3. Расчет конструктивных элементов червячной фрезы

В технической литературе и учебных пособиях приводятся несколько методик расчёта червячной шлицевой фрезы. Учебным целям в наибольшей степени отвечает методика, изложенная в работе [1], которая и была принята за основу при составлении настоящих методических указаний.

Проектирование чистовой червячной шлицевой фрезы представляет достаточно трудоёмкую задачу. При расчёте конструктивных элементов необходимо выполнить более 60 вычислительных операций, большая часть которых (например, расчёт размеров профиля зуба, расчёт установочных параметров и др.) выполняется с высокой точностью.

Трудоёмкость расчетов существенно снижается при применении современной вычислительной техники. Предлагаемая методика позволяет выполнить расчёт конструктивных элементов фрезы с помощью различных по техническим возможностям вычислительных средств: от микрокалькуляторов до прикладных программ, используемых на ПЭВМ. Пример расчета фрезы приведён в табл. 5.

Расчёт фрезы начинается с определения расчётных размеров шлицевого вала. Отметим основные положения, с учётом которых выведены формулы для определения этих размеров.

При определении расчётных размеров шлицевого вала необходимо учитывать допуски на соответствующие элементы и особенности условий обработки по методу огибания.

Уменьшение расчётного наружного диаметра D_p сопровождается уменьшением диаметра начальной окружности d_w, что может привести к срезу профиля вала за пределами принятого расчётного наружного диаметра. Поэтому D_p принимают равным максимально допустимому наружному диаметру вала. При наличии на вершине профиля фаски расчётная окружность выступов проходит через её основание.

Расчётные размеры диаметра окружности впадин d_p и ширины шлица b_p принимают в пределах допуска на их изготовление. Учитывая некоторую возможность разбивки профиля детали и изменение размеров профиля инструмента вследствие переточек, величины d_p и b_p обычно берут на 1/4 допуска больше их минимальных размеров.

Если фреза проектируется для обработки вала с припуском под шлифование, то расчётные размеры шлифуемых поверхностей определяют как сумму соответствующего номинального размера и средней величины припуска на шлифование А_ср. Рекомендуемые значения припусков на шлифование шлицевых валов приведены в табл. 4.

Таблица 4

Припуски на шлифование шлицевых валов

Номинальный размер внут­реннего диаметра вала, мм	Припуск на шлифование (на две стороны), мм
	Amin	Amax
до 30	0,25	0,35
свыше 30 до 50	0,30	0,40
свыше 50 до 80	0,40	0,50
свыше 80 до 120	0,45	0,55

Положение начальной окружности относительно обрабатываемого профиля определяется условиями возможности обработки. При начальной окружности меньше допустимой профиль детали не будет правильно обработан у наружной окружности. При увеличении радиуса начальной окружности увеличиваются переходные кривые, получающиеся при обработке в основании профиля вала, уменьшается ширина зуба фрезы на вершине, уменьшается длина активной части линии профилирования, уменьшается количество резов, формирующих профиль. Следовательно, радиус начальной окружности обработки должен быть принят минимально допустимым по условиям правильной обработки всего профиля у вершины. Как показано в работе [1] этим условиям удовлетворяет формула (4) из табл. 5.

После определения расчетных размеров шлицевого вала, выполняется расчет конструктивных элементов фрезы в последовательности, указанной в табл. 5.

При расчете координат точек профиля зуба фрезы особое внимание следует обратить на правильность действий с тригонометрическими функциями и на точность вычислений.

В тех случаях, когда величину параметра необходимо выбрать из интервала значений, следует исходить из того, что весь интервал приходится на диапазон размеров валов, указанных в табл. 1 или 2.

Таблица 5