Чем отличается черновая червячная фреза от чистовой стандартной фрезы?

Зубчатые колеса, имеющие высокую степень точности, при окончательной обработке зубьев подвергаются шевингованию или зубошлифованию. Предварительная нарезка зубьев таких колес выполняется черновыми червячными фрезами на зубофрезерных станках. В отличие от стандартной червячной фрезы конструкция черновой фрезы имеет модифицированный профиль, который должен обеспечить гарантированный припуск на боковой поверхности зуба нарезаемого колеса, а также свободный выход шлифовального круга или шевера во время окончательной обработки. На рисунке 1 изображен профиль черновой червячной фрезы и форма нарезаемого зуба обрабатываемого колеса.

Для получения припуска на эвольвентной поверхности зуба нарезаемого колеса, ширина профиля зуба червячной фрезы немного уменьшена. Вследствие чего при нарезке зубчатого колеса на полную глубину h=2,25m, на боковой эвольвентной поверхности остается припуск под последующую обработку (см. рис.1). Помимо припуска на ножке зуба обрабатываемого колеса прорезаны радиусные выемки, обеспечивающие свободный выход инструмента при окончательной обработке. Эти выемки сформированы утолщением, расположенным на вершине зуба фрезы вследствие изменения угла профиля (α=20⁰) на меньший угол (около 5⁰). Это утолщение на червячной фрезе называется “протуберанец”. Для большей наглядности, рассмотрим форму впадины сформированной стандартной чистовой фрезой, изготовленной по ГОСТ 9324-80, зубья, которой имеют форму правильной трапеции с углом профиля α=20⁰.

Как видно по рисунку 2 форма впадины нарезанного зуба, полученная методом обката, имеет плавную без подрезок эвольвентную форму. На рисунке 3 уже изображена форма впадины, полученная черновой червячной фрезой с протуберанцем. В этом случае, на ножке зуба наблюдается подрезка глубиной h в виде радиусной выемки.

Профиль некоторых черновых фрез имеет модификацию на ножке зуба в виде дополнительного скоса (угол 35…45⁰), который называется “фланк” (см. рис.1). Согласно ГОСТ 9324-80 с фланком могут быть изготовлены и чистовые червячные фрезы. В процессе обкатки фланк срезает фаски на вершине зуба обрабатываемого колеса.

Представленные модификации профиля зуба фрезы позволяют получить нужную форму зубьев обрабатываемой детали под последующую чистовую обработку. Однако для получения корректного профиля, такие конструктивные элементы, как фланк и протуберанец строго рассчитываются под небольшой диапазон чисел зубьев нарезаемых колёс или вообще проектируются и изготавливаются под определенную деталь.