Задача 6. Розрахунок режимів різання при нарізанні зубів зубчастих коліс

Профіль зубів зубчастого колеса утворюється шляхом видалення матеріалу западини такими способами обробки: фрезеруванням, струганням, довбанням, протяганням, шевінгуванням і шліфуванням.

Розрізняють два методи нарізування зубів: копіювання – коли форма профілю кромки ріжучого інструмента відповідає формі западини зубчастого колеса (дискові, пальцеві модульні фрези, зубодовбальні головки); обкатка – поверхня зуба виходить у результаті обробки ріжучим інструментом, кромки якого являють собою профіль сполученої рейки профілю зуба зі сполученим колесом і під час обробки інструмента із заготовкою утворюють сполучену зубчасту пару (черв’ячні фрези, довбачі, шевери й ін.).

Метод обкатки має такі переваги порівняно з методом копіювання:

– одним і тим самим інструментом даного модуля можна нарізати зубчасті колеса з будь-якою кількістю зубів;

– забезпечується більш висока точність і якість поверхні зубів;

– досягається більш висока продуктивність обробки завдяки безперервності процесу й участі в роботі одночасно більшої кількості лез.

Дискова і пальцева модульні фрези являють собою фасонні фрези, профіль зуба яких повторює профіль западини колеса, що нарізається. Обробка проводиться за методом копіювання. Пальцеві модульні фрези застосовують для отримання шевронних і зубчатих коліс великого модуля.

Головним рухом (рухом різання) є обертання фрези навколо своєї осі. Рухом подачі є рух фрези вздовж осі заготовки.

При обробці черв’ячною фрезою (метод обкатки) рух подачі – поступальний рух фрези уздовж осі заготовки.

Зуборізний довбач виконаний у вигляді зубчастого циліндричного колеса, оснащеного ріжучими кромками.

Головний рух (рух різання) при зубодовбанні – зворотно-поступальний рух довбача, рухів подачі два: рух обкатування по ділильних колах довбача, а також нарізання колеса і радіальне переміщення. Зубодовбання застосовують для нарізання зовнішніх і внутрішніх зубів прямих і косозубих коліс. Глибина різання при чорновому нарізанні зубів (Ra = 12,5мкм), як правило, приймається рівній глибині западини t = h = 2,2∙m, де t – модуль колеса, що нарізається, мм.

Зазвичай профіль чорнових черв’ячних фрез виконується так, щоб ними можна було нарізати зуби на повну глибину, але залишаючи припуск на остаточну обробку лише бічним бокам зуба. Якщо потужності й твердості верстата недостатньо, припуск на чорнову обробку зрізають за два проходи; перший прохід h = 1,4∙m, другий – h = 0,7∙m.

Чистову обробку в два проходи застосовують лише при зубодовбанні циліндричних коліс дисковими довбачами з модулем 6 мм і шорсткістю вищою за Rа = 1,6 мкм.

Подачі вибирають з урахуванням якості й точності коліс, що нарізаються, потужності верстата, модуля та кількості зубів нарізуваного колеса [3].

Швидкість різання встановлюють у залежності від властивостей ріжучого інструмента.

Глибина різання, подачі й інші чинники призначають за таблицями нормативів [3], чи за емпіричною формулою [7].

Основний час при зубофрезеруванні черв’ячною фрезою:

, хв.

де z – кількість зубів нарізуваного колеса;

n – частота обертання фрези, об./хв.;

S₀ – подача фрези за оборот заготовки, мм/об.;

К – кількість заходів фрези.

При чистовій обробці застосовують однозаходну фрезу, при чорновій – багатоозaходну.

L – величина вінця колеса, мм;

L = b + l₁

де b – ширина вінця нарізуваного колеса, мм;

l₁ – величина врізання і перебігу, мм.

Основний час при зубодовбанні:

, хв.

де m – модуль колеса, що нарізається, мм;

z – кількість зубів нарізуваного колеса;

K_пд – кількість подвійних ходів за хвилину довбача, пдв.хід/хв.;

S – кругова подача, мм/пдв.хід;

S_p – радіальна подача, мм/пдв.хід;

і – кількість проходів;

h – припуск на обробку, мм.