Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
Более эффективным и производительным является способ зуботоче-ния долбяком, ось вращения которого параллельна оси вращения заготовки [A.c. 878457 (СССР)]. Заготовка / получает вращение с высокой частотой л, определяющей скорость резания, а долбяк 2 в зацеплении с нарезаемым зубчатым венцом Z2 - согласованное вращение лд = nz21 zA и движение
подачи Ds вдоль зуба (рис. 4.11, б). Результирующая скорость резания \е (без учета скорости подачи) имеет наибольшее значение при входе зуба долбяка в заготовку и равна нулю в положении зуба на линии центров дол-
бяка и заготовки \е = vfl + vT или \е = \\ + vx - 2vflvt cos vj/ . В положении зуба долбяка на линии центров угод vj/ = 0°, va = vx и \е = 0. С увеличением угла Vj/ по мере удаления зуба от линии центров относительная скорость скольжения возрастает.
Сопоставление следов обработки зубьев - траекторий резания, соответствующих результирующей скорости, показывает характерные отличия трех основных способов зу бо нарезания. При зубодолблении следы
98
РАЗВИТИЕ СПОСОБОВ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКИ
расположены прямолинейно вдоль зуба со смещением SK по контуру зуба (рис. 4.11, в), при зубофрезеровании - волнообразно со смещением S2 по контуру зуба и шагу S вдоль зуба (рис. 4.11, г), при зуботочении - эквидистантно контуру зуба со смещением S вдоль зуба (рис. 4.11, д).
Расчет параметров зуботочения колеса с числом зубьев z = 60, модулем т = 1,75 мм долбяком с числом зубьев za = 40 показывает, что наибольший угол между направлениями скоростей равен ц/ = 30°. Приняв Уд = Vx, с достаточной точностью получим для \|/ = 30° наибольшую скорость резания ve = 0,5vT. Рекомендуемая скорость резания для долбяка из стали Pl8 при обработке заготовок из сталей 45, 4OX составляет 40 ... 60 м/мин. Принимая во внимание, что действительная скорость резания в 2 раза меньше скорости заготовки, находим частоту ее вращения, она равна 400 мин"1.
С учетом переменного характера скорости резания, убывающей до нуля по мере вхождения зуба долбяка в заготовку, а также прерывистого плавного резания с охлаждением зубьев долбяка скорость можно увеличить до 70 м/мин, соответственно частоту вращения шпинделя - до 500 мин"1. При зуботочении с подачей S = 0,06 мм/об время нарезания
КОМПЛЕКСНЫЕ СПОСОБЫ РЕЗАНИЯ НА БАЗЕ ТОЧЕНИЯ И ФРЕЗЕРОВАНИЯ 99
внутреннего зубчатого венца из стали 2OX шириной 15 мм, z = 60, т = 1,75 мм составляет 0,5 мин, что в 5-8 раз меньше, чем при обычном зубодолблении. Эффективность зуботочения еще больше возрастает при нарезании блочных колес, особенно не имеющих канавок для выхода инструмента (см. рис. 4.11), конических зубчатых колес [A.c. 878458 (СССР)].
Фрезоточение. Фрезоточение является разновидностью точения многолезвийным вращающимся резцом [30]. Несущественные отличия заключаются в использовании стандартных фрез и расположении осей вращения заготовки и инструмента. Преимущества фрезерования, заключающиеся в постоянном обновлении режущих лезвий и делении стружки, использованы в токарной обработке фрезами. При сообщении заготовке скорости резания (Ic1 = Vx/ Уф > 10) уменьшается динамическая сила при врезании зубьев фрезы. Процесс резания соответствует точению фрезой. Зависимость стойкости фрезы от времени резания показывает, что время контакта режущего зуба при точении фрезой на порядок выше, чем при фрезеровании, но не соответствует оптимальному значению (см. рис. 2.2).
Наиболее эффективный способ находится в промежуточной зоне между фрезерованием и точением фрезой. Анализ компоновок шпинделей заготовки и инструмента показывает, что наибольшую жесткость и наименьшие габаритные размеры станка обеспечивает взаимно перпендикулярное расположение их осей.
Рассмотрим фрезоточение торцовой фрезой /, имеющей z зубьев и установленной на глубину припуска / перпендикулярно к оси заготовки 2 (рис. 4.12, а). Фрезе / сообщают движение подачи Dg и вращение с частотой Лф, а заготовке 2 - вращение с частотой п, определяющие равные, но противоположно направленные в зоне резания (точка А) скорости уф и Vx [A.c. 902987 (СССР)]. Таким образом, скорости фрезы и заготовки по абсолютному значению составляют половину скорости резания: Vф = Vx = = ve/2,^ = 1.
На противоположной стороне контакта фрезы с заготовкой скорости Vx и Vф однонаправлены, что исключает относительное скольжение зубьев 3 фрезы / по обработанной поверхности, уменьшая их износ. По сравнению с известным способом фрезерования заготовок типа тел вращения частота вращения фрезы для той же скорости резания при фрезоточении снижается в 2 раза, и, следовательно, снижаются динамические нагрузки на привод инструмента.
Максимальная кинематическая погрешность формы An^x (рис. 4.12, б) определяется отклонением текущего радиуса заготовки при перемещении зуба фрезы из точки А в точку В, соответствующим повороту фрезы на половину углового шага зубьев 0/2.
100
РАЗВИТИЕ СПОСОБОВ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКИ
0)
Рис. 4.12. Схема (а) фрезоточения торцовой фрезой и траектории (б) движения режущих лезвий в поперечном сечении заготовки
Из треугольника AOB
