.
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
|