Ткачёв А.Г., Шубин И.Н. - Технология машиностроения (1043154), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Для нарезания зубьев этим методом требуются универсальные зубофрезерные станки и специальный режущий инструмент – червячные фрезы. Станки выпускают с вертикальнойили горизонтальной осями вращения фрезы. Метод является высокопроизводительным.Фрезу на станке устанавливают таким образом, чтобы её ось была повернута под углом β подъёма винтовойлинии витков фрезы (рис.
83).Рис. 83. Схема фрезерования зубьев червячной фрезойЧервячная фреза, кроме вращения, совершает поступательное движение подачи вдоль образующей цилиндра нарезаемого колеса, в результате чего колесо обрабатывается по всей его ширине. В зависимости от модуляустанавливают число рабочих ходов фрезы: для т = 2 ...2,5 мм – один рабочий ход, для т > 2...2,5 мм – два рабочих хода и более.
Повышения производительности при зубофрезеровании достигают путём увеличения диаметра фрезы (повышается стойкость инструмента), жёсткости её установки, использования специальных инструментальных материалов, в том числе твёрдосплавных, композиционных, применения многозаходных червячных фрез и увеличения числа одновременно нарезаемых колёс.Формообразование зубьев червячных колёс осуществляется обычно червячными фрезами по схеме, приведенной на рис. 84. Этот способ является наиболее распространённым в серийном производстве.Рис. 84.
Схема нарезания зубьев червячных колёс:а – способ радиальной подачи; б – способ тангенциальной подачи;1 – нарезаемое червячное колесо; 2 – фрезаЗубодолбление. Режущим инструментом является долбяк, представляющий собой зубчатое колесо с эвольвентным профилем зубьев. В процессе нарезания долбяк и нарезаемое зубчатое колесо находятся в относительном движении зацепления (без зазора), т.е. их окружные скорости на начальных окружностях равны, а частотавращения и число зубьев связаны передаточным отношением i = nи / nз = zз / zи, где nи, nз – соответственно частота вращения инструмента и заготовки колеса; zз, zи – соответственно число зубьев заготовки колеса и инструмента.
Нарезание зубьев долблением осуществляется на зубодолбёжных станках. Обработка за один рабочийход применяется для зубчатых колёс: с т = 1...2 мм – за один рабочий ход; с 2 < т < 4 – за два рабочих хода; ст > 4 мм – за три рабочих хода. Кроме отмеченных обстоятельств, зубодолбление является единственным методом для нарезания колёс с внутренним зацеплением (при средних и малых диаметрах), а также при обработкезубчатых венцов в блочных шестернях.Зубострогание. Этот метод основан на зацеплении колеса и рейки, воспроизводимом инструментом – гребёнкой. Обработка колёс осуществляется на станках двух типов: с вертикальной и горизонтальной осью заготовки.
Станки последнего типа применяют также для обработки колёс с неразрывным шевронным зубом. Узубострогания производительность меньше, чем у зубофрезерования червячной фрезой и зубодолбления.Накатывание зубчатых поверхностей имеет бóльшие преимущества перед способами обработки резанием:повышает производительность в 5 – 30 раз; увеличивает износостойкость и прочность зубьев; значительноуменьшает отходы металла и др. Различают горячее и холодное накатывание.
Горячее накатывание применяютдля профилей с модулем больше 2 мм; холодное накатывание рекомендуется для мелкомодульных колёс с модулем до 1,5...2 мм. Может применяться и комбинированное накатывание для средних и крупных модулей (основная пластическая деформация проводится в горячем состоянии, а окончательное профилирование – в холодном). Горячее накатывание производится как с радиальной, так и с продольной подачей. Схема накатки спродольной подачей аналогична холодному накатыванию.Схема накатывания с радиальным движением подачи показана на рис. 85.Перед накатыванием заготовку нагревают до 1000...1200 °С за 20...30 с до накатывания, затем устанавливают на оправку специального станка и производят накатывание вращающимися накатниками.В связи с повышением требований к эксплуатационным показателям зубчатых передач (бесшумности иплавности работы, износостойкости, прочности и надёжности) в машиностроении применяют отделочные операции для зубьев цилиндрических колёс.Рис.
85. Схема горячего накатывания зубьев колёс:1 – накатники; 2 – реборды; 3 – заготовка; 4 – переходная втулка; 5 – оправкаОсновными видами отделочных работ являются: шевингование, хонингование, шлифование и притирка.Шевингованием называется процесс тонкой отделки (исправление ошибок в шаге, угла подъёма винтовойлинии, профиля эвольвенты, эксцентриситета окружности) незакалённых зубьев зубчатого колеса, осуществляемой специальным инструментом (шевером). Для шевингования прямозубых колёс применяют дисковыйшевер с косыми зубьями, наклонёнными к оси под углом 10…15°, а для обработки косозубых колёс – прямозубые и косозубые шеверы с углом скрещивания осей зубчатого колеса и шевера в пределах 10…15°.
Это необходимо для создания скольжения зубьев шевера вдоль зубьев колеса и соскабливания шевером тонкой стружки(толщиной 0,001…0,005 мм). Направление вращения шевера периодически изменяют для обработки зубьев сдвух сторон. Для шевингования достаточно в качестве предварительной обработки ограничиться получистовымнарезанием зубьев на зубофрезерном станке с оставлением припуска 0,1…0,2 мм на сторону. Шевингование –высокопроизводительный способ чистовой обработки зубчатых колёс 6-й и 7-й степени точности, которыйпримерно в 10 раз дешевле зубошлифования.Шлифование зубьев применяют для получения особо высокой точности (5–6-я степень) закалённых зубчатых колёс. После термической обработки перед шлифованием зубьев в зубчатых колесах производят шлифование базового центрального отверстия и торца с базированием по делительной окружности при помощи специальных патронов.
При необходимости второй торец шлифуют на плоскошлифовальном станке. Шлицевые отверстия с центрированием по наружному диаметру калибруют прошивками на прессе. После обработки отверстия производится шлифование зубьев копированием (рис. 86, а) и обкаткой двумя (рис. 86, б) или одним (рис.86, в) шлифовальным кругом. Припуск на шлифование оставляют 0,1…0,3 мм на толщину зуба (в зависимостиот модуля и требуемой точности). Шлифовальные круги периодически правят специальным автоматическимустройством.Рис.
86. Методы шлифования зубьев цилиндрических колёсСуществует также способ шлифования зубьев методом обкатки червячным шлифовальным кругом (рис.86, г), который производит шлифование профиля зуба. Для этого способа характерна высокая производительность.Хонингование применяют для чистовой отделки зубьев, как правило, закалённых цилиндрических колёсвнешнего и внутреннего зацеплений. Процесс осуществляется на зубохонинговальных станках с помощью зубчатого абразивного инструмента – хона.
Зубчатые хоны представляют собой прямозубые или косозубые колёса,обычно состоящие из стальной ступицы и абразивного венца того же модуля, что и обрабатываемое колесо.Частота вращения хона 180...200 мин, скорость подачи стола 180...210 мм/мин. Время хонингования зубчатогоколеса 30...60 с. Хонингование позволяет уменьшить параметры шероховатости и тем самым повысить долговечность зубчатой передачи.Притирку зубьев производят в тех случаях, когда конструкция зубчатых колёс не позволяет осуществитьшлифования. Иногда притирку применяют после шлифования, в основном для устранения дефектов, полученных при шлифовании (прижогов, внутренних напряжений и т.п.). Притираемое колесо вращается в зацеплениис шестернёй-притиром, имеющим тот же модуль (рис. 87, а).
Притир обычно выполняют по 5-й степени точности из мелкозернистого серого чугуна и перед работой смазывают пастой, состоящей из абразивного порошка имасла. Направление вращения периодически изменяется специальным механизмов для того, чтобы были обработаны обе стороны зуба.На зубопритирочном станке обрабатываемое зубчатое колесо 2 находится в зацеплении с тремя притирами1, 3 и 4. Ось одного притира параллельна оси обрабатываемого колеса.
Оси притиров 1 и 4 расположены относительно оси обрабатываемого колеса под углом 3…4°, что увеличивает скольжение зубьев притира относительнозубьев колеса. Кроме вращения зубчатого колеса и притиров обрабатываемое зубчатое колесо имеет возвратнопоступательное движение вдоль своей оси.Рис. 87. Схемы притирки зубьев зубчатых колёс:а – одним притиром; б – тремя притирамиПриработка – это процесс взаимного сглаживания шероховатостей парных зубчатых колёс, главным образом закаленных.
Находящиеся в зацеплении зубчатые колёса попеременно вращаются в оба направления. Поверхности зубьев смазывают абразивной пастой. Кроме того, имеется осевое перемещение. Поверхность зубьевполучается гладкая и почти зеркального блеска. Приработка является как бы ускоренным искусственным износом зубьев для получения большей площади пятна контакта.К отделочным методам относятся также обкатка зубьев и прикатка (зацепление с эталонным колесом) идр.3.6.5. ТИПОВОЙ МАРШРУТ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁСОсновные операции механической обработки зубчатого колеса со ступицей 7-й степени точности (рис. 88).005 ЗаготовительнаяДля заготовок из проката – резка проката, для штампованных заготовок – штамповка.Штампованные заготовки целесообразно выполнять с прошитыми отверстиями, если их диаметр более 30мм и длина не более 3-х диаметров.
Заготовки из чугуна и цветных сплавов (иногда из сталей) получают литьем.010 ТокарнаяТочить торец обода и торец ступицы с одной стороны начерно, точить наружную поверхность обода докулачков патрона начерно, расточить начерно на проход отверстие (или сверлить и расточить при отсутствииотверстия в заготовке), точить наружную поверхность ступицы начерно, точить фаски. Технологическая база –наружная поверхность обода и торец, противолежащий ступице (закрепление в кулачках токарного патрона).Рис. 88. Колесо зубчатоеОборудование:– единичное производство – токарно-винторезный станок;– мелко- и среднесерийное – токарно-револьверный, токарный с ЧПУ;– крупносерийное и массовое – одношпиндельный или многошпиндельный токарный полуавтомат (длязаготовки из прутка – прутковый автомат).015 ТокарнаяТочить базовый торец обода (противолежащий ступице) начерно, точить наружную поверхность обода наоставшейся части начерно, расточить отверстие под шлифование, точить фаски.
Технологическая база – обработанные поверхности обода и большего торца (со стороны ступицы). Оборудование – то же (см. операцию010).020 Протяжная (долбежная)Протянуть (долбить в единичном производстве) шпоночный паз или шлицевое отверстие.Технологическая база – отверстие и базовый торец колеса. Оборудование – горизонтально-протяжной илидолбежный станки. Применяются варианты чистового протягивания отверстия на данной операции вместо чистового растачивания на предыдущей операции.Шпоночные пазы в отверстиях втулок зубчатых колёс, шкивов и других деталей обрабатываются в единичном и мелкосерийном производствах на долбёжных станках, а в крупносерийном и массовом – на протяжных станках. На рисунке 89 показано протягивание шпоночного паза в заготовке зубчатого колеса на горизонтально-протяжном станке.
Заготовка 1 насаживается на направляющий палец 4, внутри которого имеется паз длянаправления протяжки 2. Когда канавка протягивается за 2–3 рабочих хода, то под протяжку помещают подкладку 3.Рис. 89. Протягивание шпоночного паза в отверстии025 ТокарнаяТочить базовый и противолежащие торцы, наружную поверхность венца начисто.Технологическая база – поверхность отверстия (реализуется напрессовкой на оправку, осевое положениена оправке фиксируется путём применения подкладных колец при запрессовке заготовки).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
