Обработка прямозубых колес

1. Цепь главного движения. Она определяет скорость резания при обработке.

Конечные звенья (К.3.) эл. дв. - фреза

Расчетные перемещения (Р.П.) n мин ^-1об. дв.М₁ – n мин^-1 об. фрезы

Уравнение кинематической цепи (У.К.Ц.): n об.дв. М₁ * i _v = n об фрезы

Формула настройки (Ф.Н.): i= n об. фр./ n об. дв.М₁ *i_cv

Где n об. фр. = 1000 *V рез./ D фр.

Цепь настраивается приближенно, так как погрешность настрой­ки не влияет на точность профилирования, а влияет только на производительность.

2. Цепь деления (обката). Она служит для получения эвольвентного профиля. Эта цепь связывает вращение нарезаемого колеса и фрезы (В₂ и В₁)_.

К.З фреза - заготовка

Р.П. 1 об, фрезы – К_ф/Z об. заготовки

где К_ф - число заходов червячной фрезы, т.е. при повороте однозаходной фрезы на один оборот заготовка повернется на один угловой шаг или на 1/Z долю оборота.

У.К.Ц 1 об.фр.*i _диф *i_обк. *i_const = К_ф/Z

Где i _диф -передаточное отношение суммирующего механизма-дифференциала;

i_обк - передаточное отношение гитары обката (деления);

i_const -- передаточное отношение постоянных передач.

Р.Ф, i_обк = К_ф/(Z * i _диф. *i_const)

Погрешность настройки влияет на точность профилирования, поэтому кинематическая цепь настраивается точно.

Цепи подач. Различают продольную (вдоль оси заготовки), тангенциальную (вдоль оси фрезы) и радиальную (по отношению к заготовке) подачи. Продольная подача служит для распространения формообразования поверхности зуба на всю ширину колеса. Тангенциальная и радиальная подачи распространяют обработку на весь профиль зуба. Радиальная подача позволяет установить заданное межосевое расстояние в передаче фреза-нарезаемое колесо. Цепь тангенциальных подач настраивают для получения равномерного износа зубьев фрезы или при обработке червячных колес.

3. Цепь вертикальной подачи (П₃ *)

К.З заготовка - фрезерный суппорт

Р.П. 1 оборот заготовки —> S в (мм/об)

У. К. Ц 1 *i_s * i_const * Рхв* = S в (мм/об)

Р.Ф. i_s = Sв/(Рхв* i_const)

Sв выбирается из справочников в зависимости от материала заготов­ки, требуемой степени точности и т.д. Погрешность настройки не влияет на точность профилирования.

ОБРАБОТКА КОСОЗУБЫХ КОЛЁС.

При обработки косозубых колес необходимы те же движения, что и при обработке прямозубых колес. Но соотношения между частотами вращения фрезы и заготовки несколько иное, т.к. для образования винтового зуба требуется дополнительное вращение стола с заготовкой.

Вывод расчетных перемещений (см. рис, 7.3г). Развертка косозубого колеса (Рис. 7.3г).

DEF - развертка винтовой линии (стружечной канавки)

При нарезании прямозубых колес за один оборот заготовки перемещается в вертикальном направлении на Sв (из точки А в точку А₁).

При нарезании косозубых колес фреза переместиться из точки А в точку B₁, при этом заготовка должна дополнительно повернуться по дуге на величину А₁ В₁. Длину дуги А₁ В₁ определим из подобия DEF и Е А₁ В₁

изDEF Pz = πd ctgβ = π* m_t*z* ctgβ = π* m_t*z* cosβ/sinβ

но m_t = m/cosβ

тогда Рz =π* m*z*/sinβ; z - число зубьев колеса; m_{t-торцовый} модуль.

Если фреза пройдет путь равный АD (Рz), то заготовка должна сделать один дополнительный оборот. При этом фреза сделает z/к оборотов.

Если вертикальная подача равна Sв, а ширина колеса равна Рz, то за время перемещения фрезы относительно заготовки на величину Рz стол с заготовкой сделает Рz/Sв оборотов. Тогда фреза при на­резании прямозубого колеса совершит (Рz/Sв)/(k/z) оборотов.

При нарезании косозубого колеса фреза должна сделать число
оборотов

n + n_доп =(Рz/Sв)/(z/k)⁺_- (z/k)

таким образом Р. П. для заготовки и фрезы будет

Pz/Sв об. стола → =(Рz/Sв)/(z/k)⁺_- (z/k)

Умножая уравнение на Sв/Рz получим расчетные перемещения, отнесенные к одному обороту стола:
1 об. стола → z/k + z/k * Sв/Pz об. фрезы движение В₃ на рис.

"+" - соответствует одноименному направлению винтовой нарезки фре­зы и колеса;

-“ - нарезки разноименные.

Эта формула - частный случай настройки цепи дифференциала при Sв = РХо. Первое слагаемое z/к настраивается с помощью гита­ры деления, второе слагаемое z/k * Sв/Pz цепью дифференциала. Возможна и бездифференциальная настройка.

Цепь дифференциала см. методичку Бушуев т2 стр.415-416.

Диагональное фрезерование.

Зуборезный инструмент очень сложный и дорогостоящий,, стои­мость инструмента cоставляет около 50% стоимости зубофрезерной операции. Поэтому мероприятия, направленные на повышение стойкос­ти занимают важное место при эксплуатации зубофрезериых станков.

Зубья червячных фрез изнашиваются неравномерно. Максимальный из­нос наблюдается у трех-четырех зубьев. Для более полного ис­пользования фрезы необходимо осуществлять осевую передвижку фрезы вдоль оси.

Рис. Схема зубонарезания методом диагональной подачи.

Когда фреза пройдет вдоль своей оси путь 1р, а по вертикали путь В, стол станка сделает 1р/Sо ~ В/Sв оборотов, отсюда Sо = Sв (1р/В)

где Sв - вертикальная подача, мм/об.

Sо - осевая подача, мм/об.;

В - ширина колеса, мм.

Общий случай нарезания цилиндрических колес.

Рис. Нарезание косозубого колеса при движении фрезы по двум осям.

Нарезаемое колесо будет получать сумму трех движений.

Первое В₂ - как при работе червячной пары (движение обкатки или деления (см. формулу)).

Второе В₃ для получения винтового направления зубьев заго­товка получает дополнительный поворот, обеспечивающий совмещение направления зубьев нарезаемого колеса и фрезы (см. формулу нас­тройки дифференциала).

Третье В₄ заготовка получает дополнительное вращение как при работе в реечной паре.

Уравнение кинематического баланса

В данном случае требуется сложная дифференциальная настрой­ка станка.

Обработка червячных колес.

Червячная фреза для изготовления червячных колес при ра­венстве основных параметров с червяком имеет увеличенную высоту головки зуба (до размеров ножки колеса).

Червячные колеса могут быть нарезаны двумя способами: ра­диальной подачей фрезы или осевой (тангенциальной) подачей фрезы. В обоих случаях ось фрезы устанавливают перпендикулярно оси заго­товки и в средней плоскости нарезаемого червячного колеса.

Схемы нарезания колес [см. ]

Нарезание червячных колес методом радиальной подачи.

Червячная фреза получает главное вращательное движение В1 и перемещение в направлении 11 (радиальная подача). Заготовка - вращение согласованное с вращением червячной фрезы.

Уравнение кинематического баланса получим приняв в системе 3,7 уравнение 3,7.2 и 3.7 приравняли к нулю

пф о 6. фрезы —> пФ Кф/z + 12 /mz об, заготовки

ЗУБОДОЛБЁЖНЫЕ СТАНКИ.

При нарезании воспроизводится работа пары цилиндрических ко­лес с параллельными осями, одно из которых превращено в инстру­мент - долбяк (см. рис. 7.1в).

В начале нарезания зубьев при согласованном вращении заго­товки и долбяка (движение обката) происходит радиальное вреза­ние долбяка (или заготовки) до полной глубины резания (участок 1-2 на рис. 7.1 г). Для получения полностью обработанных зубьев на всей окружности заготовка должна после этого сделать полный оборот. Резание происходит только при прямом ходе долбяка, а при обратном холос­том ходе шпиндель долбяка или стол несколько отводится, образуя зазор между инструментом и заготовкой для устранения трения зад­них поверхностей долбяка во впадине нарезаемого колеса.

Производительность зубодолбления меньше чем зубофрезерования. Поэтому зубодолбление применяют в основном в тех случаях, когда зубофрезерование применить нельзя, например, при обработке блочных колес и цилиндрических колес внутреннего зацепления.

ОБРАБОТКА КОСОЗУБЫХ КОЛЁС.

Настройка станка на нарезание косозубых колес не отличается от обычной. Но в этом случае устанавливают копиры с винтовой нап­равляющей, которые сообщают долбяку дополнительное вращение рис. 7.1в. Угол наклона зубьев долбяка должен равняться углу нак­лона зубьев нарезаемого колеса и иметь направление;

а) разноименное, при нарезании колес наружного зацепления;

б) одноименное, при нарезании колес внутреннего зацепления.

Если Р и Ркп - соответственно шаги винтовой линии нарезаемо­го колеса и копира, а Zд и Z - число зубьев долбяка и колеса, то

Ctgβ = P/d = P/(π*m*z) = Pкп/(π*m*z_д)

или Ркп = Р * Z_д/Z

С изменением угла наклона зубьев колеса должны измеряться как винтовые направляющие, так и долбяки (с данным углом наклона винтовой линии β), т.е.этот метод менее уни­версален по сравнению с зубофрезерованием.