Процесс зубонарезания долбяком состоит из следующих движений (рисунок 3): I—врезание; II—вращение долбяка вокруг своей оси: III—вращение обрабатываемого колеса вокруг своей оси; IV— поступательное (рабочее) и возвратное движения долбяка; V—отведение обрабатываемого долбяка при обратном ходе с целью его предохранения и возвращения долбяка обратно.
Рисунок 13. 3.- Схема работы долбяка
Движение врезания представляет собой радиальную подачу, задаваемую в миллиметрах на один оборот нарезаемого колеса. Вращение нарезаемого колеса, противоположное вращению долбяка, является круговой подачей, выражаемой длиной дуги делительной окружности в милиметрах, которую проходит долбяк за один двойной ход. Скорость движения долбяка вдоль его оси представляет собой скорость резания, среднее значение которой рассчитывают по формуле
где L—длина хода долбяка, мм;
K—число двойных ходов долбяка, мин.
На рисунке 4 приведена схема нарезания долбяком одно впадины. Цифрами указаны номера сечений срезов, снимаемых последовательно. Как видно из схемы, толщина срез отдельных участков лезвий, а следовательно и нагрузка неодинаковы и изменяются за каждый последующий рабочий ход долбяка. Кроме того, правая сторона зуба долбяка нагружена больше, чем левая. Суммарное сечение среза приходящееся на все одновременно работающие зубья, является величиной переменной. Суммарное максимальное cечение среза S Fmax может быть вычислено по формуле
где m — модуль нарезаемого колеса, мм;
sкр —круговая подача на один двойной ход долбяка, мм;
Максимальное усилие резания при работе долбяка определяют по формуле
Pmax= SF.p,
где р—удельное давление резания, н/мм2.
Максимальное усилие резания при обработке зубчат( колес внутреннего зацепления долбяком также может бьп определено по формуле
где С—постоянная, зависящая от обрабатываемого материала (для стали 40Х С= 161; для стали 45 С = 152; для стали 20Х С = 141);
k—показатель степени (k= - 0,27).
Эффективную мощность при работе долбяком находят по формуле
Рисунок 13.5.- Схема работы червячной модульной фрезы
На рисунке 5 приведена схема работы червячной фрезы при нарезании цилиндрического зубчатого колеса. Фреза совершает движения: вращательное, определяющее скорость резания, и поступательное—вдоль оси обрабатываемого
колеса. Последнее движение определяет подачу, измеряемую в миллиметрах на один оборот нарезаемого колеса. Обрабатываемое колесо совершает вращательное движение.
Суммарное сечение среза, снимаемое зубьями червячной фрезы, одновременно участвующими в работе, является величиной переменной. Поэтому и силы резания непостоянны по своим значениям.
Эффективную мощность при зубонарезании однозаходной червячной фрезой колес из стали 45 можно определить по формуле:
где s - подача на один оборот нарезаемого колеса;
m — модуль, мм, Dи—наружный диаметр фрезы, мм.
Окружную силу Р, создающую крутящий момент на фрезе, можно подсчитать по формуле
Скорость резания для долбяков из быстрорежущей стали при обработке зубчатых колес из стали 45 определяют при черновом нарезании по формуле:
при чистовом нарезании – по формуле
Период стойкости долбяка при черновой обработке в среднем составляет T= 360 мин, при чистовой —Т = 180 мин.
Зуборезный инструмент срезает сравнительно тонкие стружки, поэтому зуб изнашивается в основном по задней поверхности. Величина допустимого износа зуба долбяка при черновой обработке принимается hз=0,8-1,0 мм, при чистовой hз = 0,1 —-0,2 мм.
Скорость резания при обработке зубчатых колес из стали 45 червячными модульными фрезами из быстрорежущей стали определяют при черновой обработке колес с модулем 7—26 мм по формуле: •
при чистовой обработке колес без предварительного чернового нарезания с модулем 1,5—Змм—по формуле :
Для твердосплавных фрез при чистовой обработке стальных колес с подачей s=1-2 мм/об
Стойкость червячных фрез изменяется в пределах Т = 180—-540 мин. Чем больше модуль, тем больше должно быть значение стойкости.
При обработке стальных зубчатых колес зуборезным инструментами из инструментальной стали применяют смазочно-охлаждающую жидкость, которая способствует повышению стойкости инструмента и качества обработки.
Режим резания при зубонарезании устанавливают в такой последовательности:
2. Устанавливают число проходов и определяют глубину резания. Если зубонарезание производится за один проход то глубина резания равна глубине впадины зуба колеса Глубину резания и число проходов при нарезании зубьев устанавливают в зависимости от размеров обрабатываемого колеса, мощности станка, жесткости системы станок-деталь-инструмент и характера обработки (черновая, чистовая). Надо стремиться черновое нарезание зубьев производить за один проход
Если мощность станка или жесткость системы недостаточна, то нарезание осуществляют за два прохода. В этом случае первый проход производится с глубиной резания 1,4 m, a второй—0,7m. Чистовое нарезание зубьев выполняется, как правило, за один проход. Исключение составляет зубодолбление цилиндрических колес дисковыми долбяками, при котором, начиная с m= 3 мм и выше, при высоких требованиях к чистоте обработанной поверхности и к точности размеров зубьев 7-я степень точности, чистовое нарезание следует производить за два прохода инструмента.
3. Определяют подачу в зависимости от свойств обрабатываемого материала, модуля, заданной чистоты и точности. При черновой обработке величина подачи может ограничиваться жесткостью станка и в отдельных случаях — прочностью инструмента. При чистовой обработке подача ограничивается требованиями, предъявляемыми кшероховатости обработанной поверхности и точности зубчатого колеса. Значения подачи при нарезании цилиндрических колес из стали 45 червячными быстрорежущими фрезами следующие:
при черновом нарезании колес с m =6- 16 мм на станках мощностью 5—9 квт (причем, чем больше модуль, тем меньше подача)
s= 1,8 —2,8 мм/об,
при чистовом нарезании (без предварительной обработки) с m = 1,5—3 мм
s= 0,5 — 1,0 мм/об.
Значения подачи при нарезании колес из стали дисковыми быстрорежущими долбяками такие:
при черновом нарезании колес с m =6-8 мм на станках мощностью 2,6—5,0 квт
sкр= 0,3-0,5мм/дв.ход
при чистовом нарезании (без предварительной обработки) и m =2 - 3 мм
sкр = 0,25 —0,3 мм/дв. ход.
4. Подсчитывают скорость резания, допускаемую режущими свойствами инструмента. Скорость резания при работе долбяками из быстрорежущей стали принимают в предела 15—30 м/мин, при работе червячными фрезами из быстро режущей стали —25—45 м/мин. Червячные фрезы, осна щенные твердым сплавом, работают со скоростью резани 75—150 м/мин.
5. По найденной скорости резания определяют число двойных ходов К для долбяка или число оборотов n для червячной фрезы.
6. Полученные значения К и n корректируются по станку
7. Подсчитывают действительную скорость резания.
8. Определяют эффективную мощность. Машинное время при работе долбяком рассчитывают по формуле
Первое слагаемое формулы представляет собой время на врезание. Путь врезания равен 2,1 m, т. е. глубине впадины, если нарезание колеса производится за один проход. Подача на врезание s=0,lsкр. Второе слагаемое представляет собой время, необходимое для обработки все зубьев колеса. Длина рабочего хода равна длине делительной окружности нарезаемого колеса, т. е. pmz. Для чистового прохода вместо 2,1m подставляют значение припуск в радиальном направлении.
Машинное время при работе червячной фрезой опреде ляют по формуле
где L—длина прохода фрезы, складывающаяся из длины зуба l, длины врезания 1вр, длины подхода 1' и выхода l11,
z — число зубьев обрабатываемого колеса: n — число оборотов фрезы в минуту; s—подача на один оборот нарезаемого колеса, мм, q—число заходов фрезы.
