Файл: Вульф А.М. Резание металлов.pdf

заемое колесо совершают относительно друг друга такие же дви­ жения, как и пара колес или колесо и рейка при их зацеплении, следовательно, происходит процесс обкатки. Фактически вра-

5 5 7 8

Рис. 134. Многолезвийный самовращающийся строгальный резец

щение нарезаемой заготовки вокруг своей оси представляет дви­ жение круговой подачи. Инструмент помимо движения обкатки имеет еще возвратно-поступательное движение строгания.

вспециальном делительном механизме.

Круговая подача может быть периодической: совершаться во время холостого хода инструмента или в конце холостого хода при неподвижном инструменте; так происходит нарезание колеса инструментальной рейкой. После того как нарезаны профиль с одной стороны зуба или Два профиля (по обеим сторонам зуба), нарезаемое колесо должно повернуться вокруг своей оси на один шаг специальным делительным механизмом исключительно для подвода к резну следующего зуба.

На рис. 136 показан резец для строгания зубьев конических шестерен. Два таких одновременно работающих резца имеют прямолинейные режущие кромки, образующие трапецию с накло­ ном боковых граней в 20°. В утолщенных частях резцов нарезаны отверстия для крепления их в суппортах долбяков болтами. Нарезание колес происходит следующим образом. По конической заготовке колеса катится кинематически связанная с ней резцо­ вая головка с двумя резцами-зубьями, причем последние также совершают возвратно-поступательное движение, выстрагивая эвольвентный профиль зубьев у заготовки. С целью сохранения резцов и получения большей точности при нарезании колес часто применяется черновое строгание с припуском на сторону 0,1—1 мм для окончательной отделки зуба.

На рис. 137 показана схема работы зубчатой рейки 1, которая двигается вверх и вниз. Во время холостого хода гребенки заготов­ ка 2 вращается и, кроме того, получает небольшое продольное перемещение, равное дуге своего поворота, т. е. заготовка совер­ шает оба движения, необходимые для зацепления рейки и колеса: за себя (вращение вокруг своей оси) и за рейку (поступательное перемещение). Вследствие ограниченной длины гребенки заготовку приходится периодически возвращать в первоначальное положе­ ние, что значительно снижает производительность инструмента. Это заставляет редко прибегать к зуборезной рейке (гребенке), хотя она конструктивно и проста и, если изготовлена тщательно, может нарезать шестерни с большой точностью.

Значительно производительнее нарезание шестерен методом обкатки с помощью режущего зубчатого колеса (долбяка) по схеме, показанной на рис. 138. Зуборезный долбяк представляет собой многорезцовый инструмент с расположенными по окружности профильными резцами в форме зубьев шестерни. Зубья долбяка отличаются от зубьев обычной шестерни точностью размеров, толщиной и высотой зубьев (для того, чтобы обеспечить боковые

в направлении стрелок 2 и 3 эти углы значительно меньше. Это объясняется тем, что вершина зуба снимает в процессе строгания

258

От кулачного механизма

Рис. 135. Схема зуборезной головки для строгания зубчатого колеса

Рис. 136. Резец для строгания конических шестерен

259

основную часть металла, а боковые кромки срезают незначитель­ ную стружку и производят отделку нарезаемого зуба.

По результатам исследований при обработке обычных кон­ струкционных материалов рекомендуется повышение переднего угла до у = 15° и заднего до а = 9°, что дает незначительное отклонение профиля зуба от эвольвенты, но зато увеличивает стойкость долбяков в три-четыре раза.

На рис. 139 показаны различные конструкции долбяков для нарезания колес с прямым зубом. Сложнее конструкция долбяка для нарезания колес с винтовым зубом (рис. 140). Для получе­ ния одинаковых углов резания с обеих сторон зуба передняя грань его заточена нормально направлению винтового зуба и наклонно от периферии к центру, благодаря чему на вершине зубьев образуется передний угол у. Таким образом, долбяки работают нормальным сечением своего зуба, что приводит к неко­ торому искажению эвольвентного профиля нарезаемого колеса. Для устранения последнего долбяку придают плоский рабочий торец, благодаря чему рабочий профиль располагается в торцевой плоскости. Но в этом случае получаются неблагоприятные боко­ вые передние углы — положительный у{ и отрицательный (— y'i) (рис. 141, а). Для облегчения резания передняя поверхность долбяка подвергается специальной заточке (рис. 141, б), при этом одна сторона затачивается под тупым углом, а другая заостряется; тем самым создаются одинаковые углы резания на обеих сторонах зуба.

На рис. 141, в показан метод нарезания шевронного колеса двумя косозубыми долбяками одновременно; одна ветвь шеврона нарезается правоходовым долбяком /, а вторая — левоходовым 2. Подобным образом шевронные колеса обрабатываются гребен­ ками.

57.П Л О Щ А Д Ь ПОПЕРЕЧНОГО С Е Ч Е Н И Я СРЕЗА

в частности при зубострогании. Ввиду сложности профиля инст­ румента сечение среза переменно по величине и форме, и потому

261

Примем, что площадь зуба колеса приблизительно равна площади впадины. Тогда объем материала, снятого при нарезании колеса, представляет собой половину объема пустотелого цилиндра с наружным и внутренним диаметрами Dx и D2, соответственно равными диаметрам окружности головок и окружности впадин нарезаемого колеса. Высота этого цилиндра равна длине зуба колеса Ь.

Объем стружки Wm снятой за время обработки колеса, будет

w _ n{D\-Dl)b м Л

262

После подстановки в уравнение (188) значений Dx — --= т (г + 2) мм, D2 = т ( z — 2,4) получим

58. СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ СТРОГАНИИ

Сила резания Р г при строгании, как и при точении, опреде­ ляется по формуле

р П / s 0,75 _ А _

Значения коэффициентов резания С р одинаковы при строгании и точении. При этом необходимо отметить, что в момент врезания происходит подскок силы Р'г. Разность Р'г— Рг растет с увели­ чением скорости резания и, глубины резания t и подачи s. Так,

Р'

по данным Уральского политехнического института = 1,1ч-1,7.

При строгании, как показал опыт, сила удара в момент вре­ зания не изменяется от скорости так, как это принято в механике, т. е. сила удара непропорциональна квадрату скорости (относи­ тельной скорости соударяющихся тел). Например, при 20-кратном увеличении скорости строгания сила резания в момент первона­ чального контакта повышалась лишь в 1,7 раза. Последствия пере­ грузки могут быть ослаблены и даже ликвидированы с помощью демпфирующих устройств, растягивающих процесс врезания во времени.

Сложнее определение силы резания при строгании зубчатые колес, так как здесь площадь среза — величина переменная, а потому и сила резания изменяется. Величину средней нагрузки можно определить по формуле

pxcP = Pfcp**lApmsC,

где р — удельная сила резания в кгс/мм2 .

Если принять, как и при точении, р = -тр£— кгс/мм2 ,

263