Режущий инструмент (часть2)

10.2 Инструменты, работающие с профилированием по методу обкатывания (огибания)

Особенностью кинематики и работы обкатных инструментов является наличие обкатного движения режущих кромок инструмента относительно обрабатываемых поверхностей заготовки. Это движение создает непрерывное изменение инструментальной поверхности, образуемой режущими кромками инструмента в процессе главного движения. Метод обкатывания позволяет нарезать зубья колес непрерывно при их плавном вращении вокруг своих осей. Вследствие этого повышается производительность и точность обработки. Кроме того, одним инструментом данного модуля можно нарезать колеса с любым числом зубьев.

1Высота ножки инструментальной рейки hfU больше высоты головки зубчатой рейки ha на величину Си = (0,25 ÷ 0,3) × mn. Это необходимо для того, чтобы исключить из процесса резания впадину инструментальной рейки, т. е. наружный диаметр колеса инструментальной рейкой не обрабатывается при зубонарезании.

2Толщина зуба инструментальной рейки Sи больше толщины зуба зубчатой

рейки S на ∆S ≈0,1 mn . Увеличение толщины зуба инструментальной рейки, не-

обходимо для утонения зуба нарезаемого колеса чтобы образовать боковой зазор у сопряженных колес с фланкированными зубьями. У нефланкированных колес этот зазор можно получить смещением инструмента к центру колеса.

По технологическому назначению зуборезные гребенки бывают черновые, шлифовочные и чистовые.

Черновы гребенки применяют для предварительной обработки, шлифовочные — для обработки зубьев колес под последующее шлифование, чистовые - для окончательного нарезания зубчатых колес 6 - 9-й степени точности.

Геометрические параметры стандартной гребенки: у = 6°30/, а = 5°30/. У черновых гребенок передний угол принимается в зависимости от свойств обрабатываемого материала.

10.2.2 Зуборезные долбяки

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 неэвольвентного зацепления (звездочки, шлицевые валы и т. д.)

По конструкции долбяки классифицируются на следующие группы:

а) дисковые - применяются для колес внутреннего и наружного зацепления при больших диаметрах; б) чашечные - для нарезания зубьев в упор;

в) хвостовые - для колес внутреннего зацепления малого диаметра, где недопустимо применение и изготовление дискового долбяка; г) втулочные - являются видоизмененным типом хвостового долбяка;

д) сборные.

Согласно ГОСТ 9323-79 долбяки изготавливают 5-ти типов и 3-х классов точ-

ности:

1 - дисковые прямозубые (АА, А, В); 2 - дисковые косозубые (А, В); 3 - чашечные прямозубые (АА, А, В);

4- хвостовые прямозубые (В);

5- хвостовые косозубые (В). Классы точности применяют:

АА - для нарезания колес 6-й степени точности; А - для нарезания колес 7-й степени точности; В - для нарезания колес 8-й степени точности;

10.2.2.1 Конструктивные и геометрические параметры долбяка

Долбяк как инструмент получается из цилиндрического зубчатого колеса путем создания передних и задних углов по всему контуру режущих кромок. В результате этого задание поверхности получаются похожими на коническое колесо с равновысоким зубом. Однако в отличие от конического колеса, у которого образующая начального конуса расположена на конической поверхности, у долбяка образующая начального (делительного) цилиндра лежит на цилиндрической поверхности. Делительный диаметр является постоянным в любом сечении, перпендикулярном к оси долбяка.

Для создания задних углов на вершине зубьев (αВ) и на его боковых сторонах (αБ), зубья долбяка образуются путем смещения исходной рейки и имеют в каждом сечении перпендикулярном к оси долбяка свою особую величину смещения контура χ = ξИ × mn, где ξИ - коэффициент смещения контура исходной инструментальной рейки.

Â

Различают три основных сечения долбяка, перпендикулярных к его оси. Сечение 1 – 1, проходящее чрез вершинные режущие кромки нового долбяка, называется начальным. В этом сечении смещение исходного контура

рейки будет положительным и максимальным χ1 = +ξИ×mn = а×tgαВ. Сечение 0 – 0 называется исходным. В нем смещение исходного конту-

ра равно нулю. Это сечение называется также и расчетным, так как в нем определяются основные параметры долбяка.

Сечение 2 – 2 называемое конечным, соответствующее окончательно сточенному долбяку. Сечение образовано отрицательным смещением исходного контура рейки χ2 = -ξИ×mn = b×tgαВ.

В лубом сечении профиль зуба будет очерчен по эвольвенте. Во избежание искажений профиля, эвольвенты должны быть образованы от одного и того же основного цилиндра диаметром DО = d×cosα = mn×Z×cosα.

Согласно ГОСТ 9324-79 долбяки делают с номинальными делительны-

ми диаметрами равными 25, 38, 50, 75, 100, 125, 160, 200, 360. Фактический де-

лительный диаметр отличается от номинального, что вытекает из условия d = mn×Z, где Z — число зубьев долбяка, которое является целым. Предпочтительно принимать число зубьев в пределах от 30 до 60 если долбяк не фланкирован (желательно учитывать условие ZШ < Z < ZК)

Диаметр окружности выступов на передней поверхности: da = mn × Z + 2 × mn × (f’ + C’) + 2a × tgaB

где f' - коэффициент высоты головки зуба. Для стандартного зацепления f’ = 1. C’ - коэффициент радиального зазора. Для ст. зацепления C’ = 0,25.

Диаметр окружности впадин по передней поверхности:

df = mn × (Z – 2,5) + 2a × tgαB

Толщина зуба по дуге делительной окружности:

S0 = π ×2mn +∆Sau - в основной плоскости;

S1 = S0 + 2a × tgαБ – на передней поверхности. где αБ – боковой задний угол. Находится в пределах 2 – 4 градусов.

tgαБ = tgαB × tgα

Углы резания

Передний угол на вершине зубьев γ у чистовых долбяков принимают равным 5 градусам, а у черновых от 10 до 12.

Задний угол на вершине зубьев αв у стандартных долбяков равен 6 градусам, у чистовых долбяков увеличивают до величины 8-9 градусов, а для черновых до 12

При определении параметров косозубого долбяка расчеты остаются теми же, лишь необходимо учитывать угол наклона зубьев β при расчете делительного диаметра.

Стандартные червячные фрезы имеют передний угол γ = 00 и задний угол по наружному диаметру αВ = 10 - 120. Червячные фрезы могут проектироваться и изготовляться и с положительным передним углом γ = 10 – 15 , однако в данном случае необходимо произвести коррекционный расчет профиля фрезы, что усложняет их расчет. В сечении, нормальном к боковым режущим кромкам, задний и передний углы будут иными, значительно меньшими, чем для вершинной режущей кромки.

tgαБ = tgαВ × sinαИ, tgγБ = tgγВ × sinγИ.

Анализ этих уравнений показывает, что на боковых режущих кромках углы

резания получаются недостаточными. Так, для фрезы, у которой αИ = 200, γ = 100, αВ = 10 - 120, имеем γБ = 2030', αБ = 2030' – 30.

Длина фрезы (L)

L = lРАБ + 2lБ

где lБ – ширина буртиков, мм. lБ = 2 ÷ 5 мм. lРАБ – длина рабочей части фрезы, мм.

lРАБ =2 × Ra2 +R2f +(1÷4)×PХ

где Rа, Rf – радиусы наружной и внутренней окружности нарезаемого колеса, мм.

Диаметр буртиков (dБ) принимается на 1 ÷ 2 мм ниже стружечной ка-

навки.

Длина посадочных участков отверстия (l1)

l1 = (0,25 ÷ 0,30) × L