6.6.3. Некоторые конструктивные элементы червячных зуборезных фрез

С увеличением диаметра фрезы уменьшается угол подъема витков фрезы, что благоприятно сказывается на увеличении точности, уменьшается высота гребешков вдоль зубьев колеса, увеличивается число зубьев, что улучшает условия резания и отвода стружки; возможность увеличения диаметра оправки обеспечивает повышение жесткости и стойкости фрезы. Однако с увеличением диаметра фрезы увеличивается расход материала для ее изготовления, а также увеличиваются угол контакта фрезы с заготовкой и время резания. Для прецизионных фрез следует принять большим, а для фрез общего назначения – меньшим.

Ориентировочно диаметр фрезы может быть определен исходя из желательной величины подъема витков , который для повышения точности зубообработки и уменьшения шероховатости поверхности должен быть по возможности меньше (желательно не более 3⁰).

Рис 6.38. Основные конструктивные размеры цельной червячной фрезы

Рассмотрим развертку червячной фрезы по делительному диаметру (рис. 6.39). Из треугольника DCE имеем:

.

Откуда

. (6.73)

Рис. 6.39. Схема к определению диаметра фрезы:

- делительный диаметр; - осевой шаг; - нормальный шаг

 

 

Д ля расчета фрезы выбирается условный средний расчетный диаметр (рис. 6.40). По нему определяются углы наклона стружечной канавки, угол подъема витков фрезы. По мере переточек с уменьшением диаметра фрезы уменьшается и средний диаметр профиля зубьев, а следовательно, изменяются угол подъема витков фрезы и угол стружечной канавки . Для уменьшения отклонений физических размеров и от расчетных средний диаметр фрезы при ее проектировании берется в сечении, отстоящем от передней поверхности на .

, (6.74)

где К – величина затылования; - высота головки профиля зуба фрезы.

Рис. 6.40. Расчетный средний диаметр фрезы:ОС– расчетное сечение

Для сборных и составных фрез с мм диаметр выбирается в зависимости от числа зубьев, способа их крепления и конструкции. Согласно ГОСТ 9324-80Е для фрез с =1...25 мм значения =40...340мм, =16...30 мм, =32...360 мм и =16...8.

Обычно

,

где - высота зуба, - толщина тела фрезы в опасном сечении, =(0,25...0,3) ; - размер шпоночной канавки.

Число заходов фрезы выбирают, исходя из точности обработки. Однозаходные фрезы дают наибольшую точность обработки колес и просты в изготовлении и эксплуатации. Многозаходные фрезы обеспечивают высокую производительность зубофрезерования, но точность

обработки ниже из-за увеличения углов подъема винтовой линии основного червяка; у этих фрез длина в 1,25...1,5 раза больше длины стандартных для обеспечения возможности их работы с передвижкой. 

Размеры профиля зубьев червячных фрез принимаются по размерам профиля инструментальной рейки (см.рис.6.6) и зависят от назначения фрезы. У чистовых (однозаходных) фрез профиль не модифицирован (рис. 6.41,а); многозаходные фрезы имеют модификацию различных вариантов

а) б) в)

Рис. 6.41. Размеры профиля зубьев червячной фрезы в нормальном сечении:

а – профиль не модифицирован, б, в – модифицированные профили

(рис. 6.41,б) – утолщение в виде фланков на ноже зуба или утолщение головки зуба в виде «усиков» (рис. 6.41,в).

Толщина зуба в нормальном сечении по начальной прямой для прецизионных и чистовых фрез

, (6.75)

где , -число заходов, а - толщина зуба колеса по делительной окружности с учетом бокового зазора в зубчатой передаче.

Для черновых фрез

, (6.76)

где - припуск на последующую обработку, зависит от модуля и вида обработки и колеблется для =2...10 мм в пределах 0,25...0,6 мм (шлифование) и 0,1...0,18 мм (шевингование). Высотные размеры зубьев фрезы определятся по зависимости

, (6.77)

где и - коэффициенты высоты головки и ножки зуба соответственно.

Для некорригированных колес ==1,25. Радиусы переходных кривых у головки и у ножки зуба соответственно равны 0,38 и 0,3мм.

Геометрические параметры зубьев червячных фрез характеризуются значениями передних углов на вершине зуба , задними углами на наружном диаметре и боковых режущих кромках . У чистовых фрез =0⁰, а =9...12⁰. Нулевые значения передних углов обеспечивают необходимую точность профиля нарезаемого колеса, упрощают расчет фрез, их контроль и технологию изготовления. Однако для повышения стойкости черновых фрез при нарезании колес из конструкционных и легированных сталей следует выбирать в пределах 8...25⁰.

Задний угол на вершинах и боковых сторонах зубьев обеспечивается радиальным затылованием по спирали Архимеда, при этом падение затылка зуба (см.рис. 6.40) при выбранном можно найти по зависимости (5.18)

. (6.78)

Боковые задние углы в нормальном сечении у червячных фрез во избежание усиленного износа боковых кромок не должны быть меньше 2⁰.

Стружечные канавки у червячных фрез обычно выполняются винтовыми, т.е. нарезаются нормально витку основного червяка по среднему расчетному диаметру, т.е. (см.рис.6.38), при этом на обеих сторонах зубьев в передней поверхности передние углы одинаковы. Иногда червячные фрезы изготавливают с прямыми канавками, параллельными оси , что упрощает заточку инструмента. Однако у таких фрез в процессе резания передние углы на боковых сторонах получаются неодинаковыми: с одной стороны – положительный, с другой – отрицательный, но по абсолютной величине равными углу подъема витка основного червяка. Если углы подъема витка , то фрезы с =0 не показывают снижения стойкости по сравнению с фрезами, у которых нарезаны винтовые стружечные канавки, т.е. .