Заточка зуборезного инструмента

Червячные фрезы для нарезания шлицевых валов затачивают двумя способами:

а) на специальных станках моделей 3642 и 3А642;

б) на универсально-заточных станках с применением копира или с помощью специального приспособления, обеспечивающего заточку в строгом соответствии с установленным углом w - подъема винтовой линии.

Заточка производится тыльной стороной тарельчатого круга, чтобы исключить возможность повреждения соседних зубьев при заточке плоской стороны. Характеристика круга и режим работы назначаются в зависимости от физико-механических свойств материала фрезы и требований к качеству заточки.

При заточке на специальных станках обеспечивается автоматическое деление от зуба к зубу и поворот фрезы во время продольного хода согласно шагу стружечной канавки.

При заточке могут возникнуть ошибки в настройке оборудования, установке круга и другие дефекты, которые повлияют на точность профиля зубьев фрезы, следовательно, и на точность нарезаемых колес.

Рисунок 9.2 Искажение профиля зуба фрезы в зависимости от величины переднего угла заточки.

Возможны следующие четыре ошибки:

1. Передние поверхности затачиваются с положительными передними углами (+g). Зубья фрезы теряют точный профиль зубчатой рейки, режущие кромки в нормальном сечении становятся криволинейными; с одной стороны зуба кромка выпуклая, а с другой – вогнутая, как показано на рис. 9.2а.

2. Передние поверхности затачиваются с отрицательными углами (+g). Погрешности профиля получаются такими же, как и в первом случае, но в обратном порядке (рис. 9.2б). Завалы на режущих кромках, образующиеся при неправильных режимах заточки, также создают отрицательные передние углы и, следовательно, вызывают искажение профиля около вершины зубьев.

3. Неравномерный окружной шаг фрезы, возникающий от неточности делительного устройства или копира. В этом случае некоторые зубья выходят вперед за теоретически правильное положение на величину C, а другие – несколько назад на величину C₁, как показано на рис. 9.2в. Такой дефект заточки приводит к радиальному биению зубьев.

4. Отклонение шага винтовой канавки S_К от заданного на чертеже. Такое отклонение вызывается неправильной работой передаточных звеньев заточного станка (зазоры, неточный подбор передаточных отношений зубчатых передач) и приводит к конусности фрезы. Это, в свою очередь, изменяет профиль зубьев также, как и неправильность окружного шага (рис. 9.2в), но вдоль оси фрезы.

Схемы установки затылованного зуба в корпусе червячной фрезы показаны на рис. 9.3

Фрезы после переточки контролируются по ряду элементов, указанных в таблице 9.1.

Таблица 9.1 Контролируемые элементы червячных фрез.

Примечание. Допускаемые отклонения фрез класса А почти в два раза меньше, а для фрез класса С – больше, указанных в таблице.

Шероховатость заточенных передних поверхностей фрез должна находится в пределах 8-го класса чистоты, а подвергшиеся доводке алмазными кругами – 9-10-го.

На передних поверхностях не допускаются завалы, режущие кромки должны быть равными, без зарубин и т.д.

Рисунок 9.3 Схемы установки затылованного зуба в корпусе

червячной фрезы.

В качестве специального режущего инструмента рассмотрим червячную модульную фрезу, применяемую для нарезания шлицев m=4, z=14, угол зацепления - a=20°, кинематическая точность зацепления – 8В.

Червячные фрезы применяются для фрезерования многошлицевых валов. Исходные данные для расчёта берутся в сечении шлицевого вала перпендикулярно его оси.

В соответствие с исходными данными и требованиями к обрабатываемой детали производим расчёт согласно источника [20] в следующей последовательности.

1. Выбор материала режущей части и корпуса фрезы:

Стали 40X ГОСТ 4543-71 – корпус фрезы;

стали Р9К10 ГОСТ 19265-73 – режущая часть.

2. Расчётный профильный угол исходной рейки в нормальном сечении вала:

a_n=20^о.

3. Нормальный модуль:

m_n=4, 0 мм.

4. Шаг по нормали (между соседними профилями фрезы):

t_u= p´ m_n

где m_n – нормальный модуль, мм.

t_u= p´ 4, 0=12, 56 мм.

5. Расчётная толщина зуба по нормали:

S_u=t_u – (S_d1+DS)

где S_d1 – толщина шлица, мм;

DS – величина припуска под последующую чистовую обработку, мм; для чистовых фрез DS=0.

S_u= 12, 56 -3, 853=8, 707 мм.

6. Высота головки зуба фрезы:

мм.

7. Высота ножки зуба фрезы:

мм.

8. Полная высота зуба фрезы:

мм.

9. Радиус закругления на головке и ножке зуба:

мм.

Принимаем r₁=r₂=1, 1 мм.

10. Радиус окружности начала фаски на шлицевом валике:

R_ф=R_е-с

где R_е – номинальный наружный диаметр шлицевого валика, мм;

с – величина фаски, мм

R_ф=84, 3-0, 5=83, 8 мм.

11. Наружный диаметр фрезы:

D_e³ (1, 5¸ 2, 0)´ d+2´ H

где d – посадочный диаметр отверстия, мм.

d=32 мм (см. п. 18);

H – высота шлица, мм.

мм.

D_e³ (1, 5¸ 2, 0)´ 32+2´ 9, 0=66¸ 82 мм.

Из стандартного ряда, для сборной конструкции согласно ГОСТ 9324-80, принимаем: D_е=80 мм.

12. Число зубьев фрезы:

z_o=360°/j

cos j=(D_eu-2´ h_u)/D_eu

где h_u – высота зуба фрезы, мм.

cos j=(80-2´ 5, 2)/80=0, 886

j=27°30¢ 27¢ ¢

z_o=360°/27°30¢ 27¢ ¢»12.

13. Передний угол при вершине режущей кромки:

γ _а=0^о [19, c. 306]

14. Задний угол при вершине зуба:

a_а=10^о [19, c. 306]

15. Величина затыловывания:

мм.

Принимаем К=4 мм.

16. Длина рабочей части фрезы:

где х- коэффициент, зависящий от модуля.

х=3, 5.

мм.

Принимаем L₁=90 мм.

17. Полная длина фрезы:

L=L₁+2´

где l_б – длина буртика, мм.

l_б=3...5 мм. [19, c. 309]

L=90+2´ 5=100 мм.

18. Диаметр отверстия под оправку:

мм.

Принимаем d_отв=32 мм.

19. Диаметр выточки в отверстии:

d_в=d_отв+2

d_в=32+2=34 мм.

20. Длина шлифованной части отверстия с каждой стороны:

l₁=(0, 2...0, 3)´ L

l₁=(0, 2...0, 3)´ 100=20...30 мм.

Принимаем l₁=25 мм.

21. Диаметр начальной окружности:

мм.

22. Угол подъёма витков фрезы начальной окружности:

где а – число заходов фрезы.

;

w=2°49¢ 55¢ ¢.

23. Шаг по оси между двумя витками:

мм.

24. Направление витков фрезы – правое.

25. Осевой шаг винтовой стружечной канавки – прямые.

26. Допуски на все элементы червячной фрезы и технические требования к её изготовлению определяем по ГОСТ 9324-80.