываются приспособления для заточки фре­ зерных головок непосредственно на фрезерном станке, чтобы свести к минимуму биение зубьев инструмента.

При отмеченных недостатках имеются и серьезные преиму­ щества у головок со съемными и раздельно затачиваемыми но­ жами, и этим можно объяснить их широкое распространение.

С целью повышения производительности и экономичности инструмента начали применять фрезерные головки с ножами, оснащенными многокромочными поворотными пластинками твер­ дого сплава (иногда с минералокерамическими пластинками). На рис. 221 представлена подобная головка с механическим креплением твердосплавных пластинок к ножам. В настоящее

363

На рис. 222, а изображена другая головка с дисковыми ножами, показавшая хорошие результаты. Ныне начали применять подоб­ ные фрезы с самовращающимися резцами (рис. 222, б).

Необходимо подчеркнуть большое преимущество разъемного

пайки). В этом случае отсутствуют трещины и другие недостатки, связанные с процессом пайки, в результате чего стойкость инстру­ мента повышается. Ускоряется заточка пластинок, осуществляе­ мая целым пакетом отдельно от корпуса и упрощаются их уста­

новка, закрепление, смена и регулировка. Имеются и недостатки. Например, невозможно полное использование пластинок, так как около половины длины их должно быть оставлено для надежного закрепления в корпусе; необходима точная подгонка опорных плоскостей пластинок и соответствующих гнезд в корпусах; несколько усложняется конструкция и потому повышается стои­ мость инструмента.

Геометрия зуба торцевой фрезы аналогична геометрии эле­ ментарного резца (рис. 223). Здесь также отмечаются углы по­

365

ствительные углы а, у измеряются в плоскости, нормальной глав­ ной режущей кромке. Поэтому зависимость между углами, изме­ ренными в разных сечениях зуба фрезы, определяются по извест­ ным формулам для резца.

В заключение рассмотрим своеобразную фрезерную головку 3 (рис. 224, а) со вставленными в нее клиновидными резцами 1, которыми нарезается коническое колесо с дуговыми зубьями (рис. 224, б). Правильный эвольвентный профиль зуба кониче­ ской шестерни получается обкатыванием нарезаемой шестерни 5

Рис. 224. Зуборезная головка для нарезания конических колес с круговым зубом

по воображаемому плоскому лобовому колесу 4, зуб которого представляет собой движущийся резец 1. Этот принцип нарезания конических шестерен положен в основу соответствующего станка. Здесь резцовая головка 3 вращается и одновременно поворачи­ вается вокруг оси 00 мнимого лобового колеса, воспроизводя зацепление последнего с коническим колесом, и в результате будут нарезаны зубья на вращающейся заготовке.

Резцы головки устанавливаются по радиусу, обеспечива­ ющему надлежащую кривизну нарезаемых зубьев. Одна половина резцов обрабатывает профиль выпуклой стороны зуба, а другая — вогнутой. Для получения необходимого развода между наружным и внутренним резцами головки под каждый резец / подкладывается пластинка 2 (рис. 224, а) соответствующей толщины.

83.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

При фрезеровании инструмент вращается вокруг своей оси,

фрезы в мм; п — число оборотов фрезы в одну минуту.

366

Одновременно обрабатываемая деталь перемещается посту­ пательно со скоростью подачи sM (в мм/мин) или на один оборот фрезы s (мм/об), или за время поворота фрезы на один - зуб sz (мм/зуб). Различают встречное и попутное фрезерование. В первом случае фреза вращается против направления подачи (рис. 225, а), во втором — направление вращения фрезы и подачи совпадают (рис. 225, б).

Для повышения производительности иногда рекомендуют ком­ бинированное фрезерование — черновое по ходу подачи и об­ ратно — чистовое встречное фрезерование.

Очевидно,

мм/зуб,

где г — число зубьев фрезы.

Нагрузка, а следовательно, и стойкость фрезы лучше всего

(рис. 226), соответствующей центральному углу кон­ такта

367

Для упрощения примем кривую ОхС за огибающую для окруж­ ностей, описанных из перемещающегося центра О радиусами фрезы, и будем считать прямую ОВ, проведенную из центра О через точку К, нормалью к кривой ОхС в точке К- Толщина стружки а представляет собой разность между нормалью ОК. и радиусом фрезы. Пусть, например, в некоторый момент при

т — '< ОВ = ^-; cos г|з, = ^ = 1

Т

Так как

sin -фг- = У 1 — cos2^,-,

то

После подстановки значения sin яр,- в уравнение (231) получим

368

Следовательно, мгновенная площадь среза fL (в данный мо­ мент)

равные 0,0316 мм и 1,58 мм2 , не совпадают по величине со средней

Однако разница их значений столь мала, что в практических расчетах ею пренебрегают. Если бы при фрезеровании прямозубой фрезой с режущими кромками, параллельными ее оси, в контакте находился лишь один зуб, в процессе резания были бы резкие колебания размера снимаемой стружки, а тем самым и нагрузки

369