книги / Технология производства и методы обеспечения качества зубчатых колес и передач
..pdfКонструкции и расчет зуборезного инструмента |
571 |
Проектированию червячных фрез сбор ных конструкций должна предшествовать тщательная проработка но созданию новой или выбору уже имеющейся конструкции исходя из технологических возможностей
ееизготовления и требуемой точности.
3.Определить наружный диаметр фре зы da по таблицам, приведенным в ГОСТ
9324-80 или в [8].
Наружный диаметр фрез сборных кон струкций можно также принять по пас портным данным станка, на котором будет выполняться обработка, рассчитав другие конструктивные параметры (размеры зуба, форму и размеры стружечных канавок, величину затылования и др.). С учетом ме
тода крепления зубьев прочерчиванием оп
ределить диаметр |
корпуса инструмента |
Рис. 16.12. Определение конструктивных |
|
элементов червячной фрезы графическим |
|||
(рис. 16.12). |
|
||
|
методом |
У сборных фрез для исключения второ го затылования и обеспечения выхода шлифовального круга при затылованнн зубьев диа
метр корпуса выполняется на 2Ку меньше наружного диаметра фрезы. При углах стружеч ной канавки Q = 25-30° диаметр корпуса фрезы можно приближенно определить по фор муле:
4«,р= da2Ку, Ку = udatg a a/\,2 zw
где Ку и г,, — условная величина затылования и число зубьев фрезы; а„ — задний угол на
вершине фрезы.
Корпус червячных фрез служит для размещения и крепления гребенок или режущих зубьев. Корпусы сборных фрез выполняются из сталей ЗОХ, 40Х, 40ХНМА и др., обеспе чивающих при термической обработке твердость HRG, = 40-45.
Корпус имеет продольные, параллельные оси пазы в количестве, соответствующем числу зубьев фрезы. Ширину паза выполняют равной толщине зуба В, (рнс. 16.13) по 7-му квалитету точности в системе отверстия при закреплении реек в корпусе с помощью конических шайб и крепежных гаек 1 или больше толщины зуба при закреплении реек с помощью клиньев. Точность расположения пазов определяется допустимыми отклоне ниями разности окружных шагов опорных сторон. Эти отклонения регламентированы ГОСТ 9324-80. Пазы для установки затылованных зубьев модулем до 4 мм имеют парал лельные стороны, а для зубьев с т > 4 мм стенку паза, противоположную опорной, как н на зубе, выполняют с поднутрением под углом 5° для гарантированного поджима реек к основанию паза (рис. 16.13). Толщина зуба В, определяется нз условий прочности и при нимается в пределах 7-12 мм. Высота установочной части зуба ht должна быть не менее 10-15 мм. Режущая часть зуба для обеспечения наибольшего числа переточек увеличива ется относительно установочной. Вылет режущей части ограничен прочностью зуба под действием силы резания. Конструктивно величина В2 принимается в пределах 10-16 мм, что обеспечивает 10-18 переточек. Наименьший размер b по вершине переточенного зуба не должен быть меньше 5 -6 мм. Переход от передней поверхности режущей части к державочной оформляется в виде плоскости под углом 30°. Радиус перехода равен 2 -3 мм. Высота зуба по передней поверхности равна полной высоте профиля плюс 2 -3 мм.
Рис. 1 6 .15 . Графическое определение длины шлифованной части зуба и диаметра шлифоваль ного круга
14.Длина шлифованной части отверстия с каждой стороны: 1{ = (0,2-0,3)!.
15.Диаметр начальной окружности для фрез с нешлифованным профилем
d = d a- 2 h aQ-0,5K-,
для фрез со шлифованным профилем
d= da2h„0- (0,25-0,3)К
16. Угол подъема витков фрезы по начальной окружности sin ym0 = nQmn0/d , где п0 — число заходов фрезы, п0 = 1 для чистовых и прецизионных фрез, щ > 1 для черновых фрез.
Таблица 16.2
Величина коэффициента х в зависимости от модуля
Модуль т„, мм |
1-2 |
2 -5 |
5-15 |
15 |
-24 |
X |
13-7 |
5,5-3,5 |
3 -2 |
1.8 |
-1,4 |
Определение размеров профиля фрезы в нормальном сечении
17.Расчетный профильный угол исходной рейки в нормальном сечении а п0 = а„.
18.Модуль нормальный т„0 = тп.
19.Шаг по нормали (между соседними профилями зубьев фрезы) р по = ктп0.
20.Расчетная толщина зуба в нормальном сечении на делительной прямой:
s„o = р„о - s„ — для чистовых фрез;
s„0“ Pno - (s„ + Д$ф) — для черновых фрез, где sn - толщина зуба колеса по дуге дели тельной окружности с учетом необходимого бокового зазора в передаче sa =■кт /2 - Asy\
Конструкции и расчет зуборезного инструмента |
575 |
Д5у — величина утончения зубьев нарезаемых колес для образования бокового зазора после чистовой обработки. Значение Дsy принимается по табл. 16.3;
Д5ф - припуск под последующее чистовое фрезерование (табл. 16.4). Для чистовых фрез Д5,|, = 0.
Таблица 16.3
Величина утончения зубьев нарезаемых колес для образования бокового зазора
т , м м |
11,0 |
1 ,2 5 -2 ,7 5 |
3 ,0 -4 ,2 5 |
4 ,5 -5 ,5 |
6 ,0 -6 ,5 |
7 ,0 -8 ,0 |
9,0 |
10,0 |
As,,, м м |
0 ,08 |
0,09 |
0,10 |
0,11 |
0,12 |
0,13 |
0,14 |
0,15 |
Таблица 16.4
Припуск на толщину зуба под чистовое фрезерование зубчатых колес
ш , м м |
2 - 4 |
4 - 6 |
6 - 8 |
8 - 1 0 |
1 0 - 1 4 |
1 4 -2 0 |
A?,i,. мм |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,5 |
21.Расчетная высота головки зуба чистовой фрезы ha0 = 1,25тпм . Высоту головки зуба черновой фрезы для улучшения условий работы вершин зубьев чистовых фрез целесооб разно делать больше высоты головки зуба чистовой фрезы: ha0 = l,30m„0.
22.Высота ножки зуба фрезы Луо = 1,25тп0.
23.Высота зуба фрезы й0 = h„Q+ h^.
24.Радиус закругления на головке и ножке зуба г, = г2= (0,25-0,3)mn0.
25.Размеры канавки для облегчения шлифования профиля зубьев фрезы (рис. 16.16)
смодулем больше 4 мм принимаются:
йк - 0,5-2 мм; гк= 0,5-1,2 мм; Ьк = 0,4шл0.
26.Шаг по оси между двумя витками р0 = р пo/cos у1я0.
27.Ход витков по оси фрезы Я = П(,ра.
28.Направление витков фрезы правое, если колесо прямозубое или с правым накло
ном зубьев; левое — если колесо с левым наклоном зубьев.
29.Направление винтовых стружечных канавок: при ш = ушо < 4° фрезы могут вы полняться с осевыми (прямыми) и винтовыми канавками; при ш > 4° — только винтовы ми с направлением, противоположным направлению витков фрезы.
30.Осевой шаг винтовой стружечной канавки (подсчитывается только для фрез с винтовыми канавками) pz = nd ctg (û.
31. Угол установки фрезы на станке \|/ = Р + ш, где |
|
||
р — угол наклона зуба на делительной окружности ко |
|
||
леса. Знак (+) берется при разноименных направлени |
|
||
ях витков фрезы и зубьев колеса, знак ( -) — при одно |
|
||
именных. |
|
|
|
Расчеты, связанные с контролем профиля па микро |
ьк |
||
скопе. |
|
||
32. Проекция шага па осевую плоскость (с точно |
|
||
стью 0,001 мм) рх - |
р„о cos ш. |
Рис. 16.16. Размеры канавки |
|
33. Проекция толщины зуба на осевую плоскость |
|||
для облегчения шлифования |
|||
sx - sn0 cos со. |
|
профиля зубьев фрезы |
|
576 |
Глава 16 |
34. Размеры профиля зубьев фрез по передней поверхности (у черновых фрез с поло жительным передним углом уа):
1) высота головки зуба
Лео..- W cos ув;
2) полная высота зуба
hQ„ = ha/c osy„;
3) угол профиля зуба
tga|, = tga„oCosYfl.
35. Углы правой и левой сторон профиля в осевом сечении затыловаииых зубьев чис товых червячных фрез рассчитываются по формулам:
для правой стороны профиля
ctg a iup = ctg a x0 + KZQ/P P
для левой стороны профиля
ctg а хлсв = ctg a ifl ± KzQ/p 2,
где z0 — число зубьев фрезы; К — величина затыловаиия.
Верхний знак в формулах — для правых фрез, нижний — для левых; ctg a i0 = ctg a cos ю,
где a — угол профиля.
36.Остальные элементы конструкции фрезы выбираются по ГОСТ 9324-80 или из конструктивных соображений.
37.По ГОСТ 9324-80 определяются допуски на все элементы червячной фрезы и тех нические требования к ее изготовлению.
Особенности расчета червячных фрез для нарезания колес под шевингование. Об щие сведения. Фрезы для получистовой обработки колес, подвергаемых шевингованию, отличаются от червячных фрез общего назначения модификацией профиля. Цель моди фикации — обеспечить такое распределение припуска на боковой поверхности зуба наре заемого колеса, которое создавало бы оптимальные условия для работы шевера.
Известны и применяются для различных случаев несколько модификаций. Для колес
смодулем от 1 до 12 мм наиболее широкое распространение получила модификация, по казанная на рис. 16.17 и характеризующаяся наличием усиков (протуберанцев) на головке зуба рейки и фланка (утолщение) на ножке.
В результате обработки такой фрезой зубья имеют небольшое подрезание у основа ния и срезание на головке (рис. 16.18). Подрезание зуба исключает из резания вершину зуба шевера и тем самым устраняет возможность заклинивания его зубьев во впадине зубьев колеса, а срезание головки устраняет образование на ней заусенцев во время ше вингования. Фрезы под шевингование по сравнению с чистовыми имеют толщину зуба, уменьшенную на припуск под шевингование Aslu (табл. 16.5).
Технические требования на червячные фрезы с модифицированным профилем соот ветствуют ГОСТ 9324-80, а допустимые отклонения модифицированного профиля при ведены в табл. 16.6.
Для расчета фрез под шевингование [1, 6] требуется знать дополнительные сведения
опередаче, в которой будет работать нарезаемое колесо:
1)число зубьев сопряженного колеса z2;
2)межосевое расстояние в передаче awl2:
Конструкции и расчет зуборезного инструмента |
577 |
Рис. 16.17. Формы модификации профиля зуба червячной фрезы под шевингование
Таблица 16.5
Припуск на толщину зуба под шевингование зубчатых колес
Нормальный модуль, мм |
1-3 |
3 |
-5 |
5-12 |
Asul, мм |
0,10-0,12 |
0,12 |
-0,15 |
0,15-0,20 |
Таблица 16.6
Допуски и предельные отклонения параметров модифицированного профиля червячных фрез
|
|
Д о п у с к ае м ы е о т к л о н е н и я , м м , п р и м о д у л е |
|
||
Э л е м е н т ы п р о ф и л я ф р е з ы |
|
|
|
|
|
|
1-2,5 |
2.75-4 |
4,25-6 |
6,5-10 |
11-12 |
Ш аг по нормали р„о |
±0,012 |
±0,016 |
±0,020 |
±0,025 |
±0,032 |
Толщ ина зуба .9я0 |
±0,020 |
±0,025 |
±0,032 |
±0,040 |
±0,050 |
Угол профиля ССлО |
±9' |
±8' |
±7' |
±6' |
±5' |
Д лина усика Су |
±0,16 |
±0,20 |
±0,25 |
±0.3 |
±0,40 |
Высота усика ау |
±0,015 |
±0,020 |
±0,025 |
±0,030 |
±0,040 |
Расстояние до начала фланка е |
- |
±0,20 |
±0,25 |
±0,30 |
±0,40 |
Угол ф ланка а |(л |
- |
|
|
3° |
|
580 Глава 16
16.2.2. Долбяки и гребенки
Конструкции долбяков и гребенок. Наиболее близко соответствуют инструменталь ной рейке зуборезные гребенки — самые простые инструменты, представляющие собой рейку, снабженную передними и задними углами, которая в процессе обкатки с заготов кой совершает возвратно-поступательные движения, необходимые для осуществления ре зания [3,7]. Применяются на зубодолбежных станках для нарезания точных колес наруж ного зацепления с прямыми, винтовыми и шевронными зубьями. По способу обеспечения геометрических параметров гребенка не отличается от стержневых фасонных резцов. Обычно принимают у„ - 6°30' и а а = 5°30', при этом на боковых сторонах зубьев в нор мальном сечении - 1°54' и уб = 2°10'. Для обеспечения хороших условий резания при обработке вязких материалов на передней поверхности гребенок выполняют лунки дуго вой формы. Это увеличивает передний угол до 13-15°.
Наличие передних и задних углов вызывает необходимость коррекции размеров зуба по высоте и угла профиля гребенки. Так, в плоскости передней поверхности S - S
|
hs= -^r> |
tga5 = tgalCosY„ |
||
|
cosye |
|
|
|
а в плоскости, нормальной к задней поверхности зуба N -N , |
||||
L |
_ L'COS(a п +Уа). _ |
_____ |
cosy,, |
|
h N |
- K |
• tgaw-tgee |
|
|
1 co s(ae + Y „)
Гораздо шире гребенок распространены зуборезные долбяки. Ранее долбяки по при чине их относительно низкой производительности и высокой точности применялись для окончательной обработки зубьев колес после фрезерования. Однако, вследствие повыше ния точности конструирования и совершенствования способов изготовления червячных фрез, последние все шире начали применяться как чистовой инструмент. Так как червяч ные фрезы в общем случае являются более производительными инструментами по срав нению с долбяками, то при изготовлении точных зубчатых колес зачастую зубодолбление заменяют зубофрезерованием с последующим шевингованием зубчатых колес. Но долбя ки являются наиболее универсальными из зуборезных инструментов. Обработка внутрен них зубчатых колес, шевронных и блочных колес, зубчатых секторов эффективно обеспе чивается только зубодолблением.
В зависимости от характера обрабатываемых деталей долбяки делятся на три группы: 1) прямозубые — для нарезания прямозубых колес; 2) косозубые — для нарезания колес с винтовым зубом и шевронных колес; 3) специальные — для нарезания зубчатых деталей с произвольным фасонным профилем.
По конструкции долбяки классифицируются на следующие группы (рис. 16.21): дис ковые — применяются для обработки наружных колес и внутренних большого диаметра; хвостовые — для колес внутреннего зацепления малого диаметра; чашечные — для нареза ния блоков зубчатых колес, когда долбление производится в упор и использование диско вого долбяка невозможно. Втулочные долбяки являются конструктивно измененным ти пом чашечного долбяка и используются крайне редко.
Дисковые и чашечные долбяки на штосселе зубодолбежного станка крепятся гайкой, базируясь по отверстию и внешнему базовому торцу. Гайка и резьбовой конец штосселя станка могут препятствовать обработке блочных колес при использовании дисковых дол бяков. В этом случае применяют чашечные долбяки, у которых имеется выемка для раз мещения крепежной гайки.
Как и червячные фрезы, зуборезные долбяки работают по методу обката. В основу из готовления рабочей части долбяков положена шестерня, заточенная на конус как по торцу