ПРАКТИЧНА РОБОТА № 4. РОЗРАХУНОК ЗУБОРІЗНИХ ДОВБАЧІВ

4.1 Класифікація та призначення добачів

Виготовлення зубчастого колеса різних зубчастих деталей здійснюють за допомогою двох методів: копіювання та обкату.

Копіювальний метод – метод нарізання зубчастих коліс ріжучими кромками які відповідають формі впадини зуба. Сюди відносять: фасонні дискові і пальцеві фрези, фасонні зуборізні головки, притирка для коліс внутрішнього зачеплення.

Метод обкату – метод при якому зубчасті колеса утворюються в результаті відносного руху ріжучої кромки інструмента та оброблюваної поверхні. Сюди відносять: зуборізні гребінки, черв’ячні фрези, довбачі, різцеві головки.

Довбач – це інструмент, що представляє собою зубчасте колесо, бічні сторони і вершини зубів якого мають задні і передні кути.

Довбач активно використовуються в сучасному виробництві при нарізанні зубців коліс косозубого, циліндричного і прямозубого типів, а також коліс з внутрішнім виглядом зачеплення. Довбачі відіграють важливу роль при нарізуванні зубців в упор, зокрема, в процесі нарізування коліс з фланцями або блокових коліс. Вони дозволяють підвищити продуктивність праці при нарізуванні коліс, що мають більшу кількість зубців і вузький бурт, а також при нарізуванні рейок і зубчастих секторів. Також не можна не відзначити підвищені технологічні показники довбачів, а також можливість роботи з максимальною точністю і велику область використання.

В якості сировини у виробництві довбачів використовується швидкорізальна сталь, в деяких випадках їх також оснащують пластинами твердосплавного типу.

Залежно від характеру оброблюваних деталей довбачі діляться на три групи:

1) прямозубі - для нарізання прямозубих коліс;

2) косо зубі - для нарізання коліс із гвинтовим зубом і шевронних коліс;

3) спеціальні - для нарізання зубчастих деталей не евольвентного зачеплення (зірочки, шліцьові вали і т. д.)

По конструкції добвачі класифікуються на наступні групи (рис 4.1):

а) дискові - застосовуються для коліс внутрішнього і зовнішнього зачеплення при великих діаметрах;

б) чашкові - для нарізування зубів в упор;

в) хвостові - для коліс внутрішнього зачеплення малого діаметра, де неприпустимо застосування та виготовлення дискового двбача;

г) втулкові - є видозміненим типом хвостового довбача;

д) збірні.

Рис. 4.1 – Зуборізні довбачі

а – чашковий , б – дисковий, в – хвостовий, г – втулковий

Згідно ГОСТ 9323-79 довбачі виготовляють 5-ти типів і 3-х класів точності табл. 4.1.

Довбач, як інструмент, утворюється з циліндричного зубчастого колеса шляхом створення передніх і задніх кутів по всьому контуру ріжучих кромок. У результаті цього задані поверхні стають схожими на конічне колесо з рівновисоким зубом. Однак на відміну від конічного колеса, у якого твірна початкового конуса розташована на конічній поверхні, у довбача твірна початкового (ділильного) циліндра лежить на циліндричній поверхні. Ділильний діаметр є постійним в будь-якому перерізі, перпендикулярному до осі довбача.

Таблиця 4.1. Типи і класи точності довбачів

Довбач	Тип	Dt, мм	Клас точності
Дисковий:
прямозубий	І	75,100,125,160,200	АА,А,В
косозубий	ІІ	100	А,В
Чашковий прямозубий	ІІІ	50,75,100,125	АА,А,В
Хвостовий:
прямозубий	IV	25,38	В
косозубий	V	38	В
Примітка. Для обробки коліс 6-ї степені точності рекомендуються довбачі класуАА , для обробки коліс 7-й степені точності – довбачі класу А, і дял 8-ї степені точності –довбачі класу В.

Діаметр ділильного кола довбача необхідно робити якомога меншим. Також при проектуванні довбача необхідно притримуватися наступних практичних співвідношень між діаметром ділильного кола довбача та його модулем:

Діаметр Dt, мм………... 75 100 150 360

Модуль m …………… 1- 4,5 1-8 2-12 6-36

Для створення задніх кутів на вершині зубів (aВ) і на його бічних сторонах (aБ), зуби довбача утворюються шляхом зміщення вихідної рейки і мають у кожному перетині перпендикулярному до осі довбача свою особливу величину зміщення контуру , де - коефіцієнт зміщення контуру початкової інструментальної рейки.

Розрізняють три основних січення довбача, перпендикулярних до його осі.

Січення 1 - 1, що проходить через вершинні ріжучі кромки нового довбача, називається початковим. У цьому січенні зміщення вихідного контуру рейки буде позитивним і максимальним .

Січення 0 - 0 називається вихідним. У ньому зміщення вихідного контуру дорівнює нулю. Це січення називається також і розрахунковим, так як в ньому визначаються основні параметри довбача.

Січення 2 - 2 називається кінцевим. Воно відповідає остаточно сточеному довбачу. Січення утворено негативним зсувом початкового контуру рейки .

В любому перетині профіль зуба буде окреслено по евольвенті. Задля уникнення спотворення профілю, евольвенти повинні бути утворені від одного і того ж основного циліндра діаметром:

.

Рис. 4.2 – Геометрія довбач

Згідно ГОСТ 9324-79 довбачі роблять з номінальними ділильними діаметрами рівними 25, 38, 50, 75, 100, 125, 160, 200, 360. Фактичний ділильний діаметр відрізняється від номінального, що випливає з умови , де – число зубів довбача, яке є цілим. Переважно приймають число зубів в межах від 30 до 60, якщо довбач не фланкований (бажано враховувати умову ).

Діаметр кола виступів на передній поверхні:

де – коефіцієнт висоти головки зуба. Для стандартного зачеплення.

– коефіцієнт радіального зазору. Для стандартного зачеплення .

Діаметр кола впадин по передній поверхні:

.

Товщина зуба по дузі ділильного кола :

− в основній площині;

де - бічний задній кут. Знаходиться в межах 2 - 4 градусів.

Передній кут на вершині зубів у чистових довбачів приймають рівним 5 градусам, а у чорнових від 10 до 12.

Задній кут на вершині зубів a в у стандартних довбачів дорівнює 6 градусам, у чистових довбачів збільшують до величини 8-9 градусів, а для чорнових до 12.

При визначенні параметрів косозубого довбача розрахунки залишаються тими ж, лише необхідно враховувати кут нахилу зубів b при розрахунку ділильного діаметра.

4.2. Розрахунок чашкового довбача

1.   Число зубів довбача. Визначають з розрахунку номінального стандартного ділильного діаметра довба , при чому в більшості випадків вибирають парні значення числа зубів:

2.     Допустиме зміщення передньої поверхні від початкового січення:

,

де - максимальний коефіцієнт зміщення на довбачі.

Мінімальну товщину зуба вибирають в залежності від модуля m:

Модуль m довбача, мм	Допустима максимальна товщина зуба , мм
1-1,5
1,75-2,75
3,00-4,0
4,25-6,0
6,5-8,0

Коефіцієнт зміщення вибирають за рис. 4.3 Взнавши значення мінімальної допустимої товщини зуба і число зубів довбача по графіку знаходять відповідне значення . Для цього від вибраного значення потрібно іти по горизонталі до пересічення з кривою для відповідного числа зубів довбача , і потім – по вертикалі до величини .

Рис. 4.3 – Графіки для визначення максимального коефіцієнта зміщення (за даними М.С.Полоцького)

а – висота головки зуба довбача в розрахунковому січенні рівна 1,25m; б -висота головки зуба довбача в розрахунковому січенні рівна1,3m; -номінаьна товщина зуба довбача; – число зубів довбача.

3. Передні і задні кути при вершині зуба:

передній кут при вершині зуба вибирають від 5-10⁰,

задній кут при вершині приймається для чистових довбачів –6⁰, для чорнових – 9-12⁰.

1.                Розміри зуба довбача ( в розрахунковому січенні)

Висота головки і ніжки зуба для не корегованих зубчатих коліс :

за мм, ;

за m >2.75мм; мм .

2.                Діаметр кола виступів довбача :

.

Діаметр кола впадин довбача:

,

де h – висота зуба.

.

3.                Товщина зуба по дузі ділильного кола на відстань a від розрахункового січення.

.

4.                Перевіряють правильність вибору коефіцієнту зміщення, для цього визначають відсутність підрізання при мінімальному числі зубів z₁ колеса, що нарізають. Від заданого числа зубів довбача, слідуючи по вертикалі до перетину з кривою, яка відповідає відповідному значенні, а потім по горизонталі знаходять максимальне число зубів колеса z₂, яке ще може бути оброблене даним довбачем без підрізання (рис. 4.4).

8. Основні конструктивні параметри довбача вибираються за ГОСТ 9323-79.

Рис. 4.4 – Графік для визначення умов підрізання (за даними М.С. Полоцького)