3.2.4. Повышение производительности зубофрезерования при использовании фрез с нестандартной геометрией режущей части

При обработке колес стандартным инструментом нагрузка, приходящаяся на различные зубья фрезы оказывается весьма неравномерной. Наибольшая нагрузка приходится на зубья, вступающие в резания первыми, поскольку они работают по целому металлу. Последующие зубья фрезы оказываются менее нагруженными, т.к. работают по части спрофилированной впадине (рис. 3.8.).

Рис. 3.8. – Схема профилирования впадины

Повышенная нагрузка на первые, вступающие в работу, зубья фрезы обуславливает необходимость снижения скорости подачи инструмента, т.к. в противном случае период стойкости фрезы резко сократится. Следовательно, повышение производительности зубофрезерования можно обеспечить за счет рационального распределения нагрузки на зубья фрезы, позволяющего существенно увеличить скорость радиальной () и осевой () подачи инструмента. С этой целью применяют фрезы с измененной формой образующей заходной части. Наиболее простым технологическим решением является изготовление фрез с конической заходной частью, аналогично той, которая имеется у метчиков.

У такой фрезы первые вступающие в работу зубья будут иметь несколько меньшую высоту профиля, что снизит приходящуюся на них нагрузку. Использование таких фрез особенно эффективно при обработке крупномодульных колес с большим числом зубьев, когда угол перекрытия в станочном зацеплении сравнительно велик и зона контакта фрезы с заготовкой возрастает.

Использование фрез с измененной формы образующей для обработки колес малого и среднего модулей со сравнительно небольшим числом зубьев нецелесообразно, поскольку небольшой эффект повышения производительности не перекроет затрат, связанных с расчетом, изготовлением и эксплуатацией таких фрез. Следует к тому же учитывать, что фрезы с измененной формой образующей заходной части являются фактически фрезами определенной установки и не позволяют осуществлять перемещение инструмента вдоль его оси для повышения периода стойкости.

3.3. Возможности повышения эксплуатационных характеристик процесса червячного зубофрезерования.

Одним из основных эксплуатационных показателей любого процесса резания является стойкость инструмента. Особенно этот показатель важен в том случае, когда эксплуатируется дорогостоящий инструмент, в частности, червячная фреза. Помимо известных способов повышения стойкости (улучшение инструментальных материалов, назначение рациональных режимов резания, рациональная геометрия режущей части, обильное охлаждение и т.п.) разработаны специальные приемы повышения стойкости червячных фрез. Наибольшее распространение получили такие приемы как диагональное зубофрезерование (рис. 3.9.) и использование червячных фрез с прогрессивной схемой резания.

При диагональном зубофрезеровании одновременно с перемещением фрезерного суппорта параллельно оси заготовки осуществляется перемещение фрезы вдоль своей оси.

Рис. 3.9. – Схема диагонального зубофрезерования

Совмещение двух подач позволяет непрерывно обновлять режущие лезвия и изменять их загрузку. Это дает возможность выровнять нагрузку, приходящуюся на единицу длины режущего периметра. А в итоге добиться значительного увеличения суммарного периода стойкости инструмента. Дополнительное перемещение фрезы вдоль своей оси учитывается соответствующей настройкой гитары дифференциала станка.

Аналогичный эффект повышения стойкости червячных фрез можно получить при дискретном (шаговом) перемещении фрезы вдоль ее оси.

Для более полного использования эффекта шагового или непрерывного (диагонального) перемещения фрезы она делается обычно несколько больше той длины, которая рекомендуется стандартами.

Использование червячных фрез с прогрессивной схемой резания позволяет распределить нагрузку на боковые и вершинные режущие кромки, таким образом, чтобы исключить появление стружек шевронной формы. Схема фрезерования впадины зубчатого колеса червячной фрезой характеризуется тем, что на определенном этапе работает одновременно обе боковые и вершинные режущие кромки. При этом образуется стружка шевронной формы (рис. 3.8., а).

Образование и сход такой стружки затруднены вследствие того, что в местах перехода режущих кромок (на уголках) образуются встречные потоки срезаемого металла. Это приводит к интенсивному износу уголков и прилегающих к ним участков режущих кромок.

Червячные фрезы с прогрессивной схемой резания (рис. 3.10.) делаются таким образом, что чередующиеся друг за другом зубья витка имеют стандартную форму и заужены по боковым сторонам с увеличением высоты, либо зубья, выполненные с разводом (рис. 3.10., в).

Рис. 3.10. – Конструкция фрезы с измененной схемой резания.