книги / Цилиндрические зубчатые колеса

• обжатием заготовки на ма­ лых участках, обеспечива­ ющим высокое качество поверхности при незначи­ тельном приложении вне­ шних усилий.

Импульсным планетарным

и нечетным числом зубьев. Суть способа состоит в следующем.

Два накатных инструмента имеют профиль, который совпадает с профилем впадин зуба (рис. 180). Инструменты вращаются в противо­ положных направлениях, совершая планетарное движение вокруг двух осей, расположенных перпендикулярно к оси детали. Благодаря этому, при каждом своем обороте инструменты входят в кратковременный ударообразный контакт с деталью, во время которого материал вытес­ няется в радиальном направлении от ножки зуба к его головке. Во вре­ мя формообразования деталь неподвижна. Когда накатной инструмент, двигаясь по планетарной траектории, выходит из зацепления с деталью, последняя поворачивается вокруг своей оси на один шаг зубьев. Ско­ рость вращения накатных головок и изделия согласуются друг с другом с учетом числа накатываемых зубьев. Одновременно производится не­ прерывная подача изделия в осевом направлении. Частота вращения роликов 3500 м ин1, осевая подача заготовки за один оборот равна 0,8- 3,0 мм. Наибольший модуль обрабатываемых зубьев — 6 мм.

Швейцарская фирма «GROB» выпускает ряд моделей специальных станков-полуавтоматов для накатывания шлицев на валах и зубьев на шестернях. Максимальный модуль обрабатываемых зубьев 6мм, наи­ больший диаметр детали 470 мм, максимальная длина детали 6000 мм. На станке можно обрабатывать полые детали. Конструктивно станки выпол­ нены следующим образом. На очень жесткой станине с левой стороны расположена инструментальная бабка, в которой смонтирована головка с накатными роликами. С правой стороны станка на закаленных и шли­ фованных направляющих расположен суппорт с устройством, назначе­ ние которого состоит в замене заготовки и сообщении ей движения по­ дачи и углового поворота на шаг. Собственно накатные ролики приво­ дятся во вращение специальным приводом с помощью карданного вала. Осевая подача заготовки может выполняться непрерывно (протягивани­ ем) или шагами (проталкиванием). Непрерывный процесс применяется при изготовлении деталей с относительно малой глубиной впадины и

большим числом зубьев; в этом случае заготовка вращается, находясь в контакте с деформирующими роликами. Прерывистый процесс приме­ няется для накатывания профилей с относительно глубокой впадиной и малым количеством зубьев; в этом случае заготовка остается неподвиж­ ной в момент контакта с ней деформирующих роликов. Заготовку при­ водит в движение механизм типа мальтийского креста.

Станки сконструированы таким образом, что гарантируется их высокая гибкость в применении, т.е. все операции по их переналад­ ке могут выполняться быстро и просто. Такие станки часто оснаща­ ются системой с ЧПУ для оси продольного перемещения детали.

Технические характеристики некоторых станков приведены в таблице 30.

Таблица 30. Технические характеристики станков фирмы «GR0B» для импульсного планетарного накатывания шлицев и зубьев

ки используются для получения как винтовых, так и прямых зубьев. Для получения прямых зубьев между углом подъема винтовых калибров ин­ струмента |Зп и углом подачи 8 должна соблюдаться зависимость:

На станках для накатывания двумя роликами обработка произво­ дится с опорой заготовки на нож, тремя — с самоцентрированием заготовки.

Поперечно винтовым накатыванием можно получать эвольвентный зуб с модулем до 2 мм на заготовке диаметром до 200 мм.

Накатывание с осевой подачей возможно при параллельных, либо пе­ рекрещивающихся осях инструментов. Инструмент, имеющий форму цилиндрических роликов или форму червяка, находится с изделием в длительном или прерывистом контакте. Два, а чаще три накатника устанавливаются на требуемое межосевое расстояние. Инструменту или заготовке сообщают осевое движение (рис. 182, а). Синхронизация вращения накатников осуществляется либо вращающейся впереди

пакета заготовок мастер-шестер­ ней, находящейся в беззазорном зацеплении с накатниками, либо охватывающим накатники коль­ цом с внутренними зубьями. На­ катывание зубчатых венцов воз­ можно на прутках с последующей разрезкой на отдельные колеса, либо на отдельных заготовках, на­ бираемых предварительно в пакет на оправку.

Процесс накатывания проис­ ходит в такой последовательнос­ ти (рис. 182, б). Установленная в центрах заготовка 1 подается в пространство между синхронно вращающимися в одном направ­ лении гладкими фрикционными роликами 2 и 5, наружный диа­ метр которых выполняется рав­ ным диаметру начальной окруж­ ности шлиценакатных роликов. Заготовка захватывается гладки­ ми роликами и приводится ими

ш

во вращение с окружной скоростью, равной скорости накатных ро­ ликов 3 и 4 на диаметре их начальной окружности.

Так достигается синхронизация вращения накатных роликов и обрабатываемой заготовки в начале накатывания. При дальнейшей осевой подаче происходит контакт заготовки с конечной частью ро­ лика 3, смещенного в осевом направлении относительно второго ро­ лика 4 на размер, равный примерно половине длины цилиндричес­ кой части ролика. При этом зубья заборной части ролика 3, вдавли­ ваясь в заготовку, производят деление ее окружности на заданное число зубьев. В начале контакта заготовки с заборной частью роли­ ка 3 шаг по вершинам зубьев в плоскости I-I соответствует шагу по начальной окружности шлицев. Этим достигается точность деления по шагу накатываемого профиля. При дальнейшем принудительном движении заготовки зубья второго накатного ролика 4 попадают в следы, нанесенные роликом 3 (плоскость II-II), затем в плоскости III-III последовательно вступают в работу цилиндрические калибру­ ющие участки накатных роликов. Подача заготовки производится до тех пор, пока не сформируется профиль на всей ее длине.

На машиностроительных предприятиях России эксплуатируется несколько типов оборудования для накатывания с осевой подачей. Специальный шлиценакатной станок модели ШН-2, оснащенный устройством для принудительной осевой подачи заготовок под нака­ тывание, является двухроликовым станком-полуавтоматом с гидрав­ лической системой подач. Станок предназначен для накатывания на валах треугольных и эвольвентных шлицев модулем до 2 мм, диамет­ ром до 100 мм. Принцип работы станка следующий.

Установленная в центрах заготовка подается с определенным усили­ ем и скоростью в пространство между синхронно вращающимися в од­ ном направлении накатными роликами, установленными на шпинде­ лях станка. Вращение заготовке с необходимой скоростью сообщается двумя цилиндрическими фрикционными роликами, один из которых зафиксирован на шпинделе шпонкой, а второй сидит свободно. Тем самым компенсируется различие между наружными диаметрами фрик­ ционных роликов и предотвращается возникновение поперечной на­ грузки на центры станка. Необходимое усилие подачи в направлении оси заготовки сообщается с помощью гидравлического устройства.

Несколько моделей станков разработаны в ЭНИМСе. Станок мо- Д .5 А 9 6 5 предназначен для формообразования треугольных, мелкомо­ дульных шлицев и точных резьб на заготовках из конструкционной стали твердостью НВ 218 и цветных металлов. Процесс накатывания может осуществляться как с радиальной подачей инструмента, так и

оснащены оригинальным манипулятором со встроенным в него канто­ вателем и магазином емкостью на 1 час непрерывной работы станка. Краткая техническая характеристика приведена в таблице 31.

Таблица 31. Техническая характеристика зубонакатных автоматов

Накатываниес радиальнойподачей инструмента осуществляется за счет его перемещения к оси заготовки, т.е. межосевое расстояние в станоч­ ном зацеплении переменно, что является важным фактором, который будет оценен при сравнительном анализе различных способов нака­ тывания. При рассматриваемом способе оси заготовки и инструмен­ та параллельны (рис. 183). После формирования профиля произво­ дится калибрование при постоянном межосевом расстоянии. Накаты­ вание может производиться одним, двумя или тремя накатниками. В промышленности используется, в основном, схема с двумя накатника­ ми. Процесс формирования такого профиля начинается с момента ка­ сания накатниками заготовки. Дальнейшее уменьшение межосевого расстояния в станочном зацеплении заставляет зубья накатника вне­ дряться в металл заготовки и на ней формировать профиль.

Течение металла заготовки на торцы предотвращают ограничи­ тельные реборды, прижатые болтами к накатникам. Процесс можно вести инструментом открытого или закрытого профиля. Этим спо­ собом производится накатывание резьбы, треугольных и эвольвентных шлицев с небольшим шагом, мелкомодульных зубчатых колес из материалов с высокой пластичностью.

ж

Профиленакатные полуавтоматы для накатывания с радиальной подачей отличаются высокой универсальностью.

Всоответствии с технологией накатывания полуавтоматы состо­ ят из двух органов: механизма, обеспечивающего вращение накатных роликов в одном направлении и гидропривода, создающего усилие накатывания, необходимого для пластической деформации.

Станки легко оснащаются автоматическими механизмами загруз­ ки и выгрузки деталей. Профиленакатные станки-автоматы изготав­ ливаются Азовским заводом кузнечно-прессовых автоматов по про­ ектам СКБКО (г.Азов).

Вконструктивном исполнении полуавтоматы мод.А9158, А2528, А9524 имеют две головки, из которых одна подвижна. В головках смонтированы шпиндельные узлы; на шейках шпинделей устанавли­ ваются резьбонакатные ролики.

Конструкция полуавтоматов А9526 и А9527 предусматривает на­ личие двух подвижных головок, снабженных устройствами для уста­ новки резьбонакатных роликов под углом в вертикальной плоскости. Это дает возможность накатывать резьбу как с радиальной, так и продольной подачей заготовки вдоль ее оси практически без ограни­ чения длины накатываемой резьбы.

Технические характеристики полуавтоматов приведены в таблице 32. На машиностроительных предприятиях России широко исполь­ зуются двухроликовые профиленакатные полуавтоматы моделей UPW, изготовленные в Германии. На полуавтоматах этих моделей накатывают резьбы всех типов, в том числе и конические. Их при­ меняют также для накатывания червяков, мелкомодульных косозу­ бых колес с числом зубьев z > 20 углом спирали р > 30°, ниппелей, цапф, а также для обкатки клапанов и т.п. На полуавтоматах мод.иР\¥ 25x100 и UPW 50x200 применены поворотные устройства шпинделей, которые позволяют непрерывно накатывать резьбу с продольной подачей заготовки. Полуавтоматы моделей UPW 12,5x70

иUPW 25x100 поставляются со средствами автоматизации примени­ тельно к конкретным типоразмерам деталей. Технические характе­ ристики полуавтоматов мод.иР\\^ приведены в таблице 33.

Фирма «Escofier» (Франция) разработала и выпускает серию про­ филенакатных двухроликовых полуавтоматов оригинальной конст­ рукции. Основное преимущество конструкции станков этой серии:

•симметричное движение салазок, позволяющее использовать уп­ рощенные опоры для поддерживания деталей при накатывании; плоские и низкие салазки с установленными на них шпиндель­ ными головками;

Таблица 33. Техническая характеристика профиленакатных двухроликовых полуавтоматов типа UPW (Германия)

•отсутствие верхних тяг жесткости, мешающих загрузке деталей;

•непосредственный визуальный контроль деформации загото­ вок в процессе накатывания.

Показатели мощности двухроликовых профиленакатных автома­ тов представлены в таблице 34.

Накатывание с тангенциальной подачей заготовок производится зубчатыми роликами с постоянным профилем. Способ разработан заводом «Львовприбор» совместно с Украинским полиграфическим институтом. Накатывание с тангенциальной подачей может быть осуществлено по трем схемам: тангенциальной (основная), диффе­ ренциальной и бесцентровой.

При тангенциальной схеме (рис. 184, а) заготовка 6, закрепленная