Принципы конструирования долбяка

Долбяки

Фрезы для червячных зубчатых колес

Фреза для червячного колеса должна быть копией червяка: диаметр ее, шаг и угол должны соответствовать тем же элементам червяка.

Выбор типа червячной фрезы (архимедова, эвольвентная или конволютная) зависит от типа червяка в передаче.

Обычно основой фрезы является архимедов червяк, поскольку он наиболее распространен в червячных передачах из-за простоты изготовления и контроля (прямолинейный профиль в осевом сечении),

Фрезерование червячных колес можно производить двумя методами: с радиальной подачей, с тангенциальной подачей (рис. 41).

Фрезы, предназначенные для тангенциальной подачи, имеют заборный конус.

Фрезерование с тангенциальной подачей более точное, но для его осуществления в зубофрезерном станке необходим специальный механизм - протяжной суппорт.

Порядок расчета червячной фрезы для червячных колес в основном аналогичен расчету червячных фрез для цилиндрических колес.

При расчете необходимо учитывать некоторые особенности работы фрезы. Делительный диаметр фрезы определяется с учетом запаса фрезы на переточку, то есть у новой фрезы он больше, чем у червяка:

D_t = D_{ср.черв} + 2(0,25+0,1)m.

Осевой шаг фрезы должен соответствовать осевому шагу червяка:

.

При конструировании червячных фрез необходимо учитывать условия их эксплуатации: станок, метод крепления, подача, возможности изготовления и т.д.

Долбяк представляет собой режущий инструмент, выполненный в виде коррегированного зубчатого колеса, имеющего режущие кромки. При обработке зубчатых колес долбяки работают методом обкатки.

По конструкции различают долбяки:

- дисковые;

- чашечные;

- хвостовые (рис. 42).

В зависимоти от назначения долбяки подразделяются на:

- прямозубые, для нарезания прямозубых цилиндрических зубчатых колес;

- косозубые, для нарезания косозубых цилиндрических зубчатых колес;

- косозубые (парные), для нарезания шевронных зубчатых колес.

Долбяки изготавливаются трех классов точности:

- АА - для нарезания колес 6 степени точности;

- А - для нарезания колес 7 степени точности;

- В - для нарезания колес 8 степени точности.

Долбяки являются наиболее универсальными зуборезными инструментами, они незаменимы при обработке зубчатых колес с внутренним зубчатым венцом и при обработке блочных зубчатых колес.

Точность обработки долбяками обычно выше точности обработки червячными фрезами, но производительность ниже.

Долбяк можно рассматривать как совокупность бесконечно большого количества элементарных зубчатых колес с положительным, нулевым и отрицательным смещением исходного контура рейки и бесконечно малой толщиной обода (рис.43).

Для расчета долбяка принимается определенное сечение АА, отстоящее от переднего торца на расстоянии α. В этом сечении профиль зубьев соответствует стандартной рейке и совпадает с размерами зубчатого колеса:

- шаг по делительной окружности;

- диаметр основной окружности (D_t - диаметр делительной окружности);

- толщина зуба.

Это сечение называется исходным.

Передний торец отстоит от исходного сечения на величину α, из-за наличия угла α_в он смещен на величину +х, то есть имеет место высотная коррекция: в этом сечении долбяк будет коррегированным колесом.

Величина смещения:

x = ξ × m,

где ξ - коэффициент смещения.

Их треугольника ∆ABC можно определить расстояние переднего торца до исходного контура:

α = (ξ × m) / tg α_В .

Это расстояние называется исходным расстоянием.

Расчет долбяка состоит в определении его размеров по передней поверхности в зависимости от размеров исходного контура, геометрии долбяка и исходного расстояния.

Толщина зуба долбяка по делительному цилиндру в плоскости передней поверхности:

.

Или, подставляя известные значения:

.

При определении диаметра делительной окружности следует учитывать: чем он меньше, тем более жестче долбяк и точнее обрабатываемые колеса.

Максимальный коэффициент смещения ξ_max можно определить, зная минимальную допустимую толщину Se` зуба долбяка по окружности выступов. Эта величина определяет стойкость долбяка и принимается из справочных данных в зависимости от модуля и числа зубьев долбяка.

По мере затупления долбяк перетачивается по передней грани. Максимально допустимое уменьшение длины зуба после переточек:

B = d – ε_min×m/tgα_B,

где ξ_min - минимальный коэффициент смещения, выбираемый из справочных данных в зависимости от особенностей работы данного долбяка.

Остальные параметры долбяка при его конструировании определяются на основе руководящих и справочных материалов, содержащихся в пособиях по расчету.

У долбяка помимо высотной имеется и угловая коррекция. В связи с наличием переднего и заднего углов долбяка, режущие кромки его зубьев будут представлять собой пространственные кривые, отличные от эвольвенты. Из-за этого в профиль зуба нарезаемого зубчатого колеса будут вноситься искажения. Для уменьшения их необходимо изменить профильный угол долбяка.

На рисунке (рис.44) видно, что:

tgα₀ = l/h_n = l/(h –),

а из ∆BCD и ∆АCD:

BC = CD×tgα_в = h×tgγ_в×tgα_в,

поэтому:

tgα₀ = tgα_d/(1 – tgγ_в×tgα_в).

Таким образом профильный угол долбяка должен быть несколько больше стандартного угла 20°.