Дисковые и пальцевые модульные фрезы, их конструкция и особенности геометрии
№ 97
Дисковые и пальцевые модульные фрезы, их конструкция и особенности геометрии.
Дисковые зуборезные фрезы могут быть чистовые и черновые и использоваться для предварительного и окончательного нарезания цилиндрических колес.
Дисковая чистовая зуборезная фреза представляет собою насадную фасонную фрезу с затылованными зубьями. Она имеет плоскую переднюю поверхность, проходящую через ось фрезы, т. е. у этих фрез передний угол и угол наклона режущей кромки равны нулю. Подобная геометрия передней поверхности ухудшает условия резания. Однако в этом случае не возникают в результате переточек фрезы погрешности в профиле зуба колеса и упрощается проектирование инструмента.
Задняя поверхность
дисковых зуборезных фрез создается радиальным затылованием по Архимедовой
спирали. Величина заднего угла на вершине
принимается равной 10—15°. В этом случае
на боковых кромках зуба фрезы величины
задних углов снижаются до 1—2°.
Чтобы повысить величины задних углов
на боковых кромках, нужно применять наборы
специальных фасонных зуборезных фрез
(рисунок 97.1), у которых на кромках, обрабатывающих
боковые поверхности зубьев, задние углы
снижаются только до 5—6°.
При нарезании крупномодульных
зубчатых колес наибольший удельный
вес по трудоемкости приходится на долю черновой
обработки. В этом случае целесообразно
применять черновые дисковые зуборезные
фрезы, которые могут проектироваться
как фасонные фрезы с затылованными зубьями.
Однако в отличие от чистовых фрез они
имеют передний угол, равный 10°.Применяются
также затылованные дисковые зуборезные
фрезы с разнонаправленными зубьями, у
которых создаются положительные передние
углы и на боковых кромках, что обеспечивает
повышение стойкости инструмента. Для
дробления стружки на режущей части фрезы
выполняют канавки для стружкоразделения.
Канавки располагают в шахматном порядке
на задних поверхностях зубьев фрезы.
Рисунок 97.1 Набор фасонных зуборезных фрез
Черновые затылованные дисковые фрезы с фасонной режущей кромкой, соответствующей
профилю обрабатываемого зуба, сложны
в изготовлении и проектировании и имеют
незначительные задние углы на боковых
кромках, что снижает их режущие свойства.
Поэтому большое распространение при
предварительной обработке крупномодульных
зубчатых колес получили фрезы с острозаточенными
зубьями, имеющими трапецеидальный профиль
(рисунок 97.2).
Рисунок 97.2 Черновая дисковая зуборезная фреза
Такая конструкция фрезы позволяет создать не только на вершинных, но и на боковых кромках целесообразные задние углы порядка 8—10°.
Рисунок 97.3 Схема нарезания колес набором из трех фрез
Угол профиля зуба рассматриваемой фрезы принимается равным 40—35°. Профиль с углом в 35° обеспечивает более рациональное расположение припуска для чистовой обработки, так как позволяет уменьшить припуск во впадине зуба и за этот счет облегчить работу чистовой фрезы.
С целью увеличения производительности и получения более равномерного по профилю зуба припуска для чистовой обработки предварительное нарезание колес ведется набором фрез 1, 2, 3 (рисунок 97.3).
Это позволяет применять форсированные режимы, так как нагрузка на каждую из фрез набора соответственно уменьшается.
Дисковые зуборезные фасонные фрезы большого модуля в силу их значительных размеров выполняются сборными.
В процессе резания (когда
приходится за один проход снимать
слой металла толщиной до 60 мм) на фрезу
действуют очень большие
Для каждого числа зубьев по расположению и кривизне эвольвенты следует применять соответствующую дисковую фрезу, но практически это неприемлемо. Установлены комплекты дисковых фрез, в которых каждая фреза данного модуля может быть использована в определенном интервале чисел зубьев, причем профиль зуба фрезы данного комплекта соответствует наименьшему числу зубьев колеса в данном интервале.
По ГОСТу 10996—64 принято три комплекта дисковых модульных фрез в 8, 15, 26 шт. Комплект из 8 шт. применяется для колес с модулем до 8 мм, комплект из 15 шт. — для колес с модулем 9—16 мм и комплект из 26 фрез — для колес с модулем свыше 16 мм. Для нарезания прямозубых колес фрезы выбирают, исходя из действительного числа зубьев, а для нарезания косозубых колес учитывают приведенное число зубьев.
Фрезы изготовляются из сталей Р18 и Р9 цельными, а для больших модулей — сборными, при этом корпуса делаются из сталей 40Х, 45 и др.
Твердосплавные дисковые
фрезы сборной конструкции
Пальцевые фасонные зуборезные фрезы
применяются при нарезании
Рисунок 97.4 Пальцевая
зуборезная фреза
Пальцевая фреза закрепляется на оправке резьбой, выполненной в корпусе. Точная установка на оправке достигается внутренней цилиндрической выточкой и торцом или наружным цилиндрическим направляющим буртиком и торцом. Для навертывания фрезы на оправку предусмотрены лыски под ключ.
При обработке прямозубых
цилиндрических зубчатых колес профиль
исходного тела вращения фрезы представляет
собой профиль впадины зубчатог
Пальцевые модульные
фрезы изготовляются с
Для предварительного нарезания зубчатых колес применяют черновые пальцевые зуборезные фрезы. Черновые фрезы могут проектироваться с затылованными зубьями с фасонным профилем и мало отличаются по конструкции от чистовых. Они снабжены на режущих зубьях стружкоразделительными канавками, расположенными в шахматном порядке. Стружкоразделительные канавки выполняются с шагом от 5 до 30 мм, шириной 2—4 мм. Для улучшения условий резания канавки у черновых фрез рекомендуется делать не прямыми, а винтовыми с углом наклона 8—15° и передним углом 5—10°.
Одним из недостатков
рассматриваемой конструкции
Повышение производительности
при черновом нарезании зубьев можно
получить за счет применения черновых
пальцевых фрез с прямолинейным
профилем. Эти фрезы изготовляются
незатылованными с
Обработка режущими инструментами зубчатых колес больших модулей связана с превращением значительного объема материала заготовки в стружку. Так, при нарезании зубьев на колесе диаметром 10 м инструмент срезает с заготовки 2,5 m металла, затрачивая на это около 300 ч.
С целью уменьшения объема
металла, превращаемого в стружку,
при обработке крупногабаритных
колес применяют
№123
Методика назначения режимов резания при шлифовании.
Уровень выбранных режимов резания определяет интенсивность протекания технологического процесса во времени, его динамическую напряженность и надежность.
Элементы режимов резания (t, B, S, V…) являются основой для расчета усилий резания, используемых при проектировании режущих инструментов и приспособлений. Расчетные уровни крутящего момента Мк и эффективной мощности резания Nе необходимы для проверки соответствия выбранного технологического оборудования по М к и N.
Выбранные режимы определяют также время и стоимость обработки, ресурс инструментов и характеристики потока их износовых отказов.
Рисунок 123.1. Схемы обработки заготовок на круглошлифовальных станках
Методы назначения режимов резания.
В настоящее время получили распространение 3 метода выбора режимов резания:
1. Нормативный (табличный), при котором режимы выбираются из соответствующих нормативов с учетом условий. Достоинство метода – простота. Недостатки: приближенность и неоптимальность результата.
2. Автоматизированный на основе ЭВМ. В данном случае ЭВМ работает в режиме автоматизированного справочника с кодированной нормативной базой данных.
Достоинство – сокращение времени по назначению режимов, недостатки первого метода.
3. Автоматизированный с оптимизацией.
В данном случае с учетом
большого количества факторов определяются
режимы резания, обеспечивающие минимальную
трудоемкость (стоимость) операций и
гарантирующих требуемое
Широкое применение метода сдерживается отсутствием развитого программного обеспечения.
Определение рационального режима резания заготовки на металлорежущих станках является важным этапом проектирования технологических процессов.
Это сложная технико - экономическая задача, которую решают путем выбора режимов резания по справочникам или расчетным способом.
До расчета режима резания необходимо определить:
– форму, размеры и характеристику абразивного круга;
– припуск на обработку.
Затем проводится расчет режима резания, который включает определение:
– глубины резания (поперечной подачи) – t (sпoп), мм/2х;
– скорости вращения детали – vд, м/мин;
– продольной подачи – sпр, мм/об, и sпр. мин, м/мин;
– скорости вращения абразивного круга – vк, м/с.
Далее проводится проверка выбранного режима резания:
– по мощности привода шлифовальной бабки станка;
– по условию бесприжогового шлифования.
На основании назначенного режима резания определяют основное, штучное и штучно - калькуляционное время, количество станков, коэффициенты основного времени и использования станка по мощности.
Определение формы, размеров и характеристики круга.
Форма и размеры абразивного круга принимаются по паспортным данным круглошлифовального станка соответствующей модели.
Характеристика абразивного круга выбирается в зависимости от способа шлифования, требуемой шероховатости, материала делали и вида детали (наличия галтелей).
Определение припуска на обработку.
В зависимости от требуемых квалитета (точности) и шероховатости поверхности шлифование может производиться за один, два и более переходов. Часто обработку ведут за два перехода – черновой и чистовой. При этом для обработки предпочтительнее выбирать абразивный круг одной марки. В случае выбора двух разных кругов потребуется наличие двух станков, так как на шлифовальных станках не производят смену кругов.
Определение глубины резания (поперечной подачи).
Глубина резания t при круглом наружном шлифовании с продольной подачей (рисунок 123.1 а) численно равна поперечной подаче на ход стола или на двойной ход – sпoп, мм/ход, или sпoп, мм/2 ход, а при круглом наружном шлифовании с поперечной подачей (рисунок 123.1б) равна подаче на оборот детали – sпоп, мм/об.
Предпочтительнее применять поперечную подачу на двойной ход. Это вызвано тем, что при такой подаче толщина стружки увеличивается, а потребная мощность резания, затрачиваемая на ее деформацию, уменьшается.
При шлифовании с продольной подачей на двойной ход рекомендуется
поперечная подача:
– при черновом переходе sпon1 = 0,020...0,050 мм/2ход;
– при чистовом переходе sпon2 = 0,010...0,030 мм/2ход.
При шлифовании с продольной подачей на каждый ход поперечная подача уменьшается в два раза.
При шлифовании с поперечной подачей:
– при черновом переходе sпоп1 = 0,0025....0,075 мм/об;
– при чистовом переходе sпоп2 = 0,001...0,005 мм/об.
Поперечную подачу круга необходимо брать кратной делению лимба перемещения шлифовальной бабки по паспортным данным станка.
Определение продольной подачи.
Продольная подача sпр – это продольное перемещение обрабатываемой детали (реже круга) в миллиметрах за один оборот детали, мм/об. Продольную подачу берут в долях от ширины В абразивного круга:
– при черновом переходе sпр1 = (0,3...0,7) В мм/об;
– при чистовом переходе sпр2 = (0,2…0,4) В мм/об,
где В – ширина круга, мм.
Продольная подача на станке (s пр. мин) определяется скоростью перемещении стола в м/мин и рассчитывается по формуле:
где nд – частота вращения детали, мин-1.
Если скорость продольной подачи (перемещения) стола sст меньше расчетной продольной подачи s пр. мин, т.е. s пр. мин > sст, необходимо уменьшить частоту вращения nд или продольную подачу sпр.
Определение скорости вращения детали
Скорость вращения детали vд определяют по формуле:
где d – диаметр шлифования, мм.
В связи с тем, что частота вращения деталей в большинстве конструкций станков регулируется бесступенчато, принятую частоту вращения детали принимают за действительную.
Определение окружной скорости абразивного круга
Для абразивных кругов на керамической связке окружная скорость вращения круга составляет до 35 м/с; на бакелитовой связке 65…100 м/с; на вулканитовой – до 75 м/с.Окружная скорость абразивного круга на конкретном станке определяется частотой вращения шпинделя и диаметром круга (данные берутся из паспорта
станка):
где dк – диаметр круга, мм; nк – частота вращения круга, мин -1.
Для получения высокого качества обработанной
поверхности и обеспечения
В случае использования нового, не изношенного, круга принимают минимальную частоту вращения круга.
Мощность, затрачиваемая на резание (Nр) должна быть меньше или равна
мощноcти на шпинделе (Nшп):
Nр ≤ Nшп = Nэ · η,
где Nэ – мощность электродвигателя станка, кВт;
η – кпд привода шлифовального станка, η = 0,8.
Мощность резания при шлифовании равна:
с продольной подачей (на проход)Nр = СN· ·vдr · tx · sпрy · dq,
с поперечной подачей (на врезание)
Nр = СN · vдr · tx · dq · bz,
где СN – постоянный коэффициент;
vд – скорость вращения детали, м/мин;
t –глубина резания.
При шлифовании на проход t = sпоп, мм/ход или мм/2 ход, пришлифовании с врезанием t = sпоп., мм/об;
sпр – продольная подача, мм/об;
d – диаметр шлифования, мм;
b – ширина шлифования (длина шлифуемого участка детали), мм; r, x, y, z, q – показатели степени.
Значения показателей степени и коэффициента СN приведены в справочной литературе.
Если условие Nр ≤ Nшп не выдерживается, то необходимо уменьшить величину продольной подачи sпр или при врезном шлифовании поперечную подачу sпоп.
№212
На зубофрезерном станке 53А50 нарезают цилиндрическое зубчатое одновенцовое колесо с плоскими обработанными торцами с числом зубьев Z=42 , модулем m=3, шириной венца b=24, углом наклона β=15°, материал – серый чугун 180 HB, обработка – черновая ( под зубодолбление), число обработок одновременно 6, зубчатое колесо косозубое.
Расчет режимов резания на фрезерование зубчатого колеса. Материал обрабатываемой заготовки серый чугун HB180, с охлаждением.
Выбираем цельную червячную фрезу da0 =112 мм, d=40 мм, L=112 мм, с модулем m=3 мм, имеющую наружный диаметр, выполненную из стали Р6М5.
Cхема обработки:
Рисунок 212.1 Схема обработки червячными фрезами:
а – встречное фрезерование, б – попутное фрезерование.
Глубина резания.
Глубина резания при фрезеровании серого чугуна HB180 под зубодление равна t=1,4·m=1,4·3=4,2 мм.
Для обеспечения шероховатости поверхностей нарезаемых зубьев порядка Rа=1,6 мкм под зубодолбление, черновая подача S0=1,8…3,4 мм/об. принимаем по паспорту станка S0=2,0 мм/об.
Скорость резания фрезерования червячной фрезой находим по формуле:
где Сv - коэф. обрабатываемости; Сv=68,5;
dа0 - диаметр фрезы, dа0 =112 мм;
Т - стойкость фрезы, мин; Т=120 мин;
t - глубина фрезерования, мм;
ВФ - ширина фрезерования, мм; здесь ВФ=24 мм;
Kv - коэф. для инструмента из быстрорежущей стали равен Kv=1;
q=0,25, m=0,2, x=0,3, у=0,2, u=0,1.
Откуда:
Определение частоты вращения фрезы.
Частоту вращения фрезы находим по формуле:
nф=
где Vрез -скорость резания, м/мин;
- постоянная, =3,14;
dа0- диаметр фрезы, мм.
Откуда
Cогласно паспорту данного станка принимаем частоту вращения шпинделя равную nш=125 об/мин.
Определение фактической скорости резания.
Находим фактическую скорость резания по формуле:
где - постоянная, =3,14;
dа0 - диаметр фрезы, мм;
nш - частота вращения шпинделя, об/мин.
Откуда
Определение силы резания.
Силу резания фрезерования впадин зубчатого колеса дисковой модульной фрезой находим по формуле (3.3):
где Ср - коэф. обрабатываемости; Ср=68,2;
t - глубина резания, мм;
S0 - подача, S0=2 мм/об;
Bф - ширина фрезерования, мм; здесь ВФ=24 мм;
dа0 - диаметр фрезы, мм;
nш - частота вращения шпинделя, об/мин.;
Кр - коэффициент для инструмента из быстрорежущей стали Р6М5 равен Кр=1,0;
х, у, u, q, w - коэффициенты равны:
х=0,9, у=0,72, u=1,0, q=0,83, w=0.
Откуда
Определение мощности резания
Находим мощность резания по формуле:
Nрез=
где Рz - сила резания, Н;
Vфакт - фактическая скорость резания, м/мин.
Откуда
Рассчитаем основное технологическое время:
где
- ширина фрезерования, В= 24 мм;
t - глубина фрезерования, t=4,2;
- перебег фрезы, =3…5 мм, =4 мм;
- число нарезаемых зубьев, =12;
- число оборотов шпинделя, =125 об/мин;
- осевая подача, =2 мм/об;
- число заходов фрезы, к=1.
Тогда
№ 275
На круглошлифовальном станке 3М131 шлифуется шейка вала диаметром D= 65h9 мм и длиной LD=90 мм. Параметр шероховатости Ra =1,6 мкм, материал – сталь 40ХНМА, НRC 49, обработка предварительная.
Припуск на обработку Z= 0,22, движение продольное.
Схема обработки.
Расчет режимов резания на шлифование шейки вала.
Материал обрабатываемой заготовки 40ХНМА, с охлаждением.
Инструмент – шлифовальный круг плоский прямого профиля марки ПП350×40×127 24А40С27К530.
Выбираем частоту вращения круга nмах=1600 об/мин.
Назначим скорость движения круга – Vд=30….35 м/сек. Vд=30
м/сек.
Глубина резания.
Глубина предварительного шлифования t=0,01...0,025 мм. [1,301]
Выбираем t=0,02 мм.
Шлифование за Z/t =0,22/0,02=11 проходов.
Подача.
Подача продольная sпр= (0,3…0,7)· В =1,2…2,8 м/мин. [1,301]
Выбираем sпр= 1,5 м/мин.
Мощность.
Эффективная мощность при продольном шлифовании вычисляется по формуле:
[1,300]
где
Vд=30 м/сек;
t=0,02 мм;
d – диаметр заготовки, d=65 мм;
s – подача, s=1,5 м/мин.
Постоянная СN и показатели степени соответственно равны:
СN=2,65;
r=0,5;
x=0,5;
y=0,6;
q= 0,2;
Обработка возможна, т.к. мощность резания меньше мощности двигателя станка Nрез<Nдв (6,0< 11,5·0,8=9,2 кВт).
Основное технологическое время:
где L - длина продольного хода детали равное длине детали, мм;
h - припуск на обработку, мм;
К - коэффициент, учитывающий точность шлифования и износ круга.
При чистовом шлифовании- К = 1,3-1,7.
где
l - длина обрабатываемой поверхности, мм;
В - ширина круга, мм.
№233
На резьбофрезерном станке 5Б63 гребенчатой фрезой нарезают наружную метрическую резьбу диаметром dp = М20 мм и с шагом P=2,5 8h на длине lp = 34 мм, материал сталь 40ХН, НВ=750 МПА.
Решение.
Схема обработки:
Расчет режимов резания на нарезание резьбы гребенчатой фрезой.
Материал обрабатываемой заготовки сталь 40ХН, с охлаждением.
Инструмент – гребенчатая фреза Dф=32 мм, число зубьев -10, L=30 мм, материал фрезы – Р6М5.
Глубина фрезерования.
Глубина фрезерования равна t=3 мм.
Подача.
Подача на зуб sz= 0,05…0,06 мм. [1,295]
Выбираем sz= 0,05 мм по паспорту станка.
Скорость резания фрезерования гребенчатой фрезойнаходим по формуле:
где Сv - коэф. обрабатываемости; Сv=68,5;
d - диаметр фрезы, dа0 =32 мм;
Т - стойкость фрезы, мин; Т=120 мин;
t - глубина фрезерования, мм;
ВФ - ширина фрезерования, мм; здесь ВФ=34 мм;
Kv - коэф. для инструмента из быстрорежущей стали равен Kv=1;
q=0,25, m=0,2, x=0,3, у=0,2, u=0,1.
Откуда:
Определение частоты вращения фрезы.
Частоту вращения фрезы находим по формуле:
nф=
где Vрез -скорость резания, м/мин;
- постоянная, =3,14;
d- диаметр фрезы, мм.
Откуда
Cогласно паспорту данного станка принимаем частоту вращения шпинделя равную nш=630 об/мин.
Определение фактической скорости резания.
Находим фактическую скорость резания по формуле:
где - постоянная, =3,14;
dа0 - диаметр фрезы, мм;
nш - частота вращения шпинделя, об/мин.
Откуда
Определение силы резания.
Силу резания фрезерования впадин зубчатого колеса дисковой модульной фрезой находим по формуле (3.3):
где Ср - коэф. обрабатываемости; Ср=68,2;
t - глубина резания, мм;
Sz - подача, Sz=0,05 мм/об;
Bф - ширина фрезерования, мм; здесь ВФ=34 мм;
d - диаметр фрезы, мм;
n - частота вращения шпинделя, об/мин.;
Кр - коэффициент для инструмента из быстрорежущей стали Р6М5 равен Кр=1,0;
х, у, u, q, w - коэффициенты равны:
х=0,9, у=0,72, u=1,0, q=0,83, w=0.
Откуда
Определение мощности резания
Находим мощность резания по формуле:
Nрез=
где Рz - сила резания, Н;
Vфакт - фактическая скорость резания, м/мин.
Откуда
Обработка возможна, так как
Рассчитаем основное технологическое время:
где
- ширина фрезерования, В= 34 мм;
t - глубина фрезерования, t=3 мм;
- перебег фрезы, =3…5 мм, =4 мм;
p – шаг резьбы,р =2,5;
- число оборотов шпинделя, =630 об/мин;
- подача, =0,05 мм/об;
- число заходов фрезы, к=1.
Тогда
№ 254
На горизонтально-протяжном станке протягивают цилиндрическое отверстия диаметром D=65 Н7 мм и длиной l=90 мм. Параметр шероховатости Ra=1,6 мкм ( V6) при обработке по 7 квалитету точности. Одновременно обрабатывается одна заготовка. Протяжка изготовлена из быстрорежущей стали Р6М5.
Конструктивные элементы протяжки: подъем на зуб на сторону Sz=0,09 мм; общая длина Lпр =620 мм, длина до первого зуба l1=320 мм; шаг режущих зубьев t =18; число зубьев в секции прогрессивных протяжек Zc=2.
Материал заготовки: сталь 40ХН, НВ 215 МПа.
Схема прогрессивная.
Модель станка: 7Б56.
Решение.
Схема обработки.
Расчет режимов резания.
Выбираем протяжку по ГОСТ 20365-85, диаметром D=65мм, материал инструмента – Р6М5.
Передний угол – γ=15°, задний угол α: у черновых зубьев – 3°, чистовых – 2°, калибрующих – 1°.
Подача.
Подача на зуб равна подъему на зуб на сторону Sz=0,09 мм.
Периметр резания.
Периметр резания зависит от формы и размеров обрабатываемого отверстия и схемы резания.

- Дисковые мельницы
- Дисконт за холдинговую структуру
- Дисконтирование
- Дисконтирование
- Дисконтирование инвестиций при оценке инвестиционных проектов
- Дисконтирование инвестиций при оценке инвестиционных проектов
- Дисконтирование и оценка стоимости капитала – базовые инструменты инвестиционного анализа
- Директ - мейл
- Директор (генеральный директор, управляющий) предприятия
- Дирижаблестроение в СССР
- Дисахариды
- Дисбактериоз
- Дисграфия
- Дисграфия у детей