Модульные фрезы предназначены для обработки зубьев колес в индивидуальном производстве методом копирования. Различают два типа модульных фасонных фрез: дисковые и пальцевые.

Дисковые модульные фрезы предназначены для обработки прямых, косозубых, конических, а также шевронных колес с канавкой на ободе (для выхода инструмента). При наличии специальных приспособлений дисковыми модульными фрезами можно нарезать на зубофрезерных станках и колеса с внутренним зацеплением.

При обработке прямозубых колес дисковые фрезы работают методом копирования, при обработке косозубых и шевронных – методом бесцентроидного огибания (центроиды на инструменте и детали в процессе нарезания отсутствуют), когда профиль фрезы ни в какой момент огибания не совпадает с профилем окончательно нарезанной впадины. В соответствии с ОСТ 2 И41-14-87 дисковые модульные фрезы изготавливаются наборами из 8 фрез и предназначены для нарезания колес 10-й степени точности по ГОСТ 1643-81 с модулями m=1…16 мм. Эти фрезы имеют наружные диаметры =50…180 мм, диаметры посадочных отверстий =19…50 мм, число зубьев =14…10 и ширину =4…53 мм. По этому стандарту дисковые фрезы изготавливаются и с «половинными» номерами (, т.е. набором из 15 инструментов.

ГОСТ 13838-68 регламентирует дисковые мелкомодульные фрезы для нарезания цилиндрических колес 9-й степени точности и ниже модулей m=0,2…0,9 мм в комплексе из 8 или 15 инструментов. Так как при равных диаметрах профили зубьев колес с равным числом зубьев неодинаковы, то для нарезания методом копирования колеса с определенным числом зубьев требуется отдельная фреза со своим профилем. Для нарезания колес с  зубьев нужно иметь теоретически бесконечное число дисковых фрез.

Практически поступают следующим образом. Вычерчивают профили колес  и  и полученную максимальную разницу делят на 8 или 15 частей и определяют, какому числу зубьев соответствуют профили 1, 2, 3, … 8 (рис. 7.9). Например, профиль №4 в точности соответствует профилю колеса с , а профиль №5 – , поэтому фреза №4 предназначается для колес с , а №8 – для колес с числом зубьев  и зубчатых реек ().

Построение профилей фрез стандартных наборов по этой схеме закладывает погрешности нарезаемых колес, поэтому дисковыми модульными фрезами можно получить колеса не выше 9-й степени точности.

Кроме этого, дисковые модульные фрезы имеют низкую стойкость и производительность из-за , малого наружного диаметра, числа зубьев и малых задних углов на боковых кромках ().

Рис. 7.9. Формы боковых сторон зубчатого колеса с разным числом зубьев

Рис. 7.10. Схема обработки

шевронного колеса пальцевой фрезой

Пальцевые модульные фрезы предназначены для нарезания прямозубых, косозубых и шевронных колес (с числом шевронов 2 и более) без канавки (рис. 7.10), когда другой инструмент нельзя применить, например, с модулем m>50. Но стойкость и производительность пальцевых фрез малы, так как число зубьев (4…8) мало, крепление их на станке нежесткое (консольное) и условия работы (угол контакта между фрезой и заготовкой равен около ) неблагоприятные.

Профилирование модульных фрез для прямозубых колес. Так как профиль фрезы должен быть точной копией впадины между зубьями при нарезании методом копирования, то он должен обеспечивать получение рабочего участия профиля в виде эвольвенты и нерабочего – в виде прямых или кривых. Определим координаты эвольвентной части профиля. Начало координат поместим в центр колеса, а ось расположим симметрично впадине (рис. 7.11).

Координаты точки А равны:

.                                                                             (7.10)

.                                     (7.11)

Здесь в выражении  - профильный угол. В формуле для  угол  определяется по зависимости

,                                                                    (7.12)

где  — угол зацепления, определяемый из соотношения  и .

Рис. 7.11. Схема для определения профиля модульной фрезы

Определив  в градусах с точностью до секунды по формуле (7.12), по таблицам эвольвентных функций находим . Данные таблиц этих функций следует интерполировать также с точностью до секунды.

Теперь значение  подставим в формулу (7.11) и найдем угол . При подставке  в формулы (7.10) для  и  его надо перевести в градусное измерение, т.е. умножить на 206264,8”.

Задаваясь рядом значений  , определяют ,  и  и .

Для проверки профиля фрезы проектируется шаблон. Для нахождения уравнения его профиля начало координат следует перенести в нижнюю точку профиля зуба колеса, определяемую радиусом r_i (рис. 7.12), при этом:

.                                                                                                                 (7.13)

Значение  и  в (7.13) следует принять из расчетов по зависимостям (7.10).

Рис. 7.12. Система координат

для определения профиля шаблона