Червячная фреза своими руками
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 18.09.2024
Особенность фрез для нарезания зубьев червячных колес заключается в том, что наружные диаметры фрез жестко связаны с размерами червяка. Наружный диаметр фрезы, мм,
(1ф = d4 + 0,4m, где d4 - наружный диаметр червяка, мм; т - модуль червяка, мм.
Величина 0,4т на диаметр обеспечивает прорезание зазора (равного 0,2т) между зубом колеса и впадиной червяка.
Наличие жесткой связи между размерами фрез и червяка усложняет технологию изготовления червячных колес и требует применения фрез определенных размеров.
Нарезание зубьев дисковой модульной фрезой на горизонтальнофрезерном станке (рис. 14.10) с использованием делительной головки применяют в единичном производстве. Заготовку устанавливают на оправке в патроне делительной головки и подпирают центром с поворотом головки и центра к столу станка на угол наклона зуба а. Прорезание каждой впадины производят путем вертикальной подачи стола. Затем следует опускание стола до вывода фрезы из заготовки, делительный поворот заготовки и прорезание следующей впадины. Червячные колеса получаются грубыми, поэтому данный способ применяют редко.
Нарезание зубьев червячной фрезой с радиальной подачей (рис. 14.11) производят на зубофрезерном станке. Червячная фреза и заготовка колеса совершают вращательные движения, строго увязанные между собой как вращение сопрягаемых червяка и червячного колеса. Кроме того, заготовка имеет радиальную подачу для получения требуемой высоты зуба. Из всех ранее перечисленных способов нарезания зубьев данный способ наиболее производителен. Однако по точности колес и шероховатости обработанной поверхности зубьев данный способ уступает способу нарезания зубьев червячной фрезой с тангенциальной подачей. Это объясняется тем, что одни и те же зубья фрезы производят предварительную и окончательную обработку зубьев колеса. Кроме того, по мере переточки диаметр фрезы быстро уменьшается.
Рис. 14.10. Схема нарезания зубьев червячного колеса дисковой модульной фрезой
Рис. 14.11. Схема нарезания зубьев червячного колеса червячной фрезой с радиальной подачей
Благодаря своим особенностям данный способ широко применяют для нарезания грубых червячных колес, а также в качестве предварительной обработки червячных колес высокой точности.
Нарезание зубьев червячной фрезой с тангенциальной подачей на зубофрезерном станке (рис. 14.12) возможно при наличии на станке протяжного суппорта (на некоторых моделях станков его нет). Фреза имеет заборный конус, который разделяет зубья фрезы на черновые и чистовые. Червячная фреза и заготовка совершают строго увязанные между собой вращательные движения как вращение сопрягаемого червяка и червячного колеса. Кроме вращения фреза получает тангенциальную подачу для обработки зубьев червячного колеса черновыми и чистовыми зубьями. Наличие тангенциальной подачи фрезы требует введения дополнительного оборота заготовки для компенсации возникшего нарушения в обкатке червячной фрезы и червячного колеса. Дополнительная частота вращения заготовки, мин' 1 ,
Червячная эвольвентная фреза – это специальный инструмент, который предназначен для нарезания шлицевых валов с прямобочным или эвольвентным типом профиля, а также для нарезания зубчатых колец цилиндрического типа. Червячная фреза производится из быстрорежущей стали твердого сплава, а этапы производства регламентируются согласно ГОСТ 9324.
1 Классификация инструментов по роду обработки и конструкции
В зависимости от типа обработки, червячные фрезы принято делить на четыре типа:
- Черновые. Предназначены для предварительного нарезания, обладают передним углом 5-7 градусов и небольшой толщиной зубьев.
- Чистовые. Используются для чистовой обработки металлических зубьев. Размеры и стандарты таких фрез прописаны в ГОСТ 9324.
- Прецизионные. Предназначены преимущественно для нарезания зубьев в турбинных передачах и выполняются с увеличенным диаметром.
- Фрезы червячные питчевые. Относятся к категории специальных и предназначены под шевер и для звездочек.
Инструменты также принято делить на однозаходные или многозаходные. Последний тип чаще всего применяется для чернового нарезания с последующей за ним чистовой обработкой. Также существует классификация по направлению витков – левосторонние и правосторонние в сборной или цельной конструкции. Модульная фреза с маркировкой до 10 обычно изготавливается цельной, остальные виды чаще всего сборного типа (сварные или со вставными гребенками).
Изготовление и модернизация червячных фрез согласно ГОСТу 9324 предполагает применение специальной маркировки, которая должна включать в себя показатели угла зацепления, модульный номер, высоту зуба и угол подъема линии винтов.
2 Принцип работы эвольвентных фрез – как правильно их использовать?
Фрезы червячные для шлицевых валов с прямобочным профилем имеют ряд особенностей в использовании. Дело в том, что производительность работ и режущие режимы при нарезании с помощью червячных фрез зависят от типа и характера загрузки основных режущих кромок. При нарезании цилиндрических колес фрезой специального типа происходит неравномерная нагрузка на режущие кромки инструмента. Таким образом, при обработке наибольший контакт и нагрузку с поверхностью имеют вершинные кромки. Это означает, что в процессе зубофрезерования лишь половина режущих кромок участвует в процессе. Однако при затуплении этих участков возникает необходимость стачивать зубья по всей длине и периметру инструмента.
Чтобы минимизировать необходимость постоянной заточки и исправления режущего инструмента, на многих заводах используются усиленные фрезы с модифицированным профилем, обычно с тверосплавными гребнями. Их использование позволяет существенно повысить производительность работ, особенно на быстроходных станках, при необходимости нарезания колес с шевингованием.
В процессе зубофрезерования основная фреза и колесо непрерывно вращаются вокруг своей оси, движение вдоль которой осуществляется перемещением специального суппорта на зубонарезном станке. Вращение координируется с числом подачи станка, а при использовании фрез многозаходного типа число впадин на колесе равно числу заходов вращения. При фрезеровании с помощью червячной фрезы контакт с деталью или заготовкой характеризуется, как прерывистый, что приводит к появлению огранки и волнистости колеса.
Поэтому для изготовления колес высокой точности после зубонарезания необходимо провести дополнительные операции по шевингованию или зубошлифованию.
3 Повышение производительности и заточка режущих кромок
В процессе работ по зубонарезанию происходит постепенное затупление и износ режущей поверхности. Инструмент теряет работоспособность, которую необходимо восстанавливать. Наиболее распространенным и доступным способом является заточка червячных фрез с помощью специальных приспособлений. Станок, который используется для заточки червячных фрез, позволяет восстановить правильные геометрические размеры и параметры, а также режущие свойства инструмента в полном объеме.
От качества заточки и оборудования зависит точность нарезки и точность профиля зуба при работе с исправленным инструментом. Заточка и затылование должны производиться на специальных фрезерных заточных или шлифовальных станках в зависимости от степени износа режущих кромок инструмента. Заточка ведется по передней поверхности, затылование – по задней поверхности с направлением по радиусу зубьев (в том случае, когда степень износа очень высокая).
Существует также несколько способов совершенствования и модернизации поверхности после заточки фрез, которые применяются для повышения производительности, увеличения срока службы и упрощения процесса эксплуатации. Среди основных направлений модернизации можно выделить:
- применение эффективных сборных конструкций из твердых сортов стали;
- улучшение кромок профиля и изменение схемы нарезания и геометрических параметров инструмента;
- использование затыловочных и многозаходных червячных фрез.
Следует также понимать, что на стойкость и долговечность фрез влияет в первую очередь схема резания и метод фрезерования, исходя из которых, распределяется нагрузка на зубья инструмента. Изготовление и восстановление червячных фрез – довольно трудоемкое и дорогостоящее занятие, именно поэтому производители ищут новые инструментальные материалы для их изготовления. Чтобы фреза прослужила максимально долго без дополнительных работ по шлифованию и заточке, необходимо соблюдать технологию ее использования и следить за тем, чтобы оборудование было исправно и качественно настроено.
Червячная фреза – это многолезвийный инструмент с режущими зубьями, который предназначен для нарезаниязубчатых колес, шлицевых валов, имеющих с эвольвентный профиль. Другое название червячной фрезы - этоэвольвентная фреза. Почему фреза называется червячной – принцип ее работы напоминает движение червяка.
Этот метод нарезания шестерён благодаря высокой производительности имеет наибольшее распространение.
Для нарезания шестерён червячнымн фрезами требуются специальные зубофрезерные станки (рисунок 615) и специальный режущий инструмент — червячные фрезы.
Фреза закрепляется в суппорте, который должен быть повёрнут так, чтобы ось фрезы была наклонена под углом а подъёма винтовой линии витков фрезы ( рисунок 616). Нарезаемая шестерня устанавливается па стол станка; она имеет перемещение в направлении А по станине для установки па глубину зуба и вращательное движение Б, благодаря которому осуществляется обкатка шестерни по отношению к червячной фрезе. Суппорт с фрезой осуществляет подачу движением В вдоль оси шестерни ( рисунок 516).
Рисунок 516. Схема нарезания цилиндрической шестерни червячной фрезой.
При фрезеровании шестерён со спиральным зубом фреза устанавливается с учётом наклона винтовой линии витков фрезы и угла спирали зуба шестерни.
Рисунок 517. Схема установки червячной фрезы, если фреза и шестерня обе правозаходные или обе левозаходные.
Если фреза и червячная шестерня правозаходные или левозаходные ( рисунок 517), то угол установки фрезы равняется разности углов фрезы и шестерни;
если же фреза и шестерня имеют различную заходность ( рисунок 518), то угол установки равняется сумме углов.
В зависимости от модуля устанавливается число проходов фрезы: для модулей от 1 до 7 принимают один проход, для больших модулей —два и даже три прохода.
Режимы резания при нарезании шестерён червячными фрезами приведены в таблице 60.
Таблица 60. Режимы резания при нарезании шестерён червячными фрезами для черновых проходов.
Скорости резания даны для черновых проходов, для чистовых проходов их следует увеличивать на 15— 20%.
Для нарезания спиральных шестерён подачи надо умножить на коэффициент К в зависимости от угла спирали (таблица 61).
Таблица 61. Величины коэффициента К в зависимости от угла спирали для подачи при нарезании спиральных шестерён.
Для черновых проходов рекомендуется применять двух заходные червячные фрезы , которые увеличивают производительность почти в два раза. Шестерни обычно нарезаются по нескольку штук за одну операцию, что, конечно, повышает производительность станка.
Характеристика зубофрезерных станков отечественного изготовления приведена в таблице 62.
На этих же станках можно нарезать и червячные шестерни.
Таблица 62. Характеристика зубофрезерных станков отечественного производства.
Читайте также: