Образование профиля зубьев зубчатых колес производится в основном способом резания. Для неточных зубчатых колес профиль зубьев получают отливкой, а профиль зубьев малого модуля может быть образован накатыванием.
Зубообразование резанием осуществляется методами фрезерования, строгания, долбления, протягивания, шевингования и шлифования. При этом профиль зуба может образовываться способами копирования, центроидного и бесцентроидного огибания. При первом способе профиль инструмента соответствует профилю впадины нарезаемого колеса, а при втором и третьем — не совпадает с обрабатываемым профилем впадины нарезаемого колеса.
Процесс резания при зубонарезании имеет следующие особенности;
1) сечение срезаемого слоя периодически изменяется;
2) отдельные участки лезвия получают неодинаковую нагрузку, так как срезают слой различного сечения и работают с различными скоростями резания;
3) при выборе передних и задних углов иногда стремятся не столько к обеспечению производительности обработки, сколько к сохранению точности профиля при переточках; 4) некоторые зуборезные инструменты совершают весьма сложные движения в процессе резания.
Для обработки впадины зубчатых колес используют дисковые и пальцевые фрезы, гребенки, червячные фрезы, долбяки, шеверы, протяжки и др. К наиболее распространенным зуборезным инструментам относятся долбяк и червячная фреза, работающие по способу центроидного огибания.
Зуборезный долбяк представляет собой зубчатое колесо, снабженное режущими лезвиями (рисунок ). Зуб долбяка имеет периферийное лезвие a—b и боковые лезвия а — c и b—d. Передняя поверхность зубьев коническая, по ней производят переточку долбяка. Чтобы сохранить постоянство профиля зуба при переточках и обеспечить одинаковые значения заднего угла по длине боковых лезвий задние поверхности изготовляют винтовыми.
Рисунок 13.1.- Геометрические параметры долбяка
Передний угол периферийного лезвий g обычно принимают равным 5°. Передние углы боковых лезвий имеют переменные значения и определяются по формуле:
tggx = tgg.sinax,
где gx —передний угол бокового лезвия в точке x-,
g—передний угол периферийного лезвия-,
ax — угол давления рассматриваемой точки х бокового
лезвия.
Угол давления ax, находят по формуле:
cosax=
где ro—радиус основной окружности;
rx—радиус-вектор точки х.
Задний угол периферийного лезвия a принимается равным 68. Задний угол бокового лезвия aб определяют в плоскости А—А, касательной к основному цилиндру, и находят по формуле
tgaб=tga.sinao.
где a — задний угол периферийного лезвия;
ao — профильный угол.
У долбяков, предназначенных для предварительной обработки зубчатых колес, значения переднего угла увеличивают до g= 158 и значения заднего угла до 9°. При такой геометрии стойкость долбяков увенчивается в 3—4 раза.
Червячная фреза представляет собой червяк, на котором перпендикулярно виткам прорезаны продольные канавки для образования режущих зубьев (рисунок 2).
Рисунок 13.2.- Червячная фреза
Зуб червячной фрезы, так же как и зуб долбяка, имеет периферийное лезвие и два боковых. Передняя поверхность зуба является винтовой поверхностью, а задние поверхности затылованы по архимедовой спирали.
Передний угол периферийного лезвия для чистовых фрез принимают равным 0°. С увеличением переднего угла улучшаются условия резания, но искажается профиль зубьев нарезаемого колеса и поэтому требуется корректирование профиля фрезы. Для черновых фрез g =5—10°. Задний угол периферийного лезвия берут равным a=10-12°. Задний угол боковых лезвий рассматривают в нормальных к ним сечениях и определяют по формуле
tgaб = tga • sina0,
где a — задний угол периферийного лезвия;
a0 — профильный угол.
При указанных значениях заднего угла периферийного лезвия задние углы боковых лезвий равны aб = 3—-48. Для повышения стойкости червячных фрез углы aб увеличивают до 8—15°. Такие значения заднего угла боковых лезвий возможны у сборных остро заточенных, но не заты- лованных фрез. Эти фрезы перетачивают не по передг а по задним поверхностям .
Приведенные величины передних и задних углов oтносятся к червячным фрезам из быстрорежущей стали. Для червячных фрез, оснащенных твердым сплавом, рекомендуются следующие углы: передний угол g = 08; задний угол у всех лезвий a =10—12°. Вдоль лезвий пластинки твердого сплава делают упрочняющую фаску шириной f = 0,3— 0,8 мм с передним углом при обработке стали от —5 до —10°, при обработке чугуна 0°.
