Расчет дисковой зуборезной модульной фрезы (работа 1)
Расчет дисковой зуборезной модульной фрезы.
Исходные данные
|
вариант |
модуль |
число н.зубьев |
|
h>f> |
материал |
|
68 |
16 |
36 |
20 |
1.25 |
труднообр. сталь |
Профилирование зубьев фрезы
Так как дисковая зуборезная модульная фреза имеет нулевой передний угол и при нарезании цилиндрического прямозубого колеса работает методом копирования, то профилирование ее режущих кромок сводится к определению формы впадин зубьев обрабатываемого изделия. 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 >> = 0.51636cos 10 = 283.6 мм
Радиус вершины зубьев колеса
r>a> = 0.5 m (z +2) = 0.51638 = 304 мм
Радиус делительной окружности
r = 0.5 m z = 0.51636 = 288 мм
Радиус окружности впадин колеса
r>f> = r - 1.25m = 288 - 1.2516 = 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>:
>1> = arccos r>b>/r>1> = 283.6/312 = 24.636 = 2438’9’’
inv >1> = 0.028729
inv = 0.014904
где =20 - угол профиля исходного контура.
Угол n>1> определяем по формуле:
n>y> = (/2z - inv + inv>y>) / 0.017453
n>1 >= (/72 - 0.019404 + 0.028729) / 0.017453 = 3.29 = 317’31’’
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 |
>y> , |
inv >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 < 80 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:
>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:
>nu0> = arctg (r>a0>/ r>y0> tg >a0> sin >y0> )
где r>a0> - радиус вершин зубьев фрезы;
r>y0> - текущий радиус зуба фрезы;
>a0> - задний угол на вершине зуба фрезы;
>y0> - передний угол профиля зуба фрезы;
Зная что >a0> = 90, r>y0> = r>a0> - y>B> = 90 - 6.8 = 83.2, >y0> = 12 найдем >a0>
>a0> = arctg ( tg >nu0> r>y0> / r>a0> sin>y0> ) = arctg(tg383.2/90sin12) = 13
Найдем величину затылования:
K>o> = tg>a0> 2 r>a0> / z>0> = tg13 2 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 |
|
|
22 |
|
Ширина фрезы |
B>0> |
мм |
26 |
Дополнительные размеры:
|
B |
t |
r>3> |
c |
d>1> |
r>2> |
|
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> < Y - 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 H26, толщина по H22, 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. Биение боковых режущих кромок зубьев в направлении нормали к прпофилю = 80мкм.
Разность расстояний от торцевых плоскостей фрезы до точек профиля, лежащих на одном диаметре, мкм = 250
Погрешность профиля ,мкм:
на участке эвольвенты = 63
на вершинах зуба и на закруглениях = 125