Режущий инструмент и основы проектирования режущего инструмента - часть 1

ВВЕДЕНИЕ

Повышение эффективности металлообработки в значительной степени

зависит от качества применяемого металлорежущего инструмента. Поэтому
инженер-механик по металлообработке должен получить высокую профессио-
нальную подготовку в области проектирования и эксплуатации металлорежу-
щего инструмента.

Главной целью выполнения лабораторных работ является усвоение и за-

крепление теоретических знаний студентов, полученных на лекциях.

Лабораторные работы выполняются бригадой из 2–3 студентов. Вначале

студенты изучают общие сведения по теме лабораторной работы и уясняют
цель работы, а затем тщательно изучают методику ее выполнения. После обсу-
ждения с преподавателем содержания лабораторной работы и правил по техни-
ке безопасности при ее выполнении студенты выполняют экспериментальную
часть работы в присутствии преподавателя.

Закончив экспериментальную часть работы, студенты обрабатывают ре-

зультаты  и  составляют  отчет  по  форме  протоколов,  приведенных  в  приложе-
нии.  В  заключение  студенты  должны  защитить  выполненную  лабораторную
работу,  ответив  преподавателю  на  контрольные  вопросы  и  показав  усвоение
изученного материала.

1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

ЧЕРВЯЧНО–МОДУЛЬНОЙ ФРЕЗЫ

1.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить конструкцию червячной фрезы для нарезания цилиндрических

зубчатых колес, научиться рассчитывать ее основные конструктивно-
геометрические параметры, исследовать точность отдельных параметров инст-
румента.

1.2. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРОФИЛИРОВАНИЯ

ЧЕРВЯЧНО-МОДУЛЬНЫХ ФРЕЗ

Червяк, на основе которого профилируется червячная фреза, называется

основным червяком.

Так как эвольвентные зубчатые колеса теоретически правильно могут за-

цепляться с эвольвентным червяком, то профилирование червячно-модульных
фрез должно производиться на основе эвольвентного червяка.

Режущие кромки 3 (рис. 1.1, а, б) червячной фрезы образуются пересече-

нием передней поверхности 2 (стружечная  канавка)  с  задними  поверхностями
зубьев 4. Задние  поверхности 4 представляют  собой  винтовые  затылованные
поверхности. Переточка червячной фрезы при ее эксплуатации должна обеспе-
чивать идентичность профиля и размеров зубьев, что возможно только при ус-
ловии  расположения  режущих  кромок,  появляющихся  при  переточке,  на  по-
верхности  основного  червяка.  При  переточке  из-за  наличия  задних  углов  ре-
жущие кромки 3 смещаются к оси фрезы (3’).

Режущие кромки фрезы на основе эвольвентного червяка имеют кри-

волинейный  профиль.  Радиальное    затылование, применяемое  в  настоящее
время  при  изготовлении  червячных  фрез, может    обеспечить    идентичность
режущих    кромок  при  переточке  фрезы  (расположение    их    на    боковых    по-
верхностях зубьев  основного  червяка) только  при  прямолинейных  режущих
кромках (рис. 1.1, в).

Для обеспечения при переточках постоянства профиля режущих кромок

червячной фрезы на основе эвольвентного червяка, необходимо применять для
боковых режущих кромок осевое затылование (рис. 1.1, в). Для этого потребо-
валось бы разработать специальные затыловочные станки, обычно отсутст-
вующие на производстве. Кроме этого, для вершинных режущих кромок все
равно пришлось бы применять радиальное затылование.

Выполнение осевого затылования боковых режущих кромок червячной

фрезы на основе эвольвентного червяка обеспечит при переточках только по-
стоянство профиля зубьев и не обеспечит постоянства их размеров. Таким об-

разом, применение червячной фрезы, спрофилированной на основе эвольвент-
ного  червяка,  может  обеспечить  обработку  зубьев  колес  точного  профиля  и
размеров только до первой переточки. Поэтому на практике применяются чер-
вячно-модульные  фрезы,  спрофилированные  по  приближенным  методам,  но
имеющие  прямолинейный  профиль  в  осевом  или  нормальном  к  виткам  сече-
нии:  на  основе  архимедова  или  конволютного  червяка.  При  переточках  таких
фрез профиль и размеры зубьев не изменяются.

1.2.1. Приближенные методы профилирования

Профилирование на основе архимедова червяка

Для определения угла профиля в осевом сечении плоскостью основного

архимедова червяка существуют четыре способа [1, 2]. В ГОСТ 9324–80 на

Рис. 1.1. Определение профиля зубьев червячной фрезы (а); образование задних по-

верхностей зубьев (б); направление затылования радиальное и осевое (в) [1] : 1

− ос-

новной червяк, 2

− передняя поверхность, 3, 3’ − режущие кромки до и после пере-

точки, 4

− задние поверхности фрезы

Ось фрезы

рад.

ос.

чистовые червячные фрезы использован первый метод определения профиль-
ного угла на основе угла профиля исходного контура зубчатой рейки:

ctg

cos

(1.1)

где

– угол наклона винтовой линии на делительном цилиндре.

Из-за радиального затылования при

≠

углы профиля боковых сто-

рон зубьев фрезы в проекции на ее осевую плоскость (рис. 1.2) определяются
по формулам (для правозаходной фрезы):

ctg

−

(1.2)

где

– углы профиля боковых сторон зубьев фрезы в проекции

на ее осевую плоскость, соответственно, с правой и левой сторон (если смот-
реть на переднюю поверхность, вершинная кромка должна быть сверху);

–

падение затылка;

– число стружечных канавок;

– шаг винтовой линии

стружечной канавки.

Профиль зубьев в осевом сечении можно проконтролировать на специ-

альных приборах (МИЗ, СИЗ) или на инструментальном микроскопе. Причем,
контроль размеров зубьев на инструментальной микроскопе производится не в
осевом сечении фрезы, а в проекции режущих кромок на осевую плоскость. Ве-
личина проекции нормального шага

пр

, толщины зуба

пр

на осевую

плоскость фрезы соответственно равны (рис. 1.2):

cos

пр

(1.3)

где

− шаг зубьев фрезы в нормальном сечении на делительной пря-

мой;

− толщина зубьев фрезы в нормальном сечении на делительной пря-

мой.

Профилирование на основе конволютного червяка

При этом методе профилирования угол профиля зуба фрезы принимается

равным углу профиля исходного контура зубчатой рейки

либо скор-

ректированным:

∆

[3].

содержание .. 1 2 3 ..