Ббк 34 642 с 36 удк 621 791 94

Ббк 34 642 с 36 удк 621 791 94

ные фрезы используют главным образом в тяжелом машиностроении для нареза­ния крупных зубчатых колес. Профиль зуба этих фрез повторяет профиль впади­ны нарезаемого колеса. Так как зубчатые колеса одного модуля при различном числе зубьев имеют разную кривизну эвольвенты зуба, то впадина точ­ного зубчатого колеса теоретически должна форми­роваться фрезой определенного профиля. Практиче­ски одной модульной фрезой нарезают зубчатые ко­леса в определенном интервале чисел зубьев, кото­рый определяется по допускаемой погрешности про­филя зуба. Модульные дисковые фрезы (рнс. 18) выпускают комплектом из 8, 15 и 26 шт. Набор из восьми фрез называется основным.

В табл. 11 приведены числа зубьев колеса, наре­заемые фрезой определенного номера комплекта из аосьмн фрез.

Размеры дисковых модульных фрез основного набора приведены в табл. 12.

Пример условного обозначения фрезы 6-го номе­ра с модулем 4 мм: фреза т 4У.№ 6 ГОСТ 10996—64.

18. Дисковая мо­дульная фреза

Профиль пальцевых чистовых фрез (рис. 19) полностью совпадает с профилем впадины зуба на­резаемого прямозубого колеса и несколько отличает­ся от профиля впадины зуба косозубого колеса. Чер­новые пальцевые фрезы снабжены канавками для дробления стружки. Основные размеры пальцевых модульных фрез приведены в табл. 13.

11. Число нарезаемых зубьев дисковыми модульными фрезами

Наружный диа­метр d a Q, мм

Диаметр отверстия d, мм

Ширина фрезы 6, мм

Наружный диа­метр d aG , мм

Диаметр отверстия й, мм

15 . 11,5 15,5 . 12 16,5 . 13

18 . 14,5 20 . 45,5

21.5 . 17 23 . 18 24,5 . . . 19,5

Червячная зуборезная фреза представляет собой червяк, у которого на вин­товой поверхности образованы режущие кромки (рис. 20). Широкое распростра­нение получили червячные фрезы с прямолинейным профилем зуба в нормальном к витку сечении. Эти фрезы являются основным типом инструмента, используе­мого для фрезерования цилиндрических зубчатых колес.

Червячные фрезы различаются по роду обработки чи точности, числу заходов, направлению винтовой линии зубьев, расположению шпоночных пазов.

По роду обработки и точности червячные фрезы делятся на черновые, чистовые и прецизионные. Черновые фрезы делают с передними угла­ми на режущих зубьях и толщиной зуба, меньшей, чем у чистовой фрезы, иа величину припуска под чистовое нарезание зубчатого колеса. Точность черновых фрез ниже, чем чистовых. Прецизионные червячные фрезы относятся к особо точ-

«ому типу инструмента и отличаются увеличенным относительно других типов фрез диаметром, что лриводит к повышению точности профиля зуба нарезаемо­го колеса.

По числу заходов фрезы дОлятся на однозаходные и многозаходные. При использовании многозаходных червячных фрез увеличивается производи­тельность обработки, «о несколько снижается точность. Многозаходные фрезы в основном применяются в крупносерийном и массовом производстве, где нарезан­ные зубчатые колеса подвергаются отделочным операциям.

По направлению винтовой линии зубьев червячные фрезы делятся на правозаходные и левозаходные. Левозаходные являются специальным инструментом.

Стружечные канавки на фрезах изготовляют винтовыми и параллельно оси фрезы. Шпоночные пазы фрез располагают продольно в отверстии или на тор­цах. Торцовый шпоночный паз применяют в тех случаях, когда иеобходимо уве­личить жесткость фрезы малого диаметра при крупном модуле.

Червячные фрезы изготовляются трех типов: тип I —цельные прецизионные^ тип II —цельные обшего назначения; тип III — сборные общего назначения.

Для червячных фрез установлены классы точности AAA , АА, А, В и С. Класс AAA — высший.

Основные размеры червячных фрез приведены в табл ’14. Пример условного обозначения правозаходной фрезы модулем 6 мм, длиной 112 мм, типа II, клас­са точности А: фреза червячная правая 6Х.112 А — // ГОСТ 9324 — 60.

§ 8. Основные части и настройка зубофрезерпого продукционного полуавтомата 53А13

Зубофрезерный продукционный полуавтомат 53А13 предназначен для наре­зания зубьев прямозубых и косозубых цилиндрических колес в условиях круп­носерийного и массового производства. Полуавтомат (рис. 21) состоит из ста­нины 1, по прямоугольным направляющим которой перемещается стойка 3. На правой стороне станины закреплен стол оо шпинделем изделия и задняя стойка 11 с коитрподдержкой. На левой торцовой стороне станины находятся механиз­мы гитары деления и радиальной подачи. К передней стенке станины прикреплен электрошкаф 4 с пультом управления 5. Стойка 3 несет на себе механизм глав­ного привода со сменными шкивами и механизм продольной подачи с электро­двигателем 9. По вертикальным прямоугольным направляющим стойки переме­щается .каретка с фрезерным суппортом 8. Рабочая зона полуавтомата ограж­дается дверкой 12. Перемещения отдельных механизмов во время наладки по­луавтомата производятся рукоятками вручную и с пульта управления кнопками. Вращением валика 2 производят перемещение стойки 3 для установки межосе­вого расстояния между фрезой и заготовкой. Поворот суппорта на угол осу­ществляется вращением валика 6. Вращением валика 10 производят перемеще­ние салазок суппорта вдоль оси фрезерного шпинделя для установки фрезы в требуемое исходное положение. От кнопок на пульте управления осуществляются установочное перемещение каретки с суппортом вдоль оси заготовки, перемещение контрподдержки задней стойки и периодическое перемещение салазок суппорта для ввода в работу новых участков червячной фрезы Ограничение перемеще­ний каретки с суппортом производится упорами 7.

* В справочнике на кинематических схемах станков ради удобства настройки указаны не номера звеньев кинематических цепей, а.их кинематические параметры: числа зубьев для колес, отношение числа заходов червяка к числу зубьев колеса для червячных передач (например, 1/60), диаметры шкивов

Кинематическая схема полуавтомата (рис. 22) состоит из следующих основ­ных кинематических цепей*: главного движения, деления, дифференциала и по­дачи, настройка которых производится сменными шкивами и сменными зубчаты­ми колесами.

Ифр = ——— 300 об/мин.

для ременных передач, шаг резьбы и число витков для ходовых винтов (напри­мер, ilOXl). Конечные звенья обозначены: Заг — заготовка, Иы — инструмент; М, Ml, М2 . . . — электродвигатели (рядом с ними указаны значения их частоты вращения и мощности); ГМ — гидромотор.

Установка частоты вращения инструмента производится в соответствии с тре­буемой скоростью резания. Сменные шкивы, входящие в комплектацию полуав­томата, позволяют установить восемь различных частот вращения фрезы от 118 до 530 об/мин. На рис. 23 приведен график зависимости частоты вращения фре­зы от ее диаметра и выбранной скорости резания.

Скорость резония м/мин 120

Диаметры шкиВод, мм

Частота Вращения Фрезы, оВ/мин

Кинематическая цепь де­ления связывает вращение инстру­мента (Ин) и заготовки (Заг). За один оборот однозаходнон фрезы стол с заготовкой ‘поворачивается на угол, соответствующий одному зубу нарезаемого колеса (1/г). Расчетная формула настройки гитары деления:

где К — заходность червячной фре­зы; 2 — число нарезаемых зубьев; а, Ь, с, d — числа зубьев сменных зуб­чатых жолес.

Гитара деления расположена на левом торце станины и состоит из двух пар зубчатых колес. Пара а — Ь имеет постоянную сумму зубьев (а + +6=96), пара с — d должна иметь сумму зубьев, равную или более 84 (с + й^Ы). Таблица насгройки ги­тары деления па число нарезаемых зубьев 6 . . . 120 приведена в руко­водстве по эксплуатации полуавтомата.

Кинематическая цепь дифференциала включается в работу яри нарезании коеозубых колес и связывает вращение заготовки (Заг) с ходо­вым винтом вертикальной подачи (10Х’)- При перемещении фрезы на величину

хода винтовой линии зуба заготовки P z — :— 7, — стол с заготовкой делает

един дополнительный оборот по ходу вращения стола или против него. Расчет­ная формула настройки гитары дифференциала:

3,18310- sin р a — i с х

где Р —угол наклона зуба нарезаемого колеса; /ге и — нормальный модуль коле­са; К — заходность фрезы; а ь b it с ь d x —числа зубьев сменных колес.

Ввиду большого разнообразия углов наклона зубьев нарезаемого колеса таб­лица настроек гитары дифференциала в руководствах по эксплуатации полуав­томатов не приводится. В каждом конкретном случае производят расчет переда­точного отношения с точностью до седьмого знака после запятой, по которому в специальных таблицах [9] находят набор сменных зубчатых колес. Затем по­добранные зубчатые колеса проверяют на сцепляемость. Для полуавтомата 53А13 условия сцепляемости следующие: Ci + di ^ 88; a t + b + с х + d ^ 180.

Кинематическая цепь подачи связывает вращение электродвига­теля подачи (М2) с перемещением каретки фрезерного суппорта от ходового винта (10X1)- Формула настройки гитары подачи

где s •—величина подачи, мм/мин; а 2 , b 2 , с 2 , dz — числа зубьев сменных колес.

На полуавтомате обеспечиваются рабочая подача в пределах 2,5 .. . . . . 120 мм/мин и ускоренное перемещение инструмента с постоянной скоростью 930 мм/мин.

Обычно при зубофрезеровании продольная подача назначается в мм на один •оборот изделия. Для перевода s (мм/об) в устанавливаемую s (мм/мин) исполь­зуется формула

s (мм/мин) = s (мм/об) ,

где К — заходность фрезы; ифр —частота вращения фрезы; г — число нарезае­мых зубьев.

Пример. Требуется нарезать зубчатое колесо с числом зубьев z = 33 двух-заходной фрезой (К = 2), частота вращения фрезы иф р = 236 об/мин, требуе­мая продольная подача s = 2,8 мм/об. При этом устанавливаемая продольная подача будет

Фрезерование прямозубых цилиндрических колес

Элементы зубчатого колеса. Боковые стороны профиля зубьев изготавливаются по кривой, называемой эвольвентой.

В зубчатом колесе различают окружности выступов, впадин и делительную (рис.130).

Окружностью выступов называется окружность, описанная из центра колеса и проходящая по выступам зубьев. Окружность впадин описывается из центра колеса и проходит по основанию впадин. В делительной окружности шаг и угол зацепления зубчатого колеса соответственно равны теоретическому шагу и углу зацепления исходной (зуборезной) рейки. Она делит высоту зуба на две неравные части (головку и ножку).

где Pt — шаг колеса; d — диаметр делитедьной окружности; z — число зубьев колеса; п — постоянное число, равное 3,14.

Основной характеристикой зубчатого колеса является модуль. Модулем называется часть диаметра делительной окружности, приходящаяся на один зуб колеса, мм.

Модуль численно равен отношению диаметра делительной окружности к числу зубьев колеса

Таким образом, модуль можно определить, разделив шаг колеса на постоянное число п = 3,14.

Зуб колеса состоит из головки и ножки. Высотой головки зуба ha называется расстояние, измеренное по радиусу между делительной окружностью и окружностью выступов. Эта величина численно равна модулю (мм)

Фрезерование зубчатых колес. Зубчатые колеса должны работать плавно, бесшумно, равномерно вращаясь и сохраняя постоянство передаточного отношения передачи. Эти требования определяются и устанавливаются в зависимости от условий эксплуатация зубчатых колес. Для обеспечения этих качеств они должны быть изготовлены согласно техническим условиям рабочего чертежа. Особое внимание должно быть обращено на допускаемые биения диаметра делительной окружности и толщину зуба, допуск на изготовление которых, в зависимости от степени точности, указывается на чертеже.

Существуют два метода нарезания зубчатых колес обкаткой и копированием. Методом обкатки нарезают колеса на зубофрезерных станках. Он основан на воспроизведении движений червячной передачи, у которой червяк в виде фрезы является режущим инструментом, а сопрягаемое колесо — нарезаемой заготовкой. Для нарезания зубчатых колес методом обкатки служат червячные модульные фрезы.

Сущность метода копирования состоит в том, что режущим инструментом — дисковой модульной фрезой последовательно нарезают впадины зубчатого колеса. Профиль впадин зубьев в точности соответствует профилю режущего инструмента.

Режущий инструмент. Для фрезерования цилиндрических зубчатых колес методом копирования на консольно-фрезерных станках используют дисковые модульные фрезы (рис. 131), которые представляют собой фасонную фрезу с затылованными зубьями. Профиль режущих кромок таких фрез должен соответствовать профилю впадин нарезаемого колеса. Они изготавливаются из быстрорежущих сталей марок Р6М5, Р6М5К5 и подразделяются на фрезы для предварительного нарезания (черновые) и окончательного (чистовые). У черновых фрез для облегчения условий резания передний угол у принимают равным 8. 10°, у чистовых он равен нулю. Значение задних углов для всех видов фрез принимают равным 15°, что соответствует величине вспомогательных задних углов на боковых сторонах зубьев не менее 3°. По конструкции дисковые модульные фрезы бывают цельные и сборные (для модулей свыше 8). Чтобы сохранить профиль зуба, перетачивают их только по передней поверхности.

Фрезы выбираются в зависимости от величины модуля и числа зубьев нарезаемого колеса. Так как у двух зубчатых колес одного и того же модуля, но с разным числом зубьев форма впадины не одинакова, то для каждого модуля нарезаемых колес требуется столько фрез, сколько различных чисел зубьев нужно нарезать.

Для сокращения номенклатуры фрез их изготавливают наборами (см. табл. 10). Комплект из 8 фрез применяется для нарезания зубьев колес с модулем до 8 мм, из 15 — для колес с модулем 9. 16 мм и из 26 — для колес с модулем свыше 16 мм.

На каждой фрезе комплекта на торцовой поверхности указано, из какого материала она сделана, нарезаемый модуль колеса, номер фрезы из комплекта и количество нарезаемых зубьев данной фрезой.

Установка и закрепление заготовок и фрезы. Заготовки зубчатых колес, имеющие цилиндрические отверстия, закрепляют на конических или цилиндрических оправках, а со шлицевыми отверстиями внутри — на шлицевых оправках, в центрах делительной головки и задней бабки.

Перед установкой заготовки в центрах делительной головки необходимо проверить соосность осей центров шпинделя и задней бабки в горизонтальной плоскости и их параллельность относительно направления продольной подачи фрезерного станка. Это производится с помощью цилиндрической оправки и индикатора или штангенрейсмаса.

Дисковую модульную фрезу следует закрепить на центровой оправке по возможности ближе к шпинделю станка, ее свободный конец вставить в подшипник подвески.

Для обеспечения симметричного расположения нарезаемых зубьев к диаметральной плоскости обрабатываемого колеса ось профиля зубьев модульной фрезы также должна совместиться с осью заготовки. Предварительно это можно выполнить по вершинам центров делительной головки или задней бабки. Для окончательной выверки фрезы относительно оси заготовки можно воспользоваться следующим способом. Пробным проходом предварительно нарезают одну впадину. Затем снимают оправку с заготовкой и, повернув ее другой стороной, закрепляют в центрах, вводят зубья фрезы в обработанную впадину. При правильной установке заготовки зубья фрезы и впадины колеса должны совместиться.

Установка заготовки на конической центровой оправке в центрах делительной головки и задней бабки (рис. 132, а) производится следующим образом. На цилиндрическую часть центра 3, вставленного в шпиндель делительной головки, надевают поводковый хомутик 5, который через отогнутый хомутик 4, скрепленный с оправкой 1 и заготовкой 2, передает заготовке вращательное движение от шпинделя при повороте ее на расчетную часть окружности.

В тех случаях, когда требуется нарезать зубчатое колесо большего диаметра, чем допускает высота оси шпинделя делительной головки над столом станка, оно может быть закреплено на концевой оправке или в патроне с вертикальным положением оси шпинделя делительной головки (рис. 132, б).

Во всех случаях после закрепления заготовки следует обязательно проверить радиальное биение ее поверхности. Оно, как правило, не должно превышать 0,03 мм.

Режим фрезерования. В зависимости от величины модуля нарезаемого колеса и требуемой шероховатости боковых сторон зубьев фрезеровать каждую впадину можно за один или несколько проходов. Когда модуль колеса не превышает 3 мм, глубину фрезерования устанавливают из расчета t=2,25m. При фрезеровании каждой впадины за несколько проходов припуск на чистовой проход не должен превышать 0,2 мм на сторону.

Учитывая довольно трудные условия работы дисковых модельных фрез, их высокую стоимость, следует устанавливать подачу на зуб не более 0,05 мм/зуб, а скорость резания — 15. 20 м/мин. По принятой скорости резания определяют частоту вращения фрезы в минуту и минутную подачу, на которые настраивают станок.

Приемы и способы фрезерования зубьев. До начала фрезерования необходимо определить число оборотов рукоятки УДГ, выбрать требуемую окружность с отверстиями на боковом делительном диске, настроить его сектор и в отверстие выбранной окружности вставить фиксатор рукоятки. Включив вращение шпинделя, рукояткой продольной и вертикальной подач стола подводят заготовку до легкого соприкосновения ее наивысшей точки с фрезой. После этого продольной подачей отводят стол с заготовкой из-под фрезы, лимбовое кольцо вертикальной подачи устанавливают на нулевое деление и поднимают стол на глубину резания, равную 2,25m (при фрезеровании за один проход). Затем стопорят консоль на станине, перемещают стол с заготовкой до фрезы, производят врезание, включают продольную механическую подачу и фрезеруют первую впадину на необходимую длину. После этого выключают вращение фрезы, возвращают стол в первоначальное положение, освобождают шпиндель делительной головки, вращением рукоятки относительно бокового делительного диска поворачивают заготовку на необходимое число оборотов (или части оборота), снова закрепляют шпиндель и обрабатывают вторую и последующие впадины колеса.

После фрезерования первых двух впадин рекомендуется проверить толщину зуба и при необходимости произвести корректировку размеров.

Контроль элементов зубчатых колес. Обычно у зубчатых колес, обрабатываемых на универсально-фрезерных станках дисковыми модульными фрезами (в случае, если точность их изготовления не превышает 9. 11 степени точности), достаточно проверить толщину зуба по постоянной хорде и радиальное биение профиля зубьев.

Толщину зуба с точностью измерения 0,02 мм проверяют- кромочным штангензубомером (рис. 133, а). Он состоит из двух взаимно перпендикулярных штанг 1 и 9, на которые нанесены деления в миллиметрах, рамок 3 и 7 с нониусами. Нониус и рамка 7 связаны с губкой 6, а нониус и рамка 3 — с высотной линейкой 5. Точную установку нониуса на размер производят с навинчиванием гаек 2 и 8 на микрометрические винты, связанные с рамками 3 и 7.

Для измерения толщины зуба штангензубомером по постоянной хорде необходимо рассчитать высоту от вершины зуба колеса до постоянной хорды по формуле

и установить высотную линейку штангензубомера на этот размер.

Толщина зуба по постоянной хорде определяется по формуле

Чтобы измерить толщину зуба, ребро высотной линейки устанавливают на его выступ и при помощи губок 4 и 6 измеряют его толщину. По разности между полученной величиной и расчетной или заданной чертежом (с учетом проставленных отклонений) судят о правильности размера.

Важным показателем годности зубчатого колеса является радиальное биение профиля зубьев в пределах допустимой нормы. При наличии биения нарушается нормальная работа зубчатой передачи и нередко по этой причине происходит поломка механизма. Величина радиального биения профиля зубьев обрабатываемого колеса зависит от многих причин, основными из которых являются: биение оправки, на котором закреплена заготовка, биение переднего центра шпинделя делительной головки.

В условиях единичного производства радиальное биение профиля зубьев на делительной окружности измеряется индикатором с использованием стального шлифованного цилиндрического ролика (рис. 133, б). Зубчатое колесо 1 закрепляется на оправке 2, в центрах 3 и 7 приспособления или делительной головки и задней бабки. Ролик 6, диаметр которого принимается равным 1,475т, размещают во впадине зубьев колеса. Измерительным штифтом индикатора 5, закрепленного на стойке 4 и установленного на столе контрольного приспособления или станка, касаются (с небольшим натягом) ролика. Поворачивают зубчатое колесо с оправкой в центрах и по отклонению стрелки индикатора определяют наивысшую точку ролика, который затем помещают в соседнюю впадину и поворачивают колесо до тех пор, пока стрелка индикатора не покажет его наивысшую точку во второй впадине. Обычно ролик размещают в четырех, расположенных в диаметральных плоскостях, впадинах. По разности отклонений стрелки индикатора определяют радиальное биение профиля зубьев на делительной окружности.

Виды и причины брака. При фрезеровании зубчатых колес могут быть допущены следующие виды брака:

1. Количество зубьев нарезанного колеса оказалось больше или меньше заданного, причиной чего является ошибка при расчете числа оборотов рукоятки или при делении.

2. Неравномерный шаг зубьев с разной их толщиной, что бывает из-за небрежности фрезеровщика при отсчете числа промежутков по диску, из-за неумения пользоваться раздвижным сектором или если при делении вращение рукоятки УДГ производилось в разных направлениях.

3. Неправильная высота и толщина зуба, что происходит из-за ошибки при установке глубины фрезерования или если лимбовое кольцо не обеспечивает точность отсчета.

4. Профиль зубьев несимметричен относительно диаметральной плоскости, что бывает, если не произведена установка фрезы по центру шпиндели делительной головки.

5. Размеры зубьев по толщине, высоте и шагу не соответствуют требованиям чертежа вследствие неверного выбора фрезы номера из комплекта или по модулю.

6. Завышенная шероховатость боковых сторон профиля, что происходит при работе затупившейся фрезой или если принята большая подача на зуб.

7. Биение диаметра делительной окружности, причиной которого является биение центра делительной головки или оправки, на котором закреплена заготовка.

Ббк. 34. 642 С 36 удк 621. 791. 94

ные фрезы используют главным образом в тяжелом машиностроении для нареза­ния крупных зубчатых колес. Профиль зуба этих фрез повторяет профиль впади­ны нарезаемого колеса. Так как зубчатые колеса одного модуля при различном числе зубьев имеют разную кривизну эвольвенты зуба, то впадина точ­ного зубчатого колеса теоретически должна форми­роваться фрезой определенного профиля. Практиче­ски одной модульной фрезой нарезают зубчатые ко­леса в определенном интервале чисел зубьев, кото­рый определяется по допускаемой погрешности про­филя зуба. Модульные дисковые фрезы (рнс. 18) выпускают комплектом из 8, 15 и 26 шт. Набор из восьми фрез называется основным.

В табл. 11 приведены числа зубьев колеса, наре­заемые фрезой определенного номера комплекта из аосьмн фрез.

Размеры дисковых модульных фрез основного набора приведены в табл. 12.

Пример условного обозначения фрезы 6-го номе­ра с модулем 4 мм: фреза т 4У.№ 6 ГОСТ 10996—64.

18. Дисковая мо­дульная фреза

Профиль пальцевых чистовых фрез (рис. 19) полностью совпадает с профилем впадины зуба на­резаемого прямозубого колеса и несколько отличает­ся от профиля впадины зуба косозубого колеса. Чер­новые пальцевые фрезы снабжены канавками для дробления стружки. Основные размеры пальцевых модульных фрез приведены в табл. 13.

11. Число нарезаемых зубьев дисковыми модульными фрезами

Наружный диа­метр d a Q, мм

Диаметр отверстия d, мм

Ширина фрезы 6, мм

Наружный диа­метр d aG , мм

Диаметр отверстия й, мм

15 . 11,5 15,5 . 12 16,5 . 13

18 . 14,5 20 . 45,5

21.5 . 17 23 . 18 24,5 . . . 19,5

Червячная зуборезная фреза представляет собой червяк, у которого на вин­товой поверхности образованы режущие кромки (рис. 20). Широкое распростра­нение получили червячные фрезы с прямолинейным профилем зуба в нормальном к витку сечении. Эти фрезы являются основным типом инструмента, используе­мого для фрезерования цилиндрических зубчатых колес.

Червячные фрезы различаются по роду обработки чи точности, числу заходов, направлению винтовой линии зубьев, расположению шпоночных пазов.

По роду обработки и точности червячные фрезы делятся на черновые, чистовые и прецизионные. Черновые фрезы делают с передними угла­ми на режущих зубьях и толщиной зуба, меньшей, чем у чистовой фрезы, иа величину припуска под чистовое нарезание зубчатого колеса. Точность черновых фрез ниже, чем чистовых. Прецизионные червячные фрезы относятся к особо точ-

«ому типу инструмента и отличаются увеличенным относительно других типов фрез диаметром, что лриводит к повышению точности профиля зуба нарезаемо­го колеса.

По числу заходов фрезы дОлятся на однозаходные и многозаходные. При использовании многозаходных червячных фрез увеличивается производи­тельность обработки, «о несколько снижается точность. Многозаходные фрезы в основном применяются в крупносерийном и массовом производстве, где нарезан­ные зубчатые колеса подвергаются отделочным операциям.

По направлению винтовой линии зубьев червячные фрезы делятся на правозаходные и левозаходные. Левозаходные являются специальным инструментом.

Стружечные канавки на фрезах изготовляют винтовыми и параллельно оси фрезы. Шпоночные пазы фрез располагают продольно в отверстии или на тор­цах. Торцовый шпоночный паз применяют в тех случаях, когда иеобходимо уве­личить жесткость фрезы малого диаметра при крупном модуле.

Червячные фрезы изготовляются трех типов: тип I —цельные прецизионные^ тип II —цельные обшего назначения; тип III — сборные общего назначения.

Для червячных фрез установлены классы точности AAA , АА, А, В и С. Класс AAA — высший.

Основные размеры червячных фрез приведены в табл ’14. Пример условного обозначения правозаходной фрезы модулем 6 мм, длиной 112 мм, типа II, клас­са точности А: фреза червячная правая 6Х.112 А — // ГОСТ 9324 — 60.

§ 8. Основные части и настройка зубофрезерпого продукционного полуавтомата 53А13

Зубофрезерный продукционный полуавтомат 53А13 предназначен для наре­зания зубьев прямозубых и косозубых цилиндрических колес в условиях круп­носерийного и массового производства. Полуавтомат (рис. 21) состоит из ста­нины 1, по прямоугольным направляющим которой перемещается стойка 3. На правой стороне станины закреплен стол оо шпинделем изделия и задняя стойка 11 с коитрподдержкой. На левой торцовой стороне станины находятся механиз­мы гитары деления и радиальной подачи. К передней стенке станины прикреплен электрошкаф 4 с пультом управления 5. Стойка 3 несет на себе механизм глав­ного привода со сменными шкивами и механизм продольной подачи с электро­двигателем 9. По вертикальным прямоугольным направляющим стойки переме­щается .каретка с фрезерным суппортом 8. Рабочая зона полуавтомата ограж­дается дверкой 12. Перемещения отдельных механизмов во время наладки по­луавтомата производятся рукоятками вручную и с пульта управления кнопками. Вращением валика 2 производят перемещение стойки 3 для установки межосе­вого расстояния между фрезой и заготовкой. Поворот суппорта на угол осу­ществляется вращением валика 6. Вращением валика 10 производят перемеще­ние салазок суппорта вдоль оси фрезерного шпинделя для установки фрезы в требуемое исходное положение. От кнопок на пульте управления осуществляются установочное перемещение каретки с суппортом вдоль оси заготовки, перемещение контрподдержки задней стойки и периодическое перемещение салазок суппорта для ввода в работу новых участков червячной фрезы Ограничение перемеще­ний каретки с суппортом производится упорами 7.

* В справочнике на кинематических схемах станков ради удобства настройки указаны не номера звеньев кинематических цепей, а.их кинематические параметры: числа зубьев для колес, отношение числа заходов червяка к числу зубьев колеса для червячных передач (например, 1/60), диаметры шкивов

Кинематическая схема полуавтомата (рис. 22) состоит из следующих основ­ных кинематических цепей*: главного движения, деления, дифференциала и по­дачи, настройка которых производится сменными шкивами и сменными зубчаты­ми колесами.

Ифр = ——— 300 об/мин.

для ременных передач, шаг резьбы и число витков для ходовых винтов (напри­мер, ilOXl). Конечные звенья обозначены: Заг — заготовка, Иы — инструмент; М, Ml, М2 . . . — электродвигатели (рядом с ними указаны значения их частоты вращения и мощности); ГМ — гидромотор.

Установка частоты вращения инструмента производится в соответствии с тре­буемой скоростью резания. Сменные шкивы, входящие в комплектацию полуав­томата, позволяют установить восемь различных частот вращения фрезы от 118 до 530 об/мин. На рис. 23 приведен график зависимости частоты вращения фре­зы от ее диаметра и выбранной скорости резания.

Скорость резония м/мин 120

Диаметры шкиВод, мм

Частота Вращения Фрезы, оВ/мин

Кинематическая цепь де­ления связывает вращение инстру­мента (Ин) и заготовки (Заг). За один оборот однозаходнон фрезы стол с заготовкой ‘поворачивается на угол, соответствующий одному зубу нарезаемого колеса (1/г). Расчетная формула настройки гитары деления:

где К — заходность червячной фре­зы; 2 — число нарезаемых зубьев; а, Ь, с, d — числа зубьев сменных зуб­чатых жолес.

Гитара деления расположена на левом торце станины и состоит из двух пар зубчатых колес. Пара а — Ь имеет постоянную сумму зубьев (а + +6=96), пара с — d должна иметь сумму зубьев, равную или более 84 (с + й^Ы). Таблица насгройки ги­тары деления па число нарезаемых зубьев 6 . . . 120 приведена в руко­водстве по эксплуатации полуавтомата.

Кинематическая цепь дифференциала включается в работу яри нарезании коеозубых колес и связывает вращение заготовки (Заг) с ходо­вым винтом вертикальной подачи (10Х’)- При перемещении фрезы на величину

хода винтовой линии зуба заготовки P z — :— 7, — стол с заготовкой делает

един дополнительный оборот по ходу вращения стола или против него. Расчет­ная формула настройки гитары дифференциала:

3,18310- sin р a — i с х

где Р —угол наклона зуба нарезаемого колеса; /ге и — нормальный модуль коле­са; К — заходность фрезы; а ь b it с ь d x —числа зубьев сменных колес.

Ввиду большого разнообразия углов наклона зубьев нарезаемого колеса таб­лица настроек гитары дифференциала в руководствах по эксплуатации полуав­томатов не приводится. В каждом конкретном случае производят расчет переда­точного отношения с точностью до седьмого знака после запятой, по которому в специальных таблицах [9] находят набор сменных зубчатых колес. Затем по­добранные зубчатые колеса проверяют на сцепляемость. Для полуавтомата 53А13 условия сцепляемости следующие: Ci + di ^ 88; a t + b + с х + d ^ 180.

Кинематическая цепь подачи связывает вращение электродвига­теля подачи (М2) с перемещением каретки фрезерного суппорта от ходового винта (10X1)- Формула настройки гитары подачи

где s •—величина подачи, мм/мин; а 2 , b 2 , с 2 , dz — числа зубьев сменных колес.

На полуавтомате обеспечиваются рабочая подача в пределах 2,5 .. . . . . 120 мм/мин и ускоренное перемещение инструмента с постоянной скоростью 930 мм/мин.

Обычно при зубофрезеровании продольная подача назначается в мм на один •оборот изделия. Для перевода s (мм/об) в устанавливаемую s (мм/мин) исполь­зуется формула

s (мм/мин) = s (мм/об) ,

где К — заходность фрезы; ифр —частота вращения фрезы; г — число нарезае­мых зубьев.

Пример. Требуется нарезать зубчатое колесо с числом зубьев z = 33 двух-заходной фрезой (К = 2), частота вращения фрезы иф р = 236 об/мин, требуе­мая продольная подача s = 2,8 мм/об. При этом устанавливаемая продольная подача будет

Черновое нарезание конических прямозубых колес дисковыми модульными фрезами по методу копирования

В единичном и мелкосерийном производствах конические колеса нарезают дисковыми модульными фрезами на универсальных фрезерных станках, оснащенных делительными головками. При этом используют 2 набора фрез. Набор из 8 фрез предназначен для нарезания зубчатых колес с модулем до 8 мм. Набор из 15 фрез – для колес с модулем выше 8 мм. Фрезы из стандартного набора выбирают по приведенному числу зубьев:

где — числа зубьев шестерни и колеса,

— углы делительных конусов шестерни и колеса (угол между осью зубчатого колеса и образующей его делительного конуса).

Номера дисковых модульных фрез в зависимости от числа зубьев для набора из 8 фрез приведены в таблице:

Дисковые модульные фрезы проектируют исходя из следующих соображений: профили зуба фрезы делают близким к профилю впадины на внешнем торце А зубчатого венца. Толщину вершины зуба фрезы принимают равной ширине впадины на внутреннем торце Б зубчатого венца с учетом припуска под чистовое зубонарезание.

На рис. 4.1., а дан вид на впадину со стороны внешнего торца зубчатого венца. На рис. 4.1., б показана первая установка заготовки при прорезке впадины. Если осуществить прорезку впадины по этой схеме, то ни в одном из сечений зуба не получится профиль близкий к требуемому. Несколько улучшить профиль зубьев можно, если кроме первой прорезки произвести дополнительную обработку впадины с одной и другой сторон (рис. 4.1., в, г).

Рис. 4.1. – Схема формирования впадины конического колеса дисковой модульной фрезой.

В массовом и крупносерийном производстве черновое нарезание зубьев конических колес производят дисковыми модульными фрезами на специальных станках ЕЗ-40 Егорьевского станкостроительного завода. Станок имеет двухпозиционный стол 1 (рис. 4.2.). На рабочей позиции комплектом дисковых фрез 2 одновременно обрабатывают 2-4 заготовки 3. На загрузочной позиции в это время рабочий производит смену заготовок. В процессе нарезания зубьев заготовка неподвижна, а фреза движется вдоль образующей конуса впадины.

Рис. 4.2. – Черновое нарезание зубьев комплектом дисковых фрез.

Для чернового прорезания впадин весьма эффективно использование дисковых резцовых головок большого диаметра (500-600 мм). В этом случае (рис. 4.3.) движение подачи где заготовки 1 осуществляют в радиальном направлении, т.е. используется принцип наикратчайшего рабочего хода. При большом диаметре инструмента возможна параллельная обработка нескольких заготовок.

Рис. 4.3. – Черновое нарезание зубьев дисковой резцовой головкой большого диаметра.

7.3. Модульные фасонные фрезы

Модульные фрезы предназначены для обработки зубьев колес в индивидуальном производстве методом копирования. Различают два типа модульных фасонных фрез: дисковые и пальцевые.

Дисковые модульные фрезы предназначены для обработки прямых, косозубых, конических, а также шевронных колес с канавкой на ободе (для выхода инструмента). При наличии специальных приспособлений дисковыми модульными фрезами можно нарезать на зубофрезерных станках и колеса с внутренним зацеплением.

При обработке прямозубых колес дисковые фрезы работают методом копирования, при обработке косозубых и шевронных – методом бесцентроидного огибания (центроиды на инструменте и детали в процессе нарезания отсутствуют), когда профиль фрезы ни в какой момент огибания не совпадает с профилем окончательно нарезанной впадины. В соответствии с ОСТ 2 И41-14-87 дисковые модульные фрезы изготавливаются наборами из 8 фрез и предназначены для нарезания колес 10-й степени точности по ГОСТ 1643-81 с модулями m=1…16 мм. Эти фрезы имеют наружные диаметры =50…180 мм, диаметры посадочных отверстий =19…50 мм, число зубьев =14…10 и ширину =4…53 мм. По этому стандарту дисковые фрезы изготавливаются и с «половинными» номерами ( , т.е. набором из 15 инструментов.

ГОСТ 13838-68 регламентирует дисковые мелкомодульные фрезы для нарезания цилиндрических колес 9-й степени точности и ниже модулей m=0,2…0,9 мм в комплексе из 8 или 15 инструментов. Так как при равных диаметрах профили зубьев колес с равным числом зубьев неодинаковы, то для нарезания методом копирования колеса с определенным числом зубьев требуется отдельная фреза со своим профилем. Для нарезания колес с зубьев нужно иметь теоретически бесконечное число дисковых фрез.

Практически поступают следующим образом. Вычерчивают профили колес и и полученную максимальную разницу делят на 8 или 15 частей и определяют, какому числу зубьев соответствуют профили 1, 2, 3, … 8 (рис. 7.9). Например, профиль №4 в точности соответствует профилю колеса с , а профиль №5 – , поэтому фреза №4 предназначается для колес с , а №8 – для колес с числом зубьев и зубчатых реек ( ).

Построение профилей фрез стандартных наборов по этой схеме закладывает погрешности нарезаемых колес, поэтому дисковыми модульными фрезами можно получить колеса не выше 9-й степени точности.

Кроме этого, дисковые модульные фрезы имеют низкую стойкость и производительность из-за , малого наружного диаметра, числа зубьев и малых задних углов на боковых кромках ( ).

Рис. 7.9. Формы боковых сторон зубчатого колеса с разным числом зубьев

Рис. 7.10. Схема обработки

шевронного колеса пальцевой фрезой

Пальцевые модульные фрезы предназначены для нарезания прямозубых, косозубых и шевронных колес (с числом шевронов 2 и более) без канавки (рис.

7.10), когда другой инструмент нельзя применить, например, с модулем m>50. Но стойкость и производительность пальцевых фрез малы, так как число зубьев (4…8) мало, крепление их на станке нежесткое (консольное) и условия работы (угол контакта между фрезой и заготовкой равен около ) неблагоприятные.

Профилирование модульных фрез для прямозубых колес. Так как профиль фрезы должен быть точной копией впадины между зубьями при нарезании методом копирования, то он должен обеспечивать получение рабочего участия профиля в виде эвольвенты и нерабочего – в виде прямых или кривых. Определим координаты эвольвентной части профиля. Начало координат поместим в центр колеса, а ось расположим симметрично впадине (рис. 7.11).

Координаты точки А равны:

Здесь в выражении — профильный угол. В формуле для угол определяется по зависимости

где — угол зацепления, определяемый из соотношения и .

Рис. 7.11. Схема для определения профиля модульной фрезы

Определив в градусах с точностью до секунды по формуле (7.12), по таблицам эвольвентных функций находим . Данные таблиц этих функций следует интерполировать также с точностью до секунды.

Теперь значение подставим в формулу (7.11) и найдем угол . При подставке в формулы (7.10) для и его надо перевести в градусное измерение, т.е. умножить на 206264,8”.

Задаваясь рядом значений , определяют , и и .

Для проверки профиля фрезы проектируется шаблон. Для нахождения уравнения его профиля начало координат следует перенести в нижнюю точку профиля зуба колеса, определяемую радиусом r_i (рис. 7.12), при этом:

Значение и в (7.13) следует принять из расчетов по зависимостям (7.10).

Рис. 7.12. Система координат

для определения профиля шаблона

Срочно?
Закажи у профессионала, через форму заявки
8 (800) 100-77-13 с 7.00 до 22.00