Расчет дисковой зуборезной модульной фрезы

Расчет дисковой зуборезной модульной фрезы

Согласно ГОСТ 10996-64 профиль зуба фрезы состоит из эвольвентного, неэвольвентного участков и прямой.

Определение профиля эвольвентного участка Радиус основной окружности r b = 0.5 * m * z * cos a b = 0.5 * 16 * 36 * cos 10 ° = 283.6 мм Радиус вершины зубьев колеса r a = 0.5 * m * (z +2) = 0.5 * 16 * 38 = 304 мм Радиус делительной окружности r = 0.5 * m * z = 0.5 * 16 * 36 = 288 мм Радиус окружности впадин колеса r f = r - 1.25m = 288 - 1.25 * 16 = 268 мм На эвольвентном участке профиля условно отмечаем десять точек так, чтобы выполнялось условие: ( r a + 0.5m ) > r y > r b где r y - радиус произвольных окружностей, проведенных через выбранные точки. r 1 = r a + 0.5m = 304 + 0.5 * 16 = 312 мм Угол профиля зубчатого колеса на окружности r 1 : a 1 = arccos r b /r 1 = 283.6/312 = 24.636 ° = 24 ° 38’9’’ inv a 1 = 0.028729 inv a = 0.014904 где a =20 ° - угол профиля исходного контура. Угол n 1 определяем по формуле: n y = ( p /2z - inv a + inv a y ) / 0.017453 n 1 = ( p /72 - 0.019404 + 0.028729) / 0.017453 = 3.29 ° = 3 ° 17’31’’ Найдем координаты точки 1: x u1 = r 1 * sin n 1 = 312 * sin 3.29 = 17.9056 мм y u1 = r 1 * cos n 1 = 312 * cos 3.29 = 311.486 мм y 01 = y u1 - r f = 311.486 - 268 = 43.485 мм Расчет остальных точек производим аналогично, результаты заносим в таблицу.

y r y , мм a y , ° inv a y n y , ° x oy = x uy y uy , мм y 0y , мм
1 312 24.636 0.028729 3.29 17.906 311.486 43.485
2 308.5 23.17 0.023577 2.99 16.129 308.078 40.078
3 305 21.59 0.018891 2.72 14.474 304.656 36.656
4 301.5 19.84 0.014523 2.47 13.037 301.210 33.218
5 298 17.88 0.010504 2.24 11.688 297.770 29.770
6 294.5 15.63 0.007011 2.05 10.523 294.311 26.312
7 291 12.90 0.003899 1.87 9.439 290.8 22.845
8 287.5 9.448 0.001730 1.75 8.7557 287.366 19.366
9 284.5 4.558 0.00017 1.658 8.22 284.38 16.381
10 283.6 0 0 1.638 8.1107 283.483 15.4839
Определение профиля неэвольвентного участка. В зависимости от числа зубьев нарезаемого колеса z или z > 79 устанавливают два типа профилей зуба. У нас z = 36, поэтому профиль зуба состоит из дуги окружности AB , отрезка прямой BC и эвольвенты CDE. Определим координаты точек B,C,D,E. Координаты точки B : X B = 8.448 Y B = 6.8 Координаты точки C : X C = 8.608 Y C = 7.488 Координаты точки D : X D = 20.579 Y D = 35.277 Координаты точки E : X E = 24.512 Y E = 42.9952 Угол профиля участка BC : j y 0 = 12 ° Координаты центра окружности: Xc = 0 Yc = 8.656 Выбор геометрических параметров зубьев фрезы.

Задача выбора - назначить такую геометрию режущей кромки, при которой неблагоприятные участки профиля находились бы в возможно лучших условиях работы.

Значения текущих нормальных задних углов зуба дисковой зуборезной модульной фрезы по высоте профиля переменны и для любой точки профиля фрезы могут быть определены по формуле: a nu0 = arctg (r a0 / r y0 * tg a a0 * sin j y0 ) где r a0 - радиус вершин зубьев фрезы; r y0 - текущий радиус зуба фрезы; a a0 - задний угол на вершине зуба фрезы; j y0 - передний угол профиля зуба фрезы; Зная что a a0 = 90, r y0 = r a0 - y B = 90 - 6.8 = 83.2, j y0 = 12 ° найдем a a0 a a0 = arctg ( tg a nu0 * r y0 / r a0 * sin j y0 ) = arctg(tg3 * 83.2/90 * sin12) = 13 ° Найдем величину затылования: K o = tg a a0 * 2 p * r a0 / z 0 = tg13 * 2 p * 90 / 10 = 13.05 где z 0 - число зубьев фрезы.

Определение конструктивных элементов фрезы Из таблицы выбираем.

Диаметр фрезы наружный D A0 мм 180
Диаметр отверстия фрезы d 0 мм 50
Число зубьев фрезы z 0 10
Радиус закругления дна стружечной канавки r 1 мм 3
Угол впадины стружечной канавки b ° 22
Ширина фрезы B 0 мм 26
Дополнительные размеры:
B t r 3 c d 1 r 2 d t 1
12.12 53.5 1.6 0.8 52 2.0 35 36
Глубина стружечной канавки: Н 0 = h 0 + K 0 + r 1 где h 0 e - высота затыловочного профиля. Н 0 = 15 + 13.05 + 3 = 32.05 Выбор материала и технические требования. По ГОСТ 5950-73 выбираем марку стали фрезы - 9ХС Шероховатость обработанных поверхностей по ГОСТ 2789-73 должна быть: передняя поверхность - 7-й класс поверхность опорных торцов - 8-й класс поверхность посадочного отверстия - 7-й класс затылованые поверхности профиля зубьев - 6-й класс.

Твердость режущей части - HRC э 62 ... 65 Предельные отклонения наружного диаметра по H16 , толщина по h12 , посадочные отверстия по H7. Допустимые отклонения: Отклонение от радиальной передней поверхности +- 45 ° Радиальное биение по наружному диаметру, относительно оси отверстия, мкм: для двух смежных зубьев - 40 мкм за один оборот фрезы - 80 мкм Биение торца в точках, наиболее удаленных от отверстия фрезы 40 мкм.