книги / Технология производства и методы обеспечения качества зубчатых колес и передач

Эволъвентпый червяк I имеет прямолинейный профиль в сечении плоскостью, каса­ тельной к основному цилиндру, и криволинейный профиль в нормальном сечении; торцо­ вое сечение червяка — эвольвента; дисковая фреза должна иметь криволинейный профиль.

Копволютпый червяк N имеет прямолинейный профиль в нормальном по впадине се­ чении ББ и криволинейный профиль в осевом сечении АЛ; фреза может иметь прямоли­ нейный профиль при условии, что угол подъема у витка червяка не более 10°.

Нелинейчатый червяк К имеет криволинейный профиль во всех сечениях, образуе­ мый пальцевой или дисковой фрезами с прямолинейным профилем.

Нарезание червяков с дисковыми фрезами в основном применяется для чернового фрезерования витков червяка и для червяков 9-й степени точности. Помимо малой точно­ сти, получаемой при нарезании витков дисковыми фрезами, дисковые фрезы с криволи­ нейным профилем рассчитываются только на один конкретный червяк. Для облегчения производства червяков I и N допускается использование фрез, имеющих прямолинейный профиль при условии, что получаемая погрешность профиля червяка будет меньше при­ пуска, оставляемого па чистовую нарезку.

5.2.2. Нарезание червяков профильными резцами

Нарезание червяков профильными резцами должно производиться на токарно-винто- резных станках, позволяющих нарезать модульную резьбу, черновое —на станках общего назначения, чистовое — на станках, отвечающих требованиям точности червяка. Наиболее точное получение шага модульных червяков возможно только при ходовом винте, шаг ко­ торого кратен я.

Наиболее благоприятные условия резания создаются в случае, когда резец установ­ лен по оси детали, поэтому черновое нарезание витка червяков следует производить рез­ цом, установленным по оси червяка. Резец должен иметь профиль, зависящий от типа червяка, а так как в осевом сечении прямолинейный профиль имеет только архимедов червяк, то для всех других видов червяков профиль резца должен быть криволинейным.

Аналогично черновому фрезерованию червяков дисковыми фрезами, черновое нареза­ ние червяка любого профиля можно производить резцом прямолинейного профиля при ус­ ловии, что полученная погрешность профиля витка будет удалена за счет припуска на чис­ товую обработку. Для получения наименьшей погрешности профиля рекомендуется чистовое нарезание витков червяков производить резцом прямолинейного профиля, учитывая особенно­ сти каждого типа червяков посредством соот­ ветствующей установки резца.

линейным профилем в сечении по витку червяка показана на рис. 5.17. В данном случае, в отличие от червяков с прямолинейным профилем, по впадине нарезание витка происходит раздельно каждой стороны впадины. Установка резца для червяков с прямолинейным про­ филем в сечении, нормальном к профилю, аналогична указанным выше.

5.2.3. Шлифование цилиндрических червяков

Шлифование архимедовых червяков производится следующими способами.

1. Дисковым шлифовальным кругом с одной стороны с одной или двумя заправлен­ ными на конус сторонами круга и установкой оси шлифовального круга к оси червяка под углом в вертикальной плоскости, равным углу подъема витка червяка у (рис. 5.18). Для получения точного профиля витка шлифуемого червяка правка шлифовального круга должна производиться по кривой, раз­ ной для каждого червяка.

4. Чашечным конусным кругом — шлифование производится одной стороной витка червяка. Установка круга производится по схеме рис. 5.23.

Основные характеристики станков для шлифования червяков приведены в табл. 5.1.

5.3. Нарезание червячных колес

Нарезание червячных колес выполняется в массовом производстве на зубофрезерных станках червячными фрезами, в единичном производстве — резцом-летучкой.

5 .3 .1 . Н арезание червячных колес червячными ф резам и

Нарезание червячных колес по методу обкатки может производиться на зубофрезер­ ных станках червячными фрезами. Эти фрезы должны соответствовать червяку в зацепле­ нии, с которым должно работать червячное колесо. Нарезание червячными фрезами мо­ жет осуществляться с радиальной, тангенциальной и комбинированной подачами (рис. 5.24).

Способ радиальной подачи заключается в следующем: червячная фреза прорезает зу­ бья червячного колеса при постепенном уменьшении межосевого расстояния. Метод на­ резания колес радиальной подачей является наиболее производительным по сравнению с другими и применяется как в массовом, так и в серийном производстве (в единичном про­ изводстве применяется нарезание резцом). В отличие от рассматриваемого ниже способа нарезания цилиндрических червячных колес тангенциальной подачей, метод радиальной подачи по получаемой точности колеса является более грубым и применяется как черно­ вой, а для колес, отвечающих 8-й степени точности, как чистовой.

Рис. 5.24. Схема нарезания чероячных колес: а — с радиальной подачей; б — с тангенциальной подачей; в — с комбинированной подачей

Неточности профиля при методе радиальной подачи обусловливаются следующими причинами: а) срез части зуба; б) зуб колеса профилируется ограниченным числом зубьев фрезы. Число зубьев фрезы, профилирующих зуб колеса, должно быть не менее

где z* — число канавок червячной фрезы; г, - число заходов червячной фрезы; е - коэф­ фициент перекрытия в зацеплении.

У однозаходных фрез для получения необходимой точности рекомендуется для 7-й степени иметь десять канавок. При нарезании колес многозаходными фрезами необ­ ходимо, чтобы число зубьев нарезаемого колеса и число заходов фрезы не имели бы общих множителей, а также число канавок фрезы не было бы кратным числу заходов.

Способ тангенциальной подачи заключается в следующем: зубья червячного колеса прорезаются фрезой, перемещающейся вдоль своей оси. При данном методе нарезания достигается большая точность и чистота профиля, чем при радиальном методе нарезания; она зависит лишь от величины подачи.

При наличии осевой подачи требуется дополнительный поворот колеса, получаемый в результате использования дифференциала.

Червячная фреза должна быть снабжена заборным конусом с углом 10-12°, длиной 2,5-3 шага с калибрующей частью 1,5-2 шага.

Третий способ нарезания колес заключается в объединении способов радиальной и тангенциальной подачи. Вначале колесо начинает нарезаться радиальной, а затем танген­ циальной подачей.

5 .3 .2 . Нарезание цилиндрических червячных колес резцами

В единичном и мелкосерийном производстве, особенно когда червяк не соответству­ ет ни одному из нормального ряда, червячные колеса, сцепляющиеся с цилиндрическим червяком, нарезают резцом-летучкой. Резцы-летучки крепятся в специальных оправках. При нарезании многозаходных червячных колес применяют оправки с несколькими рез­ цами — по одному на каждый заход. Резцы располагают вдоль образующей оправки на

расстоянии осевого шага червяка. При этом скорость резания в 1,5 раза меньшая, чем при использовании червячных фрез. Для ускорения процесса нарезания применяют комбини­ рованный метод подачи: предварительное радиальное врезание с последующим профили­ рованием за счет тангенциальной подачи. Настройка гитар деления, подач и дифферен­ циала аналогична их настройке при нарезании червячными фрезами. Так как образование профиля зуба колеса производится на всей длине зацепления колеса с фрезой, то при на­ резании колеса резцом резец с оправкой должен быть перемещен по оси оправки на дли­ ну, перекрывающую длину зацепления. Таким образом, чистовое нарезание колеса рез­ цом может производиться только методом тангенциальной подачи.

При нарезании червячного колеса, сцепляющегося с архимедовым червяком, прямо­ линейная режущая кромка резца должна лежать в осевой плоскости оправки. Установка резца показана на рис. 5.25. Для нарезания колес, сцепляющихся с другими червяками, ре­ комендуется установку резца производить согласно рис. 5.26, тогда профиль резца должен соответствовать профилю червяка в нормальном сечении по витку. Следует учесть, что при нарезании колес, сцепляющихся с многозаходными червяками, когда число зубьев z2 колеса кратно числу заходов z, червяка, будут прорезаны не все впадины, a z2/z t впадин, чередуясь через К впадин, где К = z, - 1. Для нарезания остальных впадин необходимо произвести дополнительные единичные деления.

5 .3 .3 . Ш евингование цилиндрических червячны х колес ф резам и -ш евер ам и

Шевингование является отделочной операцией обработки зуба колеса и применяет­ ся в основном для колес 6-й степени и точнее. Шевингование производится после чисто­ вого фрезерования с припуском 0,6-0,1 мм по толщине зуба. Шевингование может про­ изводиться двумя методами: методом радиальной подачи при беззазорном зацеплении (сближением до номинального межосевого расстояния) и методом окружной подачи. В обоих случаях вращение колеса осуществляется вращением фрезы-шевера (механизм привода стола не работает).

При шевинговании методом радиальной подачи шевер должен иметь размеры по тол­ щине зуба, равные размерам впадины колеса. При шевинговании колеса методом окруж-

ной подачи зуб шевера должен входить в зацепление с колесом, имея зазор, в случае уста­ новки номинального межосевого расстояния. Шевингование профиля происходит вслед­ ствие того, что фреза-шевер ведет (вращает) обрабатываемое колесо, которое в ряде случаев подтормаживают. После обработки одной стороны направление вращения шевера изменяется, и шевингование производится другой частью шевера, имеющей обратное на­ правление зубьев (насечек).

При шевинговании методом радиальной подачи возможно незначительное срезание углов зубьев колеса. Для обеспечения точности сопряжения профилей шевингуемого ко­ леса и червяка шевер должен шлифоваться при такой же установке, как и червяк, а еще лучше па одном станке и с одинаковой установкой. Шевер имеет незатылованную часть — ленточку шириной до 1,0 мм, что создает тяжелые условия резания, а поэтому не рекомен­ дуется под шевингование оставлять большой припуск.

Глава 6

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ

6.1. Способы накатывания зубьев

Процесс накатывания зубчатых венцов колес основан на технологическом методе пластических деформации. При уменьшении межосевого расстояния инструмент-заго­ товка зубья инструмента вдавливаются в более мягкий металл заготовки, который начи­ нает течь, заполняя впадины зубьев, и в процессе обкатывания формирует зубья венца ко­ леса. В зависимости от конкретных условий, физических характеристик металла заготов­ ки, инструмента, относительного объема вытесняемого металла, прочности и жесткости системы, требуемое число циклов взаимодействия инструмента и заготовки может ме­ няться в значительных пределах.

Формирование зубчатого венца должно сопровождаться определенными кинематиче­ скими условиями, связывающими движения заготовки и инструмента и обеспечивающи­ ми получение профиля зуба колеса по методу обката или копирования с дополнительным обжатием металла, которое происходит при внедрении зуба инструмента в заготовку. Глу­ бина внедрения на одни оборот заготовки закономерно связана со способом накатывания.

Все способы накатывания зубчатых венцов колес, применяемые в промышленности, можно классифицировать в зависимости от:

а) состояния заготовки (горячее и холодное, либо горяче-холодное); б) накатного инструмента (накатывание рейками, накатниками, роликами);

в) направления подачи инструмента или заготовки (осевое, радиальное, тангенциальное). Межосевое расстояние инструмент-заготовка в станочном зацеплении может быть постоянным или переменным. Все перечисленные выше особенности способов так или иначе взаимосвязаны, и поэтому классификация по какому-либо одному признаку будет неполной. Более полная классификация — по двум и более признакам (например, холод­

ное накатывание с осевой подачей заготовки).

6.2. Горячее накатывание зубчатых колес

6 .2 .1 . Горячее накаты вание цилиндрических колес

Горячее накатывание зубьев применяют при изготовлении колес средних (1-3,5 мм) и крупных (свыше 3,5 мм) модулей.

Горячее накатывание позволяет повысить коэффициент использования металла, улучшить механические характеристики зубчатого колеса, является высокопроизводи­ тельным и выполняется на довольно простом оборудовании.