Дисковые зуборезные фрезы
Дисковые зуборезные фрезы
Дисковые зуборезные фрезы применяют для нарезания прямозубых и косозубых цилиндрических колес. В первом случае они работают методом фасонного копирования, во втором случае, при нарезании косозубых колес, они работают методом бесцентроидного огибания. Во всех случаях процесс последовательной обработки впадин производится путем деления заготовки на один окружной шаг.
Этот метод обработки зубьев является малопроизводительным и. низкой точности. Причинами низкой производительности являются прерывистость процесса резания, потеря времени на деление заготовки. Зубья фрезы в большинстве случаев имеют нерациональную геометрию. Передний угол у них равен нулю, а задние углы на боковых режущих кромках очень малы - 1,5 - 2,5°, вследствие этого снижаются режущие свойства инструмента и производительность.
Низкая точность обработки обусловливается погрешностью делительного механизма, погрешностями установки оси симметрии зуба фрезы по оси симметрии впадины между зубьями колеса, отклонениями, создаваемыми ограниченным числом фрез в комплекте. Поэтому дисковые зуборезные фрезы применяются редко, главным образом в единичном производстве и ремонтных цехах для обработки зубчатых колес 9-й степени точности.
Профиль зубьев фрезы определяется по профилю впадины между зубьями нарезаемого колеса. Эвольвентный профиль впадины или зубьев колеса зависит от угла зацепления a, числа зубьев z, диаметра делительной окружности d. Эти параметры нарезаемого колеса должны быть заданы. Кроме того, должны быть известны модуль т, мм, толщина зуба по дуге делительной окружности колеса в нормальном сечении Sn, мм, высота головки и ножки зуба колеса ha, hf, мм.
Спрофилированный таким способом инструмент будет в определенной степени удовлетворять точностным параметрам только для нарезания колеса с определенным числом зубьев данного модуля. Для нарезания колес всего диапазона с числом зубьев z от 12 до бесконечности, т. е. до рейки, надо иметь слишком много фрез.
Профиль зубьев колес для одного и того же модуля и угла зацепления практически изменяется при числе зубьев z от 12 до 135. Поэтому для правильного нарезания всех зубчатых колес этого модуля необходимо иметь число фрез п = 135 - 12 = 123 шт. Такое большое число дисковых фрез иметь на заводе нерентабельно, так как многие из них могут быть совсем не использованы. Поэтому дисковые зуборезные фрезы изготовляют в комплекте, в котором имеется ограниченное число фрез.
Комплект фрез состоит из 8, 15 и 26 шт. Комплект, состоящий из восьми фрез, называют малым основным комплектом. Большой комплект составляют 15 фрез, и комплект повышенной точности - 26 фрез. Чем больше фрез в комплекте, тем выше точность нарезаемых колес.
Однако почти во всех случаях одна фреза служит для нарезания колес с разным числом зубьев, что создает погрешностости профил.
Рекомендуемые материалы
В основу комплектования фрез положено равенство отрезков на дуге окружности по наружному диаметру колес, имеющих z = 12¸ 135 данного модуля.
Рис. 1. Профили зубьев колес с разными z одного модуля
Если профили зубьев колес указанного диапазона наложить друг на друга, то они расположатся так, как показано на рис. 1. Число отрезков на дуге наружной окружности берется на единицу меньше числа фрез в комплекте. Например, для комплекта фрез из 8 шт. дуга АВ делится на семь равных отрезков. Каждая фреза в комплекте будет нарезать колеса, число зубьев которых лежит на данном отрезке. Ниже приведена зависимость номеров фрез от числа зубьев нарезаемых ими колес в комплекте из восьми фрез
| № фрезы | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| z | 12-13 | 14-16 | 17-20 | 21-25 | 26-34 | 35-54 | 55-134 | 135 ¥ |
Фреза каждого номера профилируется по наименьшему числу зубьев нарезаемого колеса в данном интервале. В этом случае уменьшается опасность защемления зубьев сопряженных колес, чем при расчете профиля инструмента данного номера комплекта по среднему или большему числу зубьев нарезаемых колес.
Конструктивные особенности фрез. Основные размеры дисковых зуборезных фрез определяются так же, как и дисковых фасонных фрез. Зубья чистовых модульных фрез затылованы по архимедовой спирали для создания заднего угла 12 - 15° по наружному диаметру. При этом задние углы для боковых режущих кромок получаются небольшими от 1° 30' до 3°, особенно для точек, приближающихся к вершине зуба фрезы.
Задний угол в нормальном сечении к боковым режущим кромкам
tgan = Retgaвsina/R
где aв - задний угол вершинных режущих кромок; a - угол давления, который изменяется по высоте профиля; Re - наружный радиус фрезы; R - радиус фрезы в рассматриваемой точке.
Рекомендуем посмотреть лекцию "Линейно зависимые и линейно независимые системы векторов".
Передний угол g таких фрез равен нулю. Это ухудшает условия резания, но упрощает проектирование инструментам обеспечивает постоянство профиля зубьев фрезы в процессе их перетачивания.
Процесс нарезания зубьев колес крупного модуля занимает много времени. Для предварительного чернового нарезания дисковые фрезы делают сборной конструкции со вставными зубьями, профиль которых прямобочный, трапециевидный с углом 35 - 40° для 20° зацепления. В этом случае лучше зубья делать не затылованными, а остроконечными. Их шлифуют и перетачивают по передней и задним поверхностям по всему контуру. Задние углы у них могут быть созданы
оптимальными не только для вершинных режущих кромок, но и для боковых. Для облегчения условий резания такие фрезы изготовляют с положительным передним углом 10-15°. Для повышения производительности при черновом нарезании крупномодульных колес применяют наборы дисковых фрез, состоящие из 2, 3 и 4 шт.
Рис. 2. Нарезание колес набором из трех фрез
На рис. 2 показан набор, состоящий из трех трапециевидных фрез 1-3. Каждая фреза удаляет определенную часть объема металла из впадины зубьев колеса.
