Н С Равська - Заточування черв'ячних зуборізних фрез - страница 1

Страницы:
1  2  3 

УДК 621.9

Н.С. Равська, д.т.н., проф. О.А. Охріменко, к.т.н., асист.

Я.Р. Дубик, студ.

Національний технічний університет України «КПІ»

 

ЗАТОЧУВАННЯ ЧЕРВ'ЯЧНИХ ЗУБОРІЗНИХ ФРЕЗ

В роботі розглядаються способи підвищення точності черв'ячних зуборізних фрез за рахунок вибору параметрів заточування такого інструменту.

Вступ. У зв'язку з підвищенням вимог до точності зубчастих коліс у передачах підвищуються вимоги до точності інструменту, що їх обробляє. А саме до черв'ячних фрез, як до чистових, так і до інструменту, призначеного для зубофрезерування під фінішну обробку зубчастих коліс. Похибки, що вносяться таким інструментом, викликані неточністю профілювання та технологічними особливостями виготовлення такого інструменту, а саме неможливістю точно обробити при заданій схемі обробки формоутворюючі елементи черв'ячної фрези.

Постановка задачі. Черв'ячні фрези можуть виготовлятись як з прямими, так і з гвинтовими стружечними канавками. Кінцевою обробкою передньої поверхні фрези є заточування передньої поверхні зуба фрези конічною поверхнею шліфувального круга. Якщо стружкороздільна канавка є прямою, то можна точно обробити передню поверхню зуба конічною поверхнею заточного круга, однак такі фрези мають нераціональну геометрію передньої поверхні зуба фрези. Фрези з гвинтовою стружкороздільною канавкою мають більш раціональну геометрію передньої поверхні зуба фрези і, порівняно із фрезами з прямолінійними стружкороздільними канавками, теоретично точна передня поверхня такої фрези має вигляд архімедової гвинтової поверхні. Таку поверхню неможливо точно обробити конічною поверхнею круга, оскільки лінія контакту конічної поверхні круга з передньою гвинтовою поверхнею зуба фрези є просторова лінія [1], яка не співпадає з прямолінійною твірною конічної поверхні заточного круга, що вносить похибки в розташування передньої поверхні зуба фрези і тим самим призводить до відхилення положення різальної кромки фрези від розрахункового. Для того, щоб точно обробити таку поверхню, необхідно застосовувати спеціальну криволінійну правку поверхні заточного круга [1, 4, 5], що ускладнює процес виготовлення таких фрез і

© Н.С. Равська, О.А. Охріменко, Я.Р. Дубик, 2009збільшує вартість виготовлення такого інструменту.

Існують конструкції фрез [3], де вже при виготовленні враховуються особливості технології виготовлення інструменту, однак там враховуються технологічні особливості як заточування, так і затилування таких фрез. І зважаючи на це, на підприємствах, де використовуються черв'ячні фрези, не завжди для виготовлення зубчастого колеса виготовляють нові фрези або замовляють придбання нових фрез, а намагаються за необхідності використовувати черв'ячні фрези, які вже наявні, оскільки цей інструмент дорогий у своєму виготовленні.

Тому виникає запитання, чи можна за рахунок зміни технологічних параметрів формоутворення передньої гвинтової поверхні зменшити відхилення від прямолінійності передньої поверхні фрези, підвищити точність і знизити витрати на виготовлення та експлуатацію такого інструменту.

Для рзв'язання цієї задачі необхідно вирішити питання формоутворення передньої гвинтової поверхні зуба фрези шліфувальним кругом, в роботах [1, 4, 5, 6] було розглянуто дане питання, однак просторова задача розв'язувалась спрощено, що не повною мірою відповідає сучасним вимогам до вирішення цих питань.

Передня поверхня фрези запишеться як огинаюча послідовних положень конічної сторони заточного круга при його гвинтовому русі відносно осі фрези. Для визначення передньої поверхні розглянемо наступні системи координат на рис. 1, які зображені в початковому стані, де S(X, Y, Z) - система, зв'язана з фрезою; S1(X1, Y1, Z1) - допоміжна система координат; S2(X2 Y2 Z2) - система, зв'язана із заточним кругом.
При вибраних системах координат установочними технологічними параметрами будуть:

-         lakt - висота по передній поверхні заточуваної частини зуба;

-         ra0 - радіус вершин зубів фрези;

-         H - проекція lakt на вісь Y, Y1, висота зуба;

-         п - кут профілю шліфувального круга;

-         є - кут розвороту шліфувального круга;а - міжцентрова відстань між системами S(X, Y, Z) та S1(X1, Y1,

Zi);

-         а2 - зміщення початку конічної поверхні круга відносно центра координат у системі S2(X2, Y2 Z2);

-         у - передній інструментальний кут фрези;

-         Rkr - радіус заточного круга в проекції його контакту з найнижчою точкою заточуваного зуба фрези по висоті;

-         rkr - радіус заточного круга в проекції його контакту з найвищою точкою заточуваного зуба фрези по висоті.

Зв'язок між системами координат визначається залежностями S(X, Y, Z) та S2X2, Y2, Z2):

\X1 = X2 cos(77 + у) - Y2 sin(77 + у) Yl = X2 sin(7 + у) + Y2 cos(7 + у) Z = ZX = (Zj sin є + Xj cos e)cos © + (Yj + a)sin © Y = -(Zj sin є + Xj cos є)sin © + (Yj + a)cos ©, Z = Zj cos є - Xj sin є + pj©


(1)X = (Z sinє + (X2cos(7 + у) -Y2sin(7 + у))cosє)cos© +

+ (X 2 sin(7 + у) + Y2 cos(7 + у) + a)sin © Y = -(Z sin є ++(X2 cos(7 + у) - Y2 sin(7 + у))««є © +

+ (X2 sin(7 + у) + Y2 cos(7 + у) + a) cos ©

Z = Z2 cos є - (X 2 cos(7 + у) - Y2 sin(7 + у)) sin є + pj©

 

 

де © - параметр, що відповідає за гвинтовий рух системи S2(X2, Y2 Z2) відносно системи S(X, Y, Z).

Установочні параметри з побудови визначаються такими рівняннями:lakt


H cos у

a, =


Rkr - H sin^/cos у cos(7 + у)sin 7 cos у


a = r + a1


(2)a = -

2

(Rk cosу -Hcosr)(tg(r + у) - tgr) cos уОгинаючу до послідовних положень круга при заточуванні будемо знаходити кінематичним методом. Рівняння конічної поверхні круга в системі S2(X2 Y2 Z2) запишеться:P2kr


-ltgn- a l sin t l cos t


2


(3)де l, t - незалежні змінні параметри конічної поверхні;

l - радіус, на якій лежить вибрана точка конуса;

t - параметр, що відповідає за обертання вибраної точки конуса навколо його осі.

Рівняння контакту будемо вирішувати в системі S1(X1, Y1, Z1). Запишемо рівняння поверхні конуса в системі S1(X1, Y1, Z1):

^(-ltgrj - a ) cos(r + у) -1 sint sin(rj + у)^P1kr


(-ltgr - a2) sin(r + у) +1 sin t cos(r + у) l cos t


(4)Нормаль до конічної поверхні запишеться як векторний добуток двох дотичних за незалежними параметрами l, t:

^- sin t sin r sin(r + у) +^dp

N =^ pkr dl


X


dp,

dt


N


+ cosrcos(r + у) sin t sinrcos(r + у) + + cosr sin(r +у) sinr cos t


(5)Відносною швидкістю буде відносна швидкість конічної поверхні круга при гвинтовому русі. Вона складається з двох складових обертального та поступального руху:

V, = Ка + Vjp , (6)

де V1m - швидкість при обертальному русі конічної поверхні круга; V1p - швидкість при поступальному русі конічної поверхні круга. Швидкість поступального руху запишеться:

{       n ґ.л сіті г

(7)

p1m sin є О

p1m cos є

де р1 - гвинтовий параметр стружкороздільної канавки фрези. Якщоприйняти |ю| = 1, то рівняння (7) запишеться:

p1 sin є 0

p1cos є

Для знаходження V1a обертальної складової необхідно знати кутову швидкість обертання. У системі S(X, Y, Z), з урахуванням |ю| = 1, воно запишеться:

( sin є Ла =


0

Страницы:
1  2  3 


Похожие статьи

Н С Равська - Визначення швидкості різання при різних кінематичних схемах обробки

Н С Равська - Заточування черв'ячних зуборізних фрез

Н С Равська - Питання формоутворення торцевими фрезами зубчастих коліс

Н С Равська - Різальний інструмент проектування виготовлення експлуатація