Нарезание зубчатых колес на зубодолбежных станках

На зубодолбежных станках нарезают цилиндрические зубча­тые колеса внешнего и внутреннего зацепления с прямыми и ко­сыми зубьями. На этих же станках можно нарезать блоки зубча­тых колес с малым расстоянием между венцами колес, а также шевронные колеса. Зубчатые колеса на зубодолбежных станках нарезают долбяками по методу обкатки, в основу которого поло­жено зацепление двух цилиндрических зубчатых колес (см. рис. 75, б).

Зубодолбежные станки в зависимости от расположения оси нарезаемого колеса делят на горизонтальные и вертикальные.

Рис. 79. Общий вид зубодолбёжного станка.

На рис. 79 показан общий вид вертикального зубодолбежного станка. Станина станка состоит из двух частей – нижней 1 и верхней 2. Долбяк, закрепленный в шпинделе 6, получает вращение и одновременно возвратно-поступательное движение. Суппорт 4 перемещается по направляющим станины 2 и в роперечном направлении. Заготовку закрепляют на шпинделе стола 7 и сообщают ей вращательное движение. Кроме того, заготовка имеет возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости для отвода заготовки от долбяка во время его холостого хода. Гитара скоростей 8 предназначена для изменения числа двойных ходов в минуту долбяка. Гитара делении 3 сообщает долбяку окружную скорость для автоматического деления заготовки на заданное число зубьев. С помощью механизма подачи 5 устанавливают радиальную подачу долбяка.

Нарезание цилиндрических колес с прямыми зубьями (рис. 80, а).

Такие колеса нарезают прямозубыми долбяками.

Рис. 80. Схемы нарезания цилиндрических колёс с прямым зубов внешнего (а) и внутреннего (б) зацеплений на зубодолбёжном станке:

1 – долбяк; 2 – нарезаемое колесо

Главным движением, определяющим скорость резания, является возвратно-поступательное движение долбяка. Движение долбяка вниз является рабочим ходом vp, движение его вверх — холостым ходом vx. Оба движения — рабочее и холостое составляют двойной ход долбяка.

Скорость резания (в м/мин) при зубодолблении:

,

где L — длина хода долбяка, мм; n — число двойных ходов долбяка в минуту.

Долбяк и заготовка, находясь в зацеплении, вращаются со скоростью, обратно пропорциональной числу их зубьев:

,

где nзаг — частота вращения заготовки, об/мин; nд — частота вращения долбяка, об/мин; zд — число зубьев долбяка; zзar — число зубьев нарезаемого колеса.

Вращение долбяка (круговая подача долбяка sкp. д) и вращение заготовки (круговая подача заготовки sкp. заг) яв­ляются движением обкатки.

Круговая подача выражается дли­ной дуги делительной окружности дол­бяка, на которую он поворачивается за один двойной ход (мм/дв. ход). Попе­речным перемещением суппорта долбя­ку сообщают радиальную подачу — движение врезания долбяка в заготов­ку (sp мм/об. заг). Радиальная подача сообщается до достижения полной глу­бины впадины между зубьями. В даль­нейшем процесс нарезания происходит при постоянном межцентровом расстоянии в течение одного обо­рота заготовки. Для устранения трения зубьев долбяка о заго­товку во время холостого хода заготовка вместе со столом отво­дится от долбяка, а в начале рабочего хода подводится к долбяку (на схеме — движение Δs).

Рис. 81. Схемы нарезания цилиндрического колеса с косым зубом внешнего зацепления на зубодолбёжном станке:

1 – копир; 2 – долбяк; 3 – нарезаемое колесо

Нарезание цилиндрических колес с прямыми зубьями внутрен­него зацепления (рис. 80, б). При нарезании таких колес долбяку и заготовке сообщают те же движения, что и при нареза­нии колес внешнего зацепления. Различие заключается лишь в том, что при нарезании зубчатых колес внутреннего зацепления направления вращения долбяка и заготовки одинаковы, тогда как при нарезании колес внешнего зацепления они противоположны.

Нарезание цилиндрических колес с косыми зубьями (рис. 81). Нарезают такие колеса косозубыми долбяками. Для нарезания колес с косыми зубьями нужен комплект косозубых долбяков с та­ким же углом наклона зубьев, как и у нарезаемых колес. Этот комплект состоит из двух долбяков: левого — для нарезания правого колеса и правого — для нарезания левого колеса.

Долбяку и заготовке сообщают те же движения, что и при нарезании колес с прямыми зубьями. Дополнительно долбяку сообщают вращательное движение (дополнительную круговую подачу Δsкр. д), обусловленное углом наклона зубьев и согласованное с его возвратно-поступательным движением. Дополнительное вращение долбяка обеспечивается установкой на шпинделе станка винтовых направляющих (копиров). Угол наклона винтовой линии копира должен соответствовать углу наклона зубьев нарезаемого колеса.

Цилиндрические колеса с косыми зубьями внутреннего зацепления нарезают долбяками с одноименным направлением зубьев.

Преимуществом метода зубодолбления, помимо возможности нарезания колес внутреннего зацепления и блочных колес, является более высокая точность и меньшая шероховатость боковых поверхностей зубьев по сравнению с поверхностями, получаемыми при зубофрезеровании.

Нарезание конических колес с прямыми зубьями назубострогальных станках

Конические зубчатые колеса на зубострогальных станках нарезают методом обкатки. В основу этого метода положено зацепление двух конических колес, одно из которых плоское (рис. 82, а).

Рис.82. Схема нарезания конического колеса с прямым зубом на зубострогальном станке: 1 – производящее колесо; 2 – нарезаемое колесо; 3 – люлька; 4 – зубострогальный резец

Нарезаемое коническое колесо (заготовка) находится в зацеплении с производящим плоским коническим колесом, у которого угол при вершине конуса φп = 90°, а зубья ограничены плоскостями сходящимися в общей вершине, и имеют форму зуба рейки, т. е. плоское коническое колесо представляет собой кольцевую ройку. Роль производящего колеса выполняют два зубострогаль­ных резца, образуя впадину между зубьями.

На рис. 83 показан общий вид зубострогального станка. На станине 1 слева расположена стойка 3 с люлькой 4. По направ­ляющим люльки перемещаются два резцовых суппорта 5, несущих зубострогальные резцы. Резцы попеременно совершают возвратно-поступательное движение в направлении к вершине конусов ко­мических колес — плоского и заготовки. Число двойных ходов резцов в минуту устанавливают настройкой гитары скоростей 2. Люлька смонтирована на планшайбе и при обкатке вращается вокруг горизонтальной оси, имитируя вращение плоского конического ко­леса.

В шпинделе делитель­ной бабки 6 на оправке закрепляют заготовку. Са­лазки 8 делительной баб­ки, перемещаясь по про­дольным направляющим станины, подводят заготов­ку к резцам и отводят ее от них. Величина подвода и отвода заготовки регу­лируется с помощью ба­рабана механизма 9. На­стройкой гитары деления 7 заготовке при отводе ее от резцов сообщают поворот на один угловой шаг, т. е. на 1/z оборота. Делительная бабка 6 может поворачиваться вокруг верти­кальной оси для установки оси шпинделя (заготовки) под углом φ (угол при вершине конуса нарезаемого колеса) к оси люльки.

Рис. 83. Общий вид зубострогального станка

В процессе зубострогания конических колес с прямыми зубьями (см. рис 82, б) главным движением является возвратно-посту­пательное движение резцов. Движение резцов в направлении к вершине конуса заготовки является рабочим — vp, а обратный ход резцов является холостым — vх. Оба движения — рабочее и холостое — составляют двойной ход резца.

Вращение заготовки (круговая подача заготовки sкp. заг) и люльки с резцами (круговая подача люльки sкp. л) является дви­жением обкатки и должно соответствовать передаточному отно­шению:

,

где zп — фиктивное число зубьев производящего колеса; z — число зубьев нарезаемого колеса.

В результате главного и обкаточного движений на заготовке образуются две неполные впадины и один полностью обработанный зуб. После нарезания одного зуба заготовка отводится от резцов, направление вращения люльки с резцами и заготовки изменяется, затем они возвращаются в исходное положение (холостой ход). Во время отвода заготовки от резцов шпиндель бабки вместе с заготовкой поворачивается на угловой шаг (1/z оборота), обеспечивая деление. Затем заготовке сообщают подачу на глубину впадины, и начинается нарезание второго зуба.