Обработка червячных колес

В зацеплении имитируется работа червячной пары. Червячные фрезы для нарезания червячных колес изготавливаются на базе основного червяка (конволютного, архимедова или эвольвентного) и при равенстве основных параметров имеет лишь увеличенную высоту головки зубьев до размеров ножки колеса.

Червячные колеса могут быть нарезаны двумя методами: радиальным или тангенциальным врезанием фрезы. В обоих случаях ось червячной фрезы устанавливают перпендикулярно оси заготовки и в средней плоскости нарезаемого червячного колеса (рис. 3, в).

При нарезании червячных колес методом радиальной подачи червячная фреза и нарезаемое колесо получают согласованные вращательные движения Ф_v (В1 В2) (см. рис. 3,а). Главное движение В1 - вращение фрезы, движение подачи - относительное перемещение фрезы и заготовки в радиальном направлении П7 до получения заданного межосевого расстояния А.

Вывод формулы настройки цепи главного движения В1:

Главное движение В1 - вращение инструментального шпинделя (с фрезой) со скоростью резания.

Рис. 1. Формообразование зубчатых колес методом обкатки.

а – принцип формообразования;

б – схема формообразования цилиндрических зубчатых колес червячными фрезами.

а) кинематическая цепь согласования:

электродвигатель - инструментальный шпиндель;

б) условие согласования перемещений конечных звеньев цепи: n₂ об/мин электродвигателя М₁ - n₁ об/мин инструментального шпинделя;

в) уравнение кинематического баланса:

(1.1)

где: n₂ – об/мин электродвигателя,

n₁ – об/мин шпинделя.

Цепь главного движения настраивается посредством органа настройки i_V (сменные шкивы и т. п.), который располагается в цепи электродвигателя М – i_V – 2 – 1 – инструментальный шпиндель,

где: i_С – передаточное отношение постоянных передач;

г) формула настройки:

Цепь обката (деления).

Эта цепь служит для делительного процесса при формообразовании и согласовывает вращение фрезы и заготовки Ф_v (В1 В2), как при работе червячной пары. При повороте К заходного червяка на 1 оборот червячное колесо повернется на К/Z оборота.

Эта цепь настраивается посредством гитары обката (деления) i_обк , которая располагается в цепи 1 - 2 - i_Σ - i_обк - 3 - 4.

Вывод формулы настройки цепи обката (деления):

а) кинематическая цепь согласования:

инструментальный шпиндель (фреза) – шпиндель изделия (стол с заготовкой);

б) условие согласования перемещений конечных звеньев цепи:

1 об. фрезы – K/Z об. заготовки,

где: К – число заходов фрезы;

Z – число зубьев нарезаемого колеса;

в) уравнение кинематического баланса:

1 об/фрезы · i_Σ · i_обк.·i_С = K/Z (1.2’)

г) формула настройки:

(1.2)

Рис. 2. Структурные схемы зубофрезерных станков

а – движение подач заимствуется от привода главного движения;

б – с автономными приводами главного движения и подач.

Рис. 3. Схемы нарезания червячных колес

а – методом радиальной подачи;

б – методом осевой или тангенциальной подачи;

в – установка фрезы в средней плоскости.
Цепь радиальной подачи.

Служит для относительного перемещения фрезы и заготовки в радиальном направлении (движение П7) до получения заданной толщины зуба или заданного межосевого расстояния А (рис. 3, в). Радиальная подача осуществляется по цепи

4 – 3 – i_S – 10 – 14.

Кинематическая цепь согласования:

стол с заготовкой (поз. 4 рис. 2) – радиальный суппорт (поз. 14 рис. 2).

Условие согласования перемещений конечных звеньев:

1 – при наличии автономного привода подач (рис. 2,б):

n об/мин. электр. привода подач М_z – S рад. мм/мин. перемещения фрезы (1.3’)

2 – привод подач заимствует движение от шпинделя изделия (рис. 2,а):

I об. заготовки « S рад. мм/об. перемещения фрезы (1.3)

Нарезание червячных колес методом тангенциальной подачи.

Фреза устанавливается на заданное межосевое расстояние А (рис. 3,б и 3,в) и получает главное вращательное движение В1 и движение вдоль своей оси (тангенциальное) П5. Заготовка получает согласованное вращение Ф_V (В1 В2) как при работе червячной пары (движение обкатки) и дополнительный поворот В6, как при работе реечной пары, согласованный с перемещением фрезы вдоль оси – движение Ф_s (П5 В6). Методика настройки цепи главного движения и обката приведена выше.

Цепь тангенциальных подач.

Эта цепь настраивается посредством гитары i_танг., которая располагается в цепи 11 – 12 – i_танг – 13 – 9 – i_å – 3 – 4.

Условие согласования перемещений конечных звеньев цепи:

L мм тангенциального перемещения фрезы « об. заготовки, (1.4)

где: L – тангенциальное перемещение фрезы.