8 Черв'ячні фрези

8.1 Зуборізальні фрези

Процес утворення черв'ячною фрезою профілю зубів колеса аналогічний процесу зчеплення нарізуваного колеса з черв'яком. Формоутворення базується на огинанні послідовних положень різальної кромки при коченні без ковзання центроїди інструменту по центроїді деталі. Центроїди оброблюваної деталі і інструменту не матеріальні, а уявні, і взаємне їх кочення забезпечується кінематикою верстата. Крім руху обгинання, для обробки необхідний рух різання. Він створюється обертанням черв'ячної фрези. Відповідно до умов зчеплення фреза і нарізуване колесо безперервно обертаються навколо своїх осей. За один оберт фрези колесо повертається на один крок (при однозахідній фрезі) або на 1/z_к оберту, де z_к– кількість зубів колеса.

Уфрези роблять поздовжні, звичайно гвинтові, канавки дляутворення передніх поверхонь зубів і різальних кромок, а задні поверхні створюють затилуванням (рис. 8.1). Відомо, що для правильного зчеплен-ня косозубих коліс їх зуби повинні правиль-но зчеплюватися з однією і тією самою зубчатою рейкою. Для цього необхідно, щоб у перетині,, нормальному до на-пряму зубів рейки, у обох коліс були рівні кроки і кути профілю. Отже, і фреза у перетині, нормальному до напряму витків на ділильному циліндрі, повинна мати крок зубів p_n і кут профілю , які відповідно дорівнюють кроку і куту профілю нарізуваного колеса по його ділильному циліндру (рис. 8.2). Головка зуба фрези h₁ має таку саму висоту як і ніжка зуба нарізуваного колеса. Звичайно і. Товщина зубаS₁ дорівнює ширині западини колеса. Найменша товщина зуба колеса по хорді визначається з урахуванням допуску на виготовлення та припуску на шліфування:

, (8.1)

де E_cs- найменше відхилення товщини зуба;

T_c- допуск на товщину зуба колеса;

- припуск на шліфування колеса.

Тоді номінальна товщина зуба фрези по ділильній прямій

. (8.2)

У фрез зі шліфованим профілем у западині роблять канавки глибиною h₀4 мм для полегшення роботи шліфувального круга.

Черв’ячні фрези з позитивним переднім кутом ріжуть краще, проте при цьому спотворюється профіль нарізаного колеса. Тому звичайно призначають передній кут таким, що дорівнює нулю, а фрези з позитивним значенням переднього кута використовуються тільки для попередньої обробки. Задній кут на вершині утворюється завдяки затилуванню зубів по архімедовій спіралі. Величина затилування визначається як

, (8.3)

де D_e - зовнішній діаметр;

z_ф - кількість зубів фрези;

_в – задній кут на вершині.

Шліфувальний круг не може обробити усю задню поверхню зуба. Щоб нешліфована частина не виступала над шліфованою, її зрізують (рис. 8.3), затилуючи з більшим значенням коефіцієнта затилу-вання

. (8.4)

Фрези бувають загального призначення, прецизійні та складені. Відповідно до цього рекомендують [4, 13] призначати такі зовнішні діаметри D_e та кількості зубів z_ф (табл. 8.1).

Таблиця 8.1 – Рекомендовані значення зовнішнього діаметра та кількості

зубів фрези

Фреза	m, мм	De, мм	zф
Загального призначення	1-14	63-180	9-12
Прецизійна	1-10	70-225	12-16
Складена	10-20	180-250	8

Буртики мають ширину l₁, що дорівнює 3-5 мм та діаметр d₁, на 1-2 мм менший від кола, яке дотичне до дна стружкової канавки (рис. 8.4). Глибина стружкової канавки дорівнює

, (8.5)

де k і k₁ – величини першого та другого затилування.

Діаметр приєднувального отвору можна визначити за формулою

. (8.6)

Кут піднімання витків фрези по ділильному циліндру діаметром D_t визначається як . Враховуючи, що, отримуємо

або .

При нарізуванні зубчастих коліс кут не повинен бути більшим 3. Через те, що стружкова канавка проходить нормально до витків черв’яка, кут її нахилу такий, як і кут підйому витків черв’яка, тобто =.

Для того щоб витки фрези і зуби колеса контактували з однією просторовою рейкою, вісь фрези повинна бути встановлена під кутом  до нормального перетину рейки, а отже, і колеса. Наприклад, якщо у прямозубого колеса нормальний до напряму зуба перетин збігається з торцем, то вісь фрези для його обробки встановлюється під кутом  до торця колеса.

Довжина фрези переважно залежить від зовнішнього діаметра та модуля нарізуваного колеса. Половина робочої частини не повинна бути меншою від відрізка ЕС (рис. 8.5), довжина якого визначається як

.

Практика довела, що при встановленні інструмента на верстаті його необхідно періодично зсувати вздовж оправки. Це дозволяє подовжити термін експлуатації і тим самим зменшити складову витрат на інструмент у собівартості деталі. Крім того, треба мати можливість зрізати частину витка черв’яка, де профіль менший, ніж 0,33, від номінального. Тому розраховану довжину робочої частини (дві довжини відрізкаЕС) збільшують у 4-5 разів. З урахуванням довжини буртиків маємо

. (8.7)