ТЕМА 10. ЗУБОРІЗНІ ДОВБАЧІ

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.

10.1. Види довбачів. Конструктивні та геометричні параметри

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:

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.

Основна відмінність між даними типами полягає в тому, що довбачі чашкові працюють в упор. Їх кріплення здійснюється у спеціально призначеній для цього виїмці або у втулці з метою обмежити контакт з упором. Довбачі хвостові відрізняються порівняно невеликим діаметром і використовуються в процесі нарізування дрібномодульних коліс і коліс з внутрішнім типом зачеплення. Довбач косозубий призначені для нарізування шевронних і косозубих коліс.

Згідно ГОСТ 9323-79 довачі виготовляють 5-ти типів і 3-х класів точності: 

1 - дискові прямозубі (АА, А, В);

2 - дискові косозубі (А, В);

3 - чашкові прямозубі (АА, А, В);

4 - хвостові прямозубі (В);

5 - хвостові косозубі (В).

Класи точності застосовують:

АА - для нарізування коліс 6-го ступеня точності; А - для нарізання коліс 7-го ступеня точності; В - для нарізання коліс 8-го ступеня точності.

Довбач (рис.10.1), 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.

Рис. 10.1- Зуборізні довбачі

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 c = xі × mn, де xі - коефіцієнт зміщення контуру початкової інструментальної рейки.

Розрізняють три основних січення довбача, перпендикулярних до його осі (рис.10.2).

Січення 1 - 1, що проходить через вершинні ріжучі кромки нового довбача, називається початковим. У цьому січенні зміщення вихідного контуру рейки буде позитивним і максимальним c1 = +xі×mn = а×tgaВ.

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

Січення 2 - 2 називаєтся кінцевим, відповідне остаточно сточеному довбачу. Січення утворено негативним зсувом початкового контуру рейки c2 = -xИ×mn = b×tgaВ.

Рис. 10.2 - Геометрія довбача

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 DО = d×cosa = mn×Z×cosa. 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 d = mn×Z, де Z - число зубів довбача, яке є цілим. Переважно приймають число зубів в межах від 30 до 60, якщо довбач не фланкований (бажано враховувати умову ZШ < Z < ZК).

Діаметр кола виступів на передній поверхні:

d_a = mn × Z + 2 × mn × (f’ + C’) + 2a × tgaB

де f' - коефіцієнт висоти головки зуба. Для стандартного зачеплення f'= 1.

C'-коефіцієнт радіального зазору. Для стандартного зачеплення C'= 0,25.

Діаметр кола впадин по передній поверхні:

df = mn × (Z – 2,5) + 2a × tgaB

Товщина зуба по дузі ділильного кола :

− в основній площині;

S₁ = S₀ + 2a × tgα_Б − на передній поверхні.

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

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

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

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

10.2. Приклад розрахунку зуборізного чашкового довбача

Розрахувати та спроектувати чашковий зуборізний довбач для нарізання зубчатих коліс з числом зубів до з модулем Кут зачеплення α=20^0. Номінальний діаметр ділильного кола довбача мм. Степінь точності коліс що нарзаються - В. Матерал заготовки сталь 45 з межою міцності σ_в=650 МПа.

Розрахунок довбача

1. Визначаємо число зубів довбача:

.

1.     Геометричні параметри ріжучої частини:

.

2.    Номінальний ділильний діаметр:

мм.

3.    Виначаємо допустиме зміщення передньої площини від початкового січення:

Згідно джерела [10] ст.209 приймаємо:

і для згідно [11], рис. 71, ст. 209 приймаємо = 0,095

Приймаємо

4.    Знаходимо розміри зуба довбача в розрахунковому січені:

1)    висота головки зуба:

2)    висота ніжки зуба:

3)    загальна висота зуба:

5.    Діаметр кола виступів довбача:

Діаметр кола впадин довбача:

6.    Визначаємо товщину зуба по дузі ділильного кола на відстані від розрахункового січення:

7.    Перевіряємо вірність вибору коефіцієнта зміщення =0,095,

щодо відсутності підрізання за обробки коліс з числом зубів рівним .

Перевіряємо за джерелом [11], рис.72, ст.210. Умова виконується, підрізання відсутнє.

9. Основні конструктивні розмври довбача і технічні вимоги виконуємо за ГОСТ. Виконуємо креслення за проведеними розрахунками.