Зубонарезание зубчатых колёс (Что-то вроде лекций или метод), страница 3

Заготовку I конического зубчатого колеса устанавливают на оправке в шпиндель делительной головки 2 (рис. 11,а), который поворачивают в вертикальной плоскости до тех пор, пока образуются

впадина между двумя зубьями не займет горизонтального положения. Нарезаются зубья обычно за три хода и только при малых модулях за два хода.

При первом ходе фрезеруется впадина между зубьями шириной b₂ (рис. 11,б);

форма фрезы соответствует форме впади­ны на ее узком конце; второй проход производят модульной фрезой, профиль которой соответствует наружному профилю зуба, поворачивая при этом столик с делительной головкой на угол :

где b₁ - ширина впадины между зубьями на ее широком конце,мм,

b₂ - то же, на узком конце, мм,

l - длина впадины.

При таком положении фрезеруются все левые бока зубьев (площадка I - рис. 11,б). За третий ход фрезеруются все правые бока зубь­ев (площадка 2), для чего

делительную головку поворачивают на тот же угол, но в другую сторону.

Этот способ нарезания зубьев малопроизводителен.

Метод обкатки (огибация) - основной, наиболее точный и производи­тельный метод нарезания конических зубчатых колес.

Этот метод был уже рассмотрен. Схема нарезания прямозубого конического колеса приведена на рис. 12. Процесс нарезания основан на принципе зацепления обрабатываемой детали I с вообра­жаемым плоским колесом 2, одним из зубьев которого как бы являют­ся два строгальных резца 3. При этом деталь устанавливается та­ким образом, чтобы образующая конус впадина зуба была параллельна направлению резания.

При обработке зубьев с модулем свыше 2,5 их предварительно прорезают дисковыми модульными фрезами; таким образом, сложные зубострогальные станки не загружаются предварительной грубой об­работкой и, следовательно, они лучше, используются для точной обработки. Для повышения производительности в крупносерийном и массовом производстве одновременно обрабатывают несколько заготовок (обычно три) и автоматизируют технологический процесс.

Для обработки прямых зубьев небольших конических колес при­меняют производительный метод - круговое протягивание зубьев на специальных зубопротяжных станках (рис. 13 ). Режущим инструмен­том служит круговая протяжка I, состоящая из нескольких секций фасонных резцов (15 секций по пяти резцов в каждой секции).

Резцы с изменяющимся профилем расположены в протяжке в последовательном порядке для чернового получистового и чистового

нарезания зубьев. Каждый резец при вращении круговой протяжки снимает определенный слой металла с заготовки 2 в соответствии с величиной припуска. Протяжка вращается с постоянной угловой скоростью и в то же время совершает поступательное движение, ско­рость которого различна на отдельных участках проходимого пути. При черновом и получистовом нарезании протяжка имеет поступатель­ное движение от вершины начального конуса к егв основанию, а при чистовом - в обратном направлении, от основания к вершине. За один оборот протяжки она полностью обрабатывает одну впадину зуб­чатого колеса.

Во время резания обрабатываемая заготовка неподвижна, для обработки следующей впадины она поворачивается на один зуб в то время, когда подходит свободный от резцов сектор круговой протяж­ки.

Этот способ нарезания зубьев отличается высокой производи­тельностью (в 2-3 раза более высокой по сравнению со строганием), в то же время точность обработки соответствует точности, дости­гаемой при нарезании методом обкатки.

Нарезание конических зубчатых колес с криволинейными зубья­ми производится на специальных станках, работающих методом копи­рования и методом обкатки. Режущим инструментом являются резцовые головки двух типов: цельные и со вставленными резцами. Различа­ются одно-, двух- и трехсторонние резцовые головки.

Закругление зубьев зубчатых колес

У
зубчатых колес, предназначенных для коробок передач и дру­гих зубчатых колес, переключающихся на ходу, для облегчения вклю­чения производится закругление торца зубьев на специальных зубозакругляющих станках при помощи пальцевых фрез методом копирова­ния (рис. 14.а). В процессе работы пальцевая фреза вращается и одновременно перемещается по дуге с возвратно-поступательным дви­жением, огибая кромку зуба обрабатываемого колеса, которая пери­одически отводится в осевом направлении, поворачивается вокруг оси на один зуб и подводится к фрезе. Время обработки каждого зуба 1-3 сек. Большая производительность достигается при закруг­лении зубьев пустотелой фрезой, указанной на рис.14,б

Обработка червяков

Распространены червяки: архимедовы, эвольвентные, конволютные и глобоидные.

Архимедовы червяки (рис. 15,а) чаще всего нарезаются на токарных станках, при этом прямолинейные режущие кромки резцов располага­ются в осевом сечении также, как при нарезании трапецеидальной резьбы. Винтовая поверхность такого червяка называется архимедо­вой, так как с торцевой поверхности его она образует архимедову спираль. Такие червяки представляют обычный винт с трапецеидаль­ной резьбой.

Архимедов червяк в осевом сечении имеет прямобочный профиль с углом, равным профильному углу резца.

При крупносерийном производстве архимедовы червяки фрезеру­ются дисковыми фрезами с криволинейными режущими пленками. Шли­фование таких червяков осуществляют дисковым конусным или тарель­чатым кругом с припуском 0,1-0,2 мм на сторону в зависимости от модуля червяка. Шлифование производится при трех движениях: вращении круга, медленном вращении червяка и поступательном переме­щении круга на величину одного шага (хода для многозаходных чер­вяков) за один оборот изделия.

Для отделки витков червяков естественных передач применяют притирку их чугунными или фибровыми притирами, имеющими форму червячного колеса. В качестве абразивного материала применяют микропорошки с маслом, а для получения высокой чистоты поверхно­сти - пасты ГОИ.

Эвольвентные червяки (рис. 15,б) нарезаются на токарных станках с раздельной обработкой каждой стороны витка при смещении прямо­линейных режущих кромок резцов на величину радиуса основного ци­линдра винтовой эвольвентной поверхности.

Если червяк правый, то левую сторону боковой поверхности витков нарезают резцом, поднятым под осью, а правую - опущенным. При левом червяке оба резца соответственно меняют местами. Из-за этих неблагоприятных условий для резцов, эволъвентные червяки указанным способом нарезаются редко. Такие червяки обычно фрезе­руют фасонными дисковыми фрезами, а шлифуют плоской стороной та­рельчатого шлифовального круга.

Эвольвентный червяк можно рассматривать как цилиндрическое зубчатое колесо с малым числом спиральных зубьев, имеющих боль­шой угол наклона.В настоящее время эвольвентные и архимедовые червяки в круп­носерийном и массовом производстве нарезают обкаточными дисковыми фрезами, подобными зуборезным долбякам на специальных станках. Подача осуществляется инструментом в осевом направлении заготовки червяка при вращении его и резца.

Ч
ервяк с прямосторонним профилем в нормальном сечении витка называют конволютным (рис. 15,в). Нарезают его резцами, располо­женными нормально к боковым поверхностям витка.

Н
арезание глобоидных червяков требует применения специальных устройств на зубофрезерных станках. Например, применяется универ­сальная головка, представляющая собой корпус со шпинделем, смон­тированным на планшайбе так. что ось его проходит через центр ее. Можно применять и спиральные резцовые головки.

После нарезания витков червяк обычно подвергают термообработ­ке с последующим шлифованием опорных мест и винтов. Отделку чер­вяков осуществляют притиркой либо обкаткой закаленным роликом.

Контроль червяков. Диаметральные и линейные размеры червяков про­веряются обычными способами при помощи предельных скоб, микромет­ров и т.п. Наиболее сложной операцией контроля червяков является проверка среднего диаметра витков, концентричности оси их с осью опорных шеек, угла профиля витков и равномерности шага.

Средний диаметр червяка проверяется специальной индикатор­ной скобой (рис. 16,а), у которой два неподвижных зуба 2 вводят­ся во впадины червяка, и верхний подвижный зуб I, находящийся также во впадине, связан с индикатором.

Угол профиля витков проверяется при помощи нормальных угло­вых шаблонов с базой от наружного диаметра. Для более точных чер­вяков угол профиля проверяется на специальном приборе по схеме, показанной на рис. 16,б. Осевой шаг червяка проверяется на при­боре с индикатором (рис. 16,в). Проверка концентричности оси их с осью опорных шеек показана на рис. 16,г,д

Формообразование зубьев методами пластической деформации материала

Метод накатывания

Новым методом обработки является накатывание зубьев цилинд­рических и конических зубчатых колес.

Накатывание в 15-20 раз производительнее зубонарезания и,

кроме того, отходы металла составляют всего 3-4% от веса заготовки. Зубья модулем до I мм накатываются в холодном состоянии, а более I мм - горячим или комбинированным (так называемым горяче-холодным) способом.

Выбор способа накатывания зубьев зависит не только от моду­ля, но и от конфигурации зубчатого колеса, требуемой точности зубьев и рода материала.

Холодное накатывание. Зубчатые колеса 7-9-й степени точности и чистотой поверхности зубьев мкм получают холодным накатыванием на специальных станках.

Сущность накатывания зубьев состоит в том, что стальное за­каленное колесо, называемое накатником, вращается, находясь в зацеплении с накатываемым колесом, и постепенно внедряется в не­го, выдавливания металл и образуя зубья. При зубофрезеровании или зубодолблении контакт инструмента и заготовки имеет прерывис­тый характер, вследствие чего появляется огранка и искажения про­филя зуба. При накатывании контактная поверхность зуба накатника находится в непрерывном зацеплении с обрабатываемым колесом, и поэтому явления огранки не наблюдается.

Механические свойства зубьев накатанных колес лучше, чем обработанных резанием, кроме этого требуется меньший расход ма­териала.

В холодном состоянии мелкомодульные зубчатые колеса можно накатывать на токарных станках с продольной подачей. Схема тако­го накатывания показана на рис. 17,а. В переднем I и заднем 5 центрах устанавливается оправка, вращающаяся от шпинделя станка. На оправке устанавливаются заготовки 4 и делительное зубчатое колесо 2, находящееся в начале процесса в зацеплении с двумя или тремя накатниками, зацепленными на суппорте станка. По выходе из зацепления с делительным зубчатым колесом 2 накатники приводятся во вращение зубьями накатанной части заготовок.

Для образования симметричного профиля зубьев накатывание производится сначала в одном, а потом в обратном направлении с ускоренным обратным вращением шпинделя.

Накатники 3 и 6 представляют собой зубчатое колесо с моду­лем, равным модулю накатываемого колеса.

Каждый накатник имеет заборную часть для постепенного обра­зования накатываемых зубьев.

Разработан другой способ холодного накатывания зубьев (спо­соб Тротофло"), предназначенный для получения прямых и косых

зубьев цилиндрических зубчатых колес и особенно зубьев на концах валов.

Сущность этого способа заключается в том, что заготовка, ус­тановленная в центрах специального станка, накатывается двумя на­катниками, имеющими форму плоских реек (рис. 17,б).