Проектировка червячной модульной фрезы с модулем m=12

Instrument мойпеределка.cdw

Фрезы должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9324-80
Твердость фрезы HRC 62 65.
Конусность по наружному диаметру фрезы 0
Неуказанные предельные отклонения размеров валов h14
шаг винтовой стружечно канавки
и товарный знакзавода изгтовителя
Шаг винтовой стружечной канавки 4974
Практическое задание по РИ
Сталь 40ХН ГОСТ 1051-73

пз.doc

1.Виды и разновидности фрез для нарезания зубьев на цилиндрических колёсах технологическое назначение точность и производительность.
Нарезание цилиндрических зубчатых колес может производиться методом копирования и методом сгибания или обкатки.
При нарезке зубьев по методу копирования инструмент воспроизводит (копирует) в изделии профиль своей режущей кромки. Так работают дисковые и пальцевые фрезы зубодолбёжные головки (б). Эти инструменты предназначены для нарезания колёс с определённым числом зубьев. Схема фрезерования зубчатых колес дисковыми или пальцевыми фрезами (а) включает вращение фрезы вокруг своей оси чем создается требуемая скорость резания. Заготовка закрепленная в шпинделе делительной головки совершает движение подачи вдоль обрабатываемой впадины зубьев. Работа дисковых и пальцевых фрез выполняется на универсально - или специально – фрезерных станках с применением делительной головки. После нарезания одной впадины станок останавливается и заготовка поворачивается на один шаг затем нарезается следующая впадина и т.д.
Рассматриваемый способ обработки исключительно прост и не требует применения специальных зуборезных станков но характеризуется относительно малой производительностью и пониженной точностью нарезанных колес.
При обработке одного и того же зубчатого колеса размеры пальцевой фрезы будут в несколько раз меньшими дисковой. Пальцевая фреза обеспечивает меньшую производительность и изнашивается быстрее чем дисковая требуя более сложной и частой переточки. Поэтому применение пальцевой фрезы для нарезания обыкновенных колес огранено. Пальцевые фрезы целесообразно использовать при обработке колес с большими модулями когда размеры дисковых фрез получаются недопустимо большими.
Нарезание зубьев по методу обкатки связано с воспроизведением зубчатого зацепления. Конструктивная форма режущего инструмента внешне подобна одному из элементов зубчатой пары. В процессе работы на таких станках происходит качение начальной окружности инструмента по начальной окружности колеса без скольжения что и обеспечивает непрерывное нарезание зубьев заготовки. Профиль боковых поверхностей зуба получается как огибающая к ряду последовательных положений режущих кромок инструмента. По методу обкатки работают червячные модульные фрезы (в). Этим инструментом можно нарезать колёса с различным числом зубьев.
Способы обработки прямозубых зубчатых колёс.
Точность размеров и качество обработки во многом зависят от режимов фрезерования (глубины резания подачи) диаметра фрезы и типа зубьев; класса точности фрезерного станка; точности изготовления установки настройки фрезы; погрешности установки заготовки; упругих и тепловых деформаций технологической системы.
В общем случае экономическая точность обработки плоскостей фрезерованием находится в пределах 7 – 11 квалитетов точности (ГОСТ 25347-82) и шероховатости: при черновом фрезеровании Ra = 125 63 мкм при черновом – Ra = 16 мкм при тонком – Ra = 08 04 мкм.
Схема установки фрезы и состав формообразующих движений.
Дисковые и цилиндрические фрезы устанавливаются на специальные фрезерные оправки.
Для того чтобы качественно обработать поверхность необходимо чтобы ось фрезы совпадала с осью шпинделя. Для этого фреза должна быть одета на переходную посадку и сама оправка должна быть отцентрирована относительно оси шпинделя. Для этого на конце оправки имеется конический хвостовик высокого класса точности.
Чтобы устранить люфт между хвостовиком оправки и гнездом шпинделя необходимо оправку затянуть в гнездо. Для этого на торце оправки имеется резьбовое отверстие в которое входит шомпол станка. Вращение от шпинделя станка к оправке передают торцевые шпонки 3 а от оправки к фрезе продольная шпонка 5. Осевое положение фрезы на оправке регулируется установочными кольцами 7. Набранный пакет поддерживается серьгой закреплённой на хоботе станка и стягивается концевой гайкой. Для установки торцевых фрез также используют оправки.
Концевые фрезы могут иметь два типа хвостовика: конический и цилиндрический. Фрезы с коническим хвостовиком устанавливаются в полую оправку которая имеет внутренний конус. Фрезы с цилиндрическим хвостовиком устанавливают в специальные цанговые оправки.
Диаметр оправки имеет стандартные размеры под крепление фрез с диаметром посадочного отверстия: d – 16 22 27 32 40 50 и 60.
Диаметр отверстия во фрезе назначается по размерам оправки исходя из усилия резания и крутящего момента.
Образование обработанной поверхности при фрезеровании осуществляется за счёт относительного перемещения фрезы и заготовки включающего два совместных движения: вращение фрезы вокруг своей оси (главное движение резания со скоростью ) и поступательное движение заготовки (движение подачи со скоростью ).
Особенности конструкции фрезы и функциональное назначение основных элементов.
К основным конструктивным элементам фрез относятся наружный диаметр (d) число зубьев (z) и параметры крепёжной части.
Наружный диаметр фрезы является важнейшим элементом и определяет её стоимость производительность и точность обработки. С увеличением наружного диаметра увеличивается расход дорогостоящей инструментальной стали повышается трудоёмкость изготовления фрезы и снижается производительность фрезерования так как растёт машинное время обработки из-за увеличения длины изделия.
Принятое количество зубьев должно обеспечивать равномерность фрезерования под которым понимается количество зубьев находящихся одновременно в контакте с заготовкой. Согласно этому определению в зоне контакта с заготовкой должно находится не менее двух зубьев. Каждый следующий зуб должен вступать в работу когда предыдущий ещё не начал выходить из зоны резания. В этом случае достигается постоянство нагрузки и снижается вибрация фрезерного станка.
Особенность работы режущих зубьев фрезы заключается в том что вход зуба в заготовку сопровождается ударом который может вызвать выкрашивание и интенсивный износ режущего лезвия. Кроме того нагрузка переменна так как в процессе резания изменяется сечение среза стружки. У фрез с прямыми зубьями в процессе фрезерования переменной является толщина стружки а у фрез с косыми и винтовыми зубьями переменны как её толщина так и ширина. Следует обратить внимание на воздействие на зуб тепловых ударов: при входе в кратковременный контакт с нагретым металлом заготовки он выполняя резание нагревается до высоких температур а выходя из него охлаждается на воздухе подвергаясь температурным деформациям. С каждым последующим оборотом фрезы повторяются ударное нагружение мгновенный скачок температуры и охлаждение. Таким образом особенностью процесса фрезерования является наличие периодической непрерывно меняющейся ударной нагрузки сопровождающейся значительным перепадом температур и тепловыми деформациями.
Крепёжная часть фрез имеет две разновидности: с центральным отверстием (насадные) и с коническим хвостовиком (концевые). Насадные фрезы надеваются отверстием на оправку а концевые устанавливаются коническим хвостовиком непосредственно в коническое гнездо шпинделя станка или во внутреннее гнездо переходной втулки.
Назначение основных элементов фрезы для:
- отверстия – установочная и конструкторская база;
- буртиков – измерительная база;
- канавок – размещение стружки;
- торцов – направляющая база.
Расчетно технологическая часть
Задание: Рассчитать и сконструировать цельную червячную фрезу для обработки цилиндрических зубчатых колес модуля m0= 12 с углом зацепления α = 20 степень точности колеса- 11 тип конструкции фрезы- 2. Материал заготовки колеса- сталь 40ХН с в = 950 МПа ( 95 кгсмм2). Обработка производится на зуборезном станке 5К32П. Основные размеры принять по ГОСТ 9324-80.
Для цельных фрез с модулем от 11-14 и 2 типом выбираем класс точности АА.
Цельная фреза типа 2 модуль 11-20 мм должны изготавливаться нормальной длины. Передний угол фрезы 0 задний 9-12. Т.к. класс точности АА выбираем профиль зуба без модификаций правозаходную.
Основные конструктивные и расчетные размеры фрезы принимаем по ГОСТ 9324-80:
Наружный диаметр фрезы da0= 170 мм
Диаметр посадочного отверстия d= 50 мм
Диаметр буртика d1= не более 75 мм (берем 75мм)
Длина фрезы L= 200 мм
Ширина буртиков l= 5 мм (=>раб. длина фрезы = 190 мм)
Число зубьевстружечных каналов z0= 9
Размеры профиля зубьев в нормальном сечении:
Шаг профиля зуба в нормальном сечении Pn0= 37699 мм
Толщина зуба в нормальном сечении Sn0= 1915 мм
Высота зуба h0= 3000 мм
Высота головки зуба ha0= 1500 мм
Толщина фланка наибольшая af= 0084 мм
Радиус закругления головки зуба ra= 456 мм
Радиус закругления ножки зуба rf= 36 мм
Размеры профиля зуба в осевом сечении
Наг профиля зуба Px0= 37842 мм
Профильный угол профиля правой стороны зуба αпр= 2011
Профильный угол профиля левой стороны зуба αлев= 1957
Средний расчетный диметр фрезы dm0= 142 мм
Угол подъема витка равный углу наклона стружечных канавок γm0=λm0= 459 мм
Затылование К= 95 мм
Дополнительное затылование К1= 14= 14 мм
Ход винтовой стружечной канавки Pz= 4974 мм
Элементы стружечных канавок фрезы:
Угол профиля стружечной канавки принимаем равным 25 или 30 принимаем 25 (для z0= 9).
Радиус закругления для канавок
Размеры посадочного отверстия и шпоночного паза по СТ СЭВ 152-75:
d= 50Н(+0013) С1= 542Н12(+03) α= 14С11(+0095+0205)
Размеры канавок для облегчения шлифования профиля зуба:
h3= 1мм; r3=1мм; b= 03; Sn0=03*19156мм.
Выполняем чертеж фрезы с указанием всех предельных отклонений и технических требований.
Основные правила эксплуатации фрез и особенности их переточки.
Правила эксплуатации фрез: перед установкой фрезы необходимо произвести проверку торцевого и радиального биения шпинделя фрезерного станка. Для этого контрольная оправка установленная в шпиндель станка проверяется индикаторной головкой на радиальное и торцевое биение. Такую проверку выполняют перед каждой установкой фрезы. Получив правильное положение оправки на неё устанавливают червячную фрезу предварительно проверив её пригодность.
Установочными базами фрезы служат:
- посадочное отверстие выполненное по 67квалитетам точности;
- базовые торцы буртиков.
Фреза плотно насаживается на оправку в таком положении чтобы ось симметрии одной из её впадин точно совпадала с центром стола. Расположение фрезы на оправке (осевое) регулируется установочными кольцами. На торцах колец не должно быть забоин и грязи которые при затягивании сборки на оправке могут изогнуть фрезерную оправку и вызвать биение.
После установки и закрепления фрезы на оправке проверяют её радиальное биение с помощью индикаторной головки по буртикам фрезы. Для этого ножка индикатора поочерёдно подводится к каждому из двух буртиков фрезы. Эта проверка производится перед каждой установкой фрезы. При непрерывной работе проверку делают два раза в смену.
Закончив установку фрезы поворачивают фрезерный суппорт на угол установки который измеряется между осью фрезы и плоскостью перпендикулярной к оси нарезаемого колеса. Угол установки при нарезании прямозубых колёс равен углу подъёма витков червячной фрезы на делительном цилиндре. Обычно величина этого угла указана в маркировке на торце буртика фрезы.
Перетачиваются затылованные зубья по передней поверхности. По мере переточки поперечное сечение и их изгибная прочность снижаются что может привести к ухудшению размерной точности обработки. Величина стачивания не превышает (- ширина спинки) и не выходит за пределы шлифованной части спинки зуба.
Используемая литература:
Н.А.Нефедов К.А.Осипов «Сборник задач и примров по резанию металлов и режущему инструменту» Москва. Машиностроение. 1984г.
И.А.Ординарцев «Справочник инструментальщика» Ленинград. Машиностроение. 1987г.
Г.Н.Сахаров О.Б.Арбузов «Металлорежущие инструменты» Москва. Машиностроение. 1989г.

сод.doc

Виды и разновидности фрез для нарезания зубьев на цилиндрических колесах технологическое назначение точность и производительность 2
Схема установки фрезы и состав формообразующих движений 3
Особенности конструкции фрезы и функциональное назначение основных элементов 4
Расчетно технологическая часть .5
Основные правила эксплуатации фрез и особенности их переточки ..7
Используемая литература .8

тит.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Ижевский Государственный Технический Университет им. М.Т. Калашникова
Кафедра «Автомобили - металлорежущие оборудование»
Практическое задание на тему:
«Проектировка червячной модульной фрезы »
Задача №75 Вариант №8
5з: Огородников А.С.