Расчет червячных модульных фрез

Расчет червячных модульных фрез

Исходными данными для расчета червячных модульных фрез являются модуль, угол зацепления, параметры зуба нарезаемого колеса и принятая величина затылования фрезы. Имея эти параметры, можно по эмпирическим формулам приближенно определить габаритные (диаметр, длину) и посадочные ( диаметр посадочного отверстия ) размеры фрезы, а также число зубьев. Однако в этом нет необходимости, так как эти и другие параметры конструкции с учетом точности фрезы (AAA, АА, А, В или С) приведены в ГОСТ 9324 — 80Е.

Рассчитывают угол подъема червячной нарезки на делительном цилиндре. По мере переточек диаметр делительного цилиндра уменьшается. Поэтому с целью уменьшения ошибок зубообработки за расчетную величину делительного диаметра принимают диаметр наполовину сточенной фрезы, т.е. с зубом, сточенным на 1/6 окружного шага:

Проектирование рабочей части

Обозначения параметров приведены на рис. 1.72.

Затем назначают угол наклона стружечных канавок ω, ω=τ, где τ — угол подъема червячной нарезки, tgτ = Px / πd. Px = Pn cosτ (см. рис. 1.72).

Тогда tgτ = Pn / πdcosτ, или sinτ=Pn / πd. Так как Рn=πmn, то sinτ=mn/d. Если угол подъема червячной нарезки τ=3—5°, то стружечная канавка прямая, ω=0. После этого приступают к профилированию фрез, определению формы и размеров зубьев.

Ранее отмечалось, что в основу конструкции червячной фрезы положена зубчатая рейка с прямобочным профилем. Это верно. Но тем не менее эвольвентные зубчатые колеса могут правильно зацепляться только с эвольвентным червяком, боковые стороны витков которого — винтовые эвольвентные поверхности: эвольвентные в поперечном направлении и винтовые в продольном (вдоль направления зуба). Профиль режущего контура зуба фрезы (режущей кромки) должен, таким образом, представлять собой линию пересечения поверхностей эвольвент- ного червяка и передней архимедовой винтовой поверхности. Это дaле- ко не прямобочный профиль. Кроме того, у реальной фрезы режущая кромка — линия пересечения передней поверхности зуба и затылован- ной задней поверхности. Значит, форма затылованной поверхности должна быть такой, чтобы режущая кромка зуба фрезы лежала на винтовой эвольвентной поверхности ранее описанного червяка и не выпадала бы из нее при переточках. Рассчитать такую форму затылованной поверхности сложно, а выполнить в металле практически невозможно. Поэтому в настоящее время прибегают к приближенным методам профилирования червячных фрез для цилиндрических колес: прямобочный профиль рейки закладывают в осевом сечении или в сечении, нормальном к винтовой линии червяка на расчетном делительном диаметре. Погрешности профилирования при втором методе несколько больше, особенно если угол профиля зуба не скорректирован, не увеличен на несколько минут [6]. Однако его используют чаще, так как непроизвольное фланкирование (утонение) головки зуба колеса, улучшающее зацепление нарезанных колес, большее, чем при первом методе, хотя контроль параметров зуба фрез в нормальном сечении сложнее. Ошибки приближенных методов профилирования являются одной из причин более низкой точности колес, нарезанных червячными фрезами по сравнению с обработанными долбяками.

Расчет параметров профиля зуба в нормальном сечении (см. рис. 1.72) с утолщением ножки зуба на величину hq x Δa для фланкирования зубьев колес или без утолщения выполняется просто, по параметрам зубьев колеса.

Головка зуба фрезы обрабатывает ножку зуба колеса и равна ей по высоте:

Проектирование рабочей части

Ножка зуба фрезы обрабатывает головку зуба колеса и по высоте равна ей плюс радиальный зазор с, чтобы не обрабатывать колесо по наружному диаметру, так как он обработан до нарезания зубьев:

Проектирование рабочей части

Шаг зубьев в нормальном сечении равен нормальному шагу зубьев колеса по дуге начальной окружности или делительной, если они совпадают:

Проектирование рабочей части

Толщина зуба фрезы в нормальном сечении на уровне делительной окружности равна средней ширине межзубьей впадины колеса, рассчитанной с учетом допуска и припуска на чистовую обработку зубьев, если она предусмотрена:

Проектирование рабочей части

Угол профиля зубьев фрезы а равен углу зацепления или скорректирован на несколько минут [6; 94]. Закругления вершин и впадин у основания зуба r1=r2=0,3 т. Для выхода шлифовального круга у фрез с m≥4 на донышке межзубной впадины выполняют технологическую канавку. Параметры канавки: ширина ≈0,75 ширины впадины на донышке; глубина — 0,5—2,0 мм; r3=0,6—1,3 мм.

У фрез меньшего модуля канавку не делают, так как она слишком мала и шлифования зубьев фрезы по профилю не облегчает.

В случае профилирования по осевому сечению расчет параметров $убьев фрезы аналогичный, только шаг, толщина зуба и угол профиля в осевом сечении будут другими, а именно такими, чтобы в нормальном сечении соответствовали параметрам зуба нарезаемого колеса. Расчеты таких и других фрез приведены в специальной литературе, например [94].

Отклонения параметров фрез регламентированы стандартами.

Смотрите также

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *