9 Довбачі для виготовлення прямозубих некорегованих коліс

9.1 Особливості конструкції довбача

При проектуванні довбача необхідно призначити геометрію зубів, визначити його габаритні розміри, розміри зуба довбача у вихідному перетині, на передній поверхні, величину вихідної відстані довбача а. Вирішується кожна із цих задач не окремо, а комплексно, у зв'язку з іншими задачами. Тому процес проектування ітераційний, що визначає його складність.

Упроцесі різання довбач має прямолінійний або гвинтовий обертально-поступальний рух різання. Подача здійснюється через відносне обертання довбача і заготовки навколо їх осей (рис. 9.1).

Величина подачі вимі-рюється в міліметрах ділиль-ного кола нарізуваного колеса на один подвійний хід довбача (S_K мм/пдв. хід). Крім названих основних рухів - різання і кругової подачі, довбач отримує радіальну подачу при врізуванні у заготовку (S_р мм/пдв. хід) і відводиться від заготовки при кожному зворотному ході для усунення тертя задніх поверхонь по обробленій поверхні. Довбачі бувають дискові (рис. 9.2), чашкові (рис. 9.3) і з хвостовиком (рис. 9.4).

Довбач може нарізувати будь-яке циліндричне колесо, якщо тільки воно може бути нарізане яким-небудь іншим зуборізальним інструментом. У ряді випадків він має вищу продуктивність, ніж фрези.

Наприклад, при нарізуванні зубчастих секторів, коліс з вузьким ободом і великою кількістю зубів, при нарізуванні коліс з модулем, меншим 1,5 мм.

9.2 Геометрія зубів довбача

Довбач - це зубчасте колесо, перетворене на різальний інструмент (рис. 9.5).

Задній кут на вершині зубів _в зазвичай дорівнює 6°. Задній кут у перетині по ділильному циліндру визначається за формулою .

Для створення заднього кута на вершині зуба _в і на його бічних сторонах та забезпечення незмінності про-філю після переточування зуби довбача затилують. Виконують затилування завдяки радіальній подачі черв’ячної фрези, яка разом із осьовою подачею створює прямолінійну трак-торію затилування (рис. 9.6).

Це призводить до рівно-мірного зсуву початкового контура рейки. Тому довбач можна розглядати як сукупність великої кількості зуб час-тих коліс з нескінченно малою шириною (рис. 9.7), які мають відповідно позитивний, нульовий і негативний зсув контура т. Будь-який перетин довбача, перпендикуляр-ний до його осі, має один і той самий евольвентний профіль. При переточуванні довбача по передній поверхні «відкидаються непридатні колеса» і в зачеплення з нарізуваним колесом вступає наступне за ними нескінченно тонке зубчасте колесо з відповідною величиною т. Тому і колеса, нарізані різними перетинами довбача, матимуть один і той самий евольвентний профіль.

Перетин, у якому зсув початкового контура рейки дорівнює нулю (=0), називається вихідним, а відстань від переднього торця довбача до вихідного перетину a називається вихідною відстанню. У цьому перетині розміри зубів довбача (товщина зуба по дузі ділильного кола, висота головки і ніжки) будуть дорівнювати відповідним розмірам вихідного контура рейки довбача.

Знаючи розміри зуба у вихідному перетині, можна визначити розміри зуба у будь-якому іншому перетині, зокрема по передньому торцю, як розміри коригованого колеса, що має відповідний зсув початкового контура рейки.

Передній кут _в у довбача створюється завдяки тому, що торець його не плоский, а має форму конуса. Твірна цього конуса складає з площиною, перпен-дикулярною до осі довбача, кут, що дорівнює передньому куту _в. Передній кут на вершинах зубів _в вимірю-ється у площині, що проходить радіаль-но через вісь дов-бача (рис. 9.8). Зви-чайно він дорівнює 5°.

Дослідження І.І.Семенченко та ін. [13] показали, що збільшення_в до15° і _в - до 9° не викликає істотного відхилення від евольвенти, але під-вищує стійкість довбачів у 3-4 рази. Тому можна рекомендувати при обробці звичайних конструкт-ційних матеріалів задній кут на вершині _в = 9° і передній кут _в=12-15°.

Якби довбач не мав перед-нього кута _в, то його профіль-ний кут у перетині, перпенди-кулярному до осі, був повністю ідентичний з профільним кутом нарізуваного колеса, тобто _дт=₀.

За наявності переднього кута профіль довбача у цьому перетині не збігатиметься з профілем проекції передньої поверхні на торець (рис. 9.9) нарізуваного колеса, _дт₀.

Для спрощення розрахунків _дт збільшимо число зубів довбача до нескінченності. Тоді він перетвориться на зуборізальну рейку. Позначимо відрізок cb як d, відрізок dc-як c.

Маємо ,

,

Тоді ,

(9.1)

Отже, щоб отримати на нарізаному довбачем колесі заданий профільний кут, довбач повинен бути виготовлений з профільним кутом _дт₀. Тому проекція профілю передньої поверхні довбача на торець колеса, а отже, і профіль зуба останнього не буде точною евольвентою.