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