WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |

Введение

Учебное пособие «Проектирование зуборезных долбяков» продолжает серию учебных пособий, подготовленных сотрудниками кафедры «Металлорежущие станки и инструменты» ВолгГТУ и посвященных изложению вопросов проектирования сложнорежущего инструмента. В пособиях этой серии, выпущенных в 19951999 годах, излагаются методы проектирования фасонных резцов [1], протяжного инструмента [2], червячных зуборезных фрез [3]. Данное учебное пособие входит в комплект методических материалов, необходимых студентам для выполнения курсового проекта по дисциплине «Проектирование металлорежущего инструмента». Кроме того, принимая во внимание возросшие требования к качеству выполнения дипломных проектов, рекомендуется использовать учебное пособие «Про­ектирование зуборезных долбяков» (наряду с иными пособиями данной серии) при выполнении дипломных проектов инженеров по специальности 1202 и выпускных работ бакалавров по направлению 5529.

Зуборезные долбяки (так же, как и зуборезные гребенки, шеверы, червячные зуборезные фрезы, ряд иных инструментов) относятся к классу инструментов, работающих по методу центроидного огибания. Геометрия зуборезного долбяка во многом напоминает геометрию обычного зубчатого колеса. В связи с этим методика проектирования зуборезного долбяка во многом аналогична как методике расчета эвольвентных зубчатых колес (см., например, [4, с.77?86]), так и методике расчета иных инструментов, работающих по методу центроидного огибания (см. [5, с.45?79]). Однако, наряду с рядом общих моментов, методика проектирования зуборезных долбяков имеет ряд принципиальных особенностей, которые делают ее изучение особо необходимым для специалистов–инструментальщиков высшей квалификации. Именно на эти особенности (в большинстве случаев связанные с изменением коэффициента коррекции по высоте долбяка) авторы обращали особое внимание при подготовке учебного пособия.

111111. Назначение и типы зуборезных долбяков Зуборезные долбяки относятся к достаточно широкому классу инструментов, предназначенных для обработки зубчатых клес. Долбяк представляет собой режущий инструмент, выполненный в виде зубчатого колеса с прямыми или косыми (винтовыми) зубьями, снабженного соответствующими углами резания (положительными передним и задним углами, обеспечивающими возможность обработки заготовки). Долбяки предназначаются для нарезания зубьев цилиндрических колес методом центроидного огибания, при этом центроидами зубчатого колеса и инструмента являются окружности [1 Напомним, что при обработке зубчатого колеса червячной зуборезной фрезой или зуборезной гребенкой, центроидой зубчатого колеса является окружность, а центроидой инструмента (инструментальной рейки) прямая [1, с.6].]. Таким образом, для правильной обкатки необходимо, чтобы окружные скорости на начальных окружностях долбяка и нарезаемого колеса были равны между собой.

Рис.2.2 Схема обработки долбяком прямозубого зубчатого колеса При обработке прямозубых колес главным движением резания для долбяка является прямолинейное возвратнопоступательное движение DГ (рис. 3.3). Подача (обкат инструмента и заготовки) осуществляется путем относительного вращения долбяка (движение DW0) и заготовки (движение DW1) вокруг их осей. Во избежание повреждения уже обработанной поверхности, во время холостого хода долбяка стол с заготовкой отводится от инструмента, что создает необходимый зазор для свободного прохода зубьев долбяка (возвратно–поступательное движение DS01). Перед началом резания стол автоматически возвращается в первоначальное положение. Вращение долбяка и заготовки происходит непрерывно как в течение рабочего, так и холостого ходов.

Кроме указанных основных движений – главного движения резания DГ и движения подачи, долбяк получает радиальную подачу DS02 при врезании в заготовку до получения требуемых размеров зубьев нарезаемого колеса.

Рис.4.4 Схема обработки долбяком косозубого зубчатого колеса При обработке долбяком косозубого колеса (рис. 5.5), главное движение резания является винтовым возвратно–поступательным движением, которое пред­ставляет собой геометрическую сумму движений DГ1 и DГ2. В остальном процесс обработки аналогичен рассмотренному выше процессу обработки прямозубого зубчатого колеса. Общая схема операции нарезания зуб­чатого колеса зуборезным долбяком представлена на рис. 6.6.



При нарезании зубьев долбяком имеет место прерывистый процесс резания и профилирования, поэтому профиль зубьев, образованный в процессе обработки, имеет огранку в поперечном направлении. Однако ввиду независимости скоростей главного движения резания и движения обката огранка может быть уменьшена, и, практически, отклонения получаются незначительными.

Таким образом, зубодолбежный станок для осуществления процесса обработки должен иметь следующие движения [6, с.354]:

возвратнопоступательное движение рабочего шпинделя с долбяком (DГ, DГ1) и возвратновращательное движение шпинделя (DГ2);

вращательное движение рабочего шпинделя (DW0);

вращательное движение стола с заготовкой (DW1);

отвод стола во время холостого хода долбяка (DS01) радиальное движение подачи долбяка (DS02);

автоматические движения для подачи долбяка на установленную глубину резания и отвода стола после окончания обработки.

Следует указать, что долбяки являются наиболее универсальными инструментами для нарезания зубьев цилиндрических колес. Ими можно нарезать любое зубчатое колесо, если оно может быть нарезано каким–либо другим зуборезным инструментом. Специфическими областями применения долбяков являются следующие: нарезание зубьев «в упор» на так называемых блочных колесах и на колесах с буртами (рис. 7.7, а); нарезание колес внутреннего зацепления; нарезание шевронных колес с непрерывным зубом без канавки для выхода инструмента (рис. 8.8, б); нарезание точных зубчатых реек методом огибания и т.д.

По производительности обработки долбяк стоит несколько выше, чем гребенка (что обеспечивается благодаря непрерывному процессу резания) и несколько уступает червячной зуборезной фрезе. Однако, в ряде случаев долбяки могут обеспечить более высокую производительность, чем фрезы, например, при нарезании зубчатых секторов, колес с узким ободом и большим числом зубьев и др. Вопрос о целесообразности применения долбяков в тех случаях, когда возможно нарезание зубьев также червячными фрезами, должен решаться для каждого случая отдельно путем сравнения машинных времен.

По точности обработки нарезаемых колес долбяк может конкурировать с гребенкой, например, в отношении погрешности эвольвентного участка профиля. Однако в отношении шага зубьев долбяк не является совершенным инструментом. [7, с.355]. В процессе обработки последовательные зубья колеса нарезаются последовательными зубьями долбяка, поэтому суммарная ошибка шага зубьев долбяка, вследствие накопления ошибки, с неизбежностью отражается на точности шага между первым и последним нарезанными зубьями. С точки зрения этого параметра, гребенка и червячная фреза находятся в несколько лучших условиях и обеспечивают более высокую точность.

Рис.9.9 Схема нарезания зубчатого колеса зуборезным долбяком а б Рис.10.10 Специфические случаи обработки зубчатых колес долбяком: обработка «в упор» (а); обработка шевронного зубчатого колеса с непрерывным зубом (б) Так же, как и иные классы инструмента, применяемого в современном машиностроении, зуборезные долбяки можно разделить на группы по различным признакам (рис. 11.11, 12.12). По конструктивной форме долбяки делят на дисковые (рис. 13.13, а, в), чашечные (рис. 14.14, б) и втулочные. Дисковые долбяки применяются для нарезания обычных прямозубых цилиндрических зубчатых колес, главным образом наружного зацепления. Базой для крепления дисковых долбяков является отверстие, а также наружная и внутренняя опорные плоскости. При помощи отверстия долбяк устанавливается точно по центру оси шпинделя зубодолбежного станка, а опорные плоскости обеспечивают перпендикулярное к оси шпинделя положение режущих кромок и совпадение направлений осей долбяка и шпинделя [8, с.358].

Рис.15.15 Схема классификации зуборезных долбяков Чашечные долбяки применяются для нарезания наружных блочных колес «в упор» и для изготовления внутренних колес средних модулей. Они отличаются от дисковых более глубокой выточкой, необходимой для размещения крепежной гайки или головки крепежного винта. При обработке блочных шестерен в ряде случаев гайка или головка винта не должна выступать за плоскость, проходящую через вершинные режущие кромки. Чашечные долбяки закрепляются таким же образом, как и дисковые, с той только разницей, что гайка или болт у них помещены в теле долбяка. Втулочные долбяки закрепляются на шпинделе станка при помощи внутренней резьбы и базируются по отверстию и опорному торцу.





При классификации по способу крепления на станке дисковые, чашечные и втулочные долбяки относят к классу насадных инструментов (рис. 16.16, а?в). Хвостовые долбяки (рис. 17.17, г) имеют разнообразные способы крепления, однако наиболее распространенной конструкцией является хвост с конусом Морзе, снабженный центровыми отверстиями. По центровым отверстиям на хвостовике долбяка производится базирование в процессе изготовления и заточки инструмента. Хвостовые долбяки применяются для нарезания колес внутреннего зацепления и мелкомодульных колес.

При классификации по направлению зубьев выделяются прямозубые, косозубые, а также косозубые парные долбяки. Прямозубые долбяки (рис. 18.18, а, б, г) применяются для нарезания прямозубых колес. Косозубые и косозубые парные (рис. 19.19, б; рис. 20.20, в) используются при обработке соответственно косозубых и шевронных колес.

По конструкции самого инструмента зуборезные долбяки делятся на цельные, составные и сборные. В конструкциях сборных и составных долбяков при изготовлении зубьев инструмента, как правило, используются твердосплавные пластины [9, с.51?57] [2 Следует отметить, что в ряде случаев из твердого сплава выполняются и цельные долбяки малых модулей (m=1,5?3 мм). Изготавливаются только насадные цельные твердосплавные долбяки.]. Долбяки, в конструкциях которых используется твердый сплав, применяются при обработке высокоточных зубчатых колес и обеспечивают достаточно высокие показатели производительности и стойкости. Применение долбяков, оснащенных пластинами из твердых сплавов ВК15, ВК20, В12Та, позволяет повысить стойкость инструмента по сравнению с долбяками из быстрорежущей стали в 1,5 раза при скорости резания 30 м/мин; в 24 раза при скорости резания 40 м/мин; в 1322 раза при скорости резания 53 м/мин. При работе со скоростями до 20 м/мин, твердосплавные долбяки практически не имеют преимуществ перед долбяками из быстрорежущей стали.

а б в г Рис.21.21 Основные типы зуборезных долбяков: дисковый (а), чашечный (б), для обработки косозубых колес (в), хвостовой долбяк (г) 222222221. Особенности конструкции зуборезных долбяков Как отмечалось ранее, по своей конструкции долбяк представляет собой зубчатое колесо, но, в отличие от последнего, он имеет передние и задние углы на вершине и боковых сторонах зубьев, которые обеспечивают возможность резания. Для обеспечения положительных задних углов, зубья долбяка образуются путем смещения исходного контура рейки и имеют в каждом сечении, перпендикулярном к оси, свою особую величину смещения контура.

На рис. 23.23 показана схема образования задней поверхности зуба долбяка. Пусть в сечении I–I смещение исходного контура рейки равно нулю (то есть xm=0). Тогда в этом сечении долбяк будет представлять собой обычное некорригированное зубчатое колесо.

Рис.24.24 Схема образования задней поверхности зуба долбяка В сечении II–II по передней поверхности долбяка смещение исходного контура будет положительным (+xm), а в сечении III–III ? отрицательным (?xm). Переменный сдвиг исходного контура рейки, постепенно уменьшающийся от передней поверхности к опорной, создает задний угол на вершине (aaа0) и задний угол на боковых сторонах.

Таким образом, долбяк можно рассматривать как совокупность бесконечно большого количества элементарных зубчатых колес с бесконечно малой шириной обода DDB®0 (рис. 25.25), имеющих соответственно положительное, нулевое и отрицательное смещение контура и закрепленных на одной оси в порядке убывания величин смещения xm. Каждое из этих элементарных колес образовано огибающим движением рейки с профильным углом aa0, и поэтому любое сечение долбяка, перпендикулярное к его оси, имеет один и тот же эвольвентный профиль. По мере перетачивания долбяка в работу резания и в зацепление с нарезаемым колесом вступает одно из этих бесконечно тонких зубчатых колес с соответствующей величиной смещения исходного контура рейки. Поэтому колеса, нарезанные различными сечениями долбяка, будут иметь один и тот же эвольвентный профиль.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.