На рисунке 4.39 показана схема обработки зубьев червячной фрезой. Частота вращения фрезы определяется на основании выбранной скорости резания:

где n_фр — частота вращения фрезы, об/мин; Vфр — скорость резания, осуществляемая фрезой, м/мин; Dфр — диаметр фрезы, мм.

Частота вращения заготовки:

где n_заг — частота вращения заготовки, об/мин, об/с, 1/с; k — число заходов червячной фрезы; Zзаг — число нарезаемых зубьев на заготовке.?

Червячная фреза получает продольную подачу, параллельную оси заготовки Snpод, и поэтому обрабатывает зубья по всей ширине колеса. Одной и той же червячной фрезой можно фрезеровать как прямозубые, так и косозубые колеса любого числа зубьев с модулем, соответствующим модулю инструмента. Той же фрезой можно фрезеровать как нулевые (некорригированные), так и корригированные колеса. Напомним, что при зубообразовании по методу копирования определенный инструмент предназначен лишь для обработки заданных чисел зубьев и модуля.

Фрезы изготовляют четырех классов точности: класса АА — для нарезания колес 7-й степени точности; класса А — для нарезания колес 8-й степени точности; класса В — для нарезания колес 9-й степени точности; класса С — для нарезания колес 10-й степени точности.

Червячная фреза закрепляется в суппорте, который должен быть повернут таким образом, чтобы направление зубьев заготовки и витков инструмента совпадали.
Основное время при зубофрезеровании однозаходной фрезы одной заготовки:

где l₀ — длина нарезаемого зуба, мм; lвр — длина врезания, мм; ln — длина перебега, мм; Snp — продольная подача на один оборот заготовки, мм; z — число зубьев нарезаемой заготовки; n_фр — число оборотов фрезы, мин; Р — угол наклона зуба к оси колеса (для прямозубых колес).

Длина врезания определяется по формуле:

где t — глубина прорезаемой впадины, мм; Dфр — диаметр червячной фрезы, мм.

Рассмотрим пути повышения производительности нарезания зубьев червячной фрезой.
1. Применение множественной обработки, когда на одной оправке устанавливаются одновременно две или больше заготовок. В этом случае время на врезание затрачивается только лишь при фрезеровании первой заготовки.

2. Применение 2- и 3-заходных червячных фрез, при которых сокращается основное время. Но такие фрезы имеют ощутимую погрешность профиля от теоретического профиля исходной рейки, поэтому могут быть использованы лишь для предварительного фрезерования.

Формула основного времени с учетом множественной обработки и заходности фрез следующая:

где m — количество одновременно обрабатываемых заготовок; q — число заходов фрезы.

3. Применение радиального врезания значительно сокращает путь врезания. На рисунке 4.39 справа показан путь врезания при продольной подаче, слева — при радиальной подаче. Путь врезания при радиальной подаче определяется по формуле:

Кроме того, при радиальном врезании практически отсутствуют ударные нагрузки, которые возникают при врезании с продольной подачей, что уменьшает износ зубьев фрезы. Радиальное врезание повышает производительность до 20% по сравнению с врезанием при продольной подаче.

4. Применение попутного фрезерования. Попутное фрезерование предпочтительнее встречного, так как оно обеспечивает более благоприятные условия стружкообразования и лучшую шероховатость поверхности. Однако при попутном зубофрезеровании требуется большая жесткость технологической системы. В паре винт-гайка механизма подачи практически не должно быть зазора. При обработке чугуна попутное фрезерование не дает ощутимых преимуществ.

5. Использование фрез с различной высотой зуба. При зубофрезеровании обычными червячными фрезами зубья ре нагружаются неравномерно. Из рисунке 4.40 видно, что в процессе резания (при взаимной обкатке заготовки и инструмента) наибольшую массу металла обрабатываемой очередной впадины заготовки 1 срезает зуб «а» червячной фрезы 2.

Режимы резания устанавливаются по работе наиболее нагруженных зубьев.
При изготовлении зубьев фрезы различной высоты, как показано на рисунке 4.40 пунктиром, можно добиться сравнительно равномерной загрузки при резании почти всех зубьев, что позволяет значительно увеличить подачу.

6. Оснащение станков системами адаптивного управления. На участке врезания и на выходе инструмента усилия резания меньше, чем в период резания при полной глубине.
Система адаптивного управления может обеспечить наивыгоднейшую величину подачи в течение всего цикла обработки, за счет чего повысить производительность операции.