Минобрнауки России
Федеральное государственное автономное образование учреждение высшего образования
«Санкт-Петербургский политехнический институт Петра Великого»
Слатин В.И.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ Задание 2 «ЧЕРВЯЧНАЯ ФРЕЗА ДЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС»
Учебное пособие для выполнения выпускной бакалаврской работы
для студентов, выполняющих выпускные работы бакалавров по направлению 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»
Санкт-Петербург 2024
Червячные фрезы
применяются для чернового, получистового
и чистового нарезания прямозубых и
косозубых цилиндрических колес внешнего
зацепления с модулем m=(0.1-4.0)
мм. Черновые фрезы изготавливаются на
базе конволютного червяка. Для повышения
производительности их делают двух- или
трехзаходными с передним углом
= 5-10
.
Получистовые и чистовые фрезы –
однозаходные. Их изготавливают на базе
конволютного или архимедова червяка с
передним углом
= 0. Прецизионные червячные фрезы
изготавливаются на базе архимедова или
эвольвентного червяка. Они отличаются
также повышенным требованиями к точности
исполнения рабочих параметров и
увеличенным диаметром (для уменьшения
угла подъема нарезки фрезы).
Исходные данные:
параметры зубчатой части нарезаемого
колеса – нормальный модуль
,
наибольшее число зубьев Z,
угол наклона β и направление зубьев
(правое R,
левое L);
параметры исходной рейки – угол профиля
α, коэффициент высоты головки зуба
,
коэффициент радиального зазора
;
степень точности нарезаемого колеса;
вид обработки (черновая, чистовая);
припуск на толщину на толщину зуба
колеса
для последующей обработки.
Порядок расчета
1.Выбрать основные
габаритные размеры фрезы
,
,
,
,
,
[1, табл. 13.23], [2], ориентируясь на рекомендации
для фрез типа 2. При нестандартных
значениях заданного модуля размеры
принимать по ближайшему стандартному
модулю.
2.Определить размеры исходной инструментальной рейки:
модуль
шаг зубьев
угол профиля
высота головки
зуба
высота ножки зуба
высота зуба
радиус закругления
головки зуба
радиус закругления
ножки зуба
толщина зуба
3.Определить
геометрические параметры режущей части
фрезы: передний угол
=
0 для чистовых фрез или
=
5-10
для черновых; задний угол
=
10-12
;
падение затылка для шлифованного участка
,
для нешлифованного участка
.
Значение
округлить до чисел, кратных 0,5.
4.Рассчитать глубину
стружечной канавки
,
где r=1,0;
1,5 или 2,0 мм – радиус закругления вершины
канавочной фрезы. Значение Н округлить
до чисел, кратных 0,5.
5.Определить диаметр
расчетного цилиндра фрезы (с точностью
до 0,01 мм)
6.Выбрать число
заходов и направление нарезки:
для чистовых фрез;
для черновых фрез при нечетном числе
зубьев Z
обрабатываемого колеса;
для черновых фрез при Z
четном. Направление нарезки фрезы –
правое для прямозубых колес и одноименное
с направлением зуба обрабатываемого
колеса для косозубых колес.
7.Определить угол
подъема нарезки фрезы на расчетном
цилиндре (с точностью до 1’): sin
.
8.Указать угол
наклона и направление стружечных
канавок. Угол наклона стружечных
канавок
.
Направление винтовых стружечных канавок
принимается противоположным направлению
витков нарезки. При
стружечные канавки могут быть прямые
(
),
параллельные оси фрезы.
9.Определить шаг
винтовых стружечных канавок
.
Полученное значение округлить до 1 мм.
10.Определить угол
профиля стружечных канавок:
(округлить
до значений 18, 22, 25 или 30
).
11. Определить
размеры профиля нарезки фрезы в нормальном
сечении. Искомые размеры принимаются
равными соответствующим размерам
инструментальной рейки (см. п.2):
;
;
.
Равными принимаются также размеры по
высоте и радиусы
и
.
Угол профиля нарезки чистовых конволютных
фрез корригируют:
=
.
Величина
выбирается из табл.20.
Таблица 20
|
3 |
4 |
4,5 |
5 |
5,5 |
6 |
6,5 |
7 |
|
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3,5 |
4 |
5 |
6 |
,град
минДля архимедовых фрез угол профиля в нормальном сечении не указывают.
12.Рассчитать размеры профиля нарезки фрезы в осевом сечении:
осевой шаг нарезки
фрезы
ход витков нарезки
Только для архимедовой червячной фрезы рассчитать угловые параметры нарезки:
расчетный профильный
угол
углы профиля зубьев червячных фрез с винтовыми стружечными канавками:
для правой стороны
для левой стороны
Верхние знаки принимаются для фрез правозаходных, а нижние – для левозаходных. Размер профиля по высоте и радиусы закругления у ножки и головки зуба принимаются такими же, как для исходной инструментальной рейки (см. п. 2).
13.Определить угол
установки фрезы на станке при нарезании
зубчатого колеса
.
Знак плюс берется при разноименных
направлениях нарезки фрезы и зубьев
колеса, знак минус – при одноименных.
14.Рассчитать длину
нарезки
и общую длину
фрезы:
;
.
Расчетную длину нарезки сравнить с
длиной, рекомендуемой ГОСТ [1, табл.
13.23], [2]. Указать
принятую длину и возможность осевых
передвижек фрезы.
15.Выбрать размеры
шпоночного паза b,
,
R
в зависимости от принятого диаметра d
посадочного отверстия (см. п. 1) [1, табл.
6.1].
16. Указать допустимые отклонения на основные размеры фрезы и шероховатость обработанных поверхностей [1, табл. 13.28].
17.Выбрать материал для изготовления фрезы и указать твердость после термообработки [1, с.526].
На чертеже (рис. 21) представить фрезу в двух проекциях (М1:1); профиль нарезки в нормальном (для всех фрез) и осевом (для архимедовых фрез) сечении нарезки указываются только линейные и угловые размеры (п.12). Кроме того, на чертеже указываются параметры, необходимые для изготовления (модуля, профильный угол, число заходов, направление и угол подъема нарезки, число стружечных канавок, направление осевой шаг стружечных канавок, класс точности фрезы), материал и твердость рабочей части фрезы, основные технические требования и данные о маркировке фрезы [2], [4, с. 148].
Варианты задания №2. Червячная фреза для цилиндрических зубчатых колес.
№ Вар. |
|
Z наиб. |
β, град. |
Направ. зубъев |
α град |
|
|
Ст. точн. колеса |
|
Вид обработки |
1 |
3 |
70 |
0 |
- |
20 |
0,8 |
0,25 |
9 |
0 |
чистовая |
2 |
1,75 |
30 |
10 |
R |
20 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
3 |
2 |
20 |
5 |
L |
20 |
0,8 |
0,25 |
7 |
0 |
чистовая |
4 |
4,5 |
60 |
15 |
L |
20 |
0,8 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
5 |
2 |
30 |
25 |
R |
15 |
1,0 |
0,25 |
9 |
0 |
чистовая |
6 |
4 |
50 |
18 |
R |
15 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
7 |
7 |
60 |
10 |
L |
15 |
1,0 |
0,25 |
10 |
1,2 |
черновая |
8 |
9 |
70 |
20 |
L |
15 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
9 |
11 |
80 |
18 |
R |
15 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
10 |
2,25 |
40 |
10 |
R |
15 |
1,0 |
0,25 |
9 |
0 |
чистовая |
11 |
6 |
60 |
12 |
L |
15 |
1,0 |
0,25 |
9 |
0 |
чистовая |
12 |
1,5 |
60 |
0 |
- |
20 |
1,0 |
0,30 |
10 |
0,4 |
черновая |
13 |
3,5 |
75 |
32 |
R |
20 |
1,0 |
0,25 |
10 |
0,6 |
черновая |
14 |
5,25 |
55 |
17 |
R |
20 |
1,0 |
0,25 |
7 |
0 |
чистовая |
15 |
5,75 |
70 |
20 |
R |
20 |
1,0 |
0,25 |
9 |
0 |
чистовая |
16 |
6,25 |
75 |
11 |
R |
20 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
17 |
6,5 |
50 |
8 |
L |
20 |
1,0 |
0,30 |
10 |
0,9 |
черновая |
18 |
6,75 |
40 |
14 |
L |
20 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
19 |
7,5 |
50 |
0 |
- |
20 |
1,0 |
0,25 |
9 |
0 |
чистовая |
20 |
8,5 |
75 |
30 |
L |
20 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
21 |
9,5 |
42 |
20 |
L |
20 |
1,0 |
0,25 |
7 |
0 |
чистовая |
22 |
10,5 |
50 |
20 |
R |
20 |
1,0 |
0,25 |
9 |
0 |
чистовая |
23 |
2,75 |
24 |
24 |
R |
20 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
24 |
5,25 |
40 |
15 |
R |
20 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
25 |
5,5 |
36 |
22 |
R |
20 |
1,0 |
0,25 |
10 |
0,7 |
черновая |
26 |
6 |
46 |
15 |
L |
20 |
1,0 |
0,30 |
10 |
0,8 |
черновая |
27 |
6,5 |
40 |
10 |
L |
20 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
28 |
6,75 |
40 |
12 |
L |
20 |
1,0 |
0,25 |
10 |
0,8 |
черновая |
29 |
7 |
50 |
30 |
L |
20 |
0,8 |
0,25 |
10 |
1,0 |
черновая |
30 |
7,5 |
60 |
14 |
R |
20 |
1,0 |
0,30 |
9 |
0 |
чистовая |
31 |
8 |
45 |
12 |
L |
20 |
1,0 |
0,30 |
10 |
1,2 |
черновая |
32 |
0,5 |
60 |
15 |
R |
20 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
33 |
0,7 |
55 |
20 |
L |
20 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
34 |
0,6 |
50 |
0 |
- |
20 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
35 |
0,8 |
60 |
10 |
L |
20 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
36 |
0,4 |
70 |
10 |
R |
20 |
1,0 |
0,25 |
7 |
0 |
чистовая |
37 |
1,5 |
80 |
15 |
R |
20 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
38 |
1 |
60 |
15 |
R |
15 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
39 |
1,25 |
70 |
20 |
R |
20 |
0,8 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
40 |
1,5 |
90 |
20 |
L |
20 |
0,8 |
0,25 |
7 |
0 |
чистовая |
мм.
,
мм
Литература
1.Справочник инструментальщика / Под общ. ред. И.А. Ординарцева. Л.: Машиностроение ,1987. 846с.
2.ГОСТ 9324-80Е. Фрезы червячные чистовые однозаходные для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем. Тех. условия.