Способы затылования зубьев режущих инструментов и принцип работы затыловочных станков

Затылование — метод затачивания задних поверхностей режущих инструментов со сложным профилем зуба с целью сохранения профиля инструмента при переточках по передним поверхностям зубьев и обеспечения постоянства заднего угла. Чаще всего затылуют зубья различных фрез: дисковых, цилиндрических с прямолинейными и спиральными стружечными канавками, резьбовых, червячно-модульных, а также зубья метчиков, спиральные сверла и т. п.

В производстве используются фрезы с остроконечными и затылованными зубьями.

Фрезы с остроконечными зубьями имеют заднюю поверхность, обработанную по прямой линии. Они получили широкое распространение для обработки прямолинейных поверхностей. Затачивают зубья таких фрез по задней поверхности, что приводит к изменению профиля зуба и уменьшению его высоты (l₁ < l) и пространства между зубьями для размещения стружки.

Фрезы с затылованными зубьями имеют криволинейную заднюю поверхность у зубьев. Их перетачивают по передней поверхности, причем плоскость заточки проходит через ось фрезы, благодаря чему профиль зубьев фрезы сохраняется неизменным. Затылование зубьев выполняют обычно по архимедовой спирали.

При затыловании необходимо, чтобы заготовка фрезы равномерно вращалась, а резец равномерно возвратно-поступательно перемещался в радиальном направлении. При этом за один оборот заготовки резец должен подойти к ней столько раз, сколько зубьев имеет затылуемая фреза. Перемещение резца в радиальном направлении (рабочий ход и быстрый отвод) осуществляется от равномерно вращающегося кулачка.

В зависимости от направления движения режущего инструмента относительно изделия различают три вида затылования: радиальное, косое и торцовое. Радиальное затылование применяют для изготовления изделий цилиндрической формы. Режущий инструмент совершает движение в направлении, перпендикулярном оси центров станка. Косое затылование используют при обработке фасонных фрез. Торцовое затылование применяют для обработки торцовых поверхностей изделий. Его осуществляют при повороте поворотной плиты каретки с суппортом на 90° от нормального ее положения, затыловочное движение режущего инструмента совершается параллельно оси центров станка.

Особенности затылования фрез дисковых, цилиндрических с прямолинейными стружечными канавками и цилиндрических со спиральными канавками предъявляют определенные требования к кинематическим схемам затыловочных станков.

При затыловании цилиндрических фрез с прямолинейными стружечными канавками затыловочный станок должен дополнительно обеспечивать перемещение суппорта в продольном направлении, чтобы обработать зубья по всей длине (рис.335). Принципиальная кинематическая схема станка будет иметь вид, приведенный на рис.335, б. В этом случае уравнения кинематического баланса цепей будут иметь вид:

цепь главного движения: n_эд... i_u…= n_шп.

где n_эд – частота вращения электродвигателя, n_шп - частота вращения шпинделя; i_u - передаточное отношение кинематической цепи от электродвигателя до шпинделя.

цепь затылования: 1 об.шп. ×i_x i₁i₂ = z_об.к,

где i_x – передаточное отношение органа настройки цепи затылования; i₁i₂ - передаточное отношение кинематических передач; z_об.к - число оборотов кулачка затылования, равное (в общем случае) числу зубьев затылуемой фрезы.

цепь продольной подачи связывает перемещение суппорта (резца) и вращение шпинделя: 1 об.шп.i_yt_х.в = s,

где i_y — передаточное отношение звена настройки цепи продольной подачи; t_х.в — шаг ходового винта, мм; s — продольная подача, мм/об.

При затыловании цилиндрических фрез со спиральными стружечными канавками необходимо, чтобы резец, перемещаясь вдоль оси заготовки, следовал бы за спиральной линией режущей кромки зуба фрезы (рис.336, в). Для выполнения данного условия необходимо осуществить еще одно движение, которое обеспечивало бы дополнительный поворот кулачка К при повороте заготовки на 1/z. Это обеспечивает дополнительное радиальное перемещение резца при его продольном перемещении.

Кинематическая схема станка для затылования цилиндрических фрез со спиральными стружечными канавками должна иметь вид, приведенный на рис.335, при этом настраиваются цепи главного движения, движения подачи, затылования и дифференциальная. Уравнения кинематического баланса этих цепей:

цепь главного движения: n_эд i_u = n_шп,

цепь затылования: 1 об.шп. i_x ×i_д ×i₁ ×i₂ = z_об.к;

цепь продольной подачи: 1 об.шп. i_yt_х.в = s.

Дифференциальная цепь обеспечивает дополнительный поворот кулачка К, от которого осуществляется дополнительное перемещение суппорта в радиальном направлении при его продольном перемещении

где i_j - передаточное отношение звена настройки дифференциальной цепи; i_Д1 - передаточное отношение суммирующего механизма S в цепи затылования; i_Д2 - передаточное отношение суммирующего механизма S в дифференциальной цепи; l - перемещение суппорта в продольном направлении; l /t_хв - обороты ходового винта при перемещении суппорта на величину l; z×l/T - дополнительный поворот кулачка.