Расчёт и проектирование червячной фрезы для нарезания шлицев с прямолинейным профилем

11        Расчёт и проектирование инструмента

Рассчитываем червячную фрезу для нарезания шлицев с прямолинейным профилем на операции  060.

Данная фреза служит для обработки шлицевого валика (см. рис. 11.1), предназначенного для сборки шлицевого соединения с центрированием по наружному диаметру D_e при значительном зазоре по внутреннему диаметру.

Исходные данные: D_е=мм; d_i=мм; b=мм; z=6; c=0,3´45°.

 

Рисунок 11.1 – Шлицевый вал.   

Расчет фрезы для шлицевого валика.

1.  Радиус окружности начала фаски на шлицевом валике:

R_ф = R_{е max} – c,                                                                   (11.1) где с – величина фаски.        

R_ф = 10 – 0,3 = 9,7 мм.

2.  Радиус начальной окружности:

                                       (11.2)

где b – ширина профиля

R=мм.

3. Высота профиля зуба червячной фрезы:

h = R – r_i,                                                                        (11.3)

где r_i – радиус внутренней окружности валика.

h = 9,87 – 8,5 = 1,37 мм.

4. Угол профиля валика (рис. 11.1):

;                  g=11,69°=11°41¢28².        (11.4)

5. Ординаты точек профиля фрезы:

y₁ = 0,9´h= 0,9´1,37 = 1,233;           y₂ =(0,4¸0,5)h = 0,548¸0,685 = 0,617.            (11.5)

6. Углы обката для заданных точек профиля фрезы:

;  a₁=27,984°;            (11.6)

;  a₂=21,798°;            (11.7)

7. Абсциссы точек профиля фрезы:

x₁ = R ´ [ ( a₁ - g ) ´ 0,017453 – (sin a₁ – sin g) ´ cos a₁];                             (11.8)

х₁ = 9,87´[(27,984 – 11,69)´0,017453 – (0,469 – 0,203)´cos27,984] = 0,488 мм;

x₂ = R ´ [ ( a₂ - g ) ´ 0,017453 – (sin a₂ – sin g) ´ cos a₂];                             (11.9)

х₂ = 9,87´[(21,798 – 11,69)´0,017453 – (0,371 – 0,203)´cos21,798] = 0,202 мм.

8. Ординаты точек профиля фрезы:

y₁ = R ´ (sin a₁ – sin g) ´ sin a₁;                                         (11.10)

y₁ = 9,87 ´ (0,469 –0,203) ´ 0,469 = 1,231 мм;

y₂ = R ´ (sin a₂ – sin g) ´ sin a₂;                                         (11.11)

y₂ = 9,87 ´ (0,371 –0,203) ´ 0,371 = 0,615 мм.

9. Координаты центра дуги, заменяющей профиль фрезы:

;                    ;                 (11.12)

мм;

мм.

10. Радиус дуги, заменяющей координатный профиль фрезы. Т. к. h £ 3,5 мм то заменяем профиль фрезы одной дугой окружности (рис. 11.2 а.):

 мм.                           (11.13)

11. Шаг профиля по нормали:

,                                                                    (11.14)

где z – число шлицев валика.

 мм.

12. Толщина профиля по начальной прямой:

;                                                  (11.15)

 мм.

13. Угол обката для вершинной точки профиля зуба фрезы и радиус окружности начала переходной кривой (рис. 11.2 б.):

;                 (11.16)

a₂=29,186°;

 мм.                 (11.17)

14. Конструктивные размеры фрезы выбираем по стандартам: наружный диаметр D_еи=55 мм, число зубьев фрезы z_и = 10 мм.
15. Величина падения затылка при нешлифованном профиле:

,                                                                    (11.18)

где d = 9 ¸ 10°

 мм.

При дополнительном затыловании (шлифованном профиле)

К₁ = (1,2¸1,5)×К = 1,2 ×2,5 = 3,0 мм.                                        (11.19)

16. Глубина стружечной канавки фрез с профилем:

шлифованным:         ;               (11.20)

нешлифованным:     Н = h + К + (1¸2) =1,37 + 2,5 + 1 =4,87 мм.                                  (11.21)

17. Средний расчетный диаметр фрезы:

d_ди = D_ди – 2 × h – 0,5 × K = 55 – 2 × 1,37 – 0,5 × 2,5 =51,01 мм.                 (11.22)

18. Угол подъема витка фрезы (угол наклона стружечной канавки):

,         w=3,603°=3°35¢22².              (11.23)

19. Шаг по оси фрезы:

мм.                                               (11.24)

20. Шаг винтовой канавки:

Т=t_ос =10,086=2563 мм.                                     (11.25)