Припуск, срезаемый фасочными зубьями

Диаметры чистовых зубьев

;

;

;

;

Диаметры черновых зубьев

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

Диаметры зачищающих зубьев шлицевых чистовых секций уменьшаем на 0,01 мм относительно диаметров прорезных зубьев.

2.3.11 Расчет выкружек на прорезных зубьях.

На прорезных зубьях секций делаем выкружки. Их количество равно количеству пазов на шлицевой втулке (). Поэтому на каждом зубе образуются две криволинейные кромки.

Ширина режущих секторов на прорезных фасочных и шлицевых зубьях

,

где - ширина фаски прорезных зубьев, табл. 19 [1].

.

Ширина режущего сектора на прорезных круглых зубьях

Ширину выкружек на фасочных, шлицевых и круглых прорезных зубьях определяем по формулам

;

;

.

Выкружки на круглых зубьях располагаем симметрично относительно фасочных и шлицевых зубьев.

Радиус шлифовального круга для обрабатывания выкружек и радиус самих выкружек находим по табл. 20 [1].

2.3.12 Определение параметров поперечного профиля зубьев

Боковые кромки фасочных зубьев имеют угол наклона , равный углу фаски шлицевого паза, и расположены от центра зуба на расстоянии .

Расстояние до боковой кромки на последнем фасочном зубе определяем по формуле

Диаметры впадин между зубьями

;

В местах сопряжения боковых поверхностей зубьев и впадин прорезаем канавки 0,5х0,8 мм.

2.3.13 Определение длины протяжки

Общую длину протяжки определяем по формуле

2.4.1 Назначение технических требований к протяжке

Технические требования на изготовление протяжки назначаем согласно ГОСТ 7943-78.

- зубьев и задней направляющей из стали Р6М5 HRC_Э 62…65;

- передней направляющей из стали Р6М5 HRC_Э 60…65;

- замковой части хвостовика из стали 40Х HRC_Э 42…50.

2. Центровые отверстия по ГОСТ 14034-74.

3. Параметр шероховатости Ra, мкм:

- передней, задней поверхностей и ленточек зубьев ;

- рабочей поверхности боковых сторон зубьев и угловых поверхностей фасочных зубьев ;

- нерабочей (поднутренной) поверхности боковых сторон зубьев, внутренних поверхностей зубьев, поверхности сливки зуба, радиуса у поверхности стружкоделительных канавок и выкружек ;

- поверхности передней и задней направляющих ;

- посадочной поверхности цилиндрической части хвостовика и конической поверхности под кулачки ;

- поверхности рабочего конуса центровых отверстий ;

- поверхности торцов протяжки и поверхностей между посадочной поверхностью хвостовика и передней направляющей ;

- остальных поверхностей .

4. Ширина цилиндрической ленточки на калибрующих зубьях должна быть равномерной в пределах 0,2…0,5 мм.

5. Ширина ленточки на боковых сторонах зубьев не должна быть более
1,0 мм. Допускается форма зуба без ленточки.

6. Предельное отклонение общей длины протяжки +3 мм;

7. Предельное отклонение глубины впадины зуба +IТ14/2;

8. Предельные отклонения диаметров зубьев с подачей на зуб
свыше 0,02 мм:

- при - минус 0,010 мм;

- при - минус 0,016 мм.

9. Предельные отклонения диаметров зубьев с подачей на зуб 0,02 мм и меньше, круглых зубьев протяжки с центрированием по D:

- Н7 - 0,005 мм;

- Н8 - 0,008 мм.

10. Предельные отклонения диаметров круглых зубьев протяжек с центрированием по - 0,01 мм.

11. Предельное отклонение толщины шлицевого зуба протяжки - минус 0,005.

12. Предельное отклонение диаметра передней направляющей цилиндрической по е8.

13. Предельное отклонение диаметра задней направляющей и диаметра впадин между зубьями - d11.

14. Предельные отклонения углов:

- переднего угла всех зубьев ;

- заднего угла черновых зубьев +30';

- заднего угла чистовых зубьев +30';

- заднего угла калибрующих зубьев +15';

- заднего угла выкружек +1⁰;

- угла поднутрения вспомогательной режущей кромки +1⁰.

2.4.2 Расчет нормативной наработки протяжки

Наработку частей протяжки определяем по формуле

С увеличением числа заходов фрезы увеличивается производительность зубофрезерования, но снижается качество нарезаемого колеса. Поэтому чистовые фрезы проектируются однозаходными. Таким образом, .

Назначение расчетного профиля угла исходной рейки.

В подавляющем большинстве случаев профильный угол исходной рейки в нормальном сечении принимается равным углу профиля исходного контура нарезаемого зубчатого колеса: .

3.3 Определение шага зубьев фрезы в нормальном сечении

Шаг зубьев фрезы в нормальном сечении определяется по формуле:

, мм. (3.1)

pn0 =3,1415 2,75 = 8,639125 мм.

3.4 Определение шага захода зубьев фрезы в нормальном сечении

Шаг захода зубьев фрезы в нормальном сечении равен

Pnz0= 3.14*2.75*1=8,635мм

- равно 1 для чистовых фрез

3.5 Определение толщины зуба фрезы в нормальном сечении на начальной прямой

Толщина зуба фрезы в нормальном сечении на начальной прямой определяется из зависимости:

, мм (3.2)

где - толщина на делительной окружности зуба колеса, которое должно быть получено в результате обработки. Толщина зуба нарезаемого зубчатого колеса по дуге делительной окружности определяется по чертежу детали или же рассчитывается аналитически. При проектировании фрез для чистовой обработки для определения величины используется формула:

, мм (3.3)

где - коэффициент смещения исходного контура обрабатываемого колеса. В данном случае .

Sn1 = (3,14/2)2,75 - 0,14 = 4,1775мм.

Sn0 = 8,635 - 4,1775 = 4,4575 мм.

3.6 Определение высоты головки зуба

Головка зуба фрезы обрабатывает ножку зуба колеса. Поэтому высота головки зуба фрезы должна быть равна высоте ножки зуба колеса. Величина берется из чертежа или определяется аналитически:

, мм (3.4)

ha0 =2,75 1,25= 3,4375 мм.

3.6.1 Определение высоты ножки зуба фрезы

Ножка зуба фрезы обрабатывает головку зуба колеса. Поэтому высота ножки зуба фрезы должна быть равна высоте головки зуба колеса. Кроме того, чтобы основание впадины зубьев фрезы не обрабатывало наружную поверхность зубьев колеса, между ними предусматривается зазор, величина которого определяется значением коэффициента .

, мм (3.5)

hf0 =2,75 (1+0,25) = 3,43 мм.

3.6.2 Определение полной высоты зуба фрезы

Определение полной высоты зуба фрезы производится по формуле:

Профиль зубьев фрезы на вершине и у основания закругляется дугами окружностей аналогично профилю исходного контура. С увеличением радиуса закругления головки зуба увеличивается стойкость фрезы, однако при этом увеличивается длина переходной кривой во впадине зуба нарезаемого колеса. При проектировании фрез, предназначенных для обработки зубчатых колес, соответствующих требованиям ГОСТ 13755 - 81, радиус закругления головки определяется радиальным зазором передачи и подсчитывается по формуле:

, мм (3.7)

pa0 = 0.38 2,75 = 1,045 мм.

Определение радиуса закругления ножки зуба фрезы.

Определение радиуса закругления ножки зуба фрезы производится по формуле:

, мм (3.8)

Величина для данного случая, то есть фрезы без модификации профиля принимается равной 0,2. Тогда:

P f0 = 0,2 2,75 = 0,55 мм.

3.8 Назначение величины переднего угла на вершине зубьев фрезы

Из теории резания металлов известно, что величина переднего угла инструмента зависит от физико-механических свойств материала обрабатываемого колеса и материала режущей части инструмента. Червячно-модульные фрезы с оптимальными углами имеют стойкость в несколько раз больше, чем фрезы с нулевыми передними углами. Но фрезы с передним углом, не равным нулю, искажают профиль зуба нарезаемого колеса, поэтому требуется соответствующая корректировка профиля фрезы, которая является весьма трудоемкой. Поэтому чистовые фрезы проектируются с нулевым передним углом:

. (3.9)

3.9 Выбор величины заднего угла на вершине зубьев фрезы

Задний угол на вершине зубьев фрезы принимается согласно ГОСТ 9324 - 80. Для прецизионных фрез класса точности А-D принимается равным . Фактическое значение заднего угла уточняется после назначения величины затылования зубьев фрезы.

Примем =10

3.10 Назначение диаметра посадочного отверстия

Диаметр посадочного отверстия и наружный диаметр фрезы являются конструктивными параметрами и для различных типов фрез могут изменятся в значительных пределах. Как правило, диаметр посадочного отверстия назначается из условий прочности и жесткости фрезерной оправки и уточняется по данным ГОСТ 9324 - 80. Диаметр посадочного отверстия может быть также определен по формуле:

. (3.10)

Значения коэффициентов есть табличные величины: ; .

d0 = 19,4 2,75 0,368 = 28,15 мм.

По таблице выберем стандартное значение d0 = 32 мм.

3.10.1 Назначение наружного диаметра фрезы

Наружный диаметр фрезы, так же, как и диаметр посадочного отверстия, является конструктивным параметром. С увеличением наружного диаметра фрезы повышается точность нарезаемого зубчатого колеса и улучшается качество обработанной поверхности. Однако увеличение диаметра фрезы приводит к увеличению расхода инструментального материала и снижению производительности зубофрезерования, так как при постоянной скорости резания это приводит к уменьшению числа оборотов фрезы. Кроме того, максимально допустимый диаметр фрезы ограничивается размерами узла крепления станка. Для чистовых фрез наружный диаметр принимают из условий обеспечения требуемой точности и шероховатости обработанной поверхности.

По заданию наружный диаметр фрезы da0 = 71 мм.

3.10.2 Определение числа стружечных канавок фрезы

Число зубьев (стружечных канавок) фрезы влияет на количество резцов, формирующих профиль зуба колеса, на высоту гребешков, получающихся в процессе обработки, на толщину срезаемого слоя, на равномерность фрезерования. Для уменьшения шероховатости обработанной поверхности число зубьев необходимо принимать по возможности большим, учитывая, однако, при этом возможность затылования задних поверхностей зубьев фрезы. Чаще всего число зубьев ориентировочно определяется из условия равномерности фрезерования по формуле:

Величина основного затылования определяется по формуле:

, мм (3.12)

K = [(3,1480) / 8] tg(10) = 5,536 мм.

По стандартному ряду принимаем K = 5,5 мм.

После приведения значения к стандартному ряду, производится уточнение фактической величины заднего угла на вершине фрезы и определение фактической величины бокового заднего угла по следующим формулам:

; (3.13)

. (3.14)

a0 = = 9,935

0 ==1,74.,

0 не должен быть менее 3, скорректируем расчет с помощью увеличения К.

Примем К=9,5, тогда

a0 = 16,8

0 =3,00.

Определение величины дополнительного затылования.

Величина дополнительного затылования назначается в 1,2-1,5 раза больше величины основного затылования и приводится к значению стандартного ряда.

K 1 =1,4 9,5 = 13,3 мм.

По стандартному значению примем K 1 =13,5 мм.

Определение глубины стружечной канавки.

Глубина стружечной канавки (высота зуба) червячных фрез определяется по формуле:

, мм (3.15)

В зависимости от модуля выбираем: rfk0 =2,0.

H0 = [8,12 + (9,5+13,5) / 2] + 2 = 21,62 мм.

Проверка диаметрального расчета фрезы.

, (3.16)

где - коэффициент толщины стенки корпуса фрезы.

. (3.17)

Значение коэффициента p* = [80 - ( 2 21,62 +32)] / 2 32 = 0,0743. , т.к данное условие не выполняется, то скорректируем расчет путем повышения на одну ступень.

Примем =90.

=10,625-0,25*4,25=9,5625

рад.

По ГОСТ 9324-80 z0 = (23,14151)/ 0,81 = 5,212.

Принимаем z0 = 6.

p* = [90 - ( 2 21,62 +32)] / 2 32 = 0,2306

Таким образом, это условие выполняется.

Кроме того, должно выполняться условия:

. (3.18)

90 - (2 21,62 +32) 10

14,76 10

32 << 46,76

Принимаем = 40 мм.

Условие выполняется.

3.12 Выбор угла профиля стружечной канавки

Угол профиля стружечной канавки выбирается в зависимости от числа зубьев фрезы и для фрезы с 10 зубьями составит: .

Определение длины шлифованной части зуба.

Длина шлифованной части зуба определяется по формуле:

, (3.19)

где - шаг зубьев фрезы в торцовом сечении на окружности диаметра :

, мм (3.20)

- коэффициент для расчета длины шлифованной части. Согласно ГОСТ 9324 - 80, рекомендуется принимать для фрез модуля до 4 мм. Тогда kш =0,5 .

pt0 = (3,14 90) / 6 = 47,1 мм.

Lш0 = 0,5 47,1 = 23,55 мм.

3.13 Определение среднего расчетного диаметра фрезы

Важным элементом фрезы является расчетный диаметр, который соответствует диаметру делительного цилиндра основного червяка. По нему определяется угол наклона стружечной канавки, угол подъема витков фрезы и другие величины. По мере переточек с уменьшением наружного диаметра фрезы уменьшается и действительный средний диаметр профиля зубьев, а следовательно, изменяется угол подъема витков фрезы и угол наклона продольной канавки. Для уменьшения отклонения фактических размеров угла подъема витков и угла наклона продольных канавок от расчетных средний диаметр при проектировании фрезы принимается в сечении, отстоящем от передней поверхности зуба фрезы на 0,1-0,25 окружного шага. Тогда средний расчетный диаметр может быть определен по формуле:

, мм (3.21)

Величина коэффициента для фрез с двойным затылованием принимается в пределах 0,1-0,15.

dm0 = 71 - 2 (4,06 + 0,12 9,5) = 60,6 мм.

3.13.1 Выбор направления витков фрезы

Если фреза предназначается для нарезания прямозубых колес, то принимается правое направление витков, для косозубых колес - одноименное с наклоном зубьев колеса, то есть для зубьев с правым наклоном следует принимать правое направление витков, а для левых колес - левое направление витка.

3.13.2 Определение угла подъема витков фрезы

Угол подъема витков фрезы на среднем расчетном диаметре определяется по формуле: