Реферат: Расчет дисковой зуборезной модульной фрезы

Исходные данные

вариант	модуль	число н.зубьев	a°	h_f	материал
68	16	36	20	1.25	труднообр. сталь

Профилирование зубьев фрезы

Так как дисковая зуборезная модульная фреза имеет нулевой передний угол и при нарезании цилиндрического прямозубого колесаработает методом копирования, то профилирование ее режущих кромоксводится к определению формы впадин зубьев обрабатываемого изделия. Согласно ГОСТ 10996-64 профиль зуба фрезы состоит из эвольвентного, неэвольвентного участков и прямой.

Определение профиля эвольвентного участка

Радиус основной окружности

r_b = 0.5 * m * z * cos a_b = 0.5*16*36*cos 10° = 283.6 мм

Радиус вершины зубьев колеса

r_a = 0.5 * m * (z +2) = 0.5*16*38 = 304 мм

Радиус делительной окружности

r = 0.5 * m * z = 0.5*16*36 = 288 мм

Радиус окружности впадин колеса

r_f = r - 1.25m = 288 - 1.25*16 = 268 мм

На эвольвентном участке профиля условно отмечаем десять точек так,чтобы выполнялось условие:

( r_a + 0.5m ) > r_y > r_b

где r_y - радиус произвольных окружностей, проведенных через выбранные точки.

r₁ = r_a + 0.5m = 304 + 0.5 * 16 = 312 мм

Угол профиля зубчатого колеса на окружности r₁ :

a₁ = arccos r_b /r₁ = 283.6/312 = 24.636° = 24°38’9’’

inv a₁ = 0.028729

inv a = 0.014904

где a=20° - угол профиля исходного контура.

Угол n₁ определяем по формуле:

n_y = (p/2z - inva + inva_y ) / 0.017453

n₁ = (p/72 - 0.019404 + 0.028729) / 0.017453 = 3.29° = 3°17’31’’

Найдем координаты точки 1:

x_u1 = r₁ * sin n₁ = 312 * sin 3.29 = 17.9056 мм

y_u1 = r₁ * cos n₁ = 312 * cos 3.29 = 311.486 мм

y₀₁ = y_u1 - r_f = 311.486 - 268 = 43.485 мм

Расчет остальных точек производим аналогично, результаты заносим в таблицу.

y	*r_y ,* мм	a _y , °	*inv* a _y	*n_y ,* °	*x_oy = x_uy*	*y_uy ,* мм	*y_{0y ,}* *_мм*
1	312	24.636	0.028729	3.29	17.906	311.486	43.485
2	308.5	23.17	0.023577	2.99	16.129	308.078	40.078
3	305	21.59	0.018891	2.72	14.474	304.656	36.656
4	301.5	19.84	0.014523	2.47	13.037	301.210	33.218
5	298	17.88	0.010504	2.24	11.688	297.770	29.770
6	294.5	15.63	0.007011	2.05	10.523	294.311	26.312
7	291	12.90	0.003899	1.87	9.439	290.8	22.845
8	287.5	9.448	0.001730	1.75	8.7557	287.366	19.366
9	284.5	4.558	0.00017	1.658	8.22	284.38	16.381
10	283.6	0	0	1.638	8.1107	283.483	15.4839

Определение профиля неэвольвентного участка.

В зависимости от числа зубьев нарезаемого колеса z < 80 или z > 79

устанавливают два типа профилей зуба. У нас z = 36, поэтому профиль зуба состоит из дуги окружности AB, отрезка прямой BC и

эвольвенты CDE.

Определим координаты точек B,C,D,E.

Координаты точки B:

X_B = 8.448 Y_B = 6.8

Координаты точки C:

X_C = 8.608 Y_C = 7.488

Координаты точки D:

X_D = 20.579 Y_D = 35.277

Координаты точки E:

X_E = 24.512 Y_E = 42.9952

Угол профиля участка BC:

j_y ₀ = 12°

Координаты центра окружности:

Xc = 0 Yc = 8.656

Выбор геометрических параметров зубьев фрезы.

Задача выбора - назначить такую геометрию режущей кромки, при которой неблагоприятные участки профиля находились бы в возможно лучших условиях работы.

Значения текущих нормальных задних углов зуба дисковой зуборезной модульной фрезы по высоте профиля переменны и для любой точки профиля фрезы могут быть определены по формуле:

a_nu0 = arctg (r_a0 / r_y0 * tg a_a0 * sin j_y0 )

где r_a0 - радиус вершин зубьев фрезы;

r_y0 - текущий радиус зуба фрезы;

a_a0 - задний угол на вершине зуба фрезы;

j_y0 - передний угол профиля зуба фрезы;

Зная что a_a0 = 90, r_y0 = r_a0 - y_B = 90 - 6.8 = 83.2, j_y0 = 12° найдем a_a0

a_a0 = arctg ( tg a_nu0 * r_y0 / r_a0 * sinj_y0 ) = arctg(tg3*83.2/90*sin12) = 13°

Найдем величину затылования:

K_o = tga_a0 * 2p* r_a0 /z₀ = tg13 * 2p* 90 / 10 = 13.05

где z₀ - число зубьев фрезы.

Определение конструктивных элементов фрезы

Из таблицы выбираем.

Диаметр фрезы наружный	D_A0	мм	180
Диаметр отверстия фрезы	d₀	мм	50
Число зубьев фрезы	z₀	10
Радиус закругления дна стружечной канавки	r₁	мм	3
Угол впадины стружечной канавки	b	°	22
Ширина фрезы	B₀	мм	26

Дополнительные размеры:

B	t	r₃	c	d₁	r₂	d	t₁
12.12	53.5	1.6	0.8	52	2.0	35	36

Глубина стружечной канавки:

Н₀ = h₀ + K₀ + r₁

где h₀ < Ye - высота затыловочного профиля.

Н₀ = 15 + 13.05 + 3 = 32.05

Выбор материала и технические требования.

По ГОСТ 5950-73 выбираем марку стали фрезы - 9ХС

Шероховатость обработанных поверхностей по ГОСТ 2789-73 должна быть:

передняя поверхность - 7-й класс

поверхность опорных торцов - 8-й класс

поверхность посадочного отверстия - 7-й класс

затылованые поверхности профиля зубьев - 6-й класс.

Твердость режущей части - HRC_э 62 ... 65

Предельные отклонения наружного диаметра по H16, толщина по h12, посадочные отверстия по H7.

Допустимые отклонения:

Отклонение от радиальной передней поверхности +- 45°

Радиальное биение по наружному диаметру, относительно оси отверстия, мкм:

для двух смежных зубьев - 40 мкм

за один оборот фрезы - 80 мкм

Биение торца в точках, наиболее удаленных от отверстия фрезы 40 мкм. Биение боковых режущих кромок зубьев в направлении нормали к прпофилю = 80мкм.

Разность расстояний от торцевых плоскостей фрезы до точек профиля, лежащих на одном диаметре, мкм = 250

Погрешность профиля ,мкм:

на участке эвольвенты = 63

на вершинах зуба и на закруглениях = 125