Режущий инструмент

- возможность замены марки пластины для конкретного обрабатываемого материала без снятия корпуса инструмента и исключения дополнительной переналадки инструмента;

- снижение затрат на переточку пластин.

Недостатки механического крепления пластин:

- увеличенные габаритные размеры за счет элементов крепления;

- повышенные требования к точности изготовления пластин, точности корпуса самого инструмента и особенно к корпусам многолезвийных инструментов;

- затруднен стружкоотвод при использовании пластин без отверстий с креплением по передней поверхности;

- некоторая технологическая ограниченность воздействия на стружку стружколомов, изготовленных на самой пластинке.

СВЕРЛА

Сверла обеспечивают обработку отверстий с точностью по 11…13 квалитетам и шероховатостью Rz = 20…80 мкм.

Разновидности спиральных сверл:

- по виду обрабатываемого отверстия: цилиндрическое, коническое, ступенчатое;

- по основным размерам: короткое, среднее, длинное, особо длинное, малоразмерное;

- по форме хвостовика: с коническим , с цилиндрическим, цилиндрическим утолщенным, с цилиндрическим с поводком; с коническим, коническим усиленным хвостовиком;

- по направлению резания: праворежущее, леворежущее;

- по конструкции: цельное, сварное, сборное, с напайными пластинами.

Части сверла: l1 - режущая, l2 - рабочая, l3 - шейка, l4 - хвостовик, l5 - лапка. 4 - перья или зубья, 5 - задняя поверхность, 6 - поперечная кромка (перемычка), 7 - спинка; 8 - задняя вспомогательная поверхность, 9 - передняя поверхность, 10 - ленточки.

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СВЕРЛ:

2ц = 30…1800 ; щ = 0…650 ; 2ц1 = 180…1200, ширина переходного лезвия В = 0,1…0.5d,

при заточке задних поверхностей по двум плоскостям б1 = 6…100 ; б2 = 20…400 ,

ш = 50…550.

Направления изменения геометрических и конструктивных параметров спиральных сверл

Недостатки конструкции:

- отрицательные передние углы около поперечного режущего лезвия (перемычки);

- уменьшение кинематических задних углов около оси сверла и возможность затирания задней поверхности при сверлении;

- уменьшение передних углов по направлению к оси сверла;

- отсутствие задних углов на ленточках сверл;

- утолщение толщины сердцевины по направлению к хвостовику, что ухудшает стружкоотвод при увеличении глубины отверстия;

- максимальные скорости резания на уголках сверл;

- увеличение толщины сердцевины до 0,5d для твердосплавных сверл d < 3…5 мм;

- 60% Р0 в области перемычки.

- концентрация износа на границе ленточки и задней поверхности сверла.

Рис. Температурные поля на передней и задней поверхности сверла.

Таким образом, совершенствование конструкций спиральных сверл направлены на область перемычки, переднюю и заднюю поверхности около главных режущих лезвий, зону уголков и стружечные канавки.

Подточка перемычки

Известно более 20 видов подточек перемычек, которые выполняются, как правило, на сверлах диаметром более 12 мм. Цель подточек - снижение осевого усилия, увеличение передних и задних углов около оси сверла, улучшение процесса стружкообразования в области сердцевины.

Виды подточек сверл:

а) стандартная, б) по методу ГАЗ, в) по методу Жирова.

Величина второго режущего лезвия принимается b = 0,2d, угол 2ц1= 70…750. Заточка неприменима для сверления пластичных материалов из-за встречных потоков стружек и образования пробок.

Наименование подточек сверл

Подточка ленточек: известно 8 основных вариантов подточек ленточек. Общая тенденция - это уменьшение ширины ленточек в 1,2…2,5 раза для уменьшения сил трения между сверлом и стенками отверстия, а также уменьшить налипание обрабатываемого материала на ленточки. Сверла d < 5 мм, как правило, изготавливаются без ленточек. Например, ширина ленточки f = 0,5 мм для d = 6 мм; f = 0,7 мм для d = 12 мм; f = 0,55…0,6 мм для d = 20 мм.

Профили поперечных сечений спиральных сверл: а) стандартный, б) четырехленточный, в) с усиленной сердцевиной, г) с увеличенной стружечной канавкой.

Заполнение винтовых канавок стружкой не должно превышать 50% их объема.

Твердосплавные сверла

Сверла а) с одной напаянной пластинкой; б) с двумя напаянными пластинками; в) с твердосплавной коронкой; г) с механическим креплением пластин.

Сверла для глубокого сверления

Сверла для глубокого сверления отверстий d < 30 мм в труднообрабатываемых материалах, конструкционных, жаропрочных сталях и их сплавах по способу дробления и отвода стружки из зоны резания подразделяются на следующие группы:

а) с каналами для подачи СОЖ в зону резания; б) спиральные со специальной заточкой режущей части для получения стружек определенной формы и размеров; в) спиральные специальные шнекового типа с увеличенным углом щ винтовых канавок и с разделением рабочей части сверла на режущую и транспортирующую.

Сверла спиральные для глубокого сверления: а) шнекового типа СКБ-АЛ, б)полушнековые ВЗС, в,г) Куйбышев - НПИЛ, д) шнековые с трапецеидальной заточкой, каф. «Станки», БПИ, е) Луганск, ЛМИ, ж) с винтовым стружколомом.

Сверла шнекового типа диаметром d = 3,0…24 мм применяются, в основном, для сверления отверстий глубиной 30…40d в сталях и чугунах без периодических выводов сверл из отверстий для удаления стружки. За рубежом подобные сверла выпускают фирмы Dormer, Stock, Gunter и др.

Особенности конструкций: увеличенная толщина сердцевины, узкие ленточки, увеличенный угол щ. Независимость углов заточки от угла щ позволяет использовать специальную заточку режущей части для дробления стружки при обработке различных материалов. При обработке сталей дроблению стружки способствуют трапецеидальная заточка передней поверхности и низкочастотные колебания, до 300Гц, обеспечиваемые самой конструкцией сверла.

Сверла с уступом для дробления стружки работают в узком диапазоне подач, изготавливаются из быстрорежущей стали, требуют вывода для удаления стружки при глубине отверстия более 5d.

Специальные сверла для глубокого сверления:

а) для кольцевого сверления; б) ружейное; в) пушечное; г) эжекторное.

Ружейные, перовые, лопаточные сверла изготавливаются, в основном, диаметром d < 10 мм. Эжекторные, ВТА сверла изготавливаются диаметром d > 12 мм, требуют специальной оснастки, давления СОЖ до 9 Мпа, расход СОЖ до 70 л/мин. При использовании твердого сплава скорости резания до 130 м/мин.

ЗЕНКЕРЫ

Применяются для исправления положения оси отверстия.

Припуски: 0,5…5 мм - для d < 30 мм;

8,0…12 мм - для d = 80…100 мм.

Точность - 9…11 квалитет, шероховатость поверхности - Rz = 20…40 мм.

Классификация зенкеров.

· По способу крепления: хвостовые, насадные.

· По конструктивным особенностям: цельные, сборные со вставными зубьями, с напайными зубьями.

· По материалу режущей части: из легированной стали, из быстрорежущей стали, с пластинками твердого сплава.

· По характеру работы: для снятия небольших и больших припусков, комбинированные, ступенчатые.

Формы стружечных канавок: прямолинейные, криволинейные, винтовые.

Количество зубьев: 3-3-4 зуба.

Конструктивные и геометрические параметры зенкеров

Параметры зенкеров: хвостовые - а,б,г; насадные - в,д,е; б - 1- сердцевина, 2- задняя поверхность, 3- ленточка, 4-передняя поверхность, 5- вспомогательная режущая кромка, 6- главная режущая кромка.

Обратная конусность для d < 18 - 0,04…0,08; для d > 18 - 0,05…0,1.

Ширина ленточек f = 0,05…0,1d

Углы режущей части:

2ц = 900 - для чугуна; 2ц = 600 - для стали;

г = 8…120 - для сталей средней твердости, г = 0…50 - для твердых сталей и чугуна,

г = 15…200 - для малоуглеродистых сталей.

б = 8…100 .

щ = 00 - для чугунов, щ = 10…300 - для сталей (зенкеры универсального назначения).

Формы стружечных канавок зенкеров: а) с ленточкой на цилиндрической спинке зуба; в) с криволинейной спинкой в зенкерах для чистовой обработки



Крепление режущих пластин в корпусах зенкеров: гладким клином и упорным винтом (а); рифленым клином и дифференциальным винтом (б); гладким клином и дифференциальным винтом (в); винтом (г).

Клинья изготавливаются в виде втулок с лыской, направленной под углом к оси.

РАЗВЕРТКИ

Развертки - это многолезвийный осевой инструмент, применяемый для повышения точности размеров и формы отверстий, а также для уменьшения шероховатости поверхностей. Точность размеров - 6…11 квалитет, параметры шероховатости поверхности - Ra = 2,5…0,32 мкм.

Классификация разверток:

· по способу применения: а) ручные; б) машинные.

· по методу закрепления: а) хвостовые; б) насадные.

· по конструкции: а) цельные; б) сборные; в) жесткие; регулируемые.

· по форме отверстия: а) цилиндрические; б) конические; в) специальные.

Конструктивные и геометрические параметры разверток: быстрорежущие (а,б), твердосплавные (в), с кольцевой заточкой (г).

Развертки d > 10 мм изготавливают, как правило, сварными. Хвостовик - ст 45, 40Х; корпуса сборных разверток - стали У7, У8. Материал рабочей части - ВК6, ВК6М, ВК8, ВК10, ВК12М, ВК18М (пластифицированные твердые сплавы) и др.

Режущая часть развертки характеризуется углом в плане ц, формой и длиной режущих лезвий, передним и задним углами в нормальном сечении, углом наклона режущего лезвия. Длина режущей части для ручных цилиндрических разверток D = 3…40 мм составляет10…42 мм, для машинных цельных диаметром D = 3,0…32 мм - 3,0…32,0 мм. Калибрующая часть развертки включает цилиндрический участок l = 0,75…2,0 от длины рабочей части, обратный конус - 0,04…0,06 мм на 100 мм длины.

Количество зубьев - 6…14, четное. Зубья режущей части развертки затачиваются на остро. На калибрующей части вдоль вспомогательной режущей кромки имеется круглошлифованная ленточка шириной f = 0,5…0,3 мм для лучшего направления развертки и сохранения ее диаметра.

Угол в плане ц для ручных разверток составляет ц = 1…20 , для машинных ц = 5…450, При обработке глухих отверстий ц = 600. Для повышения стойкости разверток и уменьшения шероховатости поверхности используют двойную заточку, на длине 0,8…2,0 мм затачивают переходные режущие кромки с углами ц0 = 1…50 . Передние углы г = 0…100, задние углы б = 6…150 в зависимости от обрабатываемого материала. По направлению к хвостовику наружный диаметр разверток уменьшается в пределах 0,5 Д , Д - допуск на размер.

Формы стружечных канавок разверток: плоская, вогнутая (двухрадиусная).

Способы образования неравномерного шага зубьев:

а) различные величины шага всех зубьев; б) различные величины шага в обе стороны от контрольных зубьев, лежащих на одном диаметре; в) одинаковые величины шага для каждых двух противоположных зубьев.

Крепление ножей сборной развертки продольным плоским клином и кулачками

Насадные (цельные, сборные) и регулируемые развертки. б)1- корпус, 2- регулировочные гайки, 3- кольца, 4- ножи.

ФРЕЗЫ

Фрезерование - это один из наиболее широко распространенных процессов в металлообработке, обеспечивающих в современных условиях высокоскоростную и экономичную обработку различных материалов за счет создания новых конструкций инструментов и использования специальных твердосплавных пластин с износостойкими покрытиями.

Традиционные конструкции фрез обеспечивают после обработки отклонение размеров деталей в пределах 7…11 квалитетов при шероховатости для черновой обработке Ra ? 12,5…6,3 мкм, при чистовом - Ra = 1,6 мкм, при тонком - Ra = 0,8…0,4 мкм Современные конструкции фрез обеспечивают более высокое качество обработки. Точность размеров и качество обработки зависят от множества факторов:

· класса точности станков;

· точности изготовления, установки, настройки фрезы;

· погрешности установки заготовки;

· жесткости технологической системы;

· тепловых деформаций технологической системы.

Классификация фрез

По десятичному классификатору инструментов фрезы относятся ко второй подгруппе, которая включает следующие виды: цилиндрические, дисковые, концевые, торцовые, отрезные и пазовые, концевые специальные, угловые, фасонные.

Параметры разновидностей фрез:

§ направления зубьев: прямозубые, косозубые, с винтовым зубом;

§ конструкции зубьев: острозаточенные, затылованные;

§ материал режущей части: быстрорежущая сталь, твердый сплав, минераллокерамика, композит;

§ количество и размеры зубьев: крупные зубья с большим окружным шагом и малым количеством зубьев для чернового фрезерования; с мелкими зубьями, малым окружным шагом и большим их количеством для чистового фрезерования и фрезерования хрупких материалов;

§ конструкции фрез: цельные, составные, сборные;

§ способы базирования на шпинделе станка: насадные с центральным отверстием под оправку, концевые с коническим или цилиндрическим хвостовиком.

Виды фрезерования и основные типы фрез: а) цилиндрическая; б,в,г) торцовые; д) дисковая двусторонняя; з) отрезная; и,к,л,м) концевые; н) двуугловые; о) одноугловая; п,р) фасонные. В - ширина фрезерования. t - глубина фрезерования.



Формы остроконечных зубьев: а) трапецеидальный; б) усиленный;г) параболический.

Параметры зубьев должны обеспечивать: прочность; массивность для теплоотвода; максимальное число переточек; достаточные расстояния между зубьями для размещения стружки и ее отвода. В канавках не допускать острых переходов, чтобы ·Различают крупный зуб, криволинейный или двухугловой для чернового фрезерования, когда t sz 1, t - глубина резания, окружной шаг РТ 10 мм, Н =(0,3…0,45)РТ; мелкий зуб, где t sz 1, РТ 10 мм, Н = (0,5…0,65)РТ.

Параболический зуб обеспечивает равнопроченость на изгиб всех сечений, но труден в изготовлении. Применяется для черновой обработки. Уравнение параболы: y = k·x2 .

СБОРНЫЕ ФРЕЗЫ

Сборные фрезы из быстрорежущей стали со вставными ножами:

а), б) цилиндрические фрезы с клиновидными рифлеными ножами и с плоскопараллельными рифлеными ножами и гладкими клиньями вдоль передней грани; в) фреза торцовая с клиновидными рифлеными ножами; г) фреза дисковая трехсторонняя с клиновидными рифлеными ножами.

Наиболее широко используются рифленые формы крепления поскольку они обеспечивают компактность, меньшие габариты крепежного узла, допускают большее количество зубьев.



Фрезы с механическим креплением пластин твердого сплава:

е) торцовая с радиальным расположением МНП, ж) торцовая с тангенциальным расположением МНП, з) концевая цилиндрическая, и) торцовая с СТМ, к) дисковая с МНП, л) отрезная с пластинами твердого сплава.

Для обеспечения обработанной поверхности высокого качества производят подстройку вылета фрезерных пластин. На рисунке ж) представлена конструкция клинового регулирования вылета пластин с точностью до 0,1 мм, вариант регулировки вылета (рисунок и) предусматривает регулировку кассеты посредством эксцентрика 2 при отжатых винтах 4.

Конструктивные и геометрические параметры фрез.

К основным конструктивным параметрам фрез относятся

· наружный диаметр d,

· посадочные размеры (диаметр отверстия, шпоночная канавка, выточка, коническое гнездо),

· число зубьев и окружной шаг,

· углы тела зуба и впадины,

· форма зуба,

· углы режущей части зуба.

Диаметр фрезы.

Диаметр фрезы определяет ее стоимость, производительность и качество обработки.

Увеличение диаметра фрезы увеличивает расход дорогостоящей инструментальной стали, повышает трудоемкость ее изготовления, увеличивает время врезания, увеличивает крутящий момент и расход электроэнергии.

Положительное влияние увеличения диаметра фрезы:

§ повышается производительность обработки поскольку при постоянном шаге можно выполнить большее количество зубьев и увеличить минутную подачу;

§ увеличивается масса фрезы и длина дуги контакта с деталью, т.е. улучшается теплоотвод из зоны резания и повышается стойкость;

§ увеличивается диаметр посадочного отверстия, увеличивается жесткость крепления. Место для формулы.

Для расчета наружного диаметра фрезы рекомендуется соотношение D = (1,6…2,25)d0,

где d0 - диаметр посадочного отверстия под оправку, которая передает крутящий момент: и рассчитывается на допускаемый прогиб [f] :

d02 =

d01 - диаметр оправки, обеспечивающий заданную величину прогиба,

d02 - диаметр оправки, обеспечивающий прочность при воздействии приведенного момента.

Pz = сp tx szy Bu zi d-q n-w - сила резания,

l - расстояние между опорами или вылет оправки,

Е - модуль упругости материала оправки,

[у] - допускаемое напряжение материала оправки.

Принимаются наибольшие значения диаметров d01, d02 с округлением до стандартных величин: 16, 22, 27, 32/ 40, 50, 60 мм. Твердосплавные фрезы имеют большие посадочные диаметры, чем быстрорежущие.

Оправки рассчитываются на допускаемый прогиб [f]: [f] ? 0,4 мм при черновом фрезеровании, [f] ? 0,2 мм при чистовом фрезеровании.

Наружный диаметр d дисковой и цилиндрической фрезы:

D = 2,26 d0 .

D - должен соответствовать геометрическому ряду со знаменателем ц = 1,26: 10, 12, 16, 20, 25, 32, ,40, 50, 63, … 500,630.

В общем виде из практического опыта для выбора количества зубьев фрезы можно использовать соотношение z = m D,

где m = 1,1…1,8 - для цилиндрических фрез; m = 1,1…2,0 - для торцовых фрез; m = 2 - для дисковых фрез.

Торцовые фрезы

Разновидности торцовых фрез:

1. Из быстрорежущей стали:

· Цельные.

· Насадные с напаянными пластинами твердого сплава.

2. Сборные:

· Насадные со вставными ножами с пластинами твердого сплава.

· Насадные торцово-цилиндрические со вставными ножами с твердым сплавом.

· Хвостовые со вставными ножами с твердым сплавом.

· Насадные с резцами, оснащенными СТМ.

· Насадные с резцовыми вставками, оснащенными композитом

Наружный диаметр торцовой фрезы зависит от ширины фрезеруемой поверхности. Для цельной фрезы из быстрорежущей стали d = 1,1B, для сборных твердосплавных фрез d = (1,2…1,60)d.

Согласно Г.Н. Сахарову: D = d + 2m +2H,

D - диаметр фрезы, d - диаметр оправки, m - толщина тела фрезы, H - высота зуба.

Геометрические параметры зуба торцовой фрезы

Параметры углов торцовой фрезы повторяют проходной резец, в котором углы рассматриваются в 3-х плоскостях : А - А - в продольной, параллельной оси фрезы; Б - Б- радиальной, перпендикулярной оси фрезы; Е - Е- нормальной к главному режущему лезвию.

Задний угол задается в плоскости, перпендикулярной оси фрезы .

tg гпр = tg г · Sin ц;

tg б = tg бN / Sin ц;

Рекомендуемые углы: б = 12…160 - на цилиндрической части;

б = 80 - на торцовой части;

ц = 10…900; ц1 = 5…100;

щ = 0…150.

г = 10…+ 100 - для твердого сплава при обработке стали;

г = + 5…00 - для твердого сплава при обработке чугуна.

При глубине резания t< 3 мм ц = 200; при t >3мм ц =300; для жестких деталей ц = 450.

Для чистовых операций рекомендуется вводить фаску f = (1,3…1,5)s0, ц0 = 0,5ц.

Фрезы торцовые с механическим креплением пластин твердого сплава:

е) торцовая с радиальным расположением МНП, ж) торцовая с тангенциальным расположением МНП, и) сборная со вставками, оснащенными композитом.

Фасонные фрезы

Фасонные фрезы имеют фасонную производящую поверхность, на которой расположены зубья. Они обеспечивают высокую производительность. Так как обрабатывают сложный профиль сразу по всему периметру. Ими обрабатывают поверхности с прямолинейной направляющей, винтовые поверхности, тела вращения и др.

Типы стандартных фасонных фрез:

· полукруглые выпуклые и вогнутые;

· пазовые;

· концевые;

· дисковые зуборезные;

· червячные зуборезные;

· пальцевые зуборезные и др.



Фасонные фрезы: полукруглые с n) выпуклым и p) вогнутым профилем.

Модульные фасонные фрезы и схемы резания: а), б) - дисковые; б), г) - пальцевые

Преимущества фрез с затылованным зубом:

1. Обеспечивают неизменность профиля в радиальном сечении в течение всей работы.

2. Обеспечивается постоянство заднего угла в любой точке поверхности.

3. Простота заточки по передней поверхности

4. Допускается большее количество переточек по сравнению с острозаточеннными зубьями.

5. При переточках увеличивается пространство для размещения стружки.

6. Простота затылования зуба.

Недостатки:

1. Невозможно использовать большое количество зубьев из-за особой их формы.

2. Значительное биение вершин зубьев по окружности, 0,04…0,12 мм, так как отсутствует операция круглого шлифования по окружности зубьев, а заточка по передней поверхности усугубляет этот недостаток.

В качестве кривой для затылования, в основном, используют архимедову спираль. Она обеспечивает изменение заднего угла в пределах ширины зуба только на 20 и простоту изготовления зуба.

Уравнение архимедовой спирали:

с = b·и,

где с - радиус-вектор рассматриваемой точки;

и - радиальный угол рассматриваемой точки;

b - коэффициент пропорциональности.

Затылование осуществляется на токарно-затыловочных станках с использованием соответствующих копиров.

Схема радиального затылования зубьев фрезы.

Движения: вращательное движение фрезы; поступательное движение резца перпендикулярно оси детали; вращательное движение кулачка (один оборот).

Величина затылования или спада затылка зуба - К:

k = р · d · tgб /z, z - количество зубьев.

Кулачек, рассчитанный для определенной величины k, можно использовать при любом числе зубьев затылованной фрезы. Для предотвращения затирания боковых поверхностей зуба задние углы рассматриваются в 3-х плоскостях:

· в плоскости, перпендикулярной оси отверстия фрезы - бс;

· в плоскости параллельной оси отверстия - б0 ;

· в плоскости, перпендикулярной к передней поверхности (плоскость чертежа) - бN, минимальный угол по сравнению с остальными - бN = 0,97б0.

С уменьшением ц уменьшается бN, при ц = 00 соответственно бN = 00 . Наиболее часто используется бN = 2…30 .

Задний угол на вершине бв: tg бв = сc· tg бN / R· Sin ц.

Наиболее часто применяют бв = 8…150 , при больших значениях угла бв ослабляется тело фрезы.

В точных фрезах задняя поверхность зуба шлифуется. Для свободного выхода шлифовального круга выполняется второе затылование: k1= (1,1…1,2)k. Шлифованная часть В1= (0,7…0,8)В. В - ширина спинки зуба. В пределах этого участка возможна переточка зуба для восстановления его режущей способности.

Передние углы. Обычно при конструировании фасонных фрез используют передний угол г = 00, однако в этом случае наблюдается некоторая потеря стойкости. В крупносерийном и массовом производстве используют положительный угол г, но при этом глубина профиля фрезы и профиль детали различны. В связи с этим выполняется коррекционный расчет размеров профиля фрезы. При нежестких требованиях к точности деталей допускается применение фасонных фрез с г = + 50 , без коррекционных расчетов.

ДИСКОВЫЕ ФРЕЗЫ

Дисковые фрезы применяются для прорезки пазов, канавок, разрезки металлов. По конструкции они изготавливаются цельными, в том числе из твердого сплава, и сборными. Типы цельных дисковых фрез:

· пазовые (односторонние правые и левые);

· двухсторонние;

· трехсторонние;

· регулируемые с прокладкой и разнонаправленными зубьями;

· угловые (симметричные и несимметричные) с угловым профилем).

Типы дисковых фрез: д) пазовая трехсторонняя; е) двусторонняя; ж) пазовая; з) отрезная (прорезная).

Отрезные фрезы выпускаются толщиной Н = 0,5…5,0 мм; г ? 100- зависит от марки обрабатываемого материала; б = 12…160, для крупных зубьев возможно увеличение заднего угла до б = 20…300. Для уменьшения трения на торцах фрез затачиваются вспомогательные задние углы ц1 = 0,5…2,00 ; угол наклона стружечной канавки щ = 0…160; угол между лезвиями угловых фрез 2ц = 30…1000.Для уменьшения износа уголков фрез используют переходные лезвия f = 0,2В мм.

Наружный диаметр дисковых фрез d рассчитывается по формуле:

d = 0,12B0,25t0,09s0,055l0,78д-0,25 + 2(l + Д),

где В - ширина паза, t, s - глубина резания и подача на зуб ; l - глубина паза; д = 0,2…0,4 мм при чистовой и черновой обработке; Д - толщина постановочного кольца и зазор между оправкой и заготовкой.

ПРОТЯЖКИ

Протяжки - многозубый инструмент, в котором снятие припуска обеспечивается за счет увеличения высоты каждого последующего зуба на величину sz, называемой подъемом на зуб. Главное движение - прямолинейное относительно обрабатываемой детали.

Инструмент отличается высокой производительностью, точность размеров - 7…9 квалитеты, шероховатость поверхности Rz = 1,25…0,32 мкм. Обрабатываются внутренние и наружные поверхности различного профиля. Скорости резания 3…8 м/мин - для протяжек из быстрорежущих и легированных сталей.

Изготавливают протяжки различных конструкций, среди которых

· круглые - для обработки цилиндрических отверстий;

· фасонные - для многогранных отверстий;

· шлицевые - для шлицевых отверстий с прямобочным или эвольвентным профилем;

· шпоночные - для отверстий со шпоночным пазом;

· протяжные блоки - для плоских, ступенчатых, криволинейных и комбинированных поверхностей;

· режуще-деформирующие - для обработки заготовок из вязких материалов.

Протяжки работают на растяжение, прошивки - на сжатие и изгиб.

Части протяжек:lх - хвостовик; lш - шейка; lпк - переходной конус; lпн - передняя направляющая;lр - режущая часть;lк - калибрующая часть;lзн - задняя направляющая; lзч - задняя замковая часть.

Элементы режимов резания, геометрические и конструктивные параметры зубьев протяжек: h-высота зуба; t-шаг зубьев.

Коэффициент заполнения канавок стружкой k = Fk / Fсл ; k = 2,5…4,0.

Формы стружечных канавок: а) двухрадиусная - для сталей, пластичных материалов; б) однорадиусная с плоской спинкой зуба - хрупкие материалы; в) специальная с выступом на дне канавки - для больших объемов стружки; г) двухрадиусная удлиненная - для сталей при большой длине изделия; д) однорадиусная удлиненная - для чугунов.

Высота зуба h = k0·p; k0 = 0,35…0,4.

Площадь поперечного сечения канавки Fk = 0,25р h2.

Число одновременно работающих зубьев zi = ? / p; ? - длина детали.

Длина протяжки L = zp + ?1 + ?2; ?1, ?2 - длина переднего и заднего хвостовиков.

Схемы размещения стружки с различными радиусами завивания: а, б) сливная стружка; в) стружка надлома.

Схемы резания: профильная, генераторная. Групповая

Элементы конструкции и последовательность удаления припуска прогрессивными протяжками групповых схем резания: а) круглая шахматная; б) круглая переменная; в) круглая многогранная; г) шлицевая переменная; д) пазовая переменна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Генераторные схемы резания при протягивании а) квадратного отверстия; б) фасонного паза; в) прямобочного паза; г) плоскости.

Схемы резания генераторными протяжками: а) квадратной; б) шлицевой; в) плоской; г) фасонной.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Схемы резания: а) - одинарная; б) - групповая; в) профильная; г) - генераторная; д) - комбинированная.

Одинарная схема резания: каждый зуб протяжки срезает припуск по всему периметру отверстия; поскольку кольцевая стружка недопустима, то для разделения стружки по периметру режущих лезвий прорезаются V-образные стружкоразделительные канавки глубиной 0,4…1,0 мм.

Подачи на зуб sz = 0,02…0,04 мм - для сталей, sz = 0,03…1,0 мм - для чугунов.

Профильная схема резания. Форма поперечного сечения сохраняется на всех зубьях.

Схема неприменима при работе по корке. Протяжки имеют большую длину, работают с большими силами резания, так как снимаются стружки малых толщин. В области прорезанных канавок наблюдается повышенный износ. Сложность заточки.

Групповая схема резания. Все режущие зубья делятся на группы или секции из 2…5 зубьев, имеющих одинаковый диаметр. Припуск по толщине делится между группами зубьев. Каждый зуб в секции смещается по ширине и снимает только часть припуска участками лезвий между выкружками. Толщина среза sz = 0,3…0,4 мм - для стали,

sz = 1,0…1,2 мм - для чугуна.

Преимущества: уменьшение количества зубьев; уменьшение длины протяжки; повышение стойкости за счет более прочных уголков; возможность работы по корке. Недостатки: сложность изготовления; высокая стоимость; большая шероховатость обработанной поверхности по сравнению с профильной схемой резания

Генераторная схема резания. Эта схема предусматривает деление всего припуска на ряд тонких слоев. Все зубья протяжки имеют переменную форму. Форма отверстия, например, воспроизводится постепенно - генерируется - вспомогательными кромками каждого зуба. На обработанной поверхности возможно образование рисок из-за погрешностей изготовления зубьев.

Комбинированная схеме резания. При высоких требованиях к шероховатости поверхности используют комбинированную схему, при которой два-три последних режущих и калибрующие зубья работают по профильной, а остальные - по генераторной схеме.

Геометрические параметры протяжек

Задний угол. Значения заднего угла выбираются с учетом выполняемой операции

(черновая, чистовая) и типа протяжек.

Круглые и шлицевые протяжки: бчер = 30, бчис = 20, бk= 10.

Шпоночные протяжки: бчер = 30, бччис = 20, бk= 20.

Наружные протяжки

а) регулируемые: бчер = 3…40, бчис = 3…40, бk= 3…40;

б) нерегулируемые: бчер = 3…40, бчис = 20, бk= 1…20.

Малые значения задних углов протяжек для внутреннего протягивания связаны с заточкой зубьев по передней поверхности и необходимостью сохранения размеров зубьев по высоте. Допуск на величину заднего угла: + 30… ± 15' .

На калибрующих зубьях предусматривается фаска f = 0,05…0,2 мм.

Передний угол. Значения углов выбирается с учетом обрабатываемого материала и вида операции (черновая, чистовая).

Сталь НВ ? 197 - гчерн = 16…180 , гчис = 50 .

Сталь НВ 198 - 229 - гчерн = 150 , гчис = 50 .

Сталь НВ > 229 - гчерн = 100 , гчис = 50.

Серый чугун НВ < 180 - гчерн = 100 , гчис = - 50.

Ковкий чугун НВ > 180- гчерн = 100 , гчис = 50.

Увеличение переднего угла для сталей до 150 способствует уменьшению сил резания, изменению параметров стружечных валиков, повышению стойкости протяжек на 20…25%.

Шлицевые протяжки

Назначение: используются для обеспечения подвижных и неподвижных соединений типа вал-втулка и для передачи больших крутящих моментов. Эти протяжки обеспечивают высокую производительность, точность размеров и взаимного расположения поверхностей.

Формы пазов шлицевых отверстий: прямобочные, эвольвентные, трапецеидальные, треугольные (елочные) и др.



а) Шлицевая протяжка. б) обработанное отверстие; в) схема образования шлицевых канавок; г) образование боковых сторон зубьев протяжек; д, е, ж) схемы обработки комбинированной протяжкой; 1- 2 - 3 - последовательность обработки.

Режущая часть протяжки состоит из зубьев трех групп: 1 - фасочных (Ф), 2 - круглых (К), 3 - шлицевых (Ш). Круглые и шлицевые зубья подразделяются на черновые, чистовые, калибрующие. Схема ФКШ обеспечивает лучшее качество шлицевого отверстия, но она не применима, если длина протягиваемой поверхности превышает длину круглой калибрующей части более чем длина шага зубьев.

Для заготовок длиной L< 40 мм применяют схему ФШК или КШ. Для снятия больших припусков и сокращения числа протяжек в комплекте используют схему КФШ.

Формы зубьев соответствуют форме шлица, боковые стороны шлицевых канавок обеспечиваются генераторной схемой. Подъем на зуб выполняется параллельно образуемой поверхности. Для уменьшения трения на боковых поверхностях шлицевых выступов делают боковое поднутрение со вспомогательным углом ц1= 1…30 .

Фаска f = 0,8…1,0 мм под углом ц = 00 . В основании шлицевых выступов протяжки для выхода шлифовального круга делают продольные канавки шириной 0,8…1,0 мм под углом 50…600 , а на режущих лезвиях выполняют стружкоразделительные канавки радиусом r = 0,25…0,3 мм.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Припуск, снимаемый зубьями комбинированной шлицевой протяжкой ( КФШ):1 - шлицевыми; 2 - фасочными; 3 - круглыми.

Для повышения точности и качества шлицевых отверстий применяют комбинированные протяжки с режущей частью, состоящей из круглых, фасочных и шлицевых зубьев.

ПРОТЯЖКИ ДЛЯ НАРУЖНЫХ ПЛОСКИХ И ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЗАГОТОВОК

Данные протяжки используются при горизонтальной и вертикальной схемах обработки. Инструмент изготавливается сборной конструкции с фасочными, круглыми, угловыми формами секций.

Одно из отличий наружных протяжек - они состоят только из режущей и калибрующей частей. Заготовки и протяжки жестко крепятся на вертикально-протяжных станках. Наибольшее распространение получили плоские протяжки для обработки одной или нескольких плоскостей. Их конструкции зависят от принятой схемы резания. Используются те же схемы резания, что и при внутреннем протягивании.

Выбор схемы резания предопределяется следующими требованиями и условиями обработки:

· припуском на обработку;

· формой детали;

· требованиями к качеству обработанной поверхности;

· обеспечением свободного отвода стружки;

· обеспечением минимального и равномерного изменения силы резания при рабочем ходе;

· надежностью и удобством крепления секций на плите;

· удобством регулирования положения секций;

· длиной протяжки.

Схемы резания при протягивании наружных поверхностей: а) профильная; б) генераторная с чистовыми зубьями по профильной схеме.

При профильной схеме резания стружка срезается по всей поверхности параллельными слоями. Для разделения стружки используются стружкоразделительные канавки. При ширине лезвия менее 10…12 мм канавки не требуются.

Толщина среза 0,04…2,0 мм. Первый зуб при черновой обработке выполняют усиленным и с увеличенным шагом в 1,5…2,0 раза. Наклон зубьев л = 10…450 относительно направления движения протяжки. Это служит направлению усилия на более прочную часть детали и снижает действие боковых усилий на элементы крепления. Выбираются большие, до 100 , задние углы поскольку при переточках допустимо уменьшение высоты зуба.

Расположение секций на плите:

1. Последовательное.

2. Параллельное.

3. Параллельно-последовательное.

Последовательное расположение секций обеспечивает:

· малую силу резания;

· хорошие условия отвода стружки;

· простоту и удобство крепления секций;

· простоту регулировки положения секций.

НЕДОСТАТОК - большая длина протяжки.

Последовательное расположение секций обеспечивает малую длину протяжки, но имеет следующие недостатки:

- большая сила резания;

- затруднен отвод стружки;

- сложность крепления секций;

- сложность регулировки секций.

На практике, в основном, используется параллельно-последовательная схема расположения секций на плите.



Последовательно-параллельное расположение секций в блоке при обработке 1- уступа, А - А; 2- головки полукруглой формы, Б - Б; 3 - 3 -боковых сторон, В - В.

Способы крепления секций на плите

При креплении винтом сверху через секцию увеличивается шаг между зубьями, увеличивается, соответственно длина секции, увеличивается размер зуба.

Крепление винтами снизу более компактное и простое, но при переточке и настройке приходится снимать со станка корпус всей протяжки.

При креплении сбоку необходимо обеспечить свободное место в корпусе и на плите.

Для регулировки по высоте используют клинья, прокладки.Для восприятия усилий резания при протягивании за секциями предусмотрены поперечне упоры, шпонки,а первые зубья изготавливают увеличенной толщины.

Зубья из твердого сплава припаивают, крепят клиньями, используют вставки с припаянными пластинками.

РЕЬБООБРАЗУЮЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Способы получения резьб:

1. Лезвийным инструментом: резцы, гребенки, фрезы, метчики, плашки, резьбонарезные головки.

2. Абразивным инструментом: одно- и многониточные шлифовальные круги.

3. Методами пластической деформации (выдавливание и накатывание профиля).

4. Электроэррозионный

Выдавливание - резьба образуется путем скольжения без зазора пары инструмент-деталь с большими силами трения. Инструмент - бесстружечные метчики для внутренних резьб, выдавливающие сборные плашки.

Накатывание - осуществляется путем силового качения, где деталь и инструмент - это пара качения, т.е. трение скольжения заменяется трением качения.

Инструмент: резьбонакатные плоские плашки, сегментные плашки, резьбонакатные головки, резьбовые ролики. При накатывании и выдавлмвании имеем пластическое формообразование с преобладанием сжимающих напряжений.

Типы резцов ( по Г.Н. Сахарову):

1. По конструкции:

· стержневые;

· призматические;

· круглые с кольцевой нарезкой;

· круглые с винтовой нарезкой.

2. По форме режущей кромки:

· однопрофильные;

· многопрофильные.

3. По исполнению режущего элемента:

· цельные;

· составные;

· сборные.

4. По виду работы:

· черновые;

· чистовые.

5. По типу нарезаемой резьбы:

· для метрических резьб;

· для трапецеидальных резьб.

Материал резцов: режущая часть - быстрорежущие стали Р18; Р6М5, твердость 63…65 HRC, твердые сплавы Т15К6; Т14К8; Т30К4. Материал корпуса призматических и стержневых резцов - сталь45.

Следует отметить, что любая резьба характеризуется профилем, наружным диаметром, шагом, направлением винтовой линии, числом витков и полем допуска. Согласно международным стандартам различают 16 типов резьб, среди которых дюймовая, трубная, коническая, усеченная, замковая и др.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Схемы резания: а) профильная; б) генераторная; в) комбинированная; г) для нарезания профильной резьбы.

Для мелкого модуля используется один проход с глубиной резания равной профилю резьбы. При многопроходном нарезании резьбы возможно а) радиальное врезание (ухудшение качества поверхности и трудно контролируемая V-образная стружка) и

б) боковое врезание (лучше качество поверхности, лучшее стружкообразование).

Для глубокого профиля применяют последовательное многопроходное точение несколькими резцами, полный профиль обеспечивается последним резцом.

Используются также схемы с отклоненным врезанием вдоль одной стороны (снижается трение, увеличивается стойкость) и врезание по боковым сторонам с попеременным изменением стороны врезания.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Стержневые резьбовые резцы: а) из быстрорежущей стали; б) с напайной твердосплавной пластиной; в) с механическим креплением твердосплавной пластины.

Геометрические параметры резцов.

При угле подъема витка ф ? 3…40 резцы устанавливаются симметрично профиля резца перпендикулярно оси заготовки.

Задние углы для быстрорежущих и твердосплавных резцов:

б = 4…60 - для предварительного нарезания резьбы;

б = 8…100 - для окончательной обработки;

б = 15…200 - угол при вершине.

Угол профиля, в основном, е = 55…600 .

МЕТЧИКИ

Метчики применяются для нарезания внутренних сквозных и глухих крепежных резьб диаметром до 52 мм на длине до 4d, с предельными отклонениями резьбы по 4Н, 5Н, 6Н в посадках скольжения и 6G, 7G - с зазором.

Классификация метчиков:

1. По принципу работы:

· метчики, образующие профиль путем снятия стружки;

· бесстружечные метчики;

· метчики с режущими и выглаживающими режущими зубьями (комбинированные);

2. По конструкции и применению:

· машинно-ручные для работы на станках и вручную;

· с шахматным расположением зубьев для обработки жаропрочных, коррозионно-стойких и легких сплавов;

· бесстружечные;

· машинные для нарезания метрических резьб на станках с укороченными и винтовыми канавками;

· гаечные для нарезания резьб в гайках на гайконарезных станках с изогнутым и прямым хвостовиками др.;

· конические для конических резьб;

· метчики для круглой резьбы;

· метчики сборных конструкций.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Типы метчиков: а) ручной; б) с шахматным расположением зубьев; в) бесканавочный; г) с винтовыми канавками; д) ступенчатый; е) с режуще-выглаживающими зубьями; ж) с направляющей частью; з) с внутренним подводом СОЖ; з) колокольного типа.

Основные конструктивные элементы метчиков: число канавок, диаметр сердцевины, ширина пера, передний угол, угол нерабочей кромки пера.

Виды канавок и направление отвода стружки

При нарезании резьбы в сквозных отверстиях стружка отводится в направлении движения метчика. Канавка может изготавливаться прямой, но углом л = 7…100 или винтовой с левым направлением щ = 10…160 для направления стружки. При нарезании резьбы в глухих отверстиях метчики для правой резьбы изготавливаются с винтовыми канавками правого направления для отвода стружки по направлению к хвостовику.

Число канавок zk метчика зависит от диаметра d резьбы:

d = 2…20 мм - zk = 2…3;

d = 22…36 мм - zk = 3…4;

d = 32…52 мм - zk = 4…6.

3-х канавочные метчики легче изготавливать, крутящий момент Мкр у них на 10…20% меньше, они дешевле. 4-х канавочные метчики больше склонны к заеданию, к налипанию вязких обрабатываемых материалов. Чем меньше число канавок при прочих равных условиях, тем больше толщина среза и, следовательно, меньше удельная сила резания, больше запас прочности метчика, но ухудшается качество поверхности и снижается точность резьбы.

Требования к профилю канавок:

· обеспечить пространство для размещения стружки;

· способствовать лучшему стружкообразованию и отводу стружки;

· исключить резание при обратном вывертывании метчика;

· препятствовать налипанию стружки, ее заклиниванию между витками;

· исключить резкие переходы между поверхностями во избежание термонапряжений.

Перо метчика не должно быть широким, чтобы уменьшить трение и забивание канавок стружкой. Узкое перо уменьшает количество переточек, ухудшает направление метчика, ухудшает точность резьбы и качество ее поверхности, способствует появлению вибраций. Ширина b пера и диаметр dc сердцевины задаются в долях диаметра сверла:

b = (0,45…0,18)d;

dc = (0,36…0,55)d.

Острый угол нерабочей части притупляется или здесь снимается фаска под углом 300 для предотвращения срезания металла при вывертывании метчика. Передняя поверхность более часто принимается плоской, но может быть и криволинейной для улучшения стружкообразования.

Глубина стружечных канавок обычно постоянна по всей длине рабочей части метчика, но для повышения прочности она может несколько уменьшатся по направлению к хвостовику. Ориентировочно для расчета высоты канавки используются следующие соотношения:

hk = (0,35…0,4)d при zk = 3;

hk = (0,4…0,45)d при zk = 4;

hk = (0,5…0,55)d при zk = 6;

Углы метчиков.

Величина переднего угла выбирается в зависимости от обрабатываемого материала:

сталь мягкая и вязкая, у < 600 Мпа, г = 12…150;

сталь средней твердости, чугун, латунь - г = 8…100;

сталь прочная, у > 1200 Мпа, г = 0…50;

алюминий - г = 20…300.

Задний угол образуется за счет затылования пера: k = р·dc· tgб, б ? 60.

Угол заборной части ц:

сквозные отверстия ц = 12…150;

глухие отверстия ц = 450;

жаропрочные стали ц = 1030' .

Угол ц1 = 2…30 . Для уменьшения крутящего момента и сил трения диаметр по направлению к хвостовику уменьшают на 0,05…0,1 мм на 100 мм длины.

Длина режущей (заборной) части зависит от вида отверстия (глухое, сквозное), типа метчика (машинный, ручной) и номера метчика в комплекте.

Например, длина ?1 режущей части одинарного машинного метчика для

глухих отверстий: ?1= 2p;

сквозных отверстий: ?1= 6р; р - шаг резьбы; ц = 6030'.

Преимущества короткой режущей части:

· уменьшение удельных сил резания при снятии стружек большей толщины;

· уменьшение крутящего момента Мкр;

· уменьшение сил трения и защемления стружки и заклинивания метчика;

· уменьшение машинного времени;

· экономия материала и снижение стоимости изготовления;

· уменьшение коробления при термообработке.

Недостатки: - хуже направление инструмента в отверстие;

- разбивка отверстия в начале резьбы.

Зажимная часть для передачи крутящего момента выполняется в виде квадрата.

Диаметр хвостовика изготавливается на 0.25…1,5 мм меньше внутреннего диаметра резьбы. Это необходимо для свободного прохода метчика через отверстие и при нарезании резьб длиннее, чем длина рабочей части метчика.

Размеры и допуски на профиль резьбы метчика назначаются по ГОСТ 3266-81. Их величина зависит от степени точности нарезаемой резьбы и класса точности метчика.

Средний диаметр резьбы является основным параметром, характеризующим класс точности метчика. Поле допуска на него состоит из допусков на износ, изготовление и разбивку, которые в сумме равны допуску на средний диаметр гайки. Поле допуска на резьбу метчика лежит внутри поля допуска на гайку, оно расположено ближе к номинальному профилю, но не совпадает с ним. Внутренним диаметром метчик не должен снимать стружку. Поэтому верхнее отклонение поля допуска метчика должно быть ниже наименьшего диаметра резьбы гайки. Внутренним диаметром метчик не должен снимать стружку. Поэтому верхнее отклонение поля допуска метчика должно быть ниже наименьшего диаметра резьбы гайки.

При двойном обозначении степени точности резьбы, например 4Н5Н, на первом месте ставится степень точности гайки по среднему диаметру, на втором - болта.

Для метчиков 1,2,3 - классов точности в зависимости от диаметра и классов точности предельные отклонения по шагу на длине 25 витков составляют 0,006…0,012 мм.

Отклонения по углу профиля резьбы назначается на половину этого угла б:

дб/2 = ±(15…40)' для метчиков класса точности 1 - 3.

Диаметр под резьбу зависит от вида материала и способности его к вспучиванию после прохода метчика. При нарезании метрических резьб, например в стальных заготовках, диаметр сверла будет равен dсв = d - p.

Комплекты метчиков

Количество метчиков в комплекте зависит от размеров профиля нарезаемой резьбы и свойств материала заготовки, вида отверстия. Например, для глухих отверстий d = 2…24 мм используют 2 метчика, для сквозных отверстий d = 2…24 мм - применяют 3 метчика.

Распределение объемов снимаемого слоя металла:

черновой 1-й метчик - 56…60% объема;

промежуточный метчик 2-й - 28…30% объема;

чистовой метчик 3-й - 10…16% объема металла.

Установка и закрепление метчика

На станках применяют два способа нарезания резьбы: а) самозатягиванием, самоподачей, без принудительной подачи, б) копирный способ с принудительной подачей, причем sшп = р. Во втором случае метчики устанавливаются в специальные патроны с пружинами сжатия или растяжения, допускающие рассогласование sшп ? р.

Требования к оснастке:

· обеспечить соосность инструмента и установочного отверстия патрона;

· уравновесить осевую составляющую силу резания;

· разгрузить инструмент от действия внешних осевых и радиальных сил;

предохранить метчик от поломки под действием крутящего момента, превышающего допускаемую прочность метчика.

Плашки, резьбонарезные головки - проработать самостоятельно!

Резьбонарезные головки с а) круглыми головками; б) тангенциальными плашками; в) радиальными плашками.

Головки резьбонарезные для наружной резьбы: а) вращающаяся; б) невращающаяся. 1-деталь; 2-головка; 3-шпиндель; 4-вилка; 5-рукоятка; 6-револьверная головка станка;

Современные резьбонарезные инструменты. Опыт фирмы KENNAMETAL HERTEL.

Резьбофрезерование - это метод изготовления резьбы резанием многолезвийным вращающимся инструментом. Инструмент, фреза, и заготовка в классическом варианте имеют встречное вращение и за время, составляющее одну шестую от времени полного оборота, фреза подается радиально на врезание на высоту профиля резьбы. После следующего оборота заготовки резьба готова. При этом инструмент или заготовка совершают поступательное движение на шаг резьбы. Резьбовая фреза подобна червячной.

Система фрез TMS. Преимущества: один инструмент для правых и левых резьб, один корпус фрезы для наружной и внутренней резьбы, для резьб различного профиля. Наличие на каждой пластине двух режущих кромок, используется износостойкое покрытие. Результат - повышение износостойкости, высокоскоростная экономичная обработка несимметричных деталей, крупногабаритных деталей, резьбонарезание в глухих отверстиях, при больших диаметрах резьб, при проблемах со стружкоотводом и др. Для данной системы резьбофрезерования требуется специальный станок с ЧПУ с одновременным управлением по 3 осям (винтовая интерполяция).

Инструменты для нарезания зубьев цилиндрических колес

По назначению зубчатые передачи подразделяются на ряд групп:

· силовые (подъемно-транспортные механизмы);

· скоростные, работающие со скоростями до 150 м/с;

· отсчетные (приборостроение);

· общего назначения.

Получают зубчатые колеса литьем, штамповкой, методами пластического деформирования, методами порошковой металлургии, резанием и др.

Зуборезные инструменты предназначены для нарезания зубьев цилиндрических, конических и червячных колес, нарезания шлицев, зубьев звездочек, храповых колес и т.д. Зубья отличаются а) формой боковых сторон (эвольвентные, прямобочные, радиусные), б) направлением зубьев (правые, левые, прямые), в) точностью изготовления (6…10 степень точности), качеством поверхности. В машиностроении для этих целей имеются разнообразные станки с соответствующими формообразующими движениями и наборами инструментов.

Различают два способа нарезки зубьев:

· метод копирования;

· метод обкатки (обкаточного огибания).

Метод копирования

Схемы фрезерования дисковой и пальцевой фрезами.

При нарезании зубьев по методу копирования инструмент копирует в изделии профиль своей режущей кромки.

Инструменты: дисковые фрезы, пальцевые фрезы, зубодолбежные головки, протяжки.

Головка для контурного зубодолбления

Дисковые и пальцевые фрезы применяются на универсально- или специально-фрезерных станках с применением делительной головки. После нарезания одной впадины станок останавливается, заготовка поворачивается на один шаг - 1/z. Затем нарезаются последующие впадины. Эти фрезы предназначены для мелкосерийного производства и используются также для ремонтных работ.

По конструкции дисковые модульные фрезы относятся к затылованным фасонным фрезам. Точность обработки - самая низкая: 9 - 10 степени точности из-за несовпадения оси симметрии зуба фрезы с осью заготовки и многократного копирования погрешностей изготовления самой фрезы. Для нарезания зубьев модулем m = 0,3…16 мм применяются цельные фрезы d = 40…170 мм, модулем m = 22…45 мм - сборные фрезы со вставными зубьями. ГОСТ 19996 - 74.

Профиль и конструктивные параметры зубьев цилиндрических колес определяются расчетным исходным контуром рейки, ГОСТ-13755-81.

Контуры зубьев исходной рейки: а) без модификации; б) с модификацией

К основным расчетным параметрам исходного контура относятся: модуль, угол профиля, шаг, коэффициент смещения, боковой зазор и др. Угол профиля исходного контура б = 200. Модуль это длина, приходящаяся по делительному диаметру на один зуб колеса: m = p / р = d / z . Зубья фрезы, как правило, затылованные и не имеют оптимальную геометрию по режущим кромкам, что снижает стойкость инструмента, уровень режимов резания и уменьшает количество переточек.

Наиболее существенное изменение профиля зубьев колес наблюдается в диапазоне

z = 12…135. Для снижения числа типоразмеров фрез их изготавливают комплектами из ограниченного количества фрез, предназначенных для изготовления колес с числом зубьев в определенном диапазоне. Комплекты модулем m ? 8 мм включают 8 номеров

(штук), модулем m > 8 - 15 или 26 номеров.

Пальцевые зуборезные фрезы.

Это концевые фрезы с фасонным профилем режущих кромок. Фрезы применяются в тяжелом машиностроении для нарезания крупномодульных колес с прямыми, косыми и шевронными зубьями m = 10…100 мм. Крепятся консольно с помощью резьбы с базированием по точно выполненному цилиндрическому пояску на посадочной части шпинделя станка.

Пальцевая фреза.

Ось фрезы совпадает с осью шпинделя и совмещена с линией симметрии впадины между зубьями нарезаемого колеса. Диаметры фрез d =40…220 мм, число зубьев четное z = 2…8. Предпочтительно наклонное затылование под углом 10…150 к оси фрезы, что обеспечивает постоянство заднего угла. Для черновых фрез г = 80, для чистовых фрез г = 00 .