Конструкция и геометрия червячных фрез

Червячные зуборезные фрезы, работающие методом обкатки, получили широкое распространение из-за следующих своих достоинств:

- высокая точность обработки зубчатых колес (до 6 степени точности)

- универсальность (одной и той же фрезой обрабатываются колеса
с разным числом зубьев);

- высокая производительность (непрерывность процесса).

Червячные фрезы можно классифицировать по ряду параметров:

- по назначению - чистовые и черновые;

- по устройству - цельные и сборные;

- по виду крепления - насадные и хвостовые;

- по числу заходов - однозаходные и многозаходные;

- по конструкции зуба - затылованные и острозаточенные.

Точность червячных фрез регламентирована государственными стандартами, Классы точности чистовых фрез для цилиндрических колес: ААА, АА, А, В, С и D для получения степени точности колес соответственно от 6 до 11.

Основные конструктивные элементы червячной зуборезной фрезы (рис. 40):

t_Н - шаг профиля зуба в нормальном сечении;

S_Н - толщина зуба в нормальном сечении;

h - высота зуба;

h₁h₂ - соответственно высота головки и ножки зуба;

De - наружный диаметр фрезы;

d - диаметр отверстия фрезы;

L - общая длина;

L₁- длина рабочей части;

D_t- расчетный диаметр делительного цилиндра;

Z - число зубьев фрезы;

τ - угол подъема нарезки;

ω - угол наклона стружечных канавок;

t_оe- осевой шаг нарезки;

S_k - шаг стружечных канавок;

V - угол впадины стружечной канавки;

z - радиус закругления дна впадины;

Н - глубина канавки;

α - задний угол;

К и К₁ - величины затылования;

D₁ - диаметр буртиков.

Исходными данными для проектирования червячной зуборезной фрезы являются:

- нормальный модуль - m;

- угол профиля (зацепления) в нормальном сечении - α_д;

- тип рейки (черновая или чистовая фреза, фланкированное зацепление и т.д.).

Ряд величин при проектировании фрезы выбирается из стандартов

и справочных источников в зависимости от модуля: De; α; Z; V; z; D₁.

Остальные величины подсчитываются.

Шаг профиля зуба в нормальном сечении фрезы должен быть равен шагу нарезаемого колеса:

t_N = π·m

Толщина зуба в нормальном сечении для чистовой фрезы:

S = t_N/2

При расчете черновой фрезы необходимо учесть припуск на чистовую обработку, то есть:

S = t_N/2 - ∆

Высоты зуба определяются по следующим формулам:

h₁ = 1.25·m, h₂ = 1.25·m, h = h₁+h₂ = 2.5·m.

Длина рабочей части фрезы должна быть не меньше проекции линии зацепления на начальную прямую фрезы, а с учетом её рациональной эксплуатации (перестановка вдоль оси и поворот для равномерного износа зубьев) несколько больше:

,

где R_ek и R_ik - наружный и внутренний радиусы наибольшего, нарезаемого этой фрезой зубчатого колеса. Окончательно длина рабочей части устанавливается после сравнения с рекомендуемой стандартом.

Величина затылования определяется по величине заднего угла на вершине зуба фрезы

α = 11 12°:

K = π×D_e×tgα/Z;

предварительное затылованне в случае шлифования профиля фрезы:

.

Расчетный диаметр делительного цилиндра:

D_t = D_e- 2.5m - 0.25K.

Угол подъема нарезки:

.

Для создания одинаковых условий резания на боковых сторонах зуба фрезы угол наклона стружечной канавки делают обычно равным углу подъема нарезки:

ω = τ.

Для настройки станков (токарного, затыловочного, фрезерного) необходимо знать осевой шаг нарезки фрезы и шаг винтовой стружечной канавки:

;

S_K = π×D_t/tgτ.

Угол впадины стружечной канавки принимается равным 20-25°. Основным материалом для изготовления червячных зуборезных

фрез является быстрорежущая сталь разных марок.

Направления совершенствования конструкций червячных фрез для

цилиндрических зубчатых колес:

- создание сборных фрез;

- применение твердого сплава для зубьев сборных фрез;

- совершенствование геометрии фрез;

- применение острозаточенных зубьев.