Расчет дисковой зуборезной модульной фрезы

Расчет дисковой зуборезной модульной фрезы

Расчет дисковой зуборезной модульной фрезы.

Исходные данные

|вариант |модуль |число |(( |hf |материал |

| | |н.зубьев | | | |

|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 колеса работает методом

копирования, то профилирование ее режущих кромок сводится 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 (( = 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:

(1 = arccos rb/r1 = 283.6/312 = 24.636( = 24(38’9’’

inv (1 = 0.028729

inv ( = 0.014904

где (=20( - угол профиля исходного контура.

Угол n1 определяем по формуле:

ny = ((/2z - inv( + inv(y) / 0.017453

n1 = ((/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 | (y ,( | inv (y | ny , |xoy = |yuy , мм| y0y , |

| | | | |( |xuy | |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:

(y0 = 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:

(nu0 = arctg (ra0/ ry0 ( tg (a0 ( sin (y0 )

где ra0 - радиус вершин зубьев фрезы;

ry0 - текущий радиус зуба фрезы;

(a0 - задний угол на вершине зуба фрезы;

(y0 - передний угол профиля зуба фрезы;

Зная что (a0 = 90, ry0 = ra0 - yB = 90 - 6.8 = 83.2, (y0 = 12( найдем

(a0

(a0 = arctg ( tg (nu0 ( ry0 / ra0 ( sin(y0 ) = arctg(tg3(83.2/90(sin12) =

13(

Найдем величину затылования:

Ko = tg(a0 ( 2( ( ra0 / z0 = tg13 ( 2( ( 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 |( |( |22 |

|Ширина фрезы |B0 |мм |26 |

Дополнительные размеры:

|B |t |r3 |c |d1 |r2 |( |t1 |

|12.12 |53.5 |1.6 |0.8 |52 |2.0 |35 |36 |

Глубина стружечной канавки:

Н0 = h0 + K0 + r1

где h0 < Y( - 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