Контроль червячных зуборезных фрез

КОНТРОЛЬ ЧЕРВЯЧНЫХ ЗУБОРЕЗНЫХ ФРЕЗ

Цель работы

Ознакомиться с устройством прибора для контроля червячных зуборезных фрез и освоить проведение измерений на этом приборе.

 

Основные понятия

Червячные зуборезные фрезы служат для нарезания прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес в диапазоне модулей 0,1...40,0 мм. Обработки осуществляется методом обката с воспроизведением зацепления червяка с чер­вячным колесом при угле скрещивания их осей, который определяется углами циклона нарезаемых зубьев и витков червячной фрезы. Для получения зубьев необходимой протяженности предусматривается дополнительное поступательное перемещение фрезы по направлению оси обрабатываемой детали.

В соответствии с реализуемым методом зубонарезания фреза образуется из, так называемого, основного червяка путем прирезания в нем продольных стру­жечных канавок и затылования образующихся зубьев. Канавки выполняют прямыми, параллельными оси фрезы, или винтовыми, ориентированными по нормали к виткам фрезы. Второй вариант получил большее распространение. так как обеспечивает одинаковые условия резания на боковых режущих кром­ках. Такую конструкцию имеют стандартные червячные зуборезные фрезы (рис. 1).

Рис. 1. Червячная зуборезная фреза

 

Рабочую часть червячных зуборезных фрез в сечении, нормальном к направ­лению витков, характеризуют следующие конструктивные параметры; модуль т_n, угол профиля α_n0, шаг P_n0, толщина зуба на среднем диаметре S_n0. В число основных параметров также входят осевой шаг P_х0; наружный диаметр фрезы d_a0; средний диаметр (диаметр делительного цилиндра) d_m0; длина рабочей час­ти L_p, число зубьев (стружечных канавок) в торцовом сечении z₀, число заходов z_1a, высота зуба h₀, высота головки и ножки зуба h_а0 и h_t0, угол наклона витков γ_m0; угол подъема сдруженных канавок λ_m0, ход стружечных канавок P_z0, глубина стружечных канавок H. Геометрию зуба фрезы определяют пе­редний и задний углы на его вершине γ_а0 и α_а0. С величиной последнего свя­зано падение затылка К

 

При шлифованном профиле фрезы предусматривают второй затылок вели­чиной K₁=(1,25...1,3)K.

По характеру выполняемой обработки червячные зуборезные фрезы разде­ляют на чистовые, черновые и получистовые, предназначенные вод после­дующее шлифование или шевингование. Чистовые фрезы имеют классы точно­сти: AAA, АA, А, B, С и D. которые, соответственно, обеспечивают нарезание зубчатых колес 5...11-Й степенен точности. И зависимости оз класса точности фрезы установлены допустимые отклонения ее параметров, которые частично приведены в табл. 1

С целью уменьшения но1решности нарезания чистовые червячные фрезы выполняют однозаходными. а передний угол на вершине принимают равным нулю, располагая переднюю поверхность в диаметральной плоскости.

При переточке фрез, которую при затылованном зубе выполняют по перед­ней поверхности, уменьшаются наружный и средний диаметр инструмента, что должно сопровождаться увеличением угла подъема стружечных канавок λ_m0. Однако с целью повышения технологичности инструмента угол λ_m0 принимают для данной фрезы постоянным, а для уменьшения связанной с этим погрешно­сти его определяют для сечения, находящегося примерно посередине тол шины слоя, являющеюся запасом на переточки. Средний расчетный диаметр вычис­ляют но формуле

 

d_m0=d_a0-2h_a0-(0,10-0,15)K. (1)

 

По полученному значению среднего расчетного диаметра находят угол на­клона стружечных канавок λ_m0 и их шаг Р_z0. Для однозаходных фрез

 

sin = m_n / d_m0 (2)

 

Р_z0 =πd_m0 / tgλ_m0 (3)

 

Эти величины маркируют на одном из торцов фрезы с целью их использо­вания при заточке и контроле инструмента и при настройке зубофрезерного станка.

Имея значения Р_z0 и λ_m0 по формуле (3) можно найти расчетный средний диаметр d_m0, величину которого надо знать при контроле фрезы.

 

Таблица 1

Требования техники безопасности

К выполнению лабораторной работы допускаются студенты, усвоившие общие правила поведения в лаборатории режущего инструмента.

 

Порядок выполнения работы

Подготовительные операции

Установки измерительного наконечника на линию центров прибор. На направляющую плоскость станины поместить блок плоскопараллельных концевых мер длины, отвечающий расстоянию от плоскости станины до линии центров (142,80 мм). Вращением маховичков 16, 24 и 25 установить на него измерительный наконечник с натягом, равным 0,5 мм и вывести стрелку индикатора 13 на ноль (здесь и далее ссылки на рис. 2). При вертикальных перемещениях измерительной головки маховичком 16 надо поддерживать ее рукой.

Внимание: при выполнении всех операции по контролю червячной зуборезной фрезы необходимо, перемешан измерительный наконечник. аккуратно поддерживая его пальцем, не допускай его контакт с фрезой до свободного выхода в требуемое положение. При необходимости использовать механизмы регулирования положения измерительного наконечника, предусмотренные конструкцией прибора.

Установки контролируемой фрезы в центрах прибора. Предварительно записать характеристику фрезы согласно маркировке, нанесенной на торце инструмента. Для установки фрезы развести винты поводкового устройства 46 и 47; освободить пиноль поворотом рукоятки 40 и отвести её с помощью рукоятки 41; установить фрезу в центрах так, чтобы поводковый палец оправки находился между винтами поводкового устройства; закрепить пиноль и поджать поводок винтами.

Установка контактной точки измерительного наконечника на расчетный средний диаметр фрезы. С помощью формулы 3 определить расчетный средний диаметр d_m0. Вращением маховичков 24 и 25 и поворотом диска 9 при освобожденных винтах 34 подвести измерительный наконечник к передней поверхности одною из зубьев, расположенною в средней части фрезы, и установить его контактную точку посередине вершины зуба (рис. 4.а). Вращением винтов 46 и 47 вывести стрелку индикатора 13 на ноль. Переместить упор 37. со пав натяг наконечника индикатора 44 равный 0,5 мм и установить cm стрелку ни ноль. Вращением маховичка 24 переместить контактную точку измерительного наконечника на средний диаметр фрезы (рис. 4.б). Величина перемещения

.

Перемещение отсчитывают но индикатору 44.

 

Установка синусной линейки. Определить размер блока концевых мер длины согласно формулы

 

B=A±R sin λ_m0,

 

где А - размер блока концевых мер длины, соответствующий нулевому положению синусной линейки; R - базовый размер синусной линейки.

Для прибора, используемою при выполнении работы, A = 53,80 мм; R= 100 мм. Знак плюс соответствует левому направлению стружечной канавки фрезы, знак минус - правому.

Если значение λ_m0 не приведено в маркировке фрезы, то его определяют по формуле

 

 

где С - постоянная величина, определяемая диаметром диска обката и толщиной ленты; Р_z0 - ход стружечных канавок. С = 390,00 мм. Величина Р_z0 указана на фрезе.

Набранный блок концевых мер длины поместить на опорную плиту синусной линейки 31 между ее боковой стенкой и роликом 29, поджать к нему синусную линейку и закрепись её поворотом рукоятки 45 (рис. 5).

 

Контроль осевого шага

- Установить синусную линейку на угол наклона стружечных канавок λ_m0 руководствуясь указаниями, изложенными в 5.1.

- Ослабить винт 14 и повернуть измерительную головку на 90 в сторону задней бабки, руководствуясь рисками которые нанесены на корпусе измери­тельной головки и стойки.

- Вращением маховичков 24 и 25 подвести контактную точку измерительно­го наконечника к боковой поверхности зуба так. чтобы она находилась на сред­нем диаметре при смешении от передней поверхности на 1...2 мм (рис. 9). Для получения этого смещения поворачивают диск 9 с фрезой, предварительно ослабив винты 34, и поводковый палец оправки винтами 46 и 47.

- Вращением винта 42 создать натяг на индикаторе 13 равный 0,5 мм и устано­вить его стрелку на ноль.

-Подвести передвижной упор 22 к измерительному блоку, вращением винта 21 создать на индикаторе 20 натяг 0,5 мм и установить его стрелку на ноль.

- Для определения по­грешности осевого шага вращением маховичков 24 и 25 вывести измерительный наконечник за пределы фрезы, переместить его в продольном направлении и ввести в следующую впадину между зубьями. Подвести измерительный нако­нечник к боковой поверхности зуба. так. чтобы восстановились показания ин­дикаторов 13 и 44.

- Рассчитать осевой шаг по формуле

и набрать блок концевых мер длины, имеющий размер равный осевому шагу.

- Установить блок концевых мер длины между упором 43 и наконечником индикатора 20.

Отклонение стрелки индикатора 20 от нулевого значения представляет по­грешность осевою шага. Сравнивая полученную погрешность с допустимой, которая приведена в табл. 1. дают заключение о годности фрезы по погрешно­сти шага f_Px.

Для определения накопленного отклонения осевого шага на длине трех лю­бых шагов восстанавливают исходное положение измерительного наконечника, а затем перемещают его, соответственно, на три шага. Далее действуют так, как описано выше, используя блок концевых мер, имеющий размер равный трем осевым шагам. Отклонение стрелки индикатора 20 oт нулевого значения будет накошенным отклонением шага f_Px0. Сравнив его с допустимым, дают заклю­чение о годности фрезы полому параметру. Результаты проделанной работы заносят и табл. 5.

 

Таблица 5

Результаты определения отклонения осевого шага, мкм

Отклонение осевого шага fPx	Предельные отклонения осевого шага fPx	Накопленное от­клонение осевого шага на длине трех шагов fPx0	Предельное нако­пленное от­клонение осевого шага на длине трех шагов fPx0	Заключение о годности фрезы

5.6. Контроль отклонений режущих кромок фрезы от винтовой линии

- Установить синусную линейку на угол наклона стружечных канавок λ_m0, руководствуясь рекомендациями, изложенными в 5.1.

- Ослабив винт 14, повернуть измерительную головку на 90º в сторону зад­ней бабки.

- Вращением маховичков 24 и 25 поднести контактную точку измерительно­го наконечника к боковой поверхности зуба фрезы так, чтобы она находилась на среднем диаметре при смешении от передней поверхности на 1...2 мм (рис. 10). Для получения этого смешения повора­чивают диск 9 с фрезой, предварительно ослабив винты 34. и поводковый палец оп­равки пинтами 46 и 47.

- Вращением винта 42 создать натяг на индикаторе 13 равный 0,5 мм и установить его стрелку на ноль.

- Подвести передвижной упор 22 к изме­рительному блоку и вращением винта 21 создать на индикаторе 20 натяг 0,5 мм. Ус­тановить стрелку индикатора на ноль.

- Вращением винта 42 отвести измери­тельный наконечник от поверхности зуба фрезы на 0,5...1,0 мм.

- Вывести фиксатор из паза делительного диска рукояткой 5 и, повернув фрезу на один зуб против часовой стрелки, если смотреть со стороны задней бабки, ввести фиксатор в следующий паз.

- С помощью маховичка 25 и винта 42 подвести измерительный наконечник к боковой поверхности зуба фрезы, восстановив нулевое показание индикатора 13.

-Определить расчетное смешение режущей кромки при переходе к следую­щему зубу

 

 

где P_x0 - осевой шаг; z₀ - число зубьев фрезы в торцовом сечении.

- Набрать блок концевых мер длины размером Δ P_x0 и установить его между упором 43 и наконечником индикатора 20. Отклонение стрелки индикатора oт нулевого значения указывает на то, что режущая кромка не находится на тео­ретической винтовой линии и имеет место отклонение винтовой линии oт зуба к зубу f_h10. Показание индикатора 20 с учетом знака замести в табл. 6.

- Удалить блок концевых мер, переустановкой подвижною упора 22 и вра­щением вин га 21 восстановить нулевое показание, индикатора 20.

- Вновь отвести измерительный наконечник на 0,5...1,0 мм и, вывести фик­сатор 6, повернуть фрезу против часовой стрелки до его совпадения с соседним пазом делительного диска.

- Следуя описанному выше порядку, определит величину отклонения от вин­товой линии для всех последующих зубьев. Результаты измерении занести в табл. 6.

Таблица 6

От винтовой линии, мкм

№ зуба
Отклонение винтовой линии от зуба к зубу fh10
Отклонение винтовой линии на одном обороте fh0	fh0 = fh10max - fh10min
Допустимые отклонения: винтовой линии от зуба к зубу fh10= винтовой линии на одном обороте fh0 =
Заключение о годности фрезы

Разность между наибольшим и наименьшим отклонениями при повороте фрезы на 360° будет представлять отклонение режущих кромок фрезы от вин­товой линии на одном обороте

f_h0 = f_h10max - f_h10min

Полученные отклонения винтовой линии oт зуба к зубу f_h10 и отклонение винтовой линии фрезы на одном обороте f_h0, сравнивают с предельно допусти­мыми значениями, которые приведены в табл. 1. и дают заключение о годности фрезы.

 

Содержание отчета

Отчет должен содержать цель работы, исходные данные согласно маркиров­ке, нанесенной на горце фрезы, названия и схемы проведенным проверок, расчеты, проведенные при выполнении лабораторной работы, заполненные таб­лицы, заключение о годности проконтролированной фрезы.

 

7. Контрольные вопросы

- Назначение черничных зуборезных фрез.

- Какими параметрами характеризуется рабочая часть червячных зуборезных фрез?

- Что такое расчетный средний диаметр червячной зуборезной фрезы? С ка­кой целью он введен?

- Для контроля каких элементов червячных зуборезных фрез предназначен прибор Московского Инструментального завода?

- Из каких основных узлов состоит прибор для контроля червячных зуборезных фрез?

- Назначение синусной линейки?

- Как проверяют положение передней поверхности чуба фрезы?

- Как измеряют погрешность окружного шага? Что такое накопленная по­грешность окружного шага?

- Каков принцип проверки направления стружечных канавок?

- Как определить погрешность осевого шага?

- От чет зависят допустимые погрешности параметров червячных зуборез­ных фрез?

 

КОНТРОЛЬ ЧЕРВЯЧНЫХ ЗУБОРЕЗНЫХ ФРЕЗ

Цель работы

Ознакомиться с устройством прибора для контроля червячных зуборезных фрез и освоить проведение измерений на этом приборе.

 

Основные понятия

Червячные зуборезные фрезы служат для нарезания прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес в диапазоне модулей 0,1...40,0 мм. Обработки осуществляется методом обката с воспроизведением зацепления червяка с чер­вячным колесом при угле скрещивания их осей, который определяется углами циклона нарезаемых зубьев и витков червячной фрезы. Для получения зубьев необходимой протяженности предусматривается дополнительное поступательное перемещение фрезы по направлению оси обрабатываемой детали.

В соответствии с реализуемым методом зубонарезания фреза образуется из, так называемого, основного червяка путем прирезания в нем продольных стру­жечных канавок и затылования образующихся зубьев. Канавки выполняют прямыми, параллельными оси фрезы, или винтовыми, ориентированными по нормали к виткам фрезы. Второй вариант получил большее распространение. так как обеспечивает одинаковые условия резания на боковых режущих кром­ках. Такую конструкцию имеют стандартные червячные зуборезные фрезы (рис. 1).

Рис. 1. Червячная зуборезная фреза

 

Рабочую часть червячных зуборезных фрез в сечении, нормальном к направ­лению витков, характеризуют следующие конструктивные параметры; модуль т_n, угол профиля α_n0, шаг P_n0, толщина зуба на среднем диаметре S_n0. В число основных параметров также входят осевой шаг P_х0; наружный диаметр фрезы d_a0; средний диаметр (диаметр делительного цилиндра) d_m0; длина рабочей час­ти L_p, число зубьев (стружечных канавок) в торцовом сечении z₀, число заходов z_1a, высота зуба h₀, высота головки и ножки зуба h_а0 и h_t0, угол наклона витков γ_m0; угол подъема сдруженных канавок λ_m0, ход стружечных канавок P_z0, глубина стружечных канавок H. Геометрию зуба фрезы определяют пе­редний и задний углы на его вершине γ_а0 и α_а0. С величиной последнего свя­зано падение затылка К

 

При шлифованном профиле фрезы предусматривают второй затылок вели­чиной K₁=(1,25...1,3)K.

По характеру выполняемой обработки червячные зуборезные фрезы разде­ляют на чистовые, черновые и получистовые, предназначенные вод после­дующее шлифование или шевингование. Чистовые фрезы имеют классы точно­сти: AAA, АA, А, B, С и D. которые, соответственно, обеспечивают нарезание зубчатых колес 5...11-Й степенен точности. И зависимости оз класса точности фрезы установлены допустимые отклонения ее параметров, которые частично приведены в табл. 1

С целью уменьшения но1решности нарезания чистовые червячные фрезы выполняют однозаходными. а передний угол на вершине принимают равным нулю, располагая переднюю поверхность в диаметральной плоскости.

При переточке фрез, которую при затылованном зубе выполняют по перед­ней поверхности, уменьшаются наружный и средний диаметр инструмента, что должно сопровождаться увеличением угла подъема стружечных канавок λ_m0. Однако с целью повышения технологичности инструмента угол λ_m0 принимают для данной фрезы постоянным, а для уменьшения связанной с этим погрешно­сти его определяют для сечения, находящегося примерно посередине тол шины слоя, являющеюся запасом на переточки. Средний расчетный диаметр вычис­ляют но формуле

 

d_m0=d_a0-2h_a0-(0,10-0,15)K. (1)

 

По полученному значению среднего расчетного диаметра находят угол на­клона стружечных канавок λ_m0 и их шаг Р_z0. Для однозаходных фрез

 

sin = m_n / d_m0 (2)

 

Р_z0 =πd_m0 / tgλ_m0 (3)

 

Эти величины маркируют на одном из торцов фрезы с целью их использо­вания при заточке и контроле инструмента и при настройке зубофрезерного станка.

Имея значения Р_z0 и λ_m0 по формуле (3) можно найти расчетный средний диаметр d_m0, величину которого надо знать при контроле фрезы.

 

Таблица 1