Процесс нарезания зубчатых колес червячной фрезой

Зубофрезерный станок мод. 5Д32 предназначен для нарезания цилиндрических прямозубых и косозубых зубчатых колес. Кроме того, на нем можно нарезать прямобочные и треугольные шлицы на валах, зубья звездочек цепных передач и т.п. Однако из-за низкой частоты вращения стола нарезание шлицев на зубофрезерных станках непроизводительно. На станке нарезают зубья червячных колес.

При обработке червячной фрезой прямозубого или косозубого колеса воспроизводится зацепление червяка и зубчатого колеса: червяк имитируется режущим инструментом – червячной фрезой, а зубчатое колесо – заготовкой. Червячная фреза 1 (рис. 1,а) получает главное вращательное движение резания n_ф, и движение подачи S_в, а заготовка 2 – вращение n_з, согласованное с вращением червячной фрезы. Благодаря вращательным движениям фрезы и заготовки, режущие кромки фрезы занимают множество положений и эвольвентные профили зубьев обрабатываемого колеса образуются как огибающие положений режущих кромок фрезы (рис.1,б). Этот метод обработки зубчатых колес, называемый методом обкатки, позволяет одним инструментом обрабатывать зубчатые колеса одного и того же модуля с разным числом зубьев.

При обработке цилиндрических прямозубых колес (рис.1,в) между осью червячной фрезы 1 и торцовой плоскостью обрабатываемого колеса 2 устанавливают угол φ, равный углу подъема ω винтовой линии фрезы.

При фрезеровании цилиндрических косозубых колес с углом наклона зуба β (рис.1,г) ось фрезы устанавливают под углом φ=β±ω (со знаком «плюс» - в случае разноименных направлений винтовых канавок на фрезе и заготовке, со знаком «минус» - при одноименных).

Установка оси червячной фрезы под углом φ необходима для получения правильного профиля зубьев нарезаемого колеса в их нормальном сечении.

Требуемый угол наклона линии зуба β обрабатываемого колеса обеспечивается тем, что заготовке в процессе нарезания сообщается дополнительное вращение по отношению к требуемому для обработки.

На рис.1,д показаны делительный цилиндр заготовки такой высоты, что на нем размещается полный виток винтовой канавки нарезаемого колеса с шагом Р, а также развертка этой канавки. Если при нарезании прямозубого колеса за один оборот заготовки фреза перемещается с вертикальной подачей S_в из точки А в точку В, то при обработке косозубого колеса она должна переместиться из А в В'. Для этого необходимо, чтобы дополнительно к одному обороту заготовка по начальной окружности повернулась на ΔL. За время последующего перемещения фрезы на S_в заготовка снова делает дополнительный поворот на ΔL. Из рисунка видно, что , , и поэтому для образования винтовых зубьев необходимо, чтобы за время опускания фрезерного суппорта по вертикали (вдоль оси заготовки) на шаг нарезаемой винтовой канавки заготовка совершила один дополнительный оборот.

Рис. 1. Схемы нарезания цилиндрических зубчатых колес червячной фрезой