.
Исходные данные
| вариант | модуль | число н.зубьев | a° | hf
|
материал |
| 68
|
16
|
36
|
20
|
1.25
|
труднообр. сталь |
Профилирование зубьев фрезы
Так как дисковая зуборезная модульная фреза имеет нулевой передний угол и при нарезании цилиндрического прямозубого колесаработает методом копирования, то профилирование ее режущих кромоксводится к определению формы впадин зубьев обрабатываемого изделия. Согласно ГОСТ 10996-64 профиль зуба фрезы состоит из эвольвентного, неэвольвентного участков и прямой.
Определение профиля эвольвентного участка
Радиус основной окружности
rb
= 0.5 * m * z * cos ab
= 0.5*16*36*cos 10° = 283.6 мм
Радиус вершины зубьев колеса
ra
= 0.5 * m * (z +2) = 0.5*16*38 = 304 мм
Радиус делительной окружности
r = 0.5 * m * z = 0.5*16*36 = 288 мм
Радиус окружности впадин колеса
rf
= r - 1.25m = 288 - 1.25*16 = 268 мм
На эвольвентном участке профиля условно отмечаем десять точек так,чтобы выполнялось условие:
( ra
+ 0.5m ) > ry
> rb
где ry
- радиус произвольных окружностей, проведенных через выбранные точки.
r1
= ra
+ 0.5m = 304 + 0.5 * 16 = 312 мм
Угол профиля зубчатого колеса на окружности r1
:
a1
= arccos rb
/r1
= 283.6/312 = 24.636° = 24°38’9’’
inv a1
= 0.028729
inv a = 0.014904
где a=20° - угол профиля исходного контура.
Угол n1
определяем по формуле:
ny
= (p/2z - inva + invay
) / 0.017453
n1
= (p/72 - 0.019404 + 0.028729) / 0.017453 = 3.29° = 3°17’31’’
Найдем координаты точки 1:
xu1
= r1
* sin n1
= 312 * sin 3.29 = 17.9056 мм
yu1
= r1
* cos n1
= 312 * cos 3.29 = 311.486 мм
y01
= yu1
- rf
= 311.486 - 268 = 43.485 мм
Расчет остальных точек производим аналогично, результаты заносим в таблицу.
| y
|
ry
, мм |
a
y , ° |
inv
a y |
ny
, ° |
xoy
= xuy |
yuy
, мм |
y0y ,
мм |
| 1
|
312 | 24.636 | 0.028729 | 3.29 | 17.906 | 311.486 | 43.485 |
| 2
|
308.5 | 23.17 | 0.023577 | 2.99 | 16.129 | 308.078 | 40.078 |
| 3
|
305 | 21.59 | 0.018891 | 2.72 | 14.474 | 304.656 | 36.656 |
| 4
|
301.5 | 19.84 | 0.014523 | 2.47 | 13.037 | 301.210 | 33.218 |
| 5
|
298 | 17.88 | 0.010504 | 2.24 | 11.688 | 297.770 | 29.770 |
| 6
|
294.5 | 15.63 | 0.007011 | 2.05 | 10.523 | 294.311 | 26.312 |
| 7
|
291 | 12.90 | 0.003899 | 1.87 | 9.439 | 290.8 | 22.845 |
| 8
|
287.5 | 9.448 | 0.001730 | 1.75 | 8.7557 | 287.366 | 19.366 |
| 9
|
284.5 | 4.558 | 0.00017 | 1.658 | 8.22 | 284.38 | 16.381
|
| 10
|
283.6 | 0 | 0 | 1.638 | 8.1107 | 283.483 | 15.4839 |
Определение профиля неэвольвентного участка.
В зависимости от числа зубьев нарезаемого колеса z < 80 или z > 79
устанавливают два типа профилей зуба. У нас z = 36, поэтому профиль зуба состоит из дуги окружности AB, отрезка прямой BC и
эвольвенты CDE.
Определим координаты точек B,C,D,E.
Координаты точки B:
XB
= 8.448 YB
= 6.8
Координаты точки C:
XC
= 8.608 YC
= 7.488
Координаты точки D:
XD
= 20.579 YD
= 35.277
Координаты точки E:
XE
= 24.512 YE
= 42.9952
Угол профиля участка BC:
jy
0
= 12°
Координаты центра окружности:
Xc = 0 Yc = 8.656
Выбор геометрических параметров зубьев фрезы.
Задача выбора - назначить такую геометрию режущей кромки, при которой неблагоприятные участки профиля находились бы в возможно лучших условиях работы.
Значения текущих нормальных задних углов зуба дисковой зуборезной модульной фрезы по высоте профиля переменны и для любой точки профиля фрезы могут быть определены по формуле:
anu0
= arctg (ra0
/ ry0
* tg aa0
* sin jy0
)
где ra0
- радиус вершин зубьев фрезы;
ry0
- текущий радиус зуба фрезы;
aa0
- задний угол на вершине зуба фрезы;
jy0
- передний угол профиля зуба фрезы;
Зная что aa0
= 90, ry0
= ra0
- yB
= 90 - 6.8 = 83.2, jy0
= 12° найдем aa0
aa0
= arctg ( tg anu0
* ry0
/ ra0
* sinjy0
) = arctg(tg3*83.2/90*sin12) = 13°
Найдем величину затылования:
Ko
= tgaa0
* 2p* ra0
/z0
= tg13 * 2p* 90 / 10 = 13.05
где z0
- число зубьев фрезы.
Определение конструктивных элементов фрезы
Из таблицы выбираем.
| Диаметр фрезы наружный | DA0
|
мм | 180 |
| Диаметр отверстия фрезы | d0
|
мм | 50 |
| Число зубьев фрезы | z0
|
10 | |
| Радиус закругления дна стружечной канавки | r1
|
мм | 3 |
| Угол впадины стружечной канавки | b | ° | 22 |
| Ширина фрезы | B0
|
мм | 26 |
Дополнительные размеры:
| B | t | r3
|
c | d1
|
r2
|
d | t1
|
| 12.12 | 53.5 | 1.6 | 0.8 | 52 | 2.0 | 35 | 36 |
Глубина стружечной канавки:
Н0
= h0
+ K0
+ r1
где h0
< Ye - высота затыловочного профиля.
Н0
= 15 + 13.05 + 3 = 32.05
Выбор материала и технические требования.
По ГОСТ 5950-73 выбираем марку стали фрезы - 9ХС
Шероховатость обработанных поверхностей по ГОСТ 2789-73 должна быть:
передняя поверхность - 7-й класс
поверхность опорных торцов - 8-й класс
поверхность посадочного отверстия - 7-й класс
затылованые поверхности профиля зубьев - 6-й класс.
Твердость режущей части - HRCэ
62 ... 65
Предельные отклонения наружного диаметра по H16, толщина по h12, посадочные отверстия по H7.
Допустимые отклонения:
Отклонение от радиальной передней поверхности +- 45°
Радиальное биение по наружному диаметру, относительно оси отверстия, мкм:
для двух смежных зубьев - 40 мкм
за один оборот фрезы - 80 мкм
Биение торца в точках, наиболее удаленных от отверстия фрезы 40 мкм. Биение боковых режущих кромок зубьев в направлении нормали к прпофилю = 80мкм.
Разность расстояний от торцевых плоскостей фрезы до точек профиля, лежащих на одном диаметре, мкм = 250
Погрешность профиля ,мкм:
на участке эвольвенты = 63
на вершинах зуба и на закруглениях = 125