Правильно Правильно

Рис. 14

1.3. Технология обработки зубчатых колёс.

Конструктивно зубчаты колёса могут быть выполнены следующих типов: шестерня с центральным отверстием Рис.15; вал-шестерня Рис.16; блочные шестерни Рис.17. и др. Типовые технологические процессы и последовательность изготовления зубчатых колёс и других аналогичных конструкций достаточно полно описывается в Справочнике технолога, - Изд. 3-е/ под ред. Г.А.Монахова, - М.; Машиностроение, 1963г., Обработка металлов резанием.

Рассмотрим основные этапы изготовления зубчатых колёс. Укрупненная последовательность технологического процесса изготовления любого зубчатого колеса может быть представлена следующими этапами:

- заготовительный;

- предварительная черновая обработка;

- термическая обработка (по необходимости);

- чистовая обработка;

- нарезание зубьев;

- отделка зубьев;

- антикоррозионное покрытие и контроль.

Рис. 15 Зубчатые колеса.

Рис. 16 Вал- шестерня.

Рис. 17 Блоки зубчатых колес.

Тип заготовки зависит от габаритов и условий работы зубчатого колеса. Для повышения прочности и износоустойчивости колеса материал заготовки подвергают обработке давлением. При этом можно добиться такого расположения волокон, при котором деталь будет иметь наилучшие служебные свойства. Наиболее рациональным методом получения заготовки является горячая штамповка, при этом степень деформации должна быть не более 50%, чтобы добиться правильного расположения волокон материала. В зависимости от конструкции зубчатого колеса в качестве заготовки могут использоваться прутки, листы, поковки или штамповки. Если сравнить направление волокон и напряжения, возникающие в результате изгиба зуба колеса при изготовлении его из различных типов заготовок, то предпочтительней окажется заготовка, полученная осадкой прутка при горячей штамповке. Рис.18 в. Зубья шестерни работают на изгиб. в прутке волокна направлены вдоль его оси, а напряжения действуют поперёк волокна и совпадают с плоскостью скольжения, что приводит к преждевременному разрушению зуба при достижении напряжений равных 50 – 70 % от _в.На Рис.18 б заготовка штампуется из полосы, волокна в различных зубьях ориентированы по-разному, следовательно зубья оказываются неравнопрочными.

Образование зубьев при обработке возможно двумя основными методами: копированием и обкаткой. Метод копирования предусматривает образование впадины между зубьями колеса инструментом, имеющим точно такой же профиль.

Рис. 18 Схема макроструктуры

зубчатых колес, изготовленных из различных заготовок.

Метод копирования предусматривает образование впадин между зубьями колеса инструментом, имеющим точно такой же профиль. Методом копирования нарезают зубчатые колёса на горизонтально – или универсально – фрезерных станках дисковой модульной фрезой или пальцевой фрезой на вертикально – фрезерных станках. Метод обкатки основан на зацеплении зубьев режущего инструмента с заготовкой при их перемещении относительно друг друга. При этом инструмент может иметь режущие кромки не обязательно такой же формы что и профиль впадины. В сравнении с методом копирования метод обкатки является более производительным и отличается большей точностью. Кроме того, одним и тем же инструментом можно обрабатывать зубчатые колёса с различным количеством зубьев, но одного модуля, что исключается при методе копирования.

Нарезание зубьев цилиндрических колёс и методы отделочной обработки.

Нарезание зубьев производится методами копирования и обкатки. Перед нарезанием зубьев заготовка подвергается термической обработке, однако твёрдость материала не должна превышать более 32…35 HRC. Метод копирования позволяет нарезать зубья на фрезерном станке фасонной дисковой или концевой фрезой (Рис.19 а,.). Поворот заготовки осуществляется с помощью универсальной делительной головки. Метод даёт низкую точность и невысокую производительность. Наиболее широкое применение нашёл второй метод нарезания цилиндрических колёс – метод обкатки, которым можно нарезать зубчатые колеса, как с внешним, так и внутренним зацеплением. Операция нарезания зубьев выполняется на зубофрезерном или зубодолбёжном станках. При образовании зуба на зубофрезерном станке в качестве режущего инструмента применяется червячная фреза (Рис.19. б). Главным рабочим движением является: вращение фрезы V; перемещение фрезы вдоль заготовки S_в; ; вращение заготовки, согласованное с вращением фрезы S_кр. Зубчатые колёса, имеющие модуль m2, можно фрезеровать за один проход начисто, а при m2 – за два и более проходов. Степень точности при таком способе обработки 7…9, а чистота поверхности R_а=2,5 или R_z=20. Цилиндрические колёса с косыми зубьями нарезаются червячными фрезами, имеющими такой же угол наклона винтовой линии, что и у колеса. Зубофрезерование червячными фрезами отличается высокой производительностью за счёт непрерывности самого процесса и применяется для нарезания только цилиндрических колёс с наружным зацеплением и червячных колёс. При нарезание цилиндрических колёс с прямыми зубьями ось фрезы устанавливается под углом относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения колеса, и равным углу подъёма режущей кромки червячной фрезы.

Нарезание зубьев цилиндрических колёс на зубодолбёжных станках производится специальным инструментом «долбяком» по методу обкатки (Рис.19в). Данный способ позволяет обрабатывать зубчатые колеса, как с внешним, так и с внутренним зацеплением, а так же нарезать блоки зубчатых колёс с малым расстоянием между венцами. Ширина канавки для выхода долбяка у колёс наружного и внутреннего зацепления с прямыми и косыми зубьями оговаривается ГОСТ 13754 – 68. Долбяк представляет собой колесо с режущими эвольвентными зубьями. Конструктивное оформление долбяков может быть различным, основными являются дисковые, чашечные и хвостовые ГОСТ 9323 – 60.

в

Рис.19

В процессе нарезания зубьев главным является возвратно – поступательное движение долбяка. Движение долбяка вниз является рабочим V_р, вверх – холостым V_х. Рабочее и холостое движение долбяка составляют двойной ход. Вращение долбяка (круговая подача долбяка S_кр.д.) и вращение заготовки (круговая подача заготовки S_кр.заг.) являются движением обкатки. Радиальным (поперечным) перемещением долбяка S_р достигается его врезание в заготовку на величину глубины впадины между зубьями.

Рассмотренные процессы долбления и фрезерования червячными фрезами по производительности часто оказываются равноценными. Однако нарезание зуба долблением обеспечивает несколько большую точность. Вместе с тем рассмотренные методы зубообразования не могут обеспечить 5…6 степень точности зубчатых колёс. Для увеличения степени точности вводятся дополнительные операции отделки. К отделочным операциям относятся: шевингование; хонингование; шлифование; притирка и обкатка.

Для отделки зубьев колёс, имеющих HRC35…37 применяются процессы шевингования и обкатки. Процесс шевингования заключается в срезании (соскабливании) с поверхности зубьев очень тонкого слоя материала, для исправления их погрешностей, специальным шевер – колесом. Шевер представляет собой колесо с косыми зубьями, на боковых поверхностях которых имеются режущие поперечные кромки. В процессе обкатки его режущие кромки соскабливают с поверхности зуба стружку толщиной 0,05…0,01 мм. Шевингованием обрабатывают колёса с прямым и косым зубом, блоки колёс и колёса большого диаметра с внутренним зацеплением.(Рис.20.).

Диаметр шевера должен быть больше диаметра колеса, что способствует уменьшению нагрузки на зуб шевера и повыщает размерную стойкостьинструмента. При обработке блока необходимо также соблюдение условия свободного прохождения шевера без касания колеса. Это условие будет выполняться если выполняется неравенство

где А_шев-ш – межосевое расстояние между шевером и обрабатываемой шестернью;

а – растояние между венцами блока шестерни; с – разность между шириной шевера и шестерни. В зависимости от модуля изменяется угол наклона шевера: при m1,5 мм. =10⁰; при m1,5мм. =5⁰.

Обрабатываемое колесо закрепляется на специальном приспособлении, устанавливаемом на столе станка (Рис.21). Шевер 1 получает принудительное вращение и, находясь в зацеплении с колесом 2, вращает последнее. Колесо свободно установлено в центрах плиты 3, закреплённой на столе станка 4.

.

Для отделки поверхностей зубьев, имеющих повышенную твердость после операций цементации или азотирования, применяется процесс шлифования. Шлифованием устраняют значительные дефекты, полученные на предыдущих этапах обработки зубьев колёс. Шлифование цилиндрических зубчатых колёс производится двумя методами: копирования и обкатки. Метод копирования заключается в снятии припуска с боковой поверхности зубьев абразивным дисковым кругом, заправленным по профилю впадины обрабатываемого колеса(Рис.22.а). Вращающийся круг совершает возвратно -поступательные движения S_по. После каждого двойного хода (вперёд и назад) колесо поворачивается на один зуб и шлифуется следующая впадина. Данный метод пригоден только для шлифования прямозубых цилиндрических колёс.

Шлифование методом обкатки основано на принципе зацепления обрабатываемого колеса с зубчатой рейкой (Рис22. б). Колесо совершает два согласованных между собой движения: возвратно – поступательное S_пр и возвратно – вращательное S_кр. Зубья обрабатываются тарельчатыми абразивными кругами, торцы которых расположены по касательной к их боковой поверхности.

Боле перспективным методом шлифования является шлифование абразивным червячным инструментом Рис.22в. Этим методом можно шлифовать как прямозубые, так и косозубые цилиндрические колёса. Однако все методы шлифования не могут быть использованы для обработки закрытых зубчатых колёс.

Рис. 22.

Одним из процессов отделки поверхностей закалённых зубчатых колёс является метод зубохонингования, при котором с поверхности зуба снимается слой материала 0,01…0,03 мм. Процесс аналогичен процессу шевингования, только вместо шевер – колеса применяется абразивное колесо, при этом уменьшается шум от зацепления с другими колёсами при работе редуктора.

Для повышения качества поверхности зубьев применяется процесс зубопритирки. Процесс применяется для закаленных зубчатых колёс. В качестве притиров используются чугунные зубчатые колёса с прямыми или косыми зубьями. (Рис. 23.). Оси двух притиров скрещиваются с осью колеса, а ось третьего притира – параллельна оси колеса. Скрещивание осей притира и колеса вызывает относительное продольное скольжение зубьев. Обрабатываемое колеср вращается и приводит во вращение притиры. Одновременно колесо совершает возвратно- поступательное движение S_пр вдоль своей оси. Таким образом, обеспечивается обработка зуба на всю его ширину.

Рис. 23. Схема зубопритирки.

Дата добавления: 2014-01-20