Глава 12. Проектирование техпроцессов изготовления типовых деталей

Глава 12. Проектирование техпроцессов изготовления типовых деталей

Технология производства валов и осей

Разновидности валов. В приборостроении, как и в изделиях других отраслей промышленности, встречаются валы разнообразных конструкций: гладкие и ступенчатые, сплошные и полые. Наибольшее распространение получили ступенчатые валы. Валы считаются ж е с т к и м и, если отношение длины к диаметру не превышает 15, и н е ж е с т к и м и, если это отношение более 15. Нежесткие валы приходится обрабатывать (точить, шлифовать) с применением люнетов.
Материалом для валов служит, в основном,сталь 40 или 45 и, реже, легированные стали 40Х, 18ХГТ. Сопрягаемые цилиндрические поверхности валов выполняют с отклонением, соответствующим 6-му или 8-му квалитету и с шероховатостью поверхности соответственно Rа = 1.25 -0,63 мкм и Rа = 2,5 - 1,25 мкм.

 

Заготовки для валов. При изготовлении валов исходные заготовки получают либо путем пластического деформирования (ковка, штамповка, обжатие на ротационно-ковочных машинах, электровысадка, поперечно-винтовая прокатка), либо путем резки стандартного проката. На рис. 12.1 показаны заготовки, полученные различными способами: для изготовления ступенчатых валов - штамповкой в подкладных штампах (а); для валов с фланцами - штамповкой на горизонтально-ковочной машине (б); для ступенчатых валов в крупносерийном и массовом производстве - поперечно-винтовой прокаткой (в).

а)

б)

в)

Рис. 12.1 Заготовки валов, полученные различными способами.

С увеличением масштаба выпуска деталей большое значение придается эффективности использования металла, которая характеризуется отношением массы готовой детали, к расходу металла на исходную заготовку. Это отношение называют коэффициентом использования металла. Для серийного и массового производства этот коэффициент составляет более 0,75 н доходит до 0,95.
В единичном и мелкосерийном производстве при изготовлении валов с небольшим перепадом диаметральных размеров используют горячекатаный нормальный прокат, который разрезают на штучные заготовки для последующей механической обработки. При изготовлении валов со значительным числом ступеней и существенным перепадом диаметров применяют весьма эффективный способ ковки на вертикальных радиально-ковочных машинах (ротационная ковка). На рис. 12.2 приведена схема ротационного обжатия.

Рис. 12.2 Схема ротационного обжатия.

В отверстие неподвижной головки 1 машины запрессовано стальное кольцо 2. Между кольцом и шпинделем 7 помещена обойма 3 с цилиндрическими роликами 5, которые выступают из отверстий обоймы. В шпинделе имеется паз, в котором размещены две матрицы 6 и два бойка 4. В процессе вращения шпинделя под действием центробежных сил бойки расходятся (положение 8). В тот момент, когда бойки набегают на свободно вращающиеся в обойме 3 ролики, матрицы перемещаются к центру и обжимают заготовку (положение 9). Осевое перемещение заготовки происходит в тот момент, когда матрицы разжаты. Длительность обработки одной заготовки составляет 40-70 с.
В условиях серийного производства большое распространение получила горячая штамповка заготовок в открытых штампах (облойная штамповка), а в крупносерийном и массовом производстве - в закрытых штампах (безоблойная штамповка). При изготовлении заготовок с односторонним утолщением весьма эффективна штамповка на горизонтально-ковочных машинах. Для повышения точности штампованных заготовок применяют калибровку (чеканку) поковок.
Новым и весьма производительным способом изготовления заготовок для ступенчатых валов является горячая прокатка на трехвалковых станах, называемая поперечно-винтовой прокаткой. Этот способ целесообразен в массовом и крупносерийном производстве.

Рис. 12.3 Размещение инструментов для различных схем изготовления валов.

При наладке станка по наименьшей ступени l3 (рис. 12.3, б) ход суппорта будет определяться длиной ступени l3. В этом случае для обточки других ступеней устанавливают по нескольку резцов, причем число резцов зависит от соотношения длин ступеней l1/l3 и l2/l3. Второй вариант более производителен, но его недостатком является появление уступов при обтачивании ступени несколькими резцами из-за неточности установки резцов на размер и разной интенсивности их изнашивания. Установку резцов производят по эталонной детали или вне станка, применяя сменные блоки.
Если ступенчатый вал изготовляют из проката, то при точении ступеней с меньшим диаметром возможны недопустимо большие глубины резания. В этом случае применяют метод деления припуска. Одним из вариантов может быть удаление резцами 1,2 и 3 (рис.12.3.в) частей припуска Z1 Z2 и Z3. При этом варианте продольный суппорт перемещается на всю длину l обтачиваемых ступеней.
Обработка валов на многорезцовых станках требует относительно длительной их наладки, поэтому этот метод применяют в серийном и массовом производстве.
Значительное распространение получили одношпиндельные копировальные полуавтоматы моделей 1712, 1722, 1Б732. На рис. 12.4. показана схема наладки копировального полуавтомата для обработки ступенчатого вала: продольный суппорт обтачивает вал по копиру, а поперечный суппорт образует выточку.

Рис. 12.4 Схема наладки копировального полуавтомата.

Поперечным суппортом можно выполнять и подрезку торцов. Время  для наладки средней сложности составляет 30-35 мин, что в 2-3 раза меньше времени соответствующей наладки многорезцового станка. При  чистовом точении обеспечивается точность, соответствующая 9-му квалитету вместо 11-го при многорезцовом обтачивании. Наблюдается  малое влияние упругих сжатий системы, так как при продольном точении участвует в работе только один резец.  Повышается  качество обработанной поверхности: отсутствуют уступы, характерные для многорезцового обтачивания одной ступени. Обработка  ведется на более высоких скоростях резания, так как при многорезцовом точении скорость резания занижается с целью повышения стойкости резцов до 3-4 ч.
На токарных копировальных полуавтоматах выполняют предварительную и чистовую обработку валов. Их применение весьма эффективно в серийном производстве, где они повышают производительность по сравнению с использованием обычных токарных станков в 2 раза и более. При обточке валов с числом ступеней более четырех полуавтоматы работают эффективно при размере партии всего в 10-15 шт.
В массовом и крупносерийном производстве широко используют многошпиндельные многорезцовые полуавтоматы моделей 1К282, 1284 и других, которые, однако, сложнее в наладке. В мелкосерийном производстве весьма эффективно применение токарных станков с гидросуппортами и токарных станков с программным управлением.

Шлицевые поверхности на валах обычно получают обкаткой червячной фрезой на шлицефрезерных или зуборезных станках. Шлицы фрезеруют за два прохода. У закаливаемых валов, центрируемых по наружной поверхности, обработка шлицев включает следующие операции: предварительное шлифование наружной поверхности; фрезерование шлицев с припуском на шлифование боковых поверхностей; термическую обработку; чистовое наружное шлифование; чистовое шлифование боковых поверхностей шлицев, которое выполняется на шлицешлифовальном полуавтомате одновременно двумя кругами (рис. 12.5, а) с применением делительного механизма для поворота заготовки.

Рис. 12.5 Схемы обработки шлицов.

У таких же незакаливаемых валов обработка шлицев состоит из двух операций: наружного шлифования цилиндрической поверхности и фрезерования шлицев. Если шлицевое соединение центрируется по поверхности внутреннего диаметра, то последовательность операций до термообработки остается той же, что и при обработке шлицев, центрируемых по наружному диаметру; после термообработки выполняют чистовое шлифование боковых поверхностей шлицев и чистовое шлифование по внутреннему диаметру. В этом случае шлицы шлифуют либо профильным кругом одновременно по боковым поверхностям и дну впадины (рис. 12.5, б), либо в две операции: шлифование двумя кругами боковых поверхностей (рис. 12.5, а), а затем шлифование внутренней поверхности кругом, заправленным по дуге (рис. 12.5, в). Шлифование одним профильным кругом дает наилучшие результаты по точности и производительности.
В последнее время появились более производительные методы: обработка шлицев на шлицестрогальных и шлицепротяжных станках, а также образование эвольвентных шлицев методом пластического деформирования с помощью накатки. Накатыванию подвергают валы с небольшой твердостью при модуле шлицев не свыше 2,5 мм. Накатанные шлицы повышают износостойкость вала.

Шпоночные пазы в зависимости от их конструкции, обрабатывают либо дисковой фрезой, если паз сквозной, либо торцовой (пальцевой) фрезой, если паз глухой. Вал устанавливают в центрах или по наружной поверхности на призмы приспособления. При установке вала на призмы появляется погрешность установки, влияющая на точность глубины паза). Шпоночные пазы изготовляют на горизонтально- и вертикально- фрезерных станках. При изготовлении глухих шпоночных пазов в серийном и массовом производстве применяют шпоночно-фрезерные полуавтоматы, работающие "маятниковым" методом: двузубая пальцевая фреза (рис.12.6) за один проход подается на глубину резания t=0,2?0,3 мм и фрезерует паз на всю длину, затем вновь подается на эту же глубину и фрезерует паз в другом направлении и так до получения полной глубины паза.

Рис. 12.6 Схема фрезерования шпоночного паза.

Фрезерование пазов в крупносерийном и массовом производстве целесообразно выполнять с применением многоместных приспособлений комплектом фрез.

Изготовление резьбы.

Резьбы на валах могут быть наружные и внутренние. Внутренние резьбы нарезают машинными метчиками на сверлильных, револьверных и резьбонарезных станках в зависимости от масштаба производства. Наружные резьбы нарезают резцами, гребенками, плашками, а также получают фрезерованием, вихревым методом, накатыванием. В мелкосерийном и единичном производстве наружные резьбы изготовляют на токарно-винторезных станках с применением резьбовых резцов или гребенок, обеспечивая 6-8-ю степени точности. Резьбы 4-й степени точности нарезают на прецизионных токарно-винторезных станках.
Нарезание резьбы плашками и резьбонарезными головками выполняют на револьверных, токарных и болторезных станках, а также на токарно-револьверных автоматах. Нарезание резьбы плашками применяют в серийном и мелкосерийном производстве при требованиях точности резьбы не выше 7-й степени. В серийном и массовом производстве при изготовлении резьб используют резьбонарезные головки, обеспечивающие повышение производительности в 2- 4 раза по сравнению с нарезанием резьбы плашками и повышение точности резьбы до 6-й степени. При нарезании коротких остроугольных резьб широкое распространение получило фрезерование гребенчатой групповой фрезой (рис. 12.7) на резьбофрезерных станках, причем ось фрезы устанавливается параллельно оси нарезаемой детали.

Рис. 12.7 Схема нарезания резьбы гребенчатой фрезой.

При фрезеровании кроме вращения фрезы и медленного вращения заготовки необходимо обеспечить осевое перемещение фрезерной головки на шаг резьбы за один оборот заготовки. Накатывание резьбы применяют в крупносерийном и массовом производстве. При этом получают резьбу 6-й степени точности. Накатывание резьбы в 10-20 раз производительнее нарезания ее резьбовыми головками. Если вал не подвергается закалке, то резьбу нарезают после окончательного шлифования шеек, что устраняет возможность повреждения резьбы в процессе передачи вала на другую операцию.
На закаливаемых шейках резьбу изготовляют до термообработки. Мелкие резьбы у термо-обрабатываемых валов получают сразу шлифованием на резьбошлифовальных станках.

Шлифование валов выполняют на круглошлифовальных и бесцентровошлифовальных станках. Валы с точностью шеек, соответствующей 6-му квалитету, шлифуют в две операции (два перехода): предварительное и чистовое шлифование. При обработке валов на круглошлифовальных станках технологической базой являются центровые отверстия на торцах заготовки. От качества центровых отверстий зависит точность обработки, поэтому перед шлифованием центровые отверстия нередко подвергают исправлению путем шлифования конусным кругом. При шлифовании наиболее распространены два метода: метод продольного шлифования (рис. 12.8, а), применяемый при обработке поверхностей значительной протяженности, и метод врезного шлифования (рис. 12.8, б), применяемый при обработке коротких шеек.

Рис. 12.8. Схемы шлифования валов.

В серийном и массовом производстве шлифование вторым методом часто выполняется по автоматическому циклу, что обеспечивает лучшее качество обработки и повышает производительность. В тех случаях, когда необходимо достигнуть точности размеров, соответствующей 5-му или 6-му квалитету, и шероховатости поверхности Ка = 0,1 мкм и меньше, после чистового шлифования шейки вала притирают.
При шлифовании деталей размеры часто контролируют в процессе обработки, т. е. без остановки станка, что повышает производительность. Используют также измерительные средства активного контроля, которые автоматически выключают поперечную подачу при достижении заданного размера. Схема бесцентрового шлифования показана на рис. 12.8, в, где 1 - шлифующий круг; 2 - обрабатываемая заготовка; 3 - нож, поддерживающий заготовку; 4 - ведущий круг; v - окружная скорость ведущего круга. Заготовка располагается выше осевой линии кругов на размер h. Подача S заготовки вдоль оси осуществляется путем поворота ведущего круга на угол альфа, который составляет. Благодаря этому наклону ведущий круг сообщает детали посредством силы трения движение подачи. Бесцентровое шлифование выполняют с продольной подачей, как показано на рис. 12.8, в, и с поперечной подачей (врезанием). Если вал гладкий, то применяют шлифование с продольной подачей на проход; если вал ступенчатый, то его шлифуют с продольной подачей до упора. Врезным бесцентровым шлифованием обрабатывают у вала короткие буртики. Бесцентровое шлифование применяют при обработке небольших валов, обеспечивая 6-8-й квалитеты. Этот метод по точности несколько уступает шлифованию на круглошлифовальных станках.

Изготовление гладких валов.

Исходной заготовкой является калиброванный прокат. Последовательность изготовления вала следующая: 1) отрезание штучных заготовок и снятие фасок на токарно-отрезном станке или на отрезном автомате; 2) предварительное шлифование заготовок на бесцентровошлифовальном станке; 3) фрезерование шпоночных канавок на шпоночно-фрезерном полуавтомате; 4) обработка поперечного отверстия; 5) термическая обработка токами высокой частоты; 6) чистовое шлифование на бесцентровошлифовальном станке.

Рис. 12.9 Схемы базирования корпусных заготовок.

Детали фланцевого типа базируют по торцу фланца и точно обработанному буртику (рис. 12.9, б). Вместо поверхности буртика в качестве базы может быть принята поверхность основного отверстия. Корпуса призматической формы, у которых отверстия малы, базируют по трем плоскостям, причем базирование возможно либо по наружным поверхностям, либо по одной наружной и двум внутренним (рис. 12.9, в).
При обработке корпуса призматической формы, имеющего соосные основные отверстия, базирование заготовки целесообразно осуществлять на отлитые отверстия и боковую поверхность корпуса (рис. 12.9, г). В этом случае корпус базируется двумя коническими оправками 1, расположенными в стойках 2. Угловое положение корпуса фиксируется упором 3. При такой схеме базирования на последующей операции обработки отверстий будет обеспечено равномерное распределение припуска.
Если конфигурация корпуса не позволяет эффективно использовать его поверхности для базирования, то обработку целесообразно выполнять в приспособлении-спутнике. При установке заготовки в таком приспособлении могут быть использованы черновые или искусственно созданные вспомогательные базовые поверхности, причем заготовка обрабатывается на различных операциях при постоянной установке в приспособлении, но положение самого приспособления на разных операциях меняется.

Рис. 12.10 Схема последовательного фрезерования корпусных заготовок.

Возможна установка корпусов и в два ряда, а также обработка с перекладыванием заготовок. Сущность последнего способа заключается в том, что каждая заготовка станко-партии последовательно переустанавливается в несколько положений, что обеспечивает обработку плоскостей с разных сторон. При этой схеме наладки необходимо, чтобы обрабатываемые поверхности располагались в одной плоскости и обрабатывались за один ход стола. Такое построение операций повышает производительность фрезерования и сокращает время на переналадку станка.
В крупносерийном и массовом производстве корпуса обрабатывают торцовыми фрезами на вертикально-фрезерных и барабанно-фрезерных станках непрерывного действия. На рис. 12.11 показана схема работы вертикально-фрезерного станка, на котором можно вести обработку по непрерывному циклу.

Рис. 12.11 Схема работы вертикально фрезерного станка.

На рисунке: / - станина станка; 2 - вращающийся стол; 3 - торцовая фреза. Новые заготовки устанавливают со стороны, противоположной расположению фрезы. При черновой обработке плоскостей эффективно применение обдирочного шлифования торцом сборного сегментного шлифовального круга со снятием припуска до 4-5 мм. Торцовые поверхности корпусов, имеющих конфигурацию тел вращения, обрабатывают точением на токарно-карусельных станках или на расточных станках с применением головок с подрезными пластинами или цековок.
При обработке корпусных заготовок небольших размеров применяют протягивание плоскостей, используя прогрессивные конструкции протяжек. Протягивание плоскостей обеспечивает шероховатость поверхности в пределах Rа = 1,25 - 0,32 мкм, хорошую плоскостность (0,005 мм на длине 300 мм) и точность размера в пределах 6-го квалитета. Торцовое фрезерование в два прохода (черновое и чистовое) обеспечивает шероховатость Rа - 2,5 - 1,25 мкм, плоскостность 0,03 мм на длине 300 мм и точность размера в пределах 11-го квалитета. Для достижения более высокой точности применяют чистовое шлифование плоскостей и тонкое фрезерование, а в единичном и мелкосерийном производстве - тонкое строгание и шабрение.

Точность отверстий.

Точность обработки отверстий зависит от метода расточки. При расточке консольной оправкой геометрические неточности станка влияют на погрешности обработки больше, чем при расточке скалкой в кондукторе. Если отверстия изготавливаются с применением кондуктора, погрешность зависит от точности кондуктора и расточной скалки и от зазоров между скалкой и кондукторными втулками.
При расточке консольной оправкой с подачей стола податливость технологической системы по длине обработки остается неизменной, поэтому искажения формы отверстия в осевом направлении не будет. Если же подача осуществляется выдвижением шпинделя, то по мере расточки будет наблюдаться изменение жесткости узла "шпиндель - инструмент", влияющее на погрешность формы отверстия по длине. Погрешность формы отверстия в поперечном сечении зависит от изменения податливости технологической системы за один оборот шпинделя. При расточке консольной оправкой эта податливость больше, чем при расточке скалкой. Состав переходов расточной операции зависит от требований к точности обрабатываемого отверстия и точности литья. Например, в серийном производстве обработка в отливках отверстий с точностью, соответствующей 7-му квалитету, включает: черновое зенкерование или растачивание, получистовое зенкерование (растачивание), предварительное развертывание и чистовое развертывание. Вместо развертывания отверстий возможно применение тонкого растачивания.
Для получения размеров с отклонениями, соответствующими 6-му квалитету, наиболее распространены тонкое алмазное растачивание или хонингование отверстий. Хонингование отверстий выполняют на одношпиндельных и многошпиндельных хонинговальных станках при обильном охлаждении, оставляя припуск на хонингование после растачивания 0,05-0,08 мм, а после развертывания 0,02-0,04 мм. Весьма эффективно применение алмазного хонингования, повышающего качество обработанных отверстий.

Рис.12.12 Изготовление втулки из штучной заготовки.

2) протягивание отверстия с установкой заготовки на сферическую самоустанавливающуюся шайбу, так как торец втулки не обработан;
3) предварительное обтачивание наружной поверхности, подрезку торцов и снятие наружных фасок на токарном много-резцовом полуавтомате (рис. 12.12, б);
4) чистовое обтачивание наружной поверхности и, при необходимости, повторную подрезку торцов втулки на токарном станке.
При производстве втулок из пластмассовых заготовок, имеющих высокую точность, механическая обработка ограничивается обычно отделочными операциями.

Контроль втулок заключается в проверке их размеров, концентричности наружной поверхности относительно отверстия, перпендикулярности торцовых поверхностей к оси отверстия и шероховатости поверхности. В крупносерийном и массовом производстве при контроле применяют многомерные индикаторные контрольные приспособления.

Рис.12.13 Схема изготовления колес до нарезания зубьев.

Возможен также следующий вариант обработки: зенкерование прошитого отверстия и подрезка одного торца на вертикально-сверлильном станке и затем обтачивание заготовки на многорезцовом станке в две операции (предварительное и чистовое точение). В серийном и массовом производстве токарные работы можно выполнять на многошпиндельных токарных полуавтоматах. На рис. 12.14 показан пример наладки шестишпиндельного полуавтомата.

Рис.12.14 Схема наладки шестишпиндельного полуавтомата.

В верхней части рисунка представлена циклограмма обработки, в которой позиция / обозначает снятие изготовленной детали и установку новой заготовки. На позициях // и /// принята расточка отверстия взамен зенкерования и протягивания, что обеспечит необходимую перпендикулярность базового торца относительно отверстия. На позиции IV выполняют предварительную подрезку двух торцовых поверхностей; на позиции V - чистовую подрезку этих поверхностей и наложение фаски; на позиции VI - наложение двух фасок на отверстии. Обработка заготовок под нарезание зубьев для колес с хвостовиком принципиально не отличается от обработки ступенчатых валов. Для обеспечения точного базирования заготовки при зубонарезании одну шейку и опорный торец венца следует шлифовать.

Рис.12.15 Возможные схемы нарезания зубьев.

В качестве предварительной операции находит применение горячее накатывание зубьев с последующей чистовой обработкой зуборезным инструментом. При выполнении операций зубообработки получают распространение новые, более производительные методы: 1) одновременное строгание всех зубьев колеса фасонными резцами с радиальной подачей (рис. 12.15, в); 2) протягивание зубьев; 3) накатывание зубьев.
Зубчатые колеса модуля до 1,5 мм можно накатывать сразу. Используют также холодное накатывание зубьев модуля 3 мм после зубофрезерования, что обеспечивает 7-ю степень точности и повышение износостойкости зубьев. В качестве отделочных операций применяют шевингование зубьев, шлифование, притирку.

Шевингование зубьев выполняют после чистового зубофрезерования для достижения 7-й степени точности. На рис. 12.16, а показана схема зубошевингования с помощью круглого шевера, имеющего на боковых поверхностях специальные канавки для съема тонкой стружки.

Рис.12.16 Схема шевингования зубьев.

Из схемы видно, что при шевинговании происходят три движения (/ - вращательное реверсивное, // - продольное и /// - радиальной подачи колеса), что обеспечивает равномерный съем припуска по профилю зубьев. Для увеличения скольжения зубьев шевера по поверхности зубьев колеса шевер располагают под углом «фи» = 10? 15°. При шевенговании металл с боковой поверхности зубьев снимается по линии точек контакта сопряженных профилей зубьев шевера и колеса (рис. 12.16, б). Время шевингования 1,5-2,5 с на один зуб. Термическая обработка зубчатых колес - сплошная закалка и отпуск - снижает точность зубчатых венцов в результате деформаций. В связи с этим после термообработки зубья подвергают отделочным операциям: шлифованию и притирке. Этим отделочным операциям предшествует шлифование базового отверстия и торцов ступицы. Шлифование отверстия и одного торца выполняют путем базирования колеса на эвольвентные поверхности зубьев в специальном патроне с упругой мембраной.

Шлифование зубьев применяют, в основном, при изготовлении зубчатых колес 6-й и 5-й степеней точности. Известны два метода зубошлнфованпя: копированием и обкатыванием. Копирование заключается в последовательном шлифовании впадин зубьев шлифовальным кругом, заправленным по профилю зубьев обрабатываемого колеса (рис. 12.17, а).

Рис.12.17 Схема шлифования зубьев зубчатых колес.

А - деление заготовки на зуб. Радиальная подача сообщается шлифовальному кругу после полного оборота зубчатого колеса. Этот метод обеспечивает 6-7-ю степени точности. Обкатывание основано на зацеплении шлифуемого колеса с воображаемой рейкой, в один или несколько зубьев которой вписан прямобочный профиль шлифовального круга. Шлифование методом обкатывания можно выполнять двумя способами: по принципу единичного деления, т. е. последовательного шлифования каждого зуба, и по принципу непрерывного шлифования. Нарис.12.17,б показана схема обкатывания по принципу единичного деления тарельчатым кругом: А -деление заготовки на зуб; В - движение обката заготовки; С - возвратно-поступательное движение заготовки, обеспечивающее шлифование по всей длине зуба. Способ обеспечивает 5-6-ю степени точности, но по производительности уступает копированию примерно в 3 раза. На рис. 12.17, в показана схема непрерывного шлифования зубьев червячным шлифовальным кругом на станках завода "Комсомолец". Этот способ обеспечивает 6-5-ю степени точности и примерно в 5 раз производительнее обкатывания с единичным делением.Схема притирки зубьев показана на рис. 12.18.

Рис.12.18 Схема притирки зубьев.

Зубчатое колесо 3 находится в зацеплении с тремя притирами 1, 2 и 4, изготовленными из серого чугуна. Ось притира 2 параллельна оси обрабатываемого колеса, а оси других притиров расположены под углом 3-5°, что увеличивает скольжение зубьев притира относительно зубьев колеса. В процессе обработки применяют мелкозернистый абразив. Припуск на притирку оставляют не более 0,02 мм на сторону. Притирка улучшает качество поверхности зубьев, но мало повышает точность (не более чем на 0,5 степени).
Анализируя последовательность обработки зубьев цилиндрических колес, можно установить следующее. У зубчатых колес 8-9-й степеней точности зубья нарезают зубофрезерованием и, при необходимости, подвергают их термообработке. При обработке зубьев передач 7-й степени точности применяют зубофрезерование и шевингование. Если зубья подвергаются закалке токами высокой частоты (у колес из среднеуглеродистых сталей) или азотированию (у колес из малоуглеродистых сталей), то после термообработки парные зубчатые колеса достаточно подвергнуть приработке. У зубчатых колес 7-й степени точности, подвергаемых сплошной закалке с отпуском (у колес из среднеуглеродистых сталей) или цементации с последующей закалкой и отпуском (у колес из низкоуглеродистых сталей), зубья нарезают червячными фрезами, затем шевингуют, а после термообработки подвергают притирке. У зубчатых передач 6-й степени точности обработку зубьев термообрабатываемых колес целесообразно выполнять по маршруту: чистовое зубофрезерование, термообработка и зубошлифование червячным кругом.

Обработка зубьев конических колес. Конические колеса с прямыми зубьями нарезают на зубострогальных станках модели 526, работающих по принципу обматывания одновременно двумя резцами. На рис. 12.19, а показана схема зубострогания на этом станке. Заготовка 1 и резцы 2 как бы воспроизводят зацепление в конической передаче, причем резцы являются зубом плоского колеса.

Рис. 12.19 Схемы нарезания зубьев конического колеса.

В процессе строгания резцы имеют возвратно-поступательное движение, а резцовая головка и обрабатываемое колесо вращаются, обеспечивая процесс обкатывания. При зубострогании получают 8-ю степень точности. Если модуль зубьев превышает 3-4 мм, то применяют предварительную прорезку канавок дисковыми модульными фрезами. Зубострогание применяют для нарезания колес с прямыми и косыми зубьями в условиях единичного и серийного производства. В крупносерийном производстве целесообразно нарезать зубья обкатыванием двумя дисковыми фрезами с прямолинейными режущими кромками на станках моделей 5П23 и 5230 (рис. 12.19, б). Этот способ производительнее зубострогания. Получает также распространение весьма производительный способ обработки зубьев на протяжных станках круговой протяжкой, применяемый для изготовления прямозубых конических колес небольших габаритов. Конические колеса с круговыми зубьями нарезают специальными многорезцовыми головками. После термообработки зубья конических колес шлифуют обкатыванием.

Рис.12.20 Схема изготовления червячных колес.

При фрезеровании с тангенциальной подачей у червячной фрезы 3- 4 первых витка должны быть срезаны на конус. Этот способ зубообработки дает большую точность, чем нарезание с радиальной подачей. В единичном производстве при отсутствии соответствующей червячной фрезы нарезку зубьев червячного колеса выполняют с помощыо фасонного резца, закрепленного в оправке, применяя тангенциальную подачу. Червячные колеса 6-7-й степеней точности подвергают дополнительной обработке шевингованием на зубофрезерном станке высокоточной червячной фрезой с мелкими и часто расположенными зубьями, применяя радиальную подачу.

Контроль зубчатых колес осуществляют после отдельных этапов обработки, т. е. до зубонарезания, после зубонарезания и после окончательной обработки. До зубонарезания у заготовки проверяют диаметральные и линейные размеры, а также биение базового торца и диаметральной поверхности венца. После зубонарезания контроль в цеховых условиях осуществляют с помощью прибора для комплексной проверки (рис. 12.21).

Рис.12.21 Схема прибора комплексной проверки зубчатых колес.

В этом приборе проверяемое колесо 1 находится в беззазорном зацеплении с эталонным зубчатым колесом 2, которое посажено на палец подпружиненной подвижной каретки 3. Вращая плавно от руки проверяемое колесо, по показаниям индикатора 4 определяют отклонения межцентрового расстояния, вызванные эксцентриситетом зубчатого венца, ошибками шага и профиля. Толщину зуба удобно проверять кромочным штангензубомером.
При дифференцированном методе контроля проверяют отклонения основного шага, разность окружных шагов, накопленную погрешность окружного шага, погрешность профиля зубьев, смещение исходного контура. Дифференцированный метод контроля трудоемок и применяется при проверке качества зуборезного инструмента, точности работы зубообрабатывающего станка, правильности его наладки.

Глава 12. Проектирование техпроцессов изготовления типовых деталей