Obróbka kształtowa uzębień na frezarkach

1. Wstęp

Obróbka walcowych kół zębatych o uzębieniu zewnętrznym

Obróbka zgrubna i kształtująca zębów walcowych kół zębatych metodą kształtową

Charakterystyczną cechą tej metody jest posiadanie przez narzędzie ostrzy o zarysie wrębu nacinanego koła. Metodą tą mogą być obrabiane koza zębate walcowe przez: frezowanie, dłutowanie i przeciąganie. Naj­częściej jest stosowane frezowanie. Ogólnie metody kształtowe należy uważać jako zastępcze, co wynika z małej ich dokładności spowodowanej trudnością wykonania dokładnego zarysu narzędzia oraz trudnością usta­wienia narzędzia w płaszczyźnie symetrii wrębu, co w efekcie daje wręby przesadzone. Ponadto dużą rolę odgrywa wielkość zazębienia narzędzia, gdyż nieprawidłowe zagłębienie zniekształca zarys zęba.

Do poważnych wad metody kształtowej zalicza się również koniecz­ność stosowania dużej ilości narzędzi. Teoretycznie metoda kształtowa

Ząb zniekształcony wskutek niewłaściwego ząb przesadzony z osi wskutek

Zazębienia narzędzia wadliwego ustawienia narzędzia

wymaga dla każdej liczby zębów, dla każdego modułu i kąta przyponu innego narzędzia. Praktycznie ilość ta ulega zmniejszeniu, ale to powodu­je zmniejszenie dokładności tej metody.

Najczęściej stosowanym sposobem obróbki zębów metodą kształtową jest frezowanie frezem tarczowym modułowym. Obróbkę tę przeprowadza się na frezarce uniwersalnej przy użyciu podzielnicy . Dla zmniejszenia ilości narzędzi ustalono pewne zespoły narzę­dzi o numerach odpowiadających pewnemu zakresowi ilaści zębów w obrabianych kołach. Zespoły handlowe tych frezów podano w tabl.. Każdy frez tarczowy modułowy posiada na powierzchni czołowej napis podający: nr freza, moduł, podziałkę, kąt przyponu, zakres ilaści zębów w kołach oraz wymiar na jaki należy dany frez zagłębić.

Do frezowania kształtowego stosuje się również frezy modułowe pal­cowe. obróbka tymi frezami dotyczy zwykle uzębień kół o dużych modu­łach oraz stosowaną jest tam, gdzie utrudniony jest wybieg narzędzia. Sytuacja taka np. istnieje przy frezowaniu kół o zębach dasz­kowych .

Frezowanie frezem kształtowym palcowym

Frezowanie kół o zębach daszkowych

frez krążkowy modułowy frezowanie frezem modułowym krążkowym

Frezarka

Na poziomej frezarce wspornikowe j można wykony­wać typowe roboty frezarskie: frezowanie płaszczyzn, rowków, powierzchni kształtowych o tworzącej prosto­liniowej (np. obróbka czołowych kół zębatych o zębach prostych za pomocą specjalnych frezów kształtowych). Oś wrzeciona frezarki jest pozioma. Wrzeciono 1 ułożysko­wane jest w kadłubie 2 frezarki. Frezy osadza się w za­leżności od ich rodzaju albo bezpośrednio w gnieździe stożkowym wrzeciona (zewnętrznym lub wewnętrznym) lub na trzpieniu 3 środkowanym we wrzecionie. Można wykonywać dodatkowe prace, np. wykonywać rowki śrubowe. Ruch pionowy stołu dokonuje się przez przemieszczanie wspornika. Na skutek tego, że stół nie spoczywa na łożu, lecz na wsporniku, sztywność frezarki wspornikowych jest mała. W celu usztywnienia konstrukcji przewidziane są podtrzymki 10.

Mechaniczny napęd otrzymuje stół od silnika napędu głównego lub od specjalnego silnika poprzez skrzynkę posuwową I1 umożliwiającą nastawianie frezarki na róż­ne wartości posuwu. Przesuw stołu można ograniczyć zderzakami.

Frezarka wspornikowa pozioma: a) schemat budowy, b) wygląd zewnętrzny

Podzielnica

Tarczka 1 jest luźno osadzona na wałku 2 ślimaka i ustalana jest w żądanym położeniu za pomocą rygla 3 znajdującego się w korpusie podzielnicy. Wrzeciono 4 podzielnicy można obracać za pomocą korbki 5, po uprzednim wyjęciu sworznia 6. Ruch obro­towy korbki przenosi się przez wałek 2, ślimak 7 na koło ślimakowe 8 zaklinowane na wrzecionie roboczym. Przełożenie przekładni ślimakowej
lub
Na podzielnicy uniwersalnej można wykonać dziele­nie sposobem zwykłym, sprzężony m lub różnicowym. Przy dzieleniu bezpośrednim używa się tarczki po­działowej umieszczonej na wrzecionie tarczka 1 podzielnicy, przy dzieleniu pośrednim - tarcz­ki podziałowej osadzonej na wałku ślimaka. Dzielenie bezpośrednie. Jeżeli np. wykonujemy przed­miot o zarysie kwadratowy m, to po przefrezowaniu jed­nego boku kwadratu obraca się tarczkę wraz z wrzecio­nem o 24/4=6działek. Wówczas przedmiot wraz z wrze­cionem obróci się o 90°. Po obrocie przedmiotu można przystąpić do frezowania następnego boku przedmiotu.

Dzielenie pośrednie jest bardziej złożone. Opiera się ono na następującym rozumowaniu.

Jeżeli obwód przedmiotu należy podzielić na z części, to dla dokonania jednego podziału należy wykonać 1/z pełnego obrotu wrzeciona podzielnicy. Liczba obrotów korbki n_k potrzebna dla dokonania 1/z obrotu wrzeciona wynosi:

gdzie: z_kśl - liczba zębów koła ślimakowego, g - krotność ślimaka.

Najczęściej z_k = 40, g = 1. W tym przypadku wzór przyjmie postać

Określiwszy na podstawie tego wzoru liczbę obrotów n_k korbki 5, wyszukuje się na tarczce podziałowej 1 odpowiedni szereg otworków równy mianow­nikowi z, wprowadza się w jeden z tych otworków swo­rzeń 6 i po wykonaniu np. rowka na obwodzie przedmio­tu wyjmuje się sworzeń 6 z otworu tarczki i pokręca się korbką 5 0 liczbę dziatek, równą licznikowi we wzorze. Przez działkę rozumie się odległość między kolej­nymi otworami tarczki. Dla umożliwienia wykonania dużej liczby różnych po­działów podzielnica zaopatrzona jest w trzy wymienne tarczki podziałowe o następujących szeregach otworów:

I tarczka - 15, 16, 17, 18, 19 i 20;

II tarczka - 21, 23, 27, 29, 31 i 33;

III tarczka - 37, 39, 41, 43, 47 i 49.

Niekiedy wykonywane są tylko dwie tarcze dwu­stronne mające różną liczbę otworów nieprzelotowych po każdej stronie. Pierwszą tarczkę podziałową przedstawiono na rys. XXIX-24. Wskazówki, osadzone na wspólnej osi z tarcz­ką podziałową, można rozwierać (po uprzednim zluzowa­niu wkrętu) pod dowolnym kątem, a więc obejmować nimi taką liczbę dziatek, jaka wynika ze wzoru .

Tarczka podziałowa Budowa podzielnicy uniwersalnej tarczkowej Podzielnica uniwersalna

2. Dane o przedmiocie obrabianym

-otoczka koła zębatego materiał żeliwo z=25, m.=3mm α_o=20^o y=1

-sposób zamocowania: trzpień podparcie na kle oraz z drugiej strony w szczękach podzielnicy

3. Narzędzia

• dobór freza

wg PN-87/M.-57550

Nr freza	Zakres obr. zębów
1	12-13
2	14-16
3	17-20
4	21-25
5	26-34
6	35-54
7	55-134
8	135 i>

Frez krążkowy modułowy zataczany z=10 d=70mm oznaczenie SW9 NPMa-3/20⁰ nr.7

-sposób ustawienia i mocowania

Frez musi pracować w osi zamocowanego przedmiotu ponieważ w innym przypadku nacinany ząb będzie znikształcony.

Ząb zniekształcony wskutek niewłaściwego ząb przesadzony z osi wskutek

Zazębienia narzędzia wadliwego ustawienia narzędzia

Podstawowym warunkiem prawi­dłowej pracy freza jest utrzymanie ścisłej współśrodko­wości zewnętrznego zarysu osty za z osią wrzeciona. W przeciwnym razie każde ostrze skrawa na różnej głę­bokości, najbardziej wystające ostrza zużywają się naj­szybciej, okres trwałości freza zmniejsza się, a w wyniku frezowania powstaje powierzchnia o zróżnicowanej

falistości. W celu uniknięcia tych niepożądanych zjawisk konieczne jest dokładne i właściwe zamocowanie freza. Frezy walcowe osadza się na trzpieniu1. Trzpień ten ma na końcu dokładną znormalizowaną powierzchnię stożkową, która służy do środkowania trzpienia w gnieździe 2.

Schemat zamocowania freza na trzpieniu

4. Dobór warunków skrawania

obliczam V_CT

obliczam posuw na ostrze

5.Przebieg obróbki (podział)

Ponieważ na otoczce należy naciąć 25 zębów należy obliczyć o jaki kąt trzeba obrócić materiał wokół własnej osi. Do tego celu służy podzielnica której korbą należy wykonać pełnych 40 obrotów aby dokonać obrotu o 360⁰.

Wykonujemy działanie
wiemy zatem, że należy wykonać 1 pełny obrót korbą. Ponieważ na tarczce nie ma obwodu podzielonego na 5 części, stąd należy znależć najbliższą wartość, która ma wspólny dzielnik z 5. Jest to 30. Po sprowadzeniu do wspólnego mianownika
. Trzeba więc wykonać pełny obrót i przekręcić korbkę o 18 otworów na obwodzie z 30 otworami.

Po wyfrezowaniu 1 wrębu czynność tą powtarzamy aż do wykonania całego uzębienia.

Jeśli podział wykonany został poprawnie to uda trafić się na pierwszy wrąb.

Wnioski

Frezowanie uzębień frezem krążkowym modułowym nie nastręcza wielu problemów.

Należy jednak zwrócić szczególną uwagę na zamocowanie narzędzia i ustawienie freza w osi przedmiotu obrabianego. Najważniejszy jest jednak prawidłowy podział obwodu za pomocą podzielnicy. Wszelkie błędy podziału dyskwalifikują całe koło zębate.

---