4669

Основы проектирования режущего инструмента

Книга

Производство и промышленные технологии

Протяжки и прошивки. Назначение, классификация, определение и область применения Протяжка – это многолезвийный РИ с рядом последовательно – выступающим одно над другим лезвий в направлении, перпендикулярном к направлению скорости гл...

Русский

2012-11-24

1.94 MB

75 чел.

1. Протяжки и прошивки

1.1. Назначение, классификация, определение и область применения

Протяжка – это многолезвийный РИ с рядом последовательно – выступающим одно над другим лезвий в направлении, перпендикулярном к направлению скорости главного движения резания, предназначенный для обработки при поступательном или вращательном главном движении лезвия и отсутствия движения подачи (ГОСТ 25751 – 83). Таким образом, подача на зуб протяжки обеспечивается самой конструкцией протяжки, поэтому иногда говорят, что протяжка имеет конструктивную подачу.

Принципиальное отличие прошивки от протяжки в месте приложения силы: у протяжек сила от протяжного станка приложена к её передней части, и тянет протяжку (рис. 1) – в теле инструмента напряжения растяжения; у прошивок сила приложена к задней части прошивки и толкает прошивку (рис. 2) – в теле инструмента напряжение сжатия. Поэтому прошивку из условия обеспечения устойчивости делают короче протяжки: Lпрошивки 15 dотв, а Lпротяжки 40dотв . Длина протяжки должна быть не более 2 метров, т.к. она проходит термообработку в закалочной печи высотой от пола до потолка примерно равной 2 метрам. Также длина протяжки ограничивается максимально возможной длиной обрабатываемых деталей на токарном станке.

Рис.  1

Рис.  2

Протягивание один из самых высокопроизводительных условий резанья (производительность повышается от 3 до 12 раз по сравнению с другими способами механической обработки резанием), за счёт одновременного участия в резании нескольких зубьев с большей суммарной длиной режущих кромок. При этом  обеспечивается высокая точность формы и размеров, низкая шероховатость благодаря последовательной обработке за один проход черновыми, чистовыми и калибрующими зубьями и высокой стойкости инструмента: 7 – 9 квалитет точности и Ra 2,5…0,32 мкм. Высокая стойкость протяжек обеспечивается сравнительно низкой скоростью резания 6 – 10 м/мин.

Однако протяжки это дорогостоящий специальный Р.И., поэтому их применение экономически оправдано в массовом и крупносерийном типах производств; в мелкосерийном производстве их применяют лишь тогда, когда другими способами нельзя получить требуемую форму и точность поверхности детали (например, шлицевых отверстий) или для обработки одинаковых по форме и размерам поверхностей различных деталей (например, одинаковые отверстия).

Обычно протяжки применяют для обработки круглых, шлицевых, многогранных и других отверстий, а так же шпоночных канавок (рис. 3), и наружных поверхностей, прямолинейных по длине (диаметром и шириной от 6…8 до 100 и более мм). Основные виды протяжек стандартизированы по их элементам (шаг между зубьями, высота стружечной канавки, форма зуба).

Рис.  3

Особенности работы протяжки заключаются в том, что стружка формируется в замкнутом пространстве стружечной канавки (рис. 4), затруднён ввод СОЖ в зону резания, невозможно наблюдение за процессом резания.

Рис.  4

1.2. Классификация протяжек

По конструкции:

цельные (стали Р6, Р5, Р18, ХВГ);

составные (твёрдосплавные);

сборные (твёрдосплавные).

По характеру обрабатываемых поверхностей:

внутренние (для обработки отверстий);

наружные.

По виду главного движения:

поступательные прямолинейные (рис. 6, рис 7, а);

вращательное (рис 5, рис 7 б). 8);

Рис.  5

Рис.  6

                     а)                           Рис.  7                                     б)

Рис.  8

одновременное вращение и перемещение протяжки вдоль некоторой оси (протяжка-метчик для нарезания резьбы).

По схеме резания. [6.1.1.]

            Различают следующие схемы резания:

4.1. По способу деления припуска по ширине  и толщине:

одинарная;

групповая;

4.2. По способу формирования обработанной поверхности:

профильная;

генераторная;

комбинированная.

По расположению РК относительно оси протяжки (или направления главного движения):

РК лежат в плоскости перпендикулярной направлению главного движения (т.е. l = 0);

с наклоном расположения РК (l ¹ 0). (рис 9,10,6).

                           Рис.  9                                                 Рис.  10

1.3. Протяжки для обработки отверстий.

Рис.  11

1) функциональные части круглой внутренней протяжки (рис. 11)

l1 – хвостовик – нужен для закрепления протяжки в патроне протяжного станка, бывает нескольких исполнений (рис. 12-16).

d1 = dзаготовки – (0,9…1) мм, где dзаготовки – диаметр отверстия в заготовке под протягивание.

                    Рис.  12                                                      Рис.  13

Рис.  14

                         Рис.  15                                                    Рис.  16

Размеры хвостовиков нормализованы и должны соответствовать нормализованным размерам патронов в протяжных станках.

l2 – шейка соединяет хвостовик с остальными частями протяжки.

d2 = d1 – (0,5…1) мм, длина шейки рассчитывается так, что перед началом протягивания один зуб располагается от торца заготовки на расстояние 2…5 мм (рис. 1, 2, 4).

Если длина шейки окажется меньше рассчитанной, протяжка упрется в торец детали, и не зажмется в патроне станка, если же  длина шейки вала окажется больше - производительность уменьшится, из-за увеличения холостого хода.

Обычно на шейке маркируют протяжку (материал протяжки, длину протягиваемого отверстия, заводской номер протяжки).

l3 – направляющий конус служит для предварительного центрирования отверстия заготовки: l3 = 10…25 мм.

l4 - передняя направляющая часть служит для окончательного центрирования обрабатываемого отверстия заготовки относительно оси протяжки:

d4 = dзаготовки (min) (f7, e8); l4 = (0,6…1) lзаготовки.

l5 – рабочая часть – служит для срезания припуска образования требуемой точности обработки поверхности, включает:

l6 – черновые зубья;

У черновых зубьев первый зуб выполняют усиленным или, как ещё называют, буферным. От других черновых зубьев он отличается лишь шириной зуба, а стружечные канавки идентичны. Буферный зуб необходим как для случая, если заготовка будет с отклонением отверстия, так и для того, чтобы исключить её поломку.

Рис. 17

l7 – чистовые зубья;

l8 – калибрующие зубья (последние калибрующие зубья делают на 0,02-0,04 мм меньше диаметра предшествующих зубьев группы, для удаления всего слоя металла по окружности).

l9 – зад. направляющая часть – служит для центрирования протяжки в детали в момент выхода из неё последних калибрующих зубьев: d9 = dmin калибр. зуб (f7, e8), l9 = l4.

l10 – опорная цапфа, имеется только у длинных нежестких протяжек на горизонтально-протяжных станках, служит для поддерживания заднего конца протяжки от провисания, приводящего к искажению формы и размеров обрабатываемой поверхности.

Цапфа лежит на подвижном скользящем люнете, передвигается вместе с протяжкой на люнете, скользит по направлению станка.

У протяжек, работающих на станках с автоматическим возвратом в исходное (верхнее) положение (обычно это станки вертикального типа), вместо опорной цапфы имеется задний хвостовик (рис. 93), под быстросменный патрон; задний хвостовик аналогичен переднему, а размеры его могут быть либо равны переднему, либо на одну – две позиции нормализованного ряда меньше размеров переднего хвостовика.

У прошивки нет хвостовика l1 и шейки l2 (рис. 17).

Рис.  18

Рис.  19

2) рабочая часть круглой внутренней протяжки (участок l5 рис. 11)

На рабочей части имеются черновые l6, чистовые l7, (режущая часть), и калибрующие l8 ( калибрующая часть) зубья, форма и размеры которых в осевом сечении устанавливают исходя из условий возможности резания и образования стружки, размещения стружки и прочности зуба и в зависимости от шага зубьев Р, высоты стружечной канавки hK, ширины задней поверхности B, переднего γ и заднего α углов (рис. 19-23).

Формы зубьев:

с прямолинейной спинкой под углом  = 35…450. Применяются для материалов, дающих элементную стружку.

Рис.  20

с круговой вогнутой спинкой радиуса Rk = 1,6 hK для приближения формы зуба к балке равного сопротивления изгибу и увеличения пространства для размещения стружки. Применяются для материалов, дающих сливную стружку.

Рис.  21

с удлиненной формой для увеличения пространства для размещения стружки или увеличения диаметра опасного сечения до дна стружечной канавки; при протягивании отверстий, прерывистых по длине на каждом участке образуется отдельный завиток стружки и общий объём стружки увеличивается.

Рис.  22

с неравномерным шагом для уменьшения вероятности появления вибраций при работе протяжки Р1 – Р =  0,5 мм.

Рис.  23

с цилиндрической ленточкой шириной fi, для точного обеспечения диаметров калибрующих зубьев . Ширина fi увеличивается по длине протяжки от зуба к зубу на 0,2…0,6 мм( т.е. fifi-1 = 0,2 мм) – для сохранения ленточки на калибрующих зубьях при их периодической переточке по передней поверхности зуба.

Рис.  24

Основание канавки делают в форме дуги радиуса rК.

Передний угол γ назначается: γ = 10…200 для стали; γ = 5…80 для чугуна; γ = 20…250 для цветных металлов.

Задний угол α у внутренних протяжек делают не большим, равным 2…30 для режущих, и 10 для калибрующих зубьев, что обеспечивает минимальное изменение диаметров зубьев при их переточке по передней поверхности.

У наружных протяжек α = 100, т.к. изменение высоты зуба при переточках может быть компенсировано соответствующей регулировкой положения протяжки.

Основными параметрами рабочей части круглой протяжки являются:

1. форма зуба (форма стружечной канавки);

2. высота стружечной канавки;

3. значение заднего и переднего углов;

4. шаг между зубьями;

5. подача на зуб;

6. угол наклона зубьев протяжки λ относительно вектора главного движения.

Форма зубьев нормализована и зависит от обрабатываемого материала.

Высота стружечной канавки нормализована и определяется расчётом по условию размещения стружки в стружечной канавке.

Передний угол выбирают в зависимости от обрабатываемого материала и материала протяжки. На практике для быстрореза g = 10…15°. Отклонение ± 1°. Задний угол делается минимальным, порядка 2…3°±30¢ для минимального изменения диаметра зубьев при переточках.

Чем меньше шаг, тем больше количество зубьев, одновременно участвующих в резании (повышается производительность). Однако при этом  для размещения стружки необходимо увеличивать размеры стружечной канавки, что приведет к снижению прочности протяжки. Количество зубьев участвующих в резании определяется по формуле:

z = Lз/P,

где Lз  -длина отверстия в обрабатываемой заготовке;

      P- шаг между зубьями.

Условием равномерного протягивания является:

z ≥ 3;

z - целое число.

Критерием равномерного протягивания является постоянство силы резания.

Если число z не равно целому числу, например, 4.6, то это означает, что 40% времени работы протяжки в контакте с заготовкой находится 4 зуба и 60% - 5 зубьев.

Однако при увеличении z  неравномерность протягивания уменьшается, например, при z = 7.6 процесс протягивания более равномерный, чем при z = 4.6.

Зависит от выбранной схемы резания и обрабатываемого материала (для профильной схемы резания при обработке стали Sz от 0,02…0,12 мм/зуб, для чугуна до 0,15 мм/зуб, при групповой схеме резания: для стали 0,02…0,30 мм/зуб, для чугунов до 0,40 мм/зуб.

При λ > 0 происходит более равномерное протягивание, если суммарная длина режущих кромок будет постоянной.

Зубья РИ имеют острую кромку.

Зубья калибрующей части имеют фаску по задней поверхности с af = 0,

f = 0,5…1 мм.

Фаска имеет различную длину в связи с тем, что высота зубьев различна, это нельзя исключить для обеспечения одинаковых диаметров всех калибрующих зубьев: у калибрующих зубьев шаг может быть уменьшен, т.к. снимается минимальное количество стружки и это уменьшает длину протяжки.

(!) При каждой переточке первый калибрующий зуб переходит в последний режущий, т.е. количество переточек круглой протяжки определяется числом калибрующих зубьев.

1.4. Определение исполнительного диаметра калибрующих зубьев (приведённая схема годна для любого мерного инструмента)

Весь инструмент делится на 2 группы:

мерный

немерный

Мерный инструмент – инструмент, размеры которого определяются размерами обрабатываемой поверхности (сверло, зенкер, развертка и т.д.)

Немерный инструмент – инструмент, размеры которого могут быть выполнены в достаточно широких пределах (торцовая фреза).

Пусть необходимо обработать отверстие диаметром dном и с допуском dа. Необходимо определить размеры калибрующей части протяжки так, чтобы полученное отверстие находилось в поле допуска на детали.

Практически никогда диаметр полученного отверстия не равен диаметру инструмента из-за явлений разбивки или усадки отверстия.

Наиболее часто встречается разбивка, которая получается вследствие биения РИ увода её отверстия от оси отверстия за счёт Fрез, налипов на РК и т.п.

Усадка имеет место при обработке отверстий тонкостенных деталей, после выхода инструмента из отверстия его диаметр уменьшается за счёт упругих сил деформации детали (рассверливать отверстие в тонкостенной трубе).

И разбивка и усадка носят случайный характер, имеют максимальные и минимальные значения, обычно получают их значения экспериментально или по приблизительным рекомендациям в литературе.

Разберём случай разбивки отверстия:

Рис.  25

.

Сверление: Рср = 0,75;

зенкерование: Рср = 0,5;

развёртывание, протягивание: Рср = 0,25.

dизг = 1/3 или .

Случай усадки отверстия САМОСТОЯТЕЛЬНО.

1.5. Схемы резания и форма режущих кромок протяжек.

Выбираются с целью получения оптимальной конструкции протяжки:  практика показывает, что чем короче протяжка, тем она оптимальнее (t машинное уменьшается, инструментальный материал уменьшается, затраты в целом на изготовление уменьшаются), при этом желательно чтобы Pz было равно номинальной силе тяги станка.

Для круглой протяжки необходимо ещё обеспечить условие прочности: протяжка может порваться в трёх местах – по хвостовику, шейке и по впадине первого зуба.

В первых двух случаях протяжка пригодна к ремонту, а в третьем нет.

Различают следующие схемы резания:

а) по способу деления припуска по толщине и ширине - одинарная и
групповая;

б) по способу формирования обработанной поверхности детали - профильная, генераторная и комбинированная.

Одинарная схема резания характерна тем, что каждый зуб протяжки срезает припуск определенной толщины по всему периметру обрабатываемого отверстия за счет того, что диаметр каждого последующего зуба больше диаметра предыдущего на величину 2аz, где аz - подъем или подача на зуб z = Sz). Так как кольцевая стружка недопустима, то для деления стружки по ширине на режущих кромках необходимо делать стружкоделительные канавки V-образной формы (рис. 26, а), которые располагают в шахматном порядке при переходе от одного зуба к другому. Стружкоделительные канавки применяются только при одинарной схеме резания, выполняются на черновых и чистовых  зубьях, кроме калибрующих. Стружкоделительные канавки имеют глубину hк= 0,4... 1,0 мм и ширину sк= 0,6... 1,2 мм в зависимости от диаметра протяжки.

Недостатки:

из-за наличия стружкоделительных канавок на срезаемых стружках образуются рёбра жёсткости, затрудняющие завивание стружки.

Снимаемые каждым зубом стружки получаются в виде отдельных частей с ребром жесткости толщиной 2аz за счет того, что на участке канавки предыдущего зуба стружка не снимается. Ребро жесткости ухудшает свертываемость стружки в канавках между зубьями, из-за чего приходится значительно снижать величину подачи на зуб. Это приводит к нежелательному увеличению длины протяжки. Так, для цилиндрических протяжек ориентировочные значения толщин аz среза при обработке:

сталей – аz = 0,02... 0,04 мм;

чугуна – аz = 0,03... 1,0 мм;

алюминия – аz = 0,02... 0,05 мм;

бронзы и латуни – аz= 0,05...0,12 мм.

При большей толщине среза жесткость стружки мешает ее завиванию во впадине между зубьями. Стружка упирается в дно впадины, в результате чего возможны ее заклинивание и даже поломка протяжки.

Понижается стойкость протяжек, из-за интенсивного изнашивания уголков стружкоделительной канавки;

На боковых сторонах стружкоделительных канавок необходимо создавать задние углы aб, которые не велики и уменьшаются при переточках зубьев протяжки.

Рис. 26. Схемы резания, применяемые при протягивании:

а - одинарная; б - групповая; в - профильная; г - генераторная; д - комбинированная

Боковые стороны стружкоделительных канавок получают методом врезания шлифовального круга, имеющего профиль стружкоделительных канавок. Для образования задних углов на боковых режущих кромках ось вращения шлифовального круга смещена в сторону заднего конца протяжки по отношению к вершинной плоскости на величину θ (рис. 27).

Для образования задних углов aб на боковых сторонах стружкоделительных канавок угол φ делают не менее 45-60°. Однако в процессе работы протяжки на участках режущей кромки стружкоделительной канавки, прилегающих к её уголкам из-за износа происходит изменение формы канавки с соответствующим изменением угла φ вплоть до нуля, при котором угол aб становится равным также нулю. 

Рис. 27

Рис.  28

tg a бок = tg aк * sin (j / 2);

a бок  ³  2…3°;  aк = f;

Для большого a бок  j ³ 45° до 90°.

При переточках aк  и a бок уменьшается.

При этом ослабляются режущие кромки зубьев в т.  А пересечения канавок с задней поверхностью. Это приводит к более интенсивному износу зубьев на этих участках и, соответственно, к снижению стойкости протяжки.

Поэтому целесообразнее применение протяжек с групповой схемой резания.

Схема группового резания (рис. 26, б) отличается от вышеописанной тем что все режущие зубья делятся на группы или секции, состоящие из 2…5 зубьев, в пределах которых зубья имеют одинаковый диаметр припуск по толщине делится между группами зубьев, а по ширине - между зубьями группы благодаря широким выкружкам, выполненным в шахматном порядке.

Рис. 29

Каждый зуб снимает отдельные части припуска участками режущей кромки, где нет выкружек. При этом благодаря большой ширине выкружек снимаемая стружка не имеет ребер жесткости, хорошо скручивается в канавках между зубьями, даже при увеличении толщины среза до аz = 0,3...0,4 мм при обработке стали и до аz = 1,0... 1,2 мм - при обработке чугуна. За счет этого при групповой схеме резания возможно существенное сокращение длины режущей части протяжки.

Рис. 30

Толщина слоя Sz, срезаемая каждым зубом группы, может быть увеличена по сравнению с Szпроф, при профильной схеме резания, в число раз, пропорциональное увеличению числа зубьев в группе. Благодаря различию степени влияния глубины и ширины среза (см. тему схемы резания) на силу резания, у протяжек с групповой схемой резания можно уменьшить число зубьев и длину рабочей части.

Рис. 31

Широкие выкружки на зубьях обеспечивают увеличение угла стыка выкружек и режущих кромок до 130...150°, что в сочетании с задними углами α1 = 4...6° на вспомогательных режущих кромках, полученными при вышлифовывании выкружек, обеспечивает повышение стойкости протяжек в 2-3 раза по сравнению с одинарной схемой резания.

При проектировании протяжек с групповой схемой резания последний зуб в группе, не имеющий выкружек и выполняющий роль зачистного, делают с занижением на 0,02...0,04 мм по диаметру относительно других зубьев. Это необходимо, чтобы избежать образования кольцевых стружек, возможных при упругом восстановлении обработанной поверхности после прохода прорезных зубьев.

Недостатком групповой схемы резания является повышенная трудоемкость изготовления протяжки по сравнению с одинарной схемой.

Форма режущих кромок зубьев протяжки определяется принятой схемой формирования обработанной поверхности.

Существует несколько конструктивных решений групповой схемы резания:

протяжка с выкружками (рис. 31).

гранная протяжка (рис. 32).

Рис.  32

При профильной схеме (рис. 26, в) контур всех режущих кромок подобен профилю протягиваемого отверстия. При этом в окончательном формировании обработанной поверхности принимают участие только последние зубья, а остальные служат для удаления припуска. При сложной форме отверстий использование такой схемы нецелесообразно, так как усложняет изготовление протяжки. Профильная схема в основном применяется при формировании простых по форме поверхностей, например, круглых или плоских.

При использовании генераторной схемы (рис. 26, г) форма режущих кромок не совпадает с формой обработанной поверхности, которая формируется последовательно всеми зубьями. В этом случае упрощается изготовление протяжки путем шлифования напроход всех зубьев абразивным кругом одного профиля. Однако при этом на обработанной поверхности возможно появление рисок (ступенек) вследствие погрешностей заточки зубьев, что ухудшает качество обработанной поверхности.

При высоких требованиях к шероховатости обработанной поверхности рекомендуется использовать комбинированную схему (26, д), при которой два-три последних режущих и калибрующие зубья работают по профильной, а остальные – по генераторной схеме.

Групповая и генераторная схемы резания по сравнению с одинарной обеспечивают меньшую  удельную силу резания Р - рис. 33 (вследствие этого в целом уменьшается сила резания и нагрузка на режущий зуб) , повышение стойкости РИ и уменьшение длины режущей части РИ из-за большей глубины резания при снижении качества обработанной поверхности детали (меньшую точность формы обрабатываемой поверхности детали, а также наличие рисок на ней).

Рис. 33

где Рz – тангенциальная составляющая силы резания в Н;

F – площадь поперечного сечения снимаемого слоя в мм;

Р = Pz / F – удельная сила резания в Н/мм.

Расчёт протяжек см. практику.

1.6. НАРУЖНИЕ ПРОТЯЖКИ.

Обычно делают сборной конструкции (рис. 34).

Рис.  34

Её рабочая часть состоит из отдельных участков (секций):

фасочные зубья;

круглые;

угловые.

Протяжка устанавливается в корпусе, который в свою очередь устанавливают на плите, а плита устанавливается на ползуне протяжного станка.

Деление на секции производятся с учётом:

возможности обработки профиля в целом или его элементов;

принятой схемы резания;

требования к поверхности детали и её формы;

примерно равные силы резания на участках;

возможность закрепления корпусов на плите, и возможность регулирования их положения;

длины протяжки.

Рис.  35

Каждый участок может быть обработан отдельной протяжкой.

Рис.  36

Расположение протяжек на плите может быть:

последовательное.

Рис.  37

Преимущество: меньшая сила резания. Недостатки: большая длина хода.

Параллельное.

Рис.  38

Преимущество: велики силы резания, малая длина стола.

Последовательно-параллельное.

Рис.  39

Преимущество: длина стола минимальна. Недостатки: сила резания не сбалансирована.

1.7. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ПРОТЯЖЕК ДЛЯ ОБРАБОТКИ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Наружным протягиванием обрабатывают различные поверхности с незамкнутым, открытым контуром: плоскости, уступы, пазы, вогнутые и выпуклые цилиндрические и сложные фасонные поверхности, например впадины зубчатых колес и т.п. В соответствии с этим существует большое разнообразие конструкций наружных протяжек.

В отличие от внутренних, наружные протяжки, как правило, не имеют хвостовиков и направляющих, а имеют только режущие и калибрующие зубья. Открытые обрабатываемые поверхности позволяют назначать размеры конструктивных элементов и площади сечения тела протяжки с большим запасом. Поэтому наружные протяжки на прочность обычно не проверяются. Условия для схода стружки при этом более благоприятны и проверку на помещаемость стружки в канавках выполняют только при протягивании узких пазов.

К особенностям наружных протяжек относится возможность назначать намного большие, близкие к оптимальным, задние углы (а = 8... 10°), так как размер протяжки по высоте при переточке не зависит от размера детали. Он может регулироваться с помощью клиньев, винтов и подкладок. Благодаря этому суммарная стойкость наружных протяжек значительно больше стойкости внутренних протяжек.

б)

Рис. 40. Схемы резания, применяемые при протягивании наружных поверхностей:

а - профильная; б - генераторная с чистовыми зубьями, выполненными по профильной схеме.

Протягивание может производиться либо без предварительной обработки заготовок, полученных литьем, ковкой или штамповкой со снятием припусков величиной не менее 5...6 мм, либо после строгания или фрезерования.

При наружном протягивании используются те же схемы резания, что и при внутреннем протягивании. На рис. 40 показаны профильная и генераторная схемы резания, применяемые при обработке плоскостей. Для снижения шероховатости поверхностей последние зубья протяжки (рис. 40 б)) выполнены по профильной схеме резания.

По способу деления срезаемого слоя по толщине чаще всего используется одинарная схема резания.

Рис. 41. Плоская протяжка с трапецеидальной схемой резания

При протягивании широких плоских поверхностей и срезании больших припусков предложена разновидность групповой схемы резания - трапецеидальная схема (рис. 41), при которой припуск срезается последовательно двумя секциями (группами) зубьев, имеющих подъем на каждый зуб. Зубья первой секции вырезают узкие трапецеидальные пазы, а зубья второй секции, имеющие прямолинейные режущие кромки, срезают оставшиеся выступы. В конце последней секции предусмотрены чистовые зубья с уменьшенным подъемом на зуб. На черновых же зубьях такая схема деления припуска позволяет устанавливать большие подъемы на зуб и производить протягивание - без предварительной обработки поверхности и даже при наличии «корки».

Трапециевидные зубья первой секции изготавливают фрезерованием и шлифованием на проход с поднятием на 1,0... 1,1 мм задней части протяжки для образования задних углов на вспомогательных кромках. Благодаря этому такие протяжки просты в изготовлении, имеют большой запас на переточку, большую стойкость и меньшую длину.

Заточка зубьев протяжек при прямолинейной форме режущих кромок может проводиться как по задней, так и по передней поверхности, а при фасонной форме режущих кромок - только по передней поверхности.

По конструкции наружные протяжки могут быть цельными или сборными, состоящими из нескольких секций сравнительно небольшой длины (до 300 мм). Секции крепятся к корпусу винтами сверху, снизу или сбоку с использованием клиньев и планок (рис. 42, 43). Крепление винтами снизу более компактное и простое. Однако при переточке и настройке таких секций приходится снимать корпус всей протяжки со станка. Этого можно избежать путем крепления секций винтам сверху.

Рис. 42. Регулирование по высоте секции сборной наружной протяжки с помощью клина: 1 - секция протяжки; 2 - клин; 3 - регулировочный винт.

 

Рис. 43. Типовые способы крепления секции к корпусу наружной протяжки:   а - винтом и клином сверху; б - винтом снизу; в - винтом сбоку

При протягивании длинных поверхностей для обеспечения непрерывного удаления стружки из зоны резания у наружных протяжек зубья делают наклонными с углом β = 70...80°. При этом обеспечивается равномерная работа протяжки.

Рис. 44. Протягивание пересекающихся поверхностей наружной протяжкой

При обработке сложных пересекающихся поверхностей заготовок с помощью секций сборных протяжек прибегают к раздельному протягиванию отдельных участков профиля. Так, на рис. 44 поверхности заготовки 1, 2, 3 обрабатываются отдельными, соответственно 1', 2', 3', секциями, закрепляемыми на корпусе протяжки. При настройке они могут регулироваться по высоте с помощью подкладок или клиньев К.

Зубья наружной протяжки могут быть оснащены твёрдым сплавом (рис. 45-47);

а) припаянные;

б, в) продольными клиньями;

г) поперечными клиньями;

д) припаянные к вставкам.

Рис.  45

Рис.  46

Рис.  47

2. Шеверы

2.1. Общие сведения О ШЕВЕРАХ и кинематика работы ДИСКОВЫХ шеверов

Применяются для чистовой обработки цилиндрических прямозубых и косозубых колес в «сыром» состоянии, т.е. до термообработки.

Принцип работы шевера (Ш) основан на относительном движении его зубьев относительно зубьев шевингуемого ЗК. На боковых сторонах зубьях Ш имеются режущие кромки.

Шевингование увеличивает степень точности обрабатываемого ЗК примерно на 1 (уменьшаются погрешность профиля, радиальное биение, погрешность окружного шага, погрешность направления зубьев), улучшает качество поверхности зубьев ЗК по шероховатости, состояние поверхностного слоя, что снижает шум при работе ЗК.

Шевингование является высокопроизводительным процессом, но сам Ш является дорогим РИ. Поэтому Ш применяют в массовом и крупносерийном производствах.

Ш бывают: 1) реечные; 2) дисковые; 3) червячные.

Схема работы реечного Ш приведена на рис. 48.

Рис. 48. Схема работы реечного шевера

Червячный Ш работа аналогична работе ЧМФ, у которой нет сквозных стружечных канавок, а есть канавки на боковых сторонах винтовых зубьев червячного Ш, которые образуют режущие кромки.

Более подробно рассмотрим конструкцию и схему работы дискового Ш. Схема работы дискового шевера представлена на рис. 49:

Рис. 49. Схема обработки колеса дисковым шевером

Рассмотрим шевингование косозубого ЗК косозубым дисковым Ш (рис. 50).

Рис. 50. Схема шевингования косозубого ЗК косозубым дисковым шевером

β0- угол наклона зубьев Ш на его делительном диаметре;

β- угол наклона зубьев ЗК на его начальном диаметре;

φ- угол скрещивания осей Ш и ЗК;

V0- абсолютная скорость точки М зубьев, принадлежащей Ш;

V1- абсолютная скорость точки М зубьев, принадлежащей ЗК;

Vn- проекция векторов V0 и V1 на направление, перпендикулярное направлению зубьев Ш и ЗК;

VT0- проекция вектора V0 на направление зубьев Ш и ЗК;

VT1- проекция вектора V1 на направление зубьев Ш и ЗК.

Проекции векторов V0 и V1 на направление, перпендикулярное направлению зубьев Ш и ЗК (вектор Vn), равны, т.к. в этом направлении не может быть относительного движения зубьев ЗК и Ш. Вдоль направления зубьев Ш и ЗК возникает скорость относительного скольжения зубьев VТ, равная разности векторов VТ0 и VТ1, являющейся скоростью резания, которая в общем случае определяется по формуле:

,

где «+»- при одноименном направлении зубьев Ш и ЗК;

      «-»- при разноименном направлении зубьев Ш и ЗК.

Угол скрещивания оси Ш и ЗК определяется по формуле: ,

«+» – при одноименном направлении зубьев Ш и ЗК;

«-» – при разноименном направлении зубьев Ш и ЗК.

;  

;                                          (1)

; откуда , подставляя V1  в (1), получим

; умножив и разделив это выражение на , получим

; заменив числитель на , получим

Из полученной формулы следует, что при заданном β колеса:

скорость резания VT прямопропорциональна скорости V0;

2) увеличение угла скрещивания Ш и ЗК  увеличивает скорость VT;

3)  увеличение угла скрещивания Ш и ЗК  уменьшает площадку контакта Ш и ЗК, что ухудшает качество обработки.

Из практики φ рекомендуется делать от 5˚ до 20˚, среднее рекомендуемое значение φ = 15˚. При φ=0 процесс шевенгования происходить не будет.

При выбранном φ и заданном β угол наклона зубьев Ш определяют по формуле:. Из двух возможных значений β0 берут наименьшее по абсолютной величине. Желательно, чтобы │β0│≤ 30˚, т.к. при│β0 > 30˚  возникают трудности при шлифовке боковых поверхностей зубьев Ш.

Рассмотрим основные параметры Ш. По конструкции дисковые Ш могут быть среднемодульные (1,75 < m ≤ 8 мм) и мелкомодульные (m ≤ 1,75 мм).

2.2. Конструкции и основные параметры среднемодульных шеверов

В основе среднемодульного Ш лежит либо прямозубое, либо косозубое ЗК с увеличенной толщиной зубьев по боковым сторонам и увеличенным диаметром по вершинкам зубьев (это превышение снимается при переточках Ш). Режущие кромки Ш образуются как результат пересечения поверхности канавок, выполненных на боковой поверхности зуба ЗК с боковой поверхностью зуба Ш (рис. 51).

1, 2, 3,…12 – режущие кромки на боковой поверхности зуба Ш. В процессе резания участвует лишь половина, из них: какая именно половина – зависит от направления вращения Ш;

Р- расстояние между  канавками на боковых сторонах Ш;

Da0- наружный диаметр зубьев Ш;

D0- делительный диаметр зубьев Ш;

Df0- диаметр впадин зубьев Ш;

Db0- диаметр основной окружности Ш;

Dц0 - диаметр центров отверстий в основании (во впадинах) зубьев Ш, имеющих диаметр отверстия Dотв.

Рис. 51. Конструкция рабочей части (зуба) шевера

Ш работает только боковыми сторонами зубьев (кромками 1, 2, 3,…), вершинками он не режет.

Обычно a1 = a2 = ∆/2 (см. рис. 52), т.е. припуск на перешлифовку зуба Ш располагается симметрично относительно номинала. При переточках обязательно сошлифовывается на определенную величину вершина Ш для исключения задевания впадин ЗК.

.

Рис. 52. Расположение припуска на переточки среднемодульного шевера по отношению к номиналу

По форме расположения боковой поверхности канавок на зубьях Ш различают 3 случая (рис. 53):

Рис. 53. Расположение боковой поверхности канавок на зубьях шевера

1. Боковые стороны канавок параллельны торцу Ш: такой тип канавок изготавливают с использованием специальных приспособлений; дно канавок выполнено по эвольвенте: α = 0˚, γ1лев = β0, γ1прав = -β0, γ2лев = -β0, γ2прав = β0.

2. Боковые стороны канавок выполняются перпендикулярно направлению зубьев Ш; дно канавок выполнено по дуге окружности близкой к эвольвенте: α = 0˚, γ1лев,прав = 0˚, γ2лев,прав = 0˚.

3. Трапециидальные канавки (см. рис.): α = 0˚, γ1лев = 0˚, γ1прав = -β0, γ2лев = -β0, γ2прав = 0˚.

Для типа канавок 1 и 3 при обработки зуба ЗК необходимо реверсирование Ш, для типа 2- условия резания на обоих боковых сторонах зуба Ш одинаковы, но для одинакового износа всех режущих кромок целесообразно так же использовать реверсирование.

2.3. Особенности конструкции мелкомодульных шеверов

Профиль зуба этих Ш выполняется по номиналу, а режущие кромки получаются как результат пересечения сквозных (кольцевых или винтовых) канавок, пересекающих тело зуба Ш (рис. 54). Этот Ш перетачивается по этим кольцевым или винтовым канавкам дисковым ШК, имеющий соответствующий канавкам профиль.

Изменение конструкции мелкомодульного Ш по сравнению со среднемодульным вызвано тем, что при малых модулях дно канавок среднемодульного Ш пересекают друг друга на вершинке зуба Ш, прорезая его зуб насквозь и тем самым, ослабляя его лезвия. Неудобство размещения шлифовального круга при обработке боковых сторон зуба. Недостаток места для долбежной гребенки и затрудненность выхода стружки.

В связи с этим в основании зуба среднемодульного шевера выполнено отверстие, предназначенное для выхода строгальных гребенок, обрабатывающих стружечные канавки на боковых сторонах зубьев.

Рис. 54. Схема конструкции мелкомодульного шевера

Для кольцевых канавок ; для винтовых - .

3. Инструменты для нарезания деталей с

неэвольвентным профилем, РАБОТАЮЩИЕ методом центроидного огибания (методом обката)

3.1. Требования к режущим инструментам,

рАботаЮщим методом обката

При изучении темы «Инструменты для обработки цилиндрических ЗК» мы говорили, что методу обката присуще высокая производительность и точность обработки, а также возможность автоматизации процесса вследствие его непрерывности. Рассмотренные ранее детали, получаемые методом обката, имели профиль боковой поверхности зуба в виде эвольвенты. Однако методом обката можно получать и детали с неэвольвентным профилем зубчатого и незубчатого типа. При проектировании обкатных инструментов необходимо выяснить возможность создания режущего инструмента для обработки заданной поверхности детали методом обката.

Для этого следует определить:

1) возможность построения сопряженного профиля режущей кромки инструмента для всех участков профиля детали, т.е. оценить возможность профилирования;

2) возможность обеспечения режущих свойств на всех рабочих участках режущей кромки, т.е. создание необходимых передних и задних углов;

3) возможность восстановления режущих свойств инструмента при эксплуатации путем его переточки;

4) технологичность конструкции режущего инструмента;

5) экономическую эффективность спроектированного инструмента.

Для обеспечения выполнения первого требования – возможности профилирования – должны быть выполнены следующие условия: условие А) для всех точек заданного профиля детали должны выполняться основные положения теории обката:

А1) сопряженные профили в точке их взаимного касания должны иметь общую касательную, а, следовательно, и общую нормаль (рис. 55);

А2) общая нормаль в точке касания сопряженных профилей должна проходить через полюс зацепления (точка касания P центроид – начальных  кривых на линии центров О1О2).

Из положений А1 и А2 следует третье положение А3:

А3) Нормали, проведенные к профилю детали, должны:

а) пересекать центроиду ее обработки (при положении центроиды I-I заданный профиль выше т. В не может быть обработан методом обката; при другом положении центроиды II-II может быть обработан весь профиль детали (см. рис. 56)),

б) точки пересечения последовательно проведенных к профилю детали нормалей должны пересекать ее центроиду также в последовательном порядке (рис  55).

Рис. 55 Комментарий к условиям  А1 и А2 

Чтобы центроида ушла в другое положение, необходимо изменить передаточное отношение между обрабатываемой заготовкой и инструментом.

Рис. 56. Комментарий к условию  А3 (а)

 

При положении центроиды I-I ниже т.4 на профиле детали условие б) не выполняется (профиль детали ниже т.4 не может быть обработан правильно) (рис. 57).

При положении центроиды II-II условие б) выполняется для всех точек заданного профиля детали.

Рис. 57. Комментарий к условию  А3 (б)

Замечание к 3-му основному положению теории обката: выполнение вышеуказанных условий зависит не только от требуемой формы профиля детали, но и от формы и положения центроиды ее обработки.                      

Условие Б) профиль режущей кромки инструмента должен быть достаточной высоты для обработки всего профиля детали (рис. 58). Даже при выполнении условия А) может оказаться так, что профили режущих кромок правой и левой сторон инструмента могут пересечься, уменьшив тем самым теоретически необходимую их высоту, т.е. произойдет заострение зуба режущего инструмента, а обработанная высота профиля детали окажется меньше требуемой. Условие В) переходные кривые, образующиеся при методе обката в основании профиля детали, не должны превышать допустимую величину (рис. 59). Переходные кривые получаются граничной точкой зуба РИ  (т. B см. рис. 58).

 

Рис. 58. Комментарий к условию Б

Рис. 59. Комментарий к условию В

Участки  1-2  и  3-4   (переходные  кривые)  не   должны мешать сопряжению деталей, например, шлицевого вала и втулки (рис. 59).

Условие Г) все точки требуемого профиля детали должны иметь соответствующие точки на активном участке линии профилирования (линия профилирования - геометрическое место точек касания сопряженных профилей инструмента и детали на неподвижной плоскости, она является аналогом линии зацепления), который не должен выходить за пределы ее экстремальных точек относительно центроид инструмента и заготовки (рис. 60).

Рис. 60 Комментарий к условию Г

3.2. Форма и размеры неэвольвентных профилей деталей

Рис.  61 Форма и размеры деталей с прямобочным профилем

Неэвольвентные профили обычно образуются сочетанием прямых, дуг окружностей и иногда кривых других видов. Наиболее распространены обкатные РИ для обработки прямолинейных профилей, например, профиля прямобочного шлицевого вала (рис. 61). Положение прямолинейного профиля определяется положением его граничных точек (т.1 и т.2 для валов- радиусами вершин ra1 и впадин rf1) и углом профиля γw1 на центроиде (начальной окружности радиуса rw1).

4. Определение профиля режущей кромки ЗУБА ИНСТРУМЕНТА (профилирование)

Профиль режущей кромки в общем случае может быть определен различными пространственными и плоскостными методами.

Определение профиля режущей кромки инструмента является действием обратным фактической обработке детали РИ. Пространственные методы универсальны и точны, но математически сложны. На практике часто применяют менее сложные плоскостные методы профилирования.

4.1. Плоскостные методы профилирования

Они могут быть применены при проектировании РИ с прямолинейным главным движением при параллельных осях РИ (типа долбяков) и детали; или РИ с вращательным главным движением при углах скрещивания осей РИ и детали, близких к 90˚ (например, обработка червячно-шлицевой фрезой).

Имеются 3 метода профилирования:

1) графический;

2) графоаналитический;

3) аналитический.

4.2. Графические методы профилирования

Существуют 2 метода: 1) на основе линии зацепления; 2) методом огибающей.

4.2.1. Профилирование на основе линии зацепления

Рис. 62 Профилирование на основе линии зацепления

В качестве примера возьмем обработку шлицевого валика червячно-шлицевой фрезой (рис. 62). Пусть известны радиусы начальной rw1, наружной ra1 и внутренний rf1 окружностей шлицевого вала. Необходимо построить соответствующий профиль РИ. Начальная прямая фрезы (прямая АА) и начальная окружность шлицевого вала обкатываются без скольжения, точка их касания Р- полюс зацепления.

Пусть при взаимном обкате (см. стрелки на рис.) профиль шлица примет некоторое i-ое положение, определяемое углом αwi. Согласно положениям теории обката сопряженные точки профиля детали  и РИ  в момент их совпадения на линии зацепления находятся на общей нормали к профилям, проходящей через полюс зацепления т. Р. Опуская перпендикуляр из т. Р на профиль шлица находим положение точки . Для определения положения координаты точки  в системе координат РИ – необходимо шлицевый вал вернуть в исходное положение. При этом т.  «пойдет» по линии , параллельной начальной прямой АА, а нормаль  переместится параллельно самой себе в положение , причем расстояние  равно дуге и равно расстоянию  (обкатка без скольжения):

.

Таким образом, искомая точка  профиля режущей кромки инструмента определяется как точка пересечения прямой , параллельной начальной прямой АА, и прямой QiМиi, проведенной через т.  параллельно нормали . Задавая различные положения профиля шлица (αwi = var), можно найти множество точек , т.е. построить полный профиль режущей кромки инструмента путем проведения плавной линии через все т.. Соединяя плавной линией все точки , получим линию зацепления. Линия зацепления – это геометрическое место точек касания двух сопряженных профилей на неподвижной плоскости. Если в качестве одного из  сопряженных объектов (профилей) используется инструмент (например, ЧМФ), то линию зацепления называют линией профилирования.

4.2.2. Профилирование методом огибающей

Рис.  63. Профилирование методом огибающей

Оно будет выполнено при выполнении лабораторной работы по червячно-шлицевой фрезе.

Суть метода в следующем:

накладывая кальку на ватман так, чтобы соответствующие точки совпадали, а вертикальные линии совпадали с радиусом шлицевого вала, на кальке копируют прямую . Получив на кальке семейство прямых , проводят огибающую к ним – эта огибающая и есть искомый профиль режущей кромки инструмента.

4.3. Графоаналитический метод профилирования (комбинированный)

Аналитически рассчитывают положения (координаты) базовых точек профиля детали  в системе координат РИ (на кальке) при взаимном обкате РИ  и детали, проводят на кальке через эти точки прямые линии, огибающая к которым является искомым профилем зуба РИ.

4.4. Аналитическое профилирование

червячно-шлицевых фрез (наиболее точный метод)

Разработаны 2 метода аналитического профилирования зубьев червячных фрез для обработки шлицевых валов с прямобочным профилем шлица:

1) метод на основе огибающей ряда последовательных положений профиля шлица вала;

2) метод на основе уравнения линии зацепления.

Первый метод более сложен в математическом отношении. Поэтому рассмотрим второй метод, для которого необходимо знать уравнение линии зацепления.

5.1. Уравнение линии зацепления червячной

фрезы и шлицевого вала

Рис. 64. Схема к определению линии зацепления ЧШФ

Пусть известен радиус начальной окружности rw шлицевого вала и ширина шлица b; боковая сторона шлица расположена по касательной к окружности диаметром b = 2a в т. L (см. рис. 64). Точка Р - полюс зацепления совпадает с центром системы координат xPy. Некоторое произвольное положение боковой стороны шлица определяется параметрическим углом α. Точка Q – т. пересечения продолжения боковой стороны шлица с осью y, т. S - экстремальная точка линии зацепления.

Из условия «Г» возможности профилирования следует, что наружный радиус шлицевого вала ra должен быть не больше расстояния OS: т.е. ra ≤ 0S.

Опустим из т. Р перпендикуляр на профиль шлица - получим т. М с координатами (x;y), принадлежащую линии зацепления, а из т. М- опустим перпендикуляр на ось y - получим т. K.

Определим координату x текущей точки линии зацепления точки М:

из ΔPKМ: ;

из ΔPQМ: , где .   

, а из из ΔQLO: .

Тогда  или  .    (1)

Координату y найдем из из ΔPKМ:

или  .     (2).

Уравнения (1) и (2) - уравнения линии зацепления в параметрической форме (параметр α).

5.2. Определение координат экстремальной точки

S (xS; yS) линии зацепления

Из аналитической геометрии известно, что для экстремальной точки производная равна нулю: . Для уравнений в параметрической форме:

. Для выполнения этого условия должно быть  при .

Дифференцируя уравнение (2) по , получим:

.

Можно сократить на , т.к.  (только при , но нереально для рассматриваемого случая), тогда будет , что обеспечивается при     (3).

Подставим (3) в (1) с заменой :

или  (4).

Аналогично из (2) получаем:

        (5).

5.3. Определение радиуса начальной окружности

шлицевого вала

В замечании к 3-му основному положению теории обката было указано на влияние положения начальной окружности на возможность обработки требуемого профиля детали методом обкатки.

Из условия профилирования (см. условие Г)     (6).

Опустим из т. S перпендикуляр на ось y - получим т. H (см. рис. 64)

Из ΔSHO:  или, подставляя значения xS и yS из (4) и (5) получим:

Неравенство (6) не изменится при возведении правой и левой его части в квадрат, т.к. ra>0 и OS>0. Тогда  и ,

Откуда         (7).

Только теперь можно рассмотреть вопрос аналитического профилирования зуба червячно-шлицевой фрезы.

5.4. Аналитическое профилирование зуба

червячно-шлицевой фрезы

На рис. 66 введем новую систему координат XPY, угол профиля шлица вала на начальной окружности γw и центральный угол ω, соответствующий дуге  

Пусть т. М профиля шлица соответствует сопряженная т.  профиля зуба червячно-шлицевой фрезы. Как было установлено при рассмотрении графического метода профилирования на основе линии зацепления дуга  равна расстоянию , т.е.  и линия  параллельна начальной прямой. Отсюда следует, что

                                                     (8),

    

Т.к.  как внешний угол ΔOQD, то , а из ΔDLO

.

Тогда     (9).

По формулам (8) и (9) можно определить координаты профиля зуба червячно-шлицевой фрезы двумя путями:

1) задаются значениями α от минимального αS до максимального αmax, при котором координата точки профиля зуба Y станет равна высоте головки зуба фрезы:

где rf- радиус впадин шлицевого вала;

  1.  задаются значением Y от т. H до Ymax, соответствующего вершине головки

зуба фрезы. По формуле, полученной из формулы (8):

,        (10)

полученной из формулы (8) как решение квадратного уравнения, находим соответствующие значения угла α, которое подставляем в (9) для вычисления координаты X.

Используя зависимость , формулу (10) можно представить в виде:

.                                            (11),

Полученную кривую профиля зуба из технологических соображений необходимо заменить дугой окружности с радиусом R, проведенным из центра OR с координатами (XR;YR) (см. рис. 65), которые находят, решая систему трех уравнений:

для т. 1:

для т. 2:                                    (12),

для т. 3:

Рис. 65.

При отклонении теоретического профиля от аппроксимирующей дуги окружности (обычно 1/2 или 2/3 от поля допуска на ширину b шлица), более допустимого, производят аппроксимацию кривой теоретического профиля дугами двух окружностей с целью уменьшения этих отклонений.

5.5. Особенности профиля зубьев ЧШФ для шлицевых

валов при центрировании по наружному или

внутреннему диаметрам

Центрирование втулок на шлицевом валу возможно по следующим поверхностям:

  1.  По наружному диаметру.
  2.  По внутреннему диаметру.
  3.  По ширине шлица.

Если детали шлицевого соединения не подвергаются термической обработке, то центрирование осуществляется по наружному диаметру, т.к. шлицевую втулку можно точно обработать с помощью шлицевой протяжки, а шлицевый вал легко прошлифовать по наружному диаметру.

Если детали шлицевого соединения подвергаются термической обработке, при которой всегда возможна деформация деталей, то центрирование осуществляется по внутреннему диаметру, т.к. шлицевую втулку можно прошлифовать только по внутреннему диаметру, а шлицевый вал допускает шлифование по внутреннему диаметру.

5.6. Определение радиуса НАЧАЛА переходной кривой на шлицевом валу при центрировании по наружному диаметру вала, обрабатываемого методом обката

Рис. 66. Схема к определению радиуса начала переходной кривой

На рис. 66 точка M – результат пересечения линии зацепления с линией вершин зубьев ЧШФ прямой I-I, касательной к внутренней окружности шлицевого вала.

От наружного радиуса  шлицевого вала (ШВ) до т. М профиль шлица обработан правильно – он прямолинеен, а от т. М к внутренней окружности ШВ радиуса  пойдет переходная кривая.

Для нахождения радиуса  начала переходной кривой  рассмотрим  на рис. 68:

  .                                                                  (13)

По формуле (1) п. 5.1 находим :муле ()                                                        () ()

   ,                                                                (14)

где  находим по формуле (10) п. 5.4: муле ()                                                        () ()

 тогда                     (15),

Ордината т. М  равна:

Анализ полученных зависимостей (13), (14) и (15) показывает, что уменьшение  происходит с уменьшением . Поэтому минимальное значение радиуса  будет при минимальном значении радиуса , которое  в соответствии с  ф. (7) п. 5.3 равно:

                                                                        (16).

При центрирование втулки по наружному диаметру ШВ по внутреннему диаметру шлицевого соединения предусматривается зазор  который должен удовлетворять следующему условию:

5.7. Определение высоты усика зуба ЧШФ, обрабатыващей вал с центрированием по внутреннему диаметру

Рис. 67. Схема к определению высоты усика зуба ЧШФ

На рис. 67 зуб ЧШФ изображен в последний момент касания его боковой стороны с боковой стороной шлица ШВ – точка М, которая находится как результат пересечения лини зацепления с линий вершин зуба ЧШФ – прямой   I-I. Для правильного центрирования начало переходной кривой, должно лежать на окружности радиуса ОМ  меньшего или равного радиусу внутренней окружности ШВ  (на рис. 67 показан момент, когда ОМ = ).

OS – перпендикуляр к линии РМ. Из рис 67 видно что:

По сравнению с предыдущим случаем (ЧШФ без усиков), для правильной обработки бока шлица до внутренней окружности ШВ радиуса , нижняя точка профиля зуба ЧШФ должен быть не выше т. М. на боковой поверхности шлица.

   (1)

где  

где ;

т.к. ML=OS и  (см.выше)

.

Тогда        (2)

Подставив ф. (2) в ф. (1), окончательно получим

Фрезы с усиками труднее изготовить и они имеют меньший период стойкости, который зависит от размера  (чем больше , тем больше стойкость и наоборот). Обычно

С увеличением  увеличиваются размеры канавки на ШВ, что уменьшает прочность шлицевого вала.

Разработан метод определения размера усика на зубе фрезы, исходя из заданных размеров канавки на шлицевом валу.

ЧФ для обработки шлицевых валов с центрированием по боковым сторонам шлица применяют, например, для изготовления вала муфты для передачи крутящего момента (профиль зуба ЧШФ такой же, как и ЧФ обрабатывающий вал с центрированием по наружному диаметру)

6. Учебно-методические материалы по дисциплине

6.1 Основная литература

6.1.1. Режущий инструмент: Учебник для вузов / Д.В. Кожевников, В.А. Гречишников, С.В. Кирсанов, В.И. Кокарев, А.Г. Схиртладзе / Под редакцией С.В. Кирсанова.- 2-е изд. доп. М.: Машиностроение, 2005. 528 с.

6.1.2. Металлорежущие инструменты: учебник для вузов для по специальностям “Технология машиностроения”, “Металлорежущие станки и инструменты” / Г.Н. Сахаров [и др.]. – М.: Машиностроение, 1989. – 328 с.

6.1.3. Проектирование металлорежущих инструментов: учеб. пособие для втузов по специальности “Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты”/ Г.Г. Иноземцев.- М.: Машиностроение, 1984. – 272 с.

6.2 Дополнительная литература

6.2.1. Боровский Г.В., Григорьев С.Н., Маслов А.Р. Справочник инструментальщика. /  под ред. А.Р. Маслова. М.: Машиностроение, 2005. 464 с.: ил.

6.2.2. Ю.П. Прудников, Г.И. Киреев, В.П. Табаков. Расчет и проектирование зуборезных инструментов: учебное пособие. / Прудников Ю.П. – Ульяновск: УлГТУ, 2002. – 164 с.

6.2.3. Справочник конструктора-инструментальщика / В.И. Баранчиков [и др.]; под ред. В.И. Баранчикова. – М.: Машиностроение, 1994. – 560 с.

6.2.4. Справочник инструментальщика / И.А. Ординарцев [и др.]; под ред. И.А. Ординарцева – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. – 846 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

6130. Джерела формування фразеологізмів української мови. Використання фразеологізмів у різних стилях мови 32.97 KB
  Джерела формування фразеологізмів української мови. Використання фразеологізмів у різних стилях мови План Джерела формування фразеологізмів української мови. Використання фразеологізмів у різних стилях мови. Джерела формування фразеологізмів українс...
6131. Геологічне середовище міста 31.22 KB
  Геологічне середовище міста План лекції: Антропогенні зміни рельєфу. Основні види забруднення ґрунтів. Захист міських територій в небезпечних геологічних процесів. Антропогенні зміни рельєфу На вибір місця закладання міста та...
6132. Сценарій виховного заходу Урок мужності, присвячений святу День перемоги 38.5 KB
  Сценарій виховного заходу Урок мужності, присвячений святу День перемоги Катерина Гівак: Щороку в травні ми відзначаємо День перемоги. Дорогою ціною заплатив український народ за участь у найстрашнішій за всю світову історію війні 1941-1945 рр. Не щ...
6133. Особенности эксплуатации импортных автомобилей в условиях Сибири 528.43 KB
  Введение В процессе развития автомобильного транспорта конструкция транспортных средств усложняется и в современных автомобилях все более широко применяется электроника, а также комбинация электронных, гидравлических и механических систем. Особенно ...
6134. Школы стратегий. Стратегическое сафари: экскурсия по дебрям стратегий менеджмента 2.47 MB
  Школы стратегий. Стратегическое сафари: экскурсия по дебрям стратегий менеджмента. Перед вами умный, блестящий путеводитель по бизнес-стратегиям, который может стать жизненно необходимым руководством для творчески мыслящих менеджеров. В этой увлек...
6135. Котельные установки и парогенераторы 3.64 MB
  Котельные установки и парогенераторы Характеристики и виды движения водного теплоносителя в паровых котлах Гидродинамика водного теплоносителя в паровых котлах Температурный режим поверхностей нагрева паровых котлов Физико-х...
6136. Основы логических методов построения устройств противоаварийной автоматики подстанций с электродвигателями 2.21 MB
  Учебное пособие предназначено для использования студентами электротехнических специальностей в процессе изучения курса релейной защиты и автоматизации электроэнергетических систем. В нем рассматриваются специальные вопросы выполнения устройств проти...
6137. Конические зубчатые передачи 45 KB
  Конические зубчатые передачи Конические зубчатые передачи применяют при пересекающихся или скрещивающихся осях. Межосевой угол может изменяться в широком диапазоне значений, но наибольшее распространение имеют ортогональные конические перед...
6138. Порядок совершения таможенных операций при перемещения товары через таможенную границу 63 KB
  При ввозе товаров на таможенную территорию товаров предусмотрено последовательное совершение таможенных операций, которые связано с прибытием товаров на ТТ ТС и перемещения товаров в соответствии с ТП ТТ до ТО, в котором будет совершаться декларирование в соответствии с избранной ТП.