Файл: Иноземцев Г.Г. Обработка цилиндрических зубчатых колес фрезерными головками методом непрерывного деления.pdf

Таким образом, записанная при опыте осциллограмма хо­ рошо отражает физическую сущность процесса срезания слоев зубьями фрезы.

Ниже приводятся данные исследований зависимости кру­ тящего момента от некоторых факторов.

А. Влияние скорости резания

Зависимость крутящего момента от скорости резания по­ казана на рис. 45.

Опыты проводились при обработке колес модуля 5 мм. •Стальные зубчатые колеса (кривая 1) обрабатывались со ско­ ростями резания 80, 100, 120, 140, 160, 180 и 200 м/мин, при

•ашах=0,25 мм; колеса из серого чугуна (кривая 2) — со ско­ ростями резания 80, 100, 120, 140 и 150 м/мин, при атах=

=0,35 мм.

В обоих случаях глубина резания принималась равной :2,2 т , износ зубьев не превышал 0,1 мм.

И к р

!5

/4

Икр пГм

іі

9

7

б

5

4

3

0J 0J5 0,2 0J?5 0,35 а max мм

Из графика видно,'что при обработке стали 45 с повыше­ нием скорости резания величина крутящего момента умень­ шается. Это объясняется повышением температуры в зоне ре­ зания и снижением, в связи с этим, прочности обрабатывае­ мого материала и уменьшением работы, затрачиваемой на пла­ стическую деформацию.

141

Влияние скорости резания на крутящий момент выражает­ ся зависимостью

При обработке серого чугуна крутящий момент практиче­ ски не зависит от скорости резания.

Из графика видно также, что относительная величина кру­ тящего момента при обработке стали в 1,8—2 раза больше,, чем при обработке серого чугуна.

Б. Влияние максимальной толщины срезаемых слоев

Результаты исследований влияния максимальной толщины срезаемых слоев на величину крутящего момента при обработ­ ке колес модуля 5 мм приведены на рис. 46.

Стальные зубчатые колеса (кривая 1) обрабатывались со скоростью резания 200 м/мин, при максимальной толщине сре­ заемых слоев ат ах=0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3 мм.

Обработка колес из серого чугуна (кривая 2) велась соскоростью резания 150 м/мин, при максимальной толщине сре­ заемых слоев ат ах=0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4 мм.

В обоих случаях износ зубьев не превышал 0,1 мм, а глу­ бина фрезерования принималась равной 2,2 т.

объясняется большим возрастанием работы, затрачиваемой на пластическую деформацию.

Частные зависимости крутящего момента от максимальной толщины срезаемых слоев выражаются формулами:

при обработке стали

Обрабатывались колеса модулей 3, 4, 5, 6, 7 мм. Обработ-

142

обрабатываемых колес значительно ухудшаются условия стружкообразования. Выражается это влияние зависимостями

Г. Вляние износа зубьев

На рис. 48 приведен график зависимости крутящего мо­ мента от величины износа зубьев фрезы.

Исследование влияния величины износа зубьев фрезы на крутящий момент проводилось при нарезании колес модуля 5 мм.

Мкр кГм

/7

/5

13

и

9

7

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,8 (О і3 8мм

Рис. 48

143

При обработке стальных колес (кривая 1) скорость реза­

скоростью резания 150 м/мин, при максимальной толщине сре­ заемых слоев 0,35 мм. Износ зубьев фрезы изменялся от 0,1 до 1,5 мм.

Из графика видно, что при обработке стальных зубчатых колес крутящий момент при увеличении износа от 0,1 до 1,0 мм возрастает примерно на 22%.

Влияние величины износа на крутящий момент выражает­

При обработке колес из серого чугуна крутящий момент при износе зубьев фрезы от 0,1 до 1,5 мм изменяется незначи­ тельно.

Зависимость крутящего момента от величины износа вы­

Д. Влияние типа применяемых фрез

Для выяснения влияния типа применяемых фрез (т. е. схе­ мы деления общего припуска) на крутящий момент испытыва­ лись фрезы первого, второго и третьего типов.

144

Данные испытаний приведены в табл. 2. Из таблицы вид­ но, что фрезы второго типа по сравнению с фрезами первого типа обеспечивают снижение крутящего момента на 12—15%, а фрезы третьего типа — на 15—20%.

Влияние типа применяемых фрез на крутящий момент тем выше, чем больше модуль обрабатываемых колес.

Заметным это влияние становится при обработке стальных колес от модуля 4 мм, а при обработке колес из серого чугу­ на — от модуля 5 мм.

6. ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ

Точность обработки зубчатых колес зависит от метода об­ работки, от точности станка и инструмента, а также от точно­ сти установки инструмента и заготовки.

При нарезании колес пальцевыми и дисковыми модульны­ ми фрезами могут быть получены 9—10 степени точности по ГОСТ 1643—56.

Невысокая степень точности колес по шагу и профилю, получаемая при этом, обуславливается неточностью механиз­ мов деления и неточностью профилирования инструмента.

При нарезании зубчатых колес червячными фрезами на зу­ бофрезерных станках общего назначения без дополнительной отделки может быть достигнута 7-я степень точности при усло­ вии применения прецизионных фрез (класса АА), особо точной установки фрезы и заготовки.

При зубонарезании рассматриваемым методом, как об этом говорилось ранее, профиль обрабатываемых впадин почти соответствует профилю зубьев фрезы. В силу этого фре­ зами с прямолинейным очертанием режущих кромок можно производить только предварительное прорезание впадин.

Известно [55, 70], что отдельные отклонения от точности (погрешности обработки), полученные при черновом зубона­ резании, в значительной мере влияют на точность, получаемую после чистовой обработки. К ним в первую очередь следует от­ нести разность и накопленную погрешность окружного шага зубьев.

Учитывая это, а также для выяснения влияния самого мето­ да зубонарезания на разность и накопленную погрешность окружного шага колеса подвергались контролю по указанным параметрам точности.

Для сравнения эти же параметры точности контролиро­ вались у колес, нарезанных на этом же станке червячной фре­

зой класса А. Последнее делалось для того, чтобы исключить влияние неточностей самого станка на разность и накопленную погрешность окружного шага нарезаемых зубьев.

Контролю подвергались колеса модуля 5 мм, с числом зубьев 20 и .40, которые и в том и в другом случае нарезались за один проход на глубину Іг=1,9, т = 9,5 мм.

Контроль разности и накопленной погрешности окружного шага зубьев производился на приборе УЗП-400 МИЗ.

Данные измерений отклонений указанных параметров при­ ведены в табл. 3, где видно, что ,как колеса, нарезанные чер­ вячной фрезой, так и колеса, нарезанные новым методом, соот­ ветствуют 8 степени точности по ГОСТ 1643—56. Чи­ стота поверхности оказалась в пределах 5—6 класса.

Предварительно нарезанные зубчатые колеса подвергались окончательной чистовой обработке червячной фрезой класса А, при этом впадины прорезались на полную глубину, а затем подвергались повторной проверке на точность.

Производился контроль основного шага, окружного шага и радиального биения зубчатого венда.

Данные о точности колес после повторной обработки при­ ведены в табл. 4. Из нее видно, что после чистового зубофрезерования колеса с числом зубьев 40, как предварительно об­ работанные червячной фрезой, так и обработанные новым ме­ тодом, по указанным параметрам соответствуют 7 степени точ­ ности.

У колес с числом зубьев 20, предварительно нарезанных новым методом, отклонения указанных параметров оказались несколько выше тех, которые соответствуют 7 степени точяо-

146-

сти. Последнее можно объяснить тем, что на точность чисто­ вой обработки оказывает влияние точность профиля зубьев,, т. е. равномерность припуска по профилю зубьев, полученная при черновом зубонарезании.

У колес с числом зубьев 40 кривизна эвольвентного профи­ ля относительно небольшая, поэтому припуск под чистовое на­ резание при использовании фрез с трапециевидным профилем: зуба получается более равномерным. У колес же с'числом зубьев 20 кривизна эвольвентного профиля больше, поэтому влияние неравномерности припуска по профилю зубьев на точность чистового зубонарезания сказывается значительно сильнее. Для подтверждения этого предположения были про­ ведены дополнительные опыты. Предварительное прорезание впадин производилось фрезами третьего типа, т. е. с зубьями,, имеющими разные профильные углы (см. рис. 34).

Кроме того, для повышения равномерности припуска под. чистовое зубонарезание использовался вариант обработки тремя фрезами. Фрезы на головке располагались равномернопо окружности под углом 120°, а в осевом направлении сме­ щались друг относительно друга на 1/3 шага нарезаемых зубь­ ев. Станок при этом настраивался как при обработке однозаходной фрезой.