Лекция 14. Методы обработки зубчатых поверхностей

Рассматриваемые вопросы:Основные виды зубчатых колес. Методы получения зубчатых поверхностей. Метод копирования. Метод обкатки. Про­тягивание зубчатых поверхностей. Накатывание зубчатых поверхностей. Способы чистовой отделки зубчатых колес.

Основные виды зубчатых колес

Зубчатые колеса делят на цилиндрические, конические и червячные. Наи­более распространены цилиндрические зубчатые колеса. Они могут быть одно-венцовые и многовенцовые (блочные). Зубчатые колеса могут быть выполнены в виде дисков без ступицы (шестерни) и со ступицей. По форме зуба цилиндри­ческие зубчатые колеса делят на прямозубые, косозубые и шевронные.

Зубчатые поверхности получают двумя основными методами: методом копирования и методом обкатки.

Метод копирования

Метод копирования заключается в последовательном фрезеровании впа­дин между зубьями фасонной дисковой или пальцевой модульной фрезой. Форма инструмента совпадает с профилем впадины зубчатого колеса. В про­цессе работы фреза переносит ("копирует") свой профиль на впадину зубьев. После нарезания одной впадины заготовка поворачивается на один зуб при по­мощи делительного механизма и фреза формирует следующую впадину.

а б в

Рис.14.1. Методы получения зубчатых поверхностей а, б – метод копирования; в – метод обкатки

Этот метод применяют в единичном и мелкосерийном производстве. Не­достатками метода являются низкая производительность и низкая степень точ­ности обработки зуба.

Нарезание производят на горизонтально-, вертикально-фрезерных или универсально-фрезерных станках. В качестве инструмента используют модуль­ные фрезы: дисковые – для нарезания колес малых и средних модулей; пальце­вые – для нарезания колес средних и крупных модулей и шевронных колес.

Рис.14.2. Нарезание зубьев дисковой модульной фрезой

Рис.14.3. Нарезание зубьев пальцевой модульной фрезой а – прямозубого колеса; б – шевронного колеса

Для повышения производительности обработки обрабатывают одновре­менно несколько зубчатых колес на одной оправке или размещают на шпин­дельной оправке несколько дисковых фрез. Не смотря на низкую производи­тельность, этот метод позволяет получить зубчатые поверхности при отсутст­вии специальных зубообрабатывающих станков. Черновое нарезание колес средних модулей можно производить не модульными, а угловыми фрезами.

а б

Рис.14.4. Нарезание колес дисковыми модульными фрезами

а – нескольких заготовок на одной оправке; б – тремя фрезами одновременно

Рис.14.5. Нарезание зубьев дисковыми угловыми фрезами

Метод обкатки

В серийном и крупносерийном производствах зубья нарезают методом обкатки. Метод обкатки заключается в том, что в процессе обработки воспро­изводится зацепление зубчатой пары, в которой одно зубчатое колесо является режущим инструментом, а другое – заготовкой.

Нарезание зубьев методом обкатки производится червячными фрезами на зубофрезерных станках и долбяками на зубодолбежных. При обработке долб­лением получается более правильный профиль, чем при фрезеровании, но воз­никающие при долблении удары вредно отражаются на инструменте и станке. Метод долбления применяется главным образом для чистового нарезания зубь­ев. Метод фрезерования червячными двухзаходными и трехзаходными фреза­ми, как наиболее производительный, применяется для чернового нарезания. Фрезерование однозаходными фрезами применяется для чистового фрезерова­ния.

Зубонарезание червячными фрезами

1 – червячная фреза; 2 – заготовка

Рис.14.6. Схема нарезания зубьев червячной фрезой

Этот метод благодаря высокой производительности и достаточной точно­сти получил наибольшее применение. Нарезание производится на зубофрезер-ных станках червячной фрезой. Червячная фреза представляет собой червяк,

имеющий профиль осевого сечения в виде зубчатой рейки и продольные канав­ки, образующие режущие зубья. При резании червячная фреза вращается и движется поступательно вдоль оси зубчатого колеса. Ось фрезы наклонена под углом α подъема винтовой линии витков фрезы. В зависимости от величины модуля нарезаемых зубьев устанавливается число проходов. Мелкомодульные зубья нарезаются за один проход. Врезание фрезы может быть осевым и ради­альным.

Рис.14.7. Врезание червячной фрезы

а – осевое; б – радиальное

Нарезание зубьев долбяками

Долбяк, являющийся режущим инструментом, имеет форму шестерни то­го же модуля, что и нарезаемое зубчатое колесо. Долбяки изготовляются для наружного и внутреннего долбления ( для изготовления колес с внутренним за­цеплением). Долбяк представляет собой зубчатое колесо, на торце которого за­точкой образованы режущие кромки.

Рис.14.8. Долбяк

Долбяк при обкатке совершает возвратно-поступательное движение, в ре­зультате чего на заготовке нарезаются зубья. Быстроходные зубодолбежные станки с числом ходов долбяка 600-700 в минуту обладают высокой произво­дительностью.

а б

Рис.14.9. Нарезание зубьев долбяками а – черновое и чистовое долбление; б – одновременное долбление двух колес

Протягивание зубьев

Обработка протягиванием впадин между двумя или несколькими зубьями производится протяжкой с профилем, соответствующим профилю зубьев наре­заемого колеса. После каждого прохода протяжки заготовка поворачивается посредством делительного механизма стола. Таким способом нарезают зубья венцов больших размеров на вертикально-протяжных станках с круглым пово­ротным столом. При этом формируется достаточно точный профиль зубьев, но достичь высокой точности шага трудно из-за погрешностей в делительном ме­ханизме станка.

Для изготовления колес внутреннего зацепления применяют одновремен­ное протягивание всех зубьев.