Метод копирования

Метод копирования заключается в последовательном фрезеровании впа­дин между зубьями фасонной дисковой или пальцевой модульной фрезой. Форма инструмента совпадает с профилем впадины зубчатого колеса. В про­цессе работы фреза переносит ("копирует") свой профиль на впадину зубьев. После нарезания одной впадины заготовка поворачивается на один зуб при по­мощи делительного механизма и фреза формирует следующую впадину.

а б в

Рис.14.1. Методы получения зубчатых поверхностей а, б – метод копирования; в – метод обкатки

Этот метод применяют в единичном и мелкосерийном производстве. Не­достатками метода являются низкая производительность и низкая степень точ­ности обработки зуба.

Нарезание производят на горизонтально-, вертикально-фрезерных или универсально-фрезерных станках. В качестве инструмента используют модуль­ные фрезы: дисковые – для нарезания колес малых и средних модулей; пальце­вые – для нарезания колес средних и крупных модулей и шевронных колес.

Рис.14.2. Нарезание зубьев дисковой модульной фрезой

Рис.14.3. Нарезание зубьев пальцевой модульной фрезой а – прямозубого колеса; б – шевронного колеса

Для повышения производительности обработки обрабатывают одновре­менно несколько зубчатых колес на одной оправке или размещают на шпин­дельной оправке несколько дисковых фрез. Не смотря на низкую производи­тельность, этот метод позволяет получить зубчатые поверхности при отсутст­вии специальных зубообрабатывающих станков. Черновое нарезание колес средних модулей можно производить не модульными, а угловыми фрезами.

а б

Рис.14.4. Нарезание колес дисковыми модульными фрезами

а – нескольких заготовок на одной оправке; б – тремя фрезами одновременно

Рис.14.5. Нарезание зубьев дисковыми угловыми фрезами

Метод обкатки

В серийном и крупносерийном производствах зубья нарезают методом обкатки. Метод обкатки заключается в том, что в процессе обработки воспро­изводится зацепление зубчатой пары, в которой одно зубчатое колесо является режущим инструментом, а другое – заготовкой.

Нарезание зубьев методом обкатки производится червячными фрезами на зубофрезерных станках и долбяками на зубодолбежных. При обработке долб­лением получается более правильный профиль, чем при фрезеровании, но воз­никающие при долблении удары вредно отражаются на инструменте и станке. Метод долбления применяется главным образом для чистового нарезания зубь­ев. Метод фрезерования червячными двухзаходными и трехзаходными фреза­ми, как наиболее производительный, применяется для чернового нарезания. Фрезерование однозаходными фрезами применяется для чистового фрезерова­ния.

Зубонарезание червячными фрезами

1 – червячная фреза; 2 – заготовка

Рис.14.6. Схема нарезания зубьев червячной фрезой

Этот метод благодаря высокой производительности и достаточной точно­сти получил наибольшее применение. Нарезание производится на зубофрезер-ных станках червячной фрезой. Червячная фреза представляет собой червяк,

имеющий профиль осевого сечения в виде зубчатой рейки и продольные канав­ки, образующие режущие зубья. При резании червячная фреза вращается и движется поступательно вдоль оси зубчатого колеса. Ось фрезы наклонена под углом α подъема винтовой линии витков фрезы. В зависимости от величины модуля нарезаемых зубьев устанавливается число проходов. Мелкомодульные зубья нарезаются за один проход. Врезание фрезы может быть осевым и ради­альным.

Рис.14.7. Врезание червячной фрезы

а – осевое; б – радиальное

Нарезание зубьев долбяками

Долбяк, являющийся режущим инструментом, имеет форму шестерни то­го же модуля, что и нарезаемое зубчатое колесо. Долбяки изготовляются для наружного и внутреннего долбления ( для изготовления колес с внутренним за­цеплением). Долбяк представляет собой зубчатое колесо, на торце которого за­точкой образованы режущие кромки.

Рис.14.8. Долбяк

Долбяк при обкатке совершает возвратно-поступательное движение, в ре­зультате чего на заготовке нарезаются зубья. Быстроходные зубодолбежные станки с числом ходов долбяка 600-700 в минуту обладают высокой произво­дительностью.

а б

Рис.14.9. Нарезание зубьев долбяками а – черновое и чистовое долбление; б – одновременное долбление двух колес

Протягивание зубьев

Обработка протягиванием впадин между двумя или несколькими зубьями производится протяжкой с профилем, соответствующим профилю зубьев наре­заемого колеса. После каждого прохода протяжки заготовка поворачивается посредством делительного механизма стола. Таким способом нарезают зубья венцов больших размеров на вертикально-протяжных станках с круглым пово­ротным столом. При этом формируется достаточно точный профиль зубьев, но достичь высокой точности шага трудно из-за погрешностей в делительном ме­ханизме станка.

Для изготовления колес внутреннего зацепления применяют одновремен­ное протягивание всех зубьев.

Отделочные виды обработки зубчатых колес подразделяют на способы обработки со снятием стружки – шевингование, шлифование, притирка и обра­ботку без снятия стружки – обкатывание.

Шевингование

Шевингованием (от англ. глагола to shave – брить) называется процесс чистовой отделки зубьев незакаленного зубчатого колеса, заключающийся в снятии (соскабливании) очень мелких волособразных стружек, благодаря чему исправляются профиль эвольвенты, ошибки шага, экцентриситет начальной ок­ружности. Шевингование производится круглым шевером, шевер-рейкой, шевер-червяком.

Рис.14.11. Шевер 121

Шевер представляет собой режущее зубчатое колесо с прорезанными на боковых сторонах каждого зуба канавками, образующими режущие кромки. Шевер для обработки прямозубых колес имеет наклон зубьев до 15°, а для об­работки косозубых колес применяют прямозубые шевера.

Шевингование производят на специальном станке. Шевер 4, установлен­ный под углом к оси обрабатываемого колеса 5, получает принудительное вра­щение, вызывая вращение обрабатываемого колеса, свободно установленного в центрах на оправке 6. Столу 8 сообщают продольную подачу, а в конце хода – продольную (вертикальную) подачу.

Шлифование

Шлифование зубьев производят методом копирования и методом обкат­ки. Станки, работающие по методу копирования, производят шлифование фа­сонным кругом, профиль которого соответствует впадине зубьев, аналогично дисковой модульной фрезе. Круг шлифует две стороны двух соседних зубьев.

При шлифовании по методу имеет место значительный износ круга. По сравнению с методом обкатки, этот метод дает меньшую точность.

а б

Рис.14.13. Схемы шлифования зубчатых колес а – метод обкатки; б – метод копирования

Метод обкатки менее производителен, но дает большую точность. Шли­фование методом обкатки заключается в том, что в процессе шлифования вос­производится зубчатое зацепление пары рейка – зубчатое колесо, в котором ин­струментом является рейка. Шлифование производится двумя кругами 1, рас­положенными под углом друг к другу и образующими профиль зуба вообра­жаемой рейки 2, находящейся в зацеплении с заготовкой 3. Круги или заготовка совершают возвратно-поступательное движение перпендикулярно оси заготов­ки. Кроме того, шлифуемое колесо имеет возвратно-поступательное движение вдоль своей оси, что обеспечивает шлифование зуба по всей длине.

Обкатывание и притирка

Обкатывание незакаленных зубчатых колес производят в масляной среде без абразивного порошка в паре с одним или несколькими закаленными коле­сами-эталонами, изготовленными с высокой точностью. В результате давления зубьев колес-эталонов на поверхности обрабатываемых зубьев сглаживаются неровности на обрабатываемых поверхностях. Профиль и шаг зубьев при этом не исправляется. Обкатывание применяют для колес невысокой точности вме­сто термообработки.

Притирку зубьев зубчатых колес производят после их термообработки на специальных станках с чугунными зубчатыми колесами-притирами. Притиры смазывают смесью мелкого абразивного порошка с маслом.