6.2.4. Червячные зуборезные фрезы.
Из инструментов для обработки цилиндрических колес , работающих по методу обката, наибольшее применение получили червячные зуборезные фрезы, зуборезные долбяки и шеверы.
Червячная фреза кроме обработки цилиндрических колес с прямыми и косыми зубьями применяются также для обработки червячных колес и конических колес с криволинейными зубьями (в последнем случае специальные конические фрезы).
В процессе резания фреза вращается (главное движение) и перемещается вдоль оси заготовки (движения подачи). Заготовка, будучи кинематически связанная с фрезой, также должна вращаться, обеспечивая тем самым обкат и нарезание зубьев по всей окружности заготовки.
Червячная фреза при ее установке на станке поворачивается на угол ω наклона продольной канавки фрезы при обработке колес с прямыми зубьями, на угол ω ± β при обработке косозубых цилиндрических колес; знаки плюс и минус определяют направление наклона зубьев колеса. Червячные фрезы для цилиндрических колес изготовляют, как правило, с затылованными (реже с острозаточенными) зубьями и насадными по конструкции.
Червячная фреза представляет собой червяк, но, в отличие от последнего, фреза имеет режущие кромки. Червячные фрезы, как и червяки, также могут быть трех типов: архимедовы (с прямолинейным профилем в осевом сечении), эвольвентные и, наконец, фрезы с прямолинейным профилем в нормальном сечении (по витку или впадине). Архимедовы и эвольвентные червячные фрезы изготовляются в основном для фрезерования червячных колес, причем первые из них – архимедовы червячные фрезы – получили большое распространение, так как их проще изготовлять, чем эвольвентные фрезы.
Червячные фрезы с прямолинейным профилем в нормальном сечении получили широкое распространение для фрезерования цилиндрических колес с прямыми и винтовыми зубьями, и до настоящего времени они являются основным типом фрез для фрезерования цилиндрических колес. Наряду с этим для фрезерования цилиндрических колес находят применение архимедовы червячные фрезы с прямолинейным профилем в осевом сечении и даже с прямой канавкой.
Кроме указанных типов цилиндрических червяков и червячных фрез, применяются конические червяки и конические червячные фрезы, глобоидальные червяки (образованные не на прямом цилиндре, а на глобоиде) и глобоидальные фрезы для их изготовления.
Червячные фрезы для нарезания цилиндрических зубчатых колес делятся на черновые, чистовые и особо точные (прецизионные).
Черновые червячные фрезы делаются с пониженной точностью, часто с нешлифованным профилем зуба. Для повышения производительности черновые фрезы иногда делают двухзаходными. При увеличении числа заходов фрезы в определенное число раз во столько же раз должно увеличиваться число оборотов нарезаемого колеса. Однако практика показывает, что повышение производительности при применении двухзаходных фрез сравнительно невелико (до 20%), так как с увеличением угла наклона канавок резко ухудшаются условия резания на боковых сторонах профиля и приходится снижать подачу. Применение трехзаходных фрез совершенно не оправдывается.
Черновые червячные фрезы, как правило, изготовляются однозаходными, с прямолинейным профилем в нормальном или осевом сечениях. Габариты и технические условия на фрезы даны в ГОСТе 9324-60.
Особо точные (прецизионные) червячные фрезы отличаются от чистовых особой тщательностью выполнения, жесткими допусками и увеличенным диаметром (увеличение диаметра приводит к повышению точности профиля фрезы).
Сборные червячные фрезы со вставными гребенчатыми ножами изготовляют в целях экономии, быстрорежущей стали. Корпус этих фрез изготовляется из конструктивной стали, гребенчатые ножи – из быстрорежущей стали. Имеется много конструкций сборных червячных фрез. Фреза со вставными гребенками крупного модуля (m = 10 – 36мм) показана на фиг.303.
На рис.6.4. показана схема червячной чистовой однозаходной фрезы со всеми конструктивными элементами и профиль ее зуба в нормальном сечении.
На фиг. tn – шаг профиля зуба в нормальном сечении; αn – угол профиля в нормальном сечении, Sn – толщина зуба в нормальном сечении; h – высота зуба; h1 и h2 - соответственно высота головки и ножки зуба; Dе – наружный диаметр фрезы; d – диаметр отверстия фрезы; Dt – расчетный диаметр делительного цилиндра; ω – угол наклона винтовых канавок (обычно равен углу подъема витков червяка τ на делительном цилиндре); Sк – шаг винтовых канавок; ύ- угол канавочной фрезы; r – радиус закругления впадины; Н – глубина канавки; α – задний угол; γ –передний угол; К и К1 – величина затылования; D1 – диаметр буртиков.
Рис.6.4.Червячная фреза.