книги / Инструментальное оснащение технологических процессов металлообработки

Для наружных поверхностей Σ Вi = πdо δ zmax/360 zc,

где δ − угол контакта протягиваемой поверхности с режущими кромками зубьев протяжки.

Максимально допустимая сила резания определяется, исходя:

– из силы, допускаемой опасным сечением хвостовика,

Pхв =[σ ]Fох,

где [ σ ] − допускаемое напряжение при растяжении; Fхв − площадь опасного сечения хвостовика;

– силы резания, допускаемой опасным сечением режущей части протяжки (перед первым зубом),

Pоп = Fоп[σ ],

где Fоп − площадь опасного сечения протяжки перед первым зубом,

Fоп = π (dо− 2hо )2 / 4 ;

– силы, допускаемой тяговым усилием станка Fст. Для этого необходимо выбрать модель протяжного станка.

Наименьшее из Fхв, Fоп и Fст принимается в качестве максимально допустимой силы резания Pдоп. Принятое значение Pдоп сопоставить с тяговым усилием станка Pст: Pдоп = (0,8...0,9) Pст.

Таблица 7 . 1 0

Осевая сила резания qo

Подача Sz,		Передний угол γ , °				Подача Sz,		Передний угол γ , °
мм/зуб	5	10	15	20	25	мм/зуб	5	10	15	20	25
0,01	78	48	37	30	26	0,21	533	462	423	398	381
0,02	100	70	56	48	43	0,22	558	483	443	416	398
0,03	124	91	76	67	60	0,23	578	504	462	434	416
0,04	148	112	95	84	77	0,24	602	525	481	453	433
0,05	171	132	114	103	95	0,25	626	541	501	471	451
0,06	195	153	134	121	112	0,26	645	562	520	494	468
0,07	218	174	153	139	130	0,27	669	583	539	512	491
0,08	241	195	172	157	146	0,28	693	604	559	531	508
0,09	264	216	191	176	165	0,29	711	624	579	549	526
0,10	289	236	212	194	181	0,30	735	645	597	567	544
0,11	311	258	230	212	200	0,31	752	666	617	586	561

161

Окончание табл. 7 . 1 0

Подача Sz,		Передний угол γ , °				Подача Sz,		Передний угол γ , °
мм/зуб	5	10	15	20	25	мм/зуб	5	10	15	20	25
0,12	334	277	249	232	217	0,32	776	687	628	604	579
0,13	358	298	269	250	237	0,33	800	708	655	623	596
0,14	380	320	288	268	253	0,34	823	722	675	641	614
0,15	403	338	312	286	271	0,35	840	743	694	659	631
0,16	425	360	327	304	291	0,36	863	763	713	678	649
0,17	446	381	346	325	308	0,37	887	784	733	696	667
0,18	468	402	365	343	325	0,38	910	805	752	714	684
0,19	492	419	385	362	342	0,39	933	825	771	733	702
0,20	513	433	404	380	364	0,40	957	846	791	751	719

Kнв, Kp, Kсож − поправочные коэффициенты, зависящие от обрабатываемого материала, способа разделения стружки и состава СОЖ (табл.7.11 − 7.13).

Таблица 7 . 1 1

Поправочный коэффициент Kнв

Обрабатываемый материал	Твердость НВ		Коэффициент Kнв
Конструкционные и легированные стали, отно-	< 275
сящиеся к группе резания Р (подгруппы Р01,			1,3
Р10, Р20) после закалки и отпуска
Конструкционные и легированные стали, отно-
сящиеся к группе резания Р (подгруппы Р01,	130...320		1,0
Р10, Р20), в отожженном, нормализованном и
горячекатанном состоянии
Инструментальные, высоколегированные и бы-
строрежущие стали, стальное литье (подгруппы	200...250		1,4
Р20, Р30, Р40)
Чугуны серые, ковкие, относящиеся к группе	< 200		0,5
резания К (подгруппы К01, К10, К20)	>200		0,7
Бронзы, латуни (группа N, подгруппа N30)	≤	110	0,4
Алюминиевые сплавы (группа N, подгруппа	≤	100	0,4
N20)

162

		Таблица 7 . 1 2
Поправочный коэффициент K р
Способ разделения стружки		Коэффициент Kp
Радиусными выкружками		1,0
Стандартными стружкоразделительными канавками		1,2
Без раделения		1,3
		Таблица 7 . 1 3
Поправочный коэффициент Kсож
Наименование СОЖ		Коэффициент Kсож
Сульфофрезол, турбинное масло, касторовое масло		1,0
Индустриальное 20, водная эмульсия (15...30 %), ке-		1,1
росин
Без охлаждения		1,2

ГЛАВА 8. ЗУБОНАРЕЗАНИЕ

Все существующие зуборезные инструменты разделяют на инструменты, работающие методом копирования или методом обкаточного огибания.

По методу копирования работают: дисковые и пальцевые фрезы для эвольвентных прямозубых и косозубых зубчатых колес, зубодолбежные головки и протяжки; по методу обкаточного огибания – червячные зуборезные фрезы для нарезания прямозубых и косозубых эвольвентных зубчатых колес, червячных колес, зуборезные долбяки, шеверы, зубострогальные резцы.

Выбор зуборезных инструментов для нарезания зубчатых колес осуществляется соответственно следующему пошаговому подходу:

1.Выбор конструктивных и геометрических параметров зуборезных инструментов, работающих по методу копирования.

2.Выбор конструктивных и геометрических параметров зуборезных инструментов, работающих по методу обкатки.

3.Рекомендации по выбору режимов резания при зубонареза-

нии.

Рассмотрим каждый шаг подробнее.

8.1.Выбор конструктивных и геометрических параметров зуборезных инструментов, работающих по методу копирования

Метод копирования − это метод, при котором профиль режущей части инструмента соответствует профилю впадины зуба нарезаемого колеса. Зуборезные инструменты, работающие по методу копирования, обеспечивают малую производительность и невысокую точность нарезаемых колес и используются в единичном производстве для обработки неответственных зубчатых колес. К таким инструментам относятся дисковые и пальцевые модульные фрезы.

Существуют стандартные дисковые фрезы, изготовляемые комплектами, состоящими из 8 фрез (для нарезания колес с модулем до 8 мм включительно) и 15 фрез (для колес с модулем свыше 8 мм). Они предназначаются для обработки колес с Z1 = 12 − ∞ . Каждая фреза комплекта предназначена для обработки колес в определенном диапазоне Z1.

164

Приведем номера фрезы в наборе из 8 штук и число зубьев обрабатываемых ею колес:

Номер фрезы	1	2	3	4	5	6	7	8
Число зубьев	12...	13 14...	16 17...	20 21...	25 26...	34 35...54 55	...134 св.135

Конструктивные параметры дисковых фрез из быстрорежущей стали (рис. 8.1) следует выбирать по рекомендациям ГОСТ 1383868 для модулей 0,2…1,0 мм (табл. 8.1), а для модулей

1,125…16 мм − по ГОСТ 19996-68 (табл. 8.2).

Основные размеры сборных твердосплавных дисковых фрез представлены в табл. 8.3. В качестве примера на рис. 8.2 представлена конструкция сборной твердосплавной дисковой зуборезной фрезы [29].

		ε
		θ
r
z				î
		ê		h
				H
			ê	1
â	r	1		f•45Å
		t		2 фаски
				ï.
				Профиль шаблона
				xn
	d'à î			zn
¹	xn	zn
точки				n
				x
			zn	l
				R
	Рис. 8.1. Цельная дисковая зуборезная фреза

À

î

d a

d

Â

À

165

																								Таблица 8 . 1
	Основные размеры дисковых зуборезных фрез, мм
Модуль m0				dao		d		В		H			k		r		f				z	Высота профиля h0 min
																						(соответственно m0)
0,20; 0,22; 0,25;																						0,60; 0,66; 0,75;
0,28; 0,30; 0,35;				16		5	2			2,5			0,8	0,2			0,2				12	0,84; 0,90; 1,05;
0,40; 0,45; 0, 50																							1,2; 1,35; 1,5
0,20; 0,22; 0,25;																						0,60; 0,66; 0,75;
0,28; 0,30; 0,35;				20		8	3,2			3,2			1	0,3			0,3				12	0,84; 0,90; 1,05;
0,40; 0,45; 0, 50																						1,20; 1,35; 1,50;
0,55; 0,60; 0,70																							1,48; 1,62; 1,90
0,20; 0,22; 0,25;																						0,60; 0,66; 0,75;
0,28; 0,30; 0,35;																						0,84; 0,90; 1,05;
0,40; 0,45; 0, 50				25		8	3,5			4,4			1,2	0,5			0,3				12	1,20; 1,35; 1,50;
0,55; 0,60; 0,70;																						1,48; 1,62; 1,90;
0,80; 0,90; 1,0																							2,16; 2,43; 2,70
0,20; 0,22; 0,25;																						0,60; 0,66; 0,75;
0,28; 0,30; 0,35;																						0,84; 0,90; 1,05;
0,40; 0,45; 0, 50				32		13	3,2			4,7			1,5	0,5			0,3				12	1,20; 1,35; 1,50;
0,55; 0,60; 0,70;																						1,48; 1,62; 1,90;
0,80; 0,90; 1,0																							2,16; 2,43; 2,70
																								Таблица 8 . 2
	Основные размеры дисковых зуборезных фрез, мм
Модуль		dao		d		z									Ширина В у фрез номеров
m0, мм									1			2			3					4		5		6	7	8
1,125		50		19		14		4,5				4			4					4		4		4	4	4
1,25		50		19		14			4			5			4,5					4,5		4,5		4	4	4
1,375		50		19		14		5,5				5,5			5					5		5		5	5	5
1,5		55		22		14			6			6			5,5					5,5		5		5	5	5
1,75		55		22		14			7			6,5			6,5					6,5		6		6	5,5	5,5
2,0		63		22		12			8			7,5			7					7		7		6,5	6,5	6
2,25		63		22		12		8,5				8			8					8		7,5		7,5	7	7
2,5		70		22		12		9,5				9,5			9					8,5		8,5		8	8	7,5
2,75		70		22		12		10,5				10			10					9,5		9		9	8,5	8
3,0		80		27		12		11,5				11			10,5				10,5			10		9,5	9,5	9
3,25		80		27		12		12				12			11,5					11		10,5		10,5	10	9,5
3,5		80		27		12		13				13			12,5					12		11,5		11	11	10,5
3,75		80		27		12		14				13,5			13				12,5			12		12	11,5	11
4,0		90		27		12		15				14,5			14				13,5			13		12,5	12	11
4,25		90		27		12		15,5				15			14,5					14		13,5		13	12,5	12
4,5		90		27		12		16,5				16			16,5					15		14,5		14	13,5	13
5,0		100		27		12		18				17,5			17				16,5			16		15,5	15	14,5

166

Окончание табл. 8 . 2

Модуль	dao	d	z			Ширина В у фрез номеров
m0, мм				1	2	3	4	5	6	7	8
5,5	100	27	12	20	19	18,5	18	17,5	17	16	15,5
6,0	110	32	10	21,5	21	20	19,5	19	18	17,5	17
6,5	110	32	10	23	22,5	22,5	21,5	20	19,5	19	18
7,0	110	32	10	24,5	24	23	22	21,5	21	20	19,5
8,0	125	32	10	28	27	26	25	24,5	24	23	22
9,0	125	32	10	31	30	29	28	27	27	26	24
10,0	140	40	10	34	33	32	31	30	29	28	27
11	140	40	10	37	36	35	34	33	32	31	29
12	160	40	10	41	39	38	37	36	35	34	32
14	160	40	10	47	45	43	43	41	40	39	37
16	180	50	10	53	52	50	48	47	45	44	42

Â

z

α

Â	b
r	t1

θ ε

À-À

	Â-Â
	4	5	6
H h	À			Á
	Á		À À
3				da
2
			d	d1
1
f•45Å			7
			8
2 фаски

9

B

B1

A

Á-Á

α

α

Рис. 8.2. Сборная твердосплавная дисковая зуборезная фреза

167

Таблица 8 . 3

Основные размеры сборных дисковых зуборезных фрез, мм

Модуль		Диаметр фрезы, мм		Число зубьев
m0, мм	Наружный		Посадочного отверстия
2	140		40	12
4	160		40	12
6	180		50	12
8	200		60	10
12	240		80	10

Пальцевые фрезы являются специальным инструментом и серийно не изготавливаются. Применяются при нарезании прямозубых и косозубых зубчатых колес модулем 8…50 мм, а также для нарезания шевронных колес.

В отличие от дисковых фрез пальцевые фрезы крепятся консольно с помощью резьбы, с базированием по цилиндрическому

пояску d2.

Основные размеры пальцевых зуборезных фрез из быстрорежущей стали представлены на рис. 8.3 и в табл. 8.4, 8.5.

À

θ

'

l5

l6

l

r

l1

30Å

À

a

b

θ

l2

l3

Ì

d

S

d

d

60Å

d

M...

ao

1

2

l4

ê

t'

ê1

f•45Å

Êó =...

Профиль шаблона М...

l7

r

L

Ì

α

ro

N

o

Dö

x

ro

точки

xo

ro

r

1

2

60Å

120Å

d

d

¹

α

l1

N

l2

xo

Рис. 8.3. Пальцевая зуборезная фреза

168

Таблица 8 . 4

Основные размеры пальцевых зуборезных фрез, мм

Диаметр		Номин.	Параметры резьбы
фрезы		диаметр	Шаг	d2	d1	d2		l1	l2		d1	l4
		резьбы
	40	16	2	15,088	14,00	20		6	1		21	22
45	– 50	20	2,5	18,791	17,44	25		6	1		26	26
55	– 60	24	3	22,491	20,87	30		8	1,5		32	32
65	– 70	30	3,5	28,24	26,35	40		10	1,5		42	40
75	– 80	36	4	33,937	31,78	50		15	2		52	50
85 –100		42	4,5	39,632	37,20	55		15	2		57	58
105 –110		45	4,5	42,373	40,22	60		15	2		62	60
115 –120		48	5	45,427	42,72	65		18	2		67	64
125 –130		64	6	60,813	57,56	80		18	2		82	70
140 –170		72	–	–	–	90	18		2		92	78
180	– 220	80	–	–	–	100	18		2		102	84

						Таблица 8 . 5
Основные размеры пальцевых зуборезных фрез, мм
Диаметр		Размеры под ключ			l6			L
фрезы			S	l5
	40		32	15	8			27
45	– 50	36	– 41	16 –18	8		28 – 32
55	– 60	46	– 50	20	8-10		36	– 38
65	– 70	55	– 60	23	10-12		41	– 45
75	– 80	65	– 70	30	12-14		50	– 56
85 –100		75	– 80	33	14		59	– 63
105 –110			95	42	16		67 – 76
115 –120			95	42	18			82
125 –130		110		42	18			82
140 –170		120 –130		42	18		86	– 92
180	– 220	130 –160		42	20		92	– 96

Размеры торцовой части пальцевых зуборезных фрез (см. рис. 8.3) в зависимости от модуля выбираются по табл. 8.6.

Таблица 8 . 6

Основные размеры торцовой части пальцевых зуборезных фрез

m, мм	d, мм	d1, мм	l, мм	l1, мм	ϕ
16…28	1	2,5	1,3	1,2	60°
30…50	1,5	4,0	2,2	1,8	60°

169

8.2. Выбор конструктивных и геометрических параметров зуборезных инструментов, работающих по методу обкатки

Червячные фрезы (ЧФ) являются многолезвийными инструментом реечного типа, работающим по методу обката, и применяются для черновой, получистовой и чистовой обработки прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем.

В основу конструкции фрезы положен основной червяк, зацепление которого с нарезаемым колесом представляет собой винтовую передачу. Применяются три типа исходного червяка: конволютный, архимедов и эвольвентный. Червячные фрезы для нарезания эвольвентных цилиндрических зубчатых колес, в основу которых положен эвольвентный червяк, из-за сложности их проектирования, изготовления и контроля применяются крайне редко.

При профилировании приближенным методом в качестве основного принимается конволютный червяк с прямолинейным профилем в нормальном к витку или впадине сечении. Выбор конволютного червяка упрощает профилирование фрез, сводя его к заданию прямолинейного профиля боковой поверхности червяка в нормальном сечении и к отождествлению профиля червяка и профиля затылованного зуба фрезы в этом сечении с контуром исходной инструментальной рейки (ИКР) (рис. 8.4, б). При этом угол профиля α о зуба ЧФ в нормальном сечении равен или не-

много отличается от угла α .

а

б

Рис.8.4. Исходный контур рейки: а − для зубчатых колес; б – для инструментов

170