Обработка зубьев цилиндрических колес.

При нарезании зубьев цилиндрических колес наиболее распространены зубофрезерование и зубодолбление. Нарезание зубьев червячными фрезами выполняют на зубофрезерных станках, обеспечивая 8-ю степень точности и шероховатость поверхности Rа = 20  - 10 мкм. При обработке зубьев червячными фрезами с шлифованными зубьями и в два перехода (предварительное и чистовое фрезерование) можно получить 7-ю степень точности и шероховатость поверхности Rа = 2,5 - 0,63 мкм.
Зубодолбление выполняют на специальных зубодолбежных станках дисковыми долбяками и применяют при обработке зубьев многовенцовых колес (когда между соседними венцами отсутствует место для выхода червячной фрезы), зубьев шевронных колес, зубьев внутреннего зацепления. Зубодолбление обеспечивает 7-ю степень точности. Его применяют при обработке колес модуля менее 3 мм. При изготовлении колес более крупного модуля зубодолбление уступает по производительности зубофрезерованию.
При обработке зубьев модуля более 3 мм следует применять предварительное и чистовое зубонарезание. Предварительное нарезание целесообразно выполнять одним из следующих способов: 1) фрезерованием зубьев двух- и трех заходными червячными фрезами, которые производительнее однозаходных; 2) фрезерованием зубьев дисковыми фасонными фрезами путем последовательного фрезерования впадин одновременно нескольких заготовках (рис. 12.15, а): 3) одновременным фрезерованием в нескольких впадин в одной заготовке (рис. 12.15, б).

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.