Притирка и зубошлифование конических зубчатых колес

1. Отделка базовых поверхностей

Базовые поверхности у конических колес-валов шлифуют от цен­тровых гнезд после их зачистки и правки вала в центрах прессов с точностью до 0,02–0,04 мм. Чтобы не вызвать изменения пятна контакта при сборке, в большинстве случаев опорный торец у ше­стерни после термообработки не шлифуют или снимают минималь­ный припуск 0,05–0,1 мм.

При обработке небольших партий, когда применять специаль­ные патроны неэкономи-чно, установку колеса при шлифовании отверстия производят в кулачковом патроне с выверкой с помощью индикатора по отверстию и опорному торцу с максимально возмож­ной точностью.

В массовом и крупносерийном производстве при шлифовании отверстия и торцов широко применяют мембранные патроны с уста­новкой от зуба по делительному конусу колеса. Принцип дей­ствия таких патронов аналогичен патронам, применяемым при шлифовании базовых поверхностей цилиндрических колес.

На рис. 25 (слайд) приведены различные виды базирования кониче­ских колес с прямыми и криволинейными зубьями. Прямозубые конические колеса 1 с малым числом зубьев, типа сателлита диф­ференциала автомобиля, базируют по всем зубьям с использова­нием конического колеса 2 с внутренними зубьями (рис. 25, а) или установочных пальцев. Конические колеса со ступицей 4, типа шестерен полуоси дифференциала автомобиля, устанавли­вают на пять–семь пальцев 3, имеющих твердосплавные шарико­вые наконечники или напыленных карбидом вольфрама с твердо­стью HRC 65–68 (рис. 25, б). В обоих случаях за один установ заготовки шлифуют отверстие и опорный торец. У конических колес-дисков 5 с криволинейными зубьями после термической обработки обычно шлифуют только отверстие, опор­ный торец шлифуют тогда, когда шлифуются зубья. Базирование осуществляют по делительному конусу на пять и более конусных пальцев 6 (рис. 25, в). Удобнее шлифование отверстия произво­дить на внутришлифовальных станках с вертикальной осью из­делия.

2. Подбор в пары

Так как погрешности зубьев у гипоидных и конических колес в партии после термообра-ботки в результате деформации различны, поэтому качество их зацепления по пятну контакта, уровню шума и боковому зазору будет неодинаково. Операция подбора в пары предназначена для выявления двух сопряженных элементов – шестерни и колеса, качество зацепления которых должно соответствовать требованиям чертежа. Подобранные в пару шестерня и колесо остаются сопряженными друг с другом на про­тяжении всего периода эксплуатации.

Подбор зубчатых колес в пары после термической обработки и шлифования базовых поверхностей производят на контрольно-обкатном станке при установке на теоретических базовых расстояниях по краске. Контролируют пятно контакта и плавность хода, а при остановке станка боковой зазор между зубьями.

У гипоидных и конических передач, зубья которых после термо­обработки не подверга-ются притирке и шлифованию, спаривание производят особенно тщательно, заменяя шестерню и колесо до получения требуемого пятна контакта и плавности хода. Боковой зазор регулируют изменением базового расстояния колеса.

3. Притирка конических колес с криволинейными зубьями

Притирка закаленных гипоидных и конических зубчатых пере­дач производится для уменьшения шероховатости поверхности зубьев и незначительных исправлений формы и расположения пятна контакта с целью получения плавной и бесшумной работы пары.

Операция притирки выполняется на специальных притирочных станках при совместном вращении сопрягаемых шестерни и колеса под легкой тормозной нагрузкой с одновременной подачей абра­зивной жидкости в зону зацепления. Чтобы обеспечить притирку всей рабочей поверхности зубьев, взаимное положение шестерни и колеса во время процесса притирки автоматически изменяется.

В течение автоматического цикла притирки станки выполняют три основных движения (рис. 26, а). (тот же слайд)

1. Вертикальное движение 2 одного из сопряженных элемен­тов шестерни 4 или колеса 1 управляет длиной пятна контакта путем перемещения его по длине зуба к носку или пятке (рис. 26, б).

2. Горизонтальное движение 6 в направлении оси шестерни способствует удержанию пятна контакта в среднем положении по высоте профиля зуба при его перемещении к носку или пятке.

3. Осевое движение 5 в направлении оси колеса в сочетании с вертикальным и горизон-тальным движениями позволяет под­держивать постоянный боковой зазор между зубьями в течение всего цикла притирки.

Абразивная жидкость, применяемая на зубопритирочных стан­ках, состоит из абразива и масла. Наиболее эффективным абразивом для закаленных зубчатых передач является карбид кремния, твердые и хрупкие зерна 3 которого имеют острые режущие кромки (рис. 26, в). Во время притирки абразивные зерна вместе с маслом 2 подаются в зону за­цепления и острыми гранями снимают металл с поверхности зубьев шестерни 1 и колеса 4 при взаимном их перемещении 5 и 7 относи­тельно друг друга.

Абразивную жидкость принято направлять на колесо, причем благоприятные условия для притирки создаются при положении подающей трубки в промежутке между точками 2 и 3 (рис. 26, г) на расстоянии около 20 мм от зубчатого венца. Если применяются две подающие трубки, то их следует устанавливать в точках 1 и 2.

Ориентировочное время притирки конических передач с криволинейными зубьями 2–5 мин, гипоидных передач легковых автомобилей 4–6 мин, гипоидных передач тяжелых гру­зовиков 8–12 мин.

4. Зубошлифование конических колес

Зубошлифоваиие гипоидных и конических колес позволяет получить закаленные зубчатые передачи высокого качества (5-й степени точности ГОСТ 1758–81). Шлифование зубьев яв­ляется трудоемкой операцией, производительность и качество которой в значительной степени зависит от точности предвари­тельной обработки и величины припуска (обычно 0,1–0,2 мм на сторону). Для повышения стойкости шлифовальных кругов и уменьшения опасности появления прижогов и микротрещин шлифование зубьев производят с обильным охлаждением (мине­ральное масло или сульфофрезол). Зубошлифование прямозубых конических колес производят методом обкатывания двумя спосо­бами. Наиболее распространен способ шлифования зубьев коническими поверхностями двух наклонных шлифовальных кругов, совершающих возвратно-поступательное движение вдоль зуба (рис. 27, а). (слайд) При этом способе площадь контакта абразива с по­верхностью зубьев очень мала, охлаждающая жидкость имеет свободный доступ в зону резания. Благоприятные условия реза­ния позволяют избежать прижогов на поверхности зубьев.

В качестве материала для шлифовальных кругов чаще всего применяют белый электрокорунд с твердостью М3–СМ1 и зер­нистостью 16–25. Окружная скорость кругов 30–35 м/с, а ско­рость их перемещения вдоль зуба 5—7м/мин. Периодичность правки шлифовальных кругов 2–5 раз в течение обработки зубчатого колеса.

Другой способ (рис. 27, б) – шлифование прямозубых конических колес одним дисковым шлифовальным кругом, который кроме враще­ния получает продольное перемещение вдоль зуба колеса. Как правило, каждую сторону зуба колеса шлифуют отдельно, только при постоянной ширине дна впадины производят одновременное шлифование обеих сторон зубьев. Конические ко­леса с модулем менее 1,5 мм шлифуют из целой заготовки. Этот способ требует применения специальных кругов и обильного под­вода СОЖ в зону резания. Окружная скорость шлифовального круга 20–22 м/с.

Гипоидные и конические колеса с круговыми зубьями шлифуют методом обкатки, чаще всего чашечно-цилиндрическими шлифо­вальными кругами, осевое сечение которых подобно зуборезным резцовым головкам. Между обрабатываемым колесом 5 и шлифо­вальным кругом 6 (рис. 27, в) происходит движение обкатки, ко­торое аналогично обкатыванию зубчатого колеса с воображаемым производящим колесом, зубом которого является шлифовальный круг.

При угле начального конуса зубчатого колеса более 50–60° способ шлифования чашечно-цилиндрическими кругами мало про­изводителен. Возрастает площадь контакта круга с изделием, появляются прижоги, из-за которых приходится снижать ре­жимы обработки. В этом случае рекомендуется применять чашечно­конические круги 7 (рис. 27, г). Значительно меньшая площадь контакта между кругом 7 и зубьями 8 при шлифовании чашечно-коническими кругами позволяет работать с большими окруж­ными скоростями 25–30 м/с.

Дата добавления: 2014-01-03