Нарезание зубчатых колес методом обкатки

При методе обкатки заготовка и инструмент воспроизводят дви-жение пары сопряженных элементов зубчатой или червячной передачи. Для этого либо инструменту придается форма детали, которая могла бы работать в зацеплении с нарезаемым колесом (зубчатое колесо, зубчатая рейка, червяк), либо инструмент выполняют таким образом, чтобы его режущие кромки описывали в пространстве поверхность профиля зубьев некоторого зубчатого колеса или зубчатой рейки, которые называют соответственно производящим колесом или производящей рейкой. В процессе взаимного обкатывания заготовки и инструмента режущие кромки инструмента, постепенно удаляя материал из нарезаемой впадины заготовки, образуют на ней зубья.

Нарезание зубьев цилиндрических зубчатых колес методом об-катки производится с помощью следующих инструментов: червяч-ных фрез (зубофрезерование); дисковых долбяков (зубодолбление) и долбяков в виде гребенок-реек (зубострогание).

Зубонарезание червячными фрезами. Для нарезания зубьев этим методом требуются универсальные зубофрезерные станки и специ-альный режущий инструмент — червячные фрезы. Станки выпускают с вертикальной или горизонтальной осями вращения фрезы. Метод является высокопроизводительным.

Фрезу на станке устанавливают таким образом, чтобы ее ось была повернута под углом (3 подъема винтовой линии витков фрезы (рис.

1.94).

Червячная фреза кроме вращения совершает поступательное движение подачи вдоль образующей цилиндра нарезаемого колеса, в результате чего колесо обрабатывается по всей его ширине.

В зависимости от модуля устанавливают число рабочих ходов фрезы: для от = 2...2,5 мм — один рабочий ход, для m > 2...2,5 мм — два рабочих хода и более.

Повышения производительности при зубофрезеровании достигают путем увеличения диаметра фрезы (повышается стойкость инст-румента), жесткости ее установки, использования специальных инструментальных материалов, в том числе твердосплавных, композиционных, применения многозаходных червячных фрез и увеличения числа одновременно нарезаемых колес.

Рис. 1.94. Схема фрезерования зубьев червячной фрезой

 

Зубодолбление. Режущим инструментом является долбяк, пред-ставляющий собой зубчатое колесо с эвольвентным профилем зубьев. В процессе нарезания долбяк и нарезаемое зубчатое колесо находятся в относительном движении зацепления (без зазора), т. е. их окружные скорости на начальных окружностях равны, а частота вращения и число зубьев связаны передаточным отношением i = п _и /п_з = z_з/ z _и , где п _ии п_з — соответственно частота вращения инструмента и заготовки колеса; z_з и z _и — соответственно число зубьев заготовки колеса и инструмента.

Нарезание зубьев долблением осуществляется на зубодолбежных станках.

Обработка зубчатых колес с m = 1...2 мм производится за один ра-бочий ход; с 2 < от < 4 — за два рабочих хода; с от > 4 мм — за три рабочих хода.

Кроме отмеченных обстоятельств, зубодолбление является един-ственным методом для нарезания колес с внутренним зацеплением (при средних и малых диаметрах), а также при обработке зубчатых венцов в блочных шестернях.

Зубострогание. Этот метод основан на зацеплении колеса и рейки, воспроизводимом инструментом — гребенкой. Обработка колес осуществляется на станках двух типов: с вертикальной и горизонтальной осью заготовки. Станки последнего типа применяют также для обработки колес с неразрывным шевронным зубом.

У зубострогания производительность меньше, чем у зубофрезеро-вания червячной фрезой и зубодолбления.

Зуботочение. Метод основан на воспроизводящем зацеплении пары винтовых колес на скрещенных осях. В качестве многорезцового инструмента применяют цилиндрическое режущее колесо, по форме напоминающее долбяк.

Производительность зуботочения в 2...4 раза выше производи-тельности зубофрезерования однозаходной фрезой.

 

НАКАТЫВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Накатывание зубчатых поверхностей имеет большие преимуще-ства перед способами обработки резанием: повышается производи-тельность в 5...30 раз; увеличивается износостойкость и прочность зубьев; значительно уменьшаются отходы металла и др. Различают горячее и холодное накатывание. Горячее накатывание применяют для профилей с модулем больше 2 мм; холодное накатывание реко-мендуется для мелкомодульных колес с модулем до 1,5...2 мм.

Может применяться и комбинированное накатывание для средних и крупных модулей (основная пластическая деформация прово-дится в горячем состоянии, а окончательное профилирование — в

холодном).

Горячее накатывание производится как с радиальной, так и с про-дольной подачей. Схема накатки с продольной подачей аналогична холодному накатыванию.

Схема накатывания с радиальным движением подачи показана на

рис. 1.95.

Рис. 1.95. Схема горячего накатывания зубьев колес:

1 — накатники; 2— реборды; 3 — заготовка; 4— переходная втулка; 5—оправка

 

Перед накатыванием заготовку нагревают до 1000... 1200° С за 20...30 с до накатывания, затем устанавливают на оправку специального станка и производят накатывание вращающимися накатниками. Штучное время накатывания зубьев на заготовках зубчатых колес составляет 30с...2 мин в зависимости от модуля (соответственно 2...5 мм).