книги / Цилиндрические зубчатые колеса

Рис.38. Дисковая модульная острозаточенная фреза.

Таблица 13. Размеры дисковых модульных острозаточенных фрез

Допускается 5-6 повторных заточек резцов. Резцы затачиваются окончательно в собранном виде в корпусе фрезы. Профиль зубьев фрезы прямолинейный.

Рекомендуется работать комплектом из двух дисковых острозато­ ченных фрез.

Для чернового нарезания зубьев колес средних и крупных моду­ лей могут быть рекомендованы сборные дисковые модульные твер­ досплавные фрезы. При использовании твердосплавных дисковых фрез на специальных станках (ЕЗ-28, ЕЗ-11) достигается повышение

Нарезание зубчатых колес еди­ ничным делением производится на специальных станках с верти­ кальной или горизонтальной осью изделия, а также на некоторых моделях универсальных зуборез­ ных станков, имеющих механиз­ мы единичного деления. Фрезер­ ные станки с делительной го­ ловкой используются только в отсутствии специальных зубо­ фрезерных станков. Технические характеристики станков для ра­ боты дисковыми и пальцевыми модульными фрезами представ­ лены в справочной литературе (например, [23, 38]).

Рис.40. Острозаточенная пальцевая фреза конструкции ЦНИИТМАШ.

3.1.2. Контурное долбление зубьев многорезцовыми головками (способ «Shear speed»)

Способ «Shear speed» разработан фирмой Michigan Tool и пред­ назначен для одновременного долбления всех зубьев венца. Этим вы­ сокопроизводительным способом можно обрабатывать наружные и внутренние, закрытые и открытые зубчатые венцы прямозубых ци­ линдрических колес, зубчатые муфты и шлицы.

Режущим инструментом является резцовая головка с расположен­ ными радиально выдвижными затылованными резцами. Число рез­ цов в головке соответствует числу впадин обрабатываемого колеса. Форма режущей кромки резцов соответствует форме впадин. Для каждого обрабатываемого зубчатого колеса в соответствии с его мо­ дулем и количеством зубьев изготавливается специальная головка. Поскольку изготовление многорезцовых головок и самих фасонных резцов — процесс трудоемкий и дорогостоящий, указанный способ

Протягивание выполняется на вертикальных и горизонтальных протяжных станках и является высокопроизводительным процессом, обеспечивающим довольно высокую точность.

При обработке протягиванием решающее значение для результа­ тов работы имеет инструмент, его конструкция и качество изготов­ ления. Протяжка является сложным и точным инструментом, кото­ рый выполняет также функции подачи станка. Процесс резания при протягивании усложняется вследствие необходимости размещения стружки в ограниченном пространстве впадины зуба.

В связи с этим обработку эвольвентных зубьев, а также шлицев — эвольвентных, прямобочных и трапецеидальных ведут по следую­ щим схемам резания:

•профильно-генераторная схема. Заключается в том, что срезание припуска производится зубьями, имеющими переменный про­ филь, постепенно переходящий от прямолинейной или круг­ лой формы к заданному профилю на изделии;

•групповая (прогрессивная) схема. Отличается тем, что металл сре­ зается не кольцевыми слоями по всему профилю, а разделяется на части так, что каждый зуб срезает металл только с части профиля. И так последовательно, пока не будет снят металл со всего профиля.

В зависимости отделительного диаметра и длины протягиваемых зубьев протяжки проектируются либо одинарными, либо комплек­ том из двух или более единиц. Для получения высокой точности и необходимого класса шероховатости поверхности протяжки выпол­ няются комбинированными — с цилиндрическим и зубчатым про­ филями. Пример такой протяжки представлен на рис.42.

Если обработку приходится вести комплектом из двух и более протяжек, то на последней протяжке комплекта предусматривают несколько круглых зубьев, оставляя для них небольшую часть при­ пуска по внутреннему диаметру зубчатого венца. Это обеспечивает соосность внутреннего и наружного диаметров отверстия. Протяги­ ванием можно обрабатывать внутренние венцы с делительным диа­ метром до 400 мм.

Обычно протягивание зубчатых колес внутреннего зацепления не обеспечивает высокого качества, поэтому для изготовления прямо­ зубых и косозубых колес внутреннего зацепления автоматических коробок передач автомобилей метод протягивания был усовершен­ ствован.

Фирма National Broach изготавливает такие колеса специальны­ ми протяжками до окончательного размера из целой заготовки за

Рис.42. Образец протяжки для внутреннего зубчатого венца.

один ход заготовки. Протяжка состоит из двух секций: черновой и чистовой. Чистовая секция съемная, плавающая, типа гильзы. Ее зу­ бья имеют эвольвентную форму на всей высоте. Чистовая секция производит окончательную обработку профиля зуба колеса, образо­ ванного черновой частью протяжки. Такая протяжка обеспечивает точный и стабильный размер зуба.

Наружные зубья цилиндрических зубчатых колес могут протяги­ ваться одновременно по всей окружности охватывающей протяжкой, которая может быть изготовлена цельной из одной заготовки или сборной из отдельных реек.

Фирмой National Broach разработан также высокопроизводитель­ ный процесс протягивания точных эвольвентных зубчатых колес с внешним зацеплением протяжками чашечного типа с внутренними зубьями. Процесс обработки заключается в проталкивании целой за­ готовки через протяжку за один ход. Чашечная протяжка монтиру­ ется над обрабатываемой деталью. Деталь устанавливается на длин­ ной колонке, а чашечная протяжка подается вниз на деталь с помо­ щью гидроцилиндра.

Кольцеобразная чашечная протяжка состоит из держателя и от­ дельных точно шлифованных стальных колец, закрепленных шпон­ кой, внутренние зубья которых индивидуально затылованы. Чашеч­ ная протяжка представляет собой зубчатое колесо с внутренними затылованными зубьями. Кольца затачивают по торцовой поверхности с последующим шлифованием внутренней поверхности. Этот метод обработки обеспечивает высокую точность по шагу и профилю зуба (около 0,005 мм). Производительность протяжных станков-автома­ тов 240-300 дет/час [40].

Важнейшими достоинствами зуборезных протяжек являются: большой срок службы, длительное сохранение точности и большое количество переточек.

3.1.4. Шлифование зубьев фасонным кругом.

Обработка производится на специальных зубошлифовальных стан­ ках, где в качестве инструмента используется профильный круг (рис.43).

Зубошлифование можно производить двумя способами: одним шли­ фовальным кругом, фасонный профиль которого образуется с помо­ щью механизма правки с эвольвентными копирами, имеющими про­ филь, соответствующий форме обрабатываемых впадин зубьев и двумя шлифовальными кругами, фасонный профиль на каждом из которых образуется алмазами механизма правки, воспроизводящими эвольвен-

тный профиль без применения фасонных копиров. Правка круга производится несколько раз за цикл обработки одного колеса.

В процессе обработки прямо­ зубых колес профилированный круг перемещается вдоль оси ко­ леса и за каждой ход полностью профилирует обе стороны одной впадины. После выхода круга из зацепления с колесом последнее поворачивается на угол, соответ­

ствующий одному шагу. После полного оборота колеса круг подается в радиальном направлении и цикл повторяется.

При шлифовании косозубых колес схема обработки изменяется. Круг поворачивается на угол наклона зуба р, при продольном пере­ мещении круга вдоль оси колеса оно получает доворот на угол со, оп­ ределяемый в зависимости от угла наклона зубьев шестерни.

При шлифовании профильным кругом контакте зубьями проис­ ходит по всему периметру впадины. Из-за снятия большого количе­ ства металла вероятность появления прижогов на обрабатываемых зубьях увеличивается. Поэтому режимы шлифования профильным кругом подбираются особенно тщательно.

В связи с тем, что форма и положение рабочей поверхности круга зависят от параметров шлифуемого зубчатого колеса, станки с профиль­ ным кругом целесообразно применять в условиях крупносерийного и массового производства. Производительность таких станков высока. Получаемая точность зубчатых колес — 6 степень по ГОСТ 1643-81.

Модели и технические характеристики оборудования, работаю­ щего профильным кругом, представлены в [38].

3.2. Формообразование методом обката

Сущность метода обката состоит в том, что в процессе нарезания зубьев воспроизводится зацепление сопряженных деталей зубчатой пары, из которых одна деталь является заготовкой нарезаемого ко­ леса, а другая — режущим инструментом. Физический смысл мето­ да поясним на простом примере. Пусть задан какой-то криволиней­ ный профиль (рис.44).

Проведя к нему ряд касательных 1,2, 3... этот профиль можно рас-