Червячная фреза как надежный инструмент для шлицевых валов

1 Классификация инструментов по роду обработки и конструкции

В зависимости от типа обработки, червячные фрезы принято делить на четыре типа:

• Черновые. Предназначены для предварительного нарезания, обладают передним углом 5-7 градусов и небольшой толщиной зубьев.
• Чистовые. Используются для чистовой обработки металлических зубьев. Размеры и стандарты таких фрез прописаны в ГОСТ 9324.
• Прецизионные. Предназначены преимущественно для нарезания зубьев в турбинных передачах и выполняются с увеличенным диаметром.
• Фрезы червячные питчевые. Относятся к категории специальных и предназначены под шевер и для звездочек.

Инструменты также принято делить на однозаходные или многозаходные. Последний тип чаще всего применяется для чернового нарезания с последующей за ним чистовой обработкой. Также существует классификация по направлению витков – левосторонние и правосторонние в сборной или цельной конструкции. Модульная фреза с маркировкой до 10 обычно изготавливается цельной, остальные виды чаще всего сборного типа (сварные или со вставными гребенками).

Использование червячной фрезы

Изготовление и модернизация червячных фрез согласно ГОСТу 9324 предполагает применение специальной маркировки, которая должна включать в себя показатели угла зацепления, модульный номер, высоту зуба и угол подъема линии винтов.

2 Принцип работы эвольвентных фрез – как правильно их использовать?

Фрезы червячные для шлицевых валов с прямобочным профилем имеют ряд особенностей в использовании. Дело в том, что производительность работ и режущие режимы при нарезании с помощью червячных фрез зависят от типа и характера загрузки основных режущих кромок. При нарезании цилиндрических колес фрезой специального типа происходит неравномерная нагрузка на режущие кромки инструмента. Таким образом, при обработке наибольший контакт и нагрузку с поверхностью имеют вершинные кромки. Это означает, что в процессе зубофрезерования лишь половина режущих кромок участвует в процессе. Однако при затуплении этих участков возникает необходимость стачивать зубья по всей длине и периметру инструмента.

Эвольвентная фреза

Чтобы минимизировать необходимость постоянной заточки и исправления режущего инструмента, на многих заводах используются усиленные фрезы с модифицированным профилем, обычно с тверосплавными гребнями. Их использование позволяет существенно повысить производительность работ, особенно на быстроходных станках, при необходимости нарезания колес с шевингованием.

В процессе зубофрезерования основная фреза и колесо непрерывно вращаются вокруг своей оси, движение вдоль которой осуществляется перемещением специального суппорта на зубонарезном станке. Вращение координируется с числом подачи станка, а при использовании фрез многозаходного типа число впадин на колесе равно числу заходов вращения. При фрезеровании с помощью червячной фрезы контакт с деталью или заготовкой характеризуется, как прерывистый, что приводит к появлению огранки и волнистости колеса.

Поэтому для изготовления колес высокой точности после зубонарезания необходимо провести дополнительные операции по шевингованию или зубошлифованию.

3 Повышение производительности и заточка режущих кромок

В процессе работ по зубонарезанию происходит постепенное затупление и износ режущей поверхности. Инструмент теряет работоспособность, которую необходимо восстанавливать. Наиболее распространенным и доступным способом является заточка червячных фрез с помощью специальных приспособлений. Станок, который используется для заточки червячных фрез, позволяет восстановить правильные геометрические размеры и параметры, а также режущие свойства инструмента в полном объеме.

Виды червячных фрез

От качества заточки и оборудования зависит точность нарезки и точность профиля зуба при работе с исправленным инструментом. Заточка и затылование должны производиться на специальных фрезерных заточных или шлифовальных станках в зависимости от степени износа режущих кромок инструмента. Заточка ведется по передней поверхности, затылование – по задней поверхности с направлением по радиусу зубьев (в том случае, когда степень износа очень высокая).

Существует также несколько способов совершенствования и модернизации поверхности после заточки фрез, которые применяются для повышения производительности, увеличения срока службы и упрощения процесса эксплуатации. Среди основных направлений модернизации можно выделить:

• применение эффективных сборных конструкций из твердых сортов стали;
• улучшение кромок профиля и изменение схемы нарезания и геометрических параметров инструмента;
• использование затыловочных и многозаходных червячных фрез.

Следует также понимать, что на стойкость и долговечность фрез влияет в первую очередь схема резания и метод фрезерования, исходя из которых, распределяется нагрузка на зубья инструмента. Изготовление и восстановление червячных фрез – довольно трудоемкое и дорогостоящее занятие, именно поэтому производители ищут новые инструментальные материалы для их изготовления. Чтобы фреза прослужила максимально долго без дополнительных работ по шлифованию и заточке, необходимо соблюдать технологию ее использования и следить за тем, чтобы оборудование было исправно и качественно настроено.