Зубонарезание зубчатых колёс (Что-то вроде лекций или метод), страница 4

Горячее накатывание.Этот способ накатывания осуществляется на спе­циальных станах - полуавтоматах. Заготовки нагревают токами высо­кой частоты до 1000-1200⁰ С за 20-30 сек до накатывания зубьев. Накатывают зубья с помощью двух накатников.

Горячее накатывание производится как с радиальной, так и с продольной подачей на специальных станах.

С
хема накатывания с радиальной подачей показана на рис. 17,в, где накатники 2 вращаются на передвигающихся в поперечных направ­лениях шпинделях I. Накатываемая заготовка 3 закрепляется на оп­равке 4. Заготовке вращается под действием зубьев накатников,осу­ществляющих пластическое деформирование металла заготовки на ве­личину высоты зуба. На обоих торцах накатников имеются реборды 5, способствующие лучшему заполнению формы зубьев.

Перед накатыванием заготовка с оправкой опускается в высоко­частотный индуктор, имеющий форму петли, в котором она нагрева­ется; затем заготовка поднимается и подвергается накатыванию,при­чем индуктор автоматически отводится в сторону.

Горячее накатывание с продольной подачей производится путем перемещения заготовок, нагретых в индукторе, обычно снизу вверх.

Штучное время накатывания зубьев на заготовках зубчатых ко­лес с модулем 2-3 мм составляет от 30 до 60 сек. в зависимости от числа зубьев. Точность зубьев таких колес - по 9-й степени. Повысить точность зубьев можно, применяя комбинированное накаты­вание, представляющее собой горячее накатывание с последующим холодным калиброванием, заменяющее собой зубофрезерование. На калибрование затрачивается времени меньше в 5 (и более) раз, чем на зубофрезерование. Точность зубьев после калибрования соответ­ствует точности обработки зубьев под шевингование.

Принципиальная схема стана для накатывания конических зуб­чатых колес ясна из рис. 17,г . Сближение валков I, несущих ко­нические шестерни-накатники, с заготовкой 2 до момента совпадения вершин их конусов получаем на нагретой заготовке зубья.

Применение накатывания помимо значительного снижения време­ни обработки повышает срок службы зубчатых колес благодаря уве­личению их износостойкости.

Метод штамповки

Штамповка зубчатых колес применяется только для изготовления конических шестерен, наряду с методом накатывания, которым можно пользоваться только в массовом производстве, в то время как штам­повка конических колес экономически оправдывается и в условиях серийного производства.

Чаще всего штамповка применяется для получения зубчатых ко­лес с

m 4 мм. Но используя электроэрозионную обработку, обеспе­чивающую высокую точность размеров, чистоту поверхности, быстро­ту и дешевизну изготовления, метод штамповки оказывается целесо­образным и для мелкомодульных колес до m=2 мм.

Получается 6-9 степень точности.

Штамповка производится на молотах, фрикционных прессах и кривошипных прессах на несколько переходов заготовки нагреваются в индукционных или электронагревательных печах сопротивления до 1150°С, часто в защищенной среде чистого аргона.

Преимущества метода штамповки по сравнению с методом обра­ботки зубьев резанием: увеличиваются прочность и износостойкость зубьев, сокращается расход материала на 30-50%, снижается трудо­емкость механической обработки примерно на 30% и уменьшается из­нос режущего инструмента.

Отделка зубчатых колес

С увеличением быстроходности машин возникла настоятельная необходимость в бесшумно работающих зубчатых колесах. Улучшение качества зубчатых колес, способствующее уменьшению шума, дости­гается:

1. Нарезанием зубьев с точностью, выражаемой сотыми и ты­сячными долями миллиметра.

2. Термическая обработка с применением цианирования и га-
   pjвой цементации.

3. Применением рациональных способов окончательной чисто­
   вой обработки зубьев, позволяющих достигнуть точность зубчатых
   колес 2-Змкм.

О
кончательная чистовая отделка производится следующими способами:

Обкатка, щевингование. зубошлифование,притирка и приработка.

Обкатка. С целью улучшения формы профилей зубьев сырых зубчатых колес и снятия забоин и заусенцев с закаленных колес применяют обкатку. Одно из обкаточных колес (ведущее) получает вращение от электродвигателя. Обрабатываемое колесо и два других обкаточных колеса приводятся во вращение ведущим обкаточным колесом.

Процесс состоит в том, что стальные каленые обкаточные коле­са (эталоны) I такого же модуля как и заготовка (точность их до­стигает 5 мкм), расположенные под углом 120°, с усилием прижи­маются к заготовке 2

(рис. 18).

В процессе обкатки сглаживаются следы обработки резанием, а также упрочняются слои металла на поверхности зубьев.

Если обкатанные сырые колеса подвергаются термообработке, то поверхностные напряжения возникшие при упрочнении, снимаются и могут появиться новые погрешности колеса.

Обкатка производится в масляной ванне или при обильной смаз­ке (смесь керосина с машинным маслом 3:1) под определенным давле­нием с периодическим изменением вращения заготовки и обкаточных колес. Обкатка выполняется на специальных станках или с помощью приспособлений к металлорежущим станкам.

Режим обкатки устанавливается опытным путем в зависимости от материала и тщательности предварительной обработки. Длительная обкатка искажает профиль зуба.

Шевингование. Шевингованием называется процесс чистовой отделки зубьев незакаленного зубчатого колеса, заключающийся в снятии (соскабливании) очень мелких волосообразных стружек толщиной 0,001 - 0,005 мм, благодаря чему значительно исправляются эксцентриситет начальной окружности, ошибки в шаге, в профиле эвольвенты, в уг­ле подъема винтовой линии, а также повышается чистота боковой поверхности зубьев.

Шевингование (или шевинг - процесс) производится двумя спо­собами:

По первому способу шевингование производится при помощи специ­ального инструмента - шевера. Шевер представляет собой закален­ное режущее косозубое или прямозубое зубчатое колесо с прорезан­ными на боковых сторонах каждого зуба канавками глубиной 0,8 мм. Эти канавки образуют режущие кромки, которые и соскабливают во­лосообразную стружку.

На рис19 представлены общий вид и схемы шевингования.

Оправка с обрабатываемым зубчатым колесом I (рис. 19,а) закрепляется в центрах стола станка; шевер 2 располагается над зубчатым колесом под углом 15°, образуя с колесом как бы винто­вую пару со скрещивающимися осями, Приведенный во вращение шевер вращает обрабатываемое зубчатое колесо, которому придается осе­вое возвратно-поступательное перемещение, называемое продольной подачей; при этом шевер равномерно соскабливает стружку по всей ширине зуба. Помимо вращения и осевого движения обрабатываемого зубчатого колеса для равномерного снятия стружки по всему профилю зуба стол станка имеет вертикальное перемещение. После окончания каждого хода стола шевер получает вращения в обратную сторону и обрабатывает другую сторону зуба.

Для предварительной обработки число ходов 4-6, для оконча­тельной 2-4. Припуск на шевингование принимается 0,04-0,03 мм на сторону зуба. Величину угла скрещивания при шевинговании следует выбирать в пределах 10-20° в зависимости от углов наклона зубьев колеса и шевера. При уменьшении угла степень точности обработки понижается.

Обычно для шевингования прямозубых колес применяют косозубый шевер, а для шевингования косозубых колес - прямозубый шевер.

Шевингование повышает точность предварительной обработки зубьев примерно на 1-2 степени точности. Процесс шевингования является наиболее производительным по сравнению с другими отде­лочными операциями.

Точность и производительность шевингования колес зависят от . точности предварительной операции (зубообработки) состояния стан­ка и шевера, способа установки и крепления колеса и шевера с ми­нимальным биением, величины припуска, предварительного удаления заусенцев и наличия фасок, правильного выбора и достаточной по­дачи охлаждающей жидкости для вымывания стружки из канавок шеве­ра, причем применение неочищенной от стружечной пыли жидкости может привести к надирам и царапинам на шевингуемой поверхности.

Шевингование зубьев за один проход. В настоящее время все боль­шее распространение получает способ шевингования зубчатых колес средних модулей за один проход шеверами специальной конструкции. Зубья таких шеверов имеют три группы зубчиков (рис. 19,б): за­борные I, режущие II и калибрующие III. Боковые поверхности правой и левой сторон заборной и режущей частей зубьев шевера составля­ют с соответствующими боковыми поверхностями калибрующей части углы .

Такая конструкция шевера позволяет снимать весь припуск за один рабочий и один обратный (калибрующий) ход стола, осуществ­ляемый при постоянном расстоянии между осями шевера и колеса Производительность обработки при шевинговании за один про­ход увеличивается в 2-3 раза благодаря сокращению количества циклов до одного и исключению радиальных перемещений стола с об­рабатываемым колесом, неизбежных при шевинговании стандартными шеверами.

При обработке специальными шеверами, которые изготавливают­ся путем перешлифовки стандартных шеверов, точность колес обычно значительно выше, чем при использовании стандартных шеверов, так как обработка производится при постоянном межосевом расстоянии шевера и зубчатого колеса, кроме того отсутствие механизма для радиальной подачи стола повышает жесткость системы СПИД. Стойкость таких шеверов в 3 раза выше стойкости стандартной конструкции благодаря увеличению режущих кромок, одновременно участвующих в работе. Калибрующие зубчики не участвуют в срезании основного припуска (рис. 19,в).

Широкое применение находит производительный метод шевинго­вания с диагональной подачей. Этот метод предусматривает поступа­тельное перемещение обрабатываемого зубчатого колеса не параллель­но его оси, а под углом , равным 5° и более (рис. 20).

Вследствие этого уменьшается длина хода и число проходов можно принять меньше, чем при обычном шевинговании (с продольной подачей), что в целом значительно сокращает время обработки. Время шевингования одного зуба с модулем 2-3 мм при продольной подаче равно 2-3 сек, а при диагональной подаче - около I сек.

Существует метод шевингования с тангенциальной подачей под некоторым углом к оси шевера, а не детали. Перемещение в этом случае будет наименьшим.

Для уменьшения неравномерности распределения нагрузки по длине зуба применяют (при нежестких валах) колеса с бочкообраз­ными зубьями.

Такая форма зубьев (рис. 21,а) обрабатываемого шевером I зубчатого колеса 2 получается посредством применения на шевинговалъных станках специального качающего приспособления (рис. 21,б). На столе станка устанавливается основание приспособления, на оси 4 которого посредством пальца 5 качается плита 3. Палец 5 при продольном передвижении стола перемещается по наклонному пазу 7 диска 6, закрепленного на неподвижном кронштейне и устанавливае­мого под требуемым утлом.