Кафедра Общетехнических дисциплин Курс Теория резания металлов Лекция

Кафедра «Общетехнических дисциплин» Курс «Теория резания металлов» Лекция 19 ЗУБОРЕЗНЫЕ И ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ 1

Учебные вопросы: • 1. Зуборезные инструменты, работающие методом фасонного копирования • 2. Зубообрабатывающие инструменты, работающие методом обкаточного огибания • 3. Зуборезные инструменты для конических зубчатых колес

ЛИТЕРАТУРА: 1. Солоненко В. Г. Резание металлов и режущие инструменты: Учеб. пособие для вузов/В. Г. Солоненко, А. А. Рьгжкин. — 2 -е изд. , стер. — M: Высш. шк. , 2008. — 414 с: ил с. 287 -311 2. Аршинов В. А. , Алексеев Г. А. Резание металлов и режущие инструмент. Изд 3 -е, пераб. и доп. Учебник для машиностроительных техникумов. М. : Машиностроение, 1976. С. 295 -302 3

4

5

6

7

8

1. ЗУБОРЕЗНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ, РАБОТАЮЩИЕ МЕТОДОМ ФАСОННОГО КОПИРОВАНИЯ Дисковые фрезы применяют для нарезания прямозубых и косозубых цилиндрических колес. При профилировании таких фрез исходят из следующего. Профиль зубьев колес определенных модуля и угла зацепления изменяется при изменении числа зубьев от 12 до 135 (последнее число зубьев соответствует рейке). Поэтому для правильного нарезания всех зубьев колес заданного модуля необходимо иметь количество фрез 135 — 12 = 123. Это является нерентабельным, поскольку большая часть фрез может быть вообще не использована. В связи с этим дисковые зуборезные фрезы изготавливают комплектно. Комплекты фрез состоят из 8, 15 и 26 шт. (соответственно, основной, большой и комплект повышенной точности). 9

продолжение 1 вопроса Пальцевые фрезы применяют для обработки крупномодульных прямозубых, косозубых и шевронных цилиндрических зубчатых колес. Так же как и дисковые зуборезные фрезы, при нарезании прямозубых колес они работают методом копирования и деления, а при нарезании косозубых и шевронных колес — методом бесцентроидного огибания и деления. В концевой части пальцевой фрезы (рис. 6. 137) расположено резьбовое отверстие, с помощью которого фреза навинчивается на оправку шпинделя станка и центрируется внутренней цилиндрической выточкой. Конструктивные элементы фрезы определяются размерами впадины зубчатого колеса. Рис. 6. 137. Пальцевая Недостатком 10 этих фрез является низкая модульная фреза производительность и точность.

продолжение 1 вопроса Зубодолбежные головки применяют для одновременного нарезания всех зубьев цилиндрических и блочных шестерен на специальных станках в массовом производстве. Работают они методом фасонного копирования. Профиль резцов головки соответствует профилю впадины нарезаемого колеса. Поэтому такая головка предназначена только для нарезания колеса с определенным числом зубьев. В процессе работы головка неподвижна. Заготовка совершает возвратнопоступательное перемещение, осуществляя тем самым К корпусу 1 головки (рис. движение резания. 6. 138) прикреплен опорный фланец 2, в котором сделаны радиальные пазы для резцов 3. Их число равно числу зубьев нарезаемого колеса. 11 Рис. 6. 133. Зубодолбежная головка Этот метод нарезания колес наиболее производителен.

2. ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ, РАБОТАЮЩИЕ МЕТОДОМ ОБКАТОЧНОГО ОГИБАНИЯ Для обработки цилиндрических зубчатых колес методом обкаточного огибания применяют различные инструменты: зуборезные гребенки и долбяки, червячные зуборезные фрезы, зуборезные головки, шеверы, дисковые и червячные шлифовальные круги. Метод позволяет нарезать зубья колес непрерывно при их плавном вращении вокруг своих осей. Вследствие этого повышаются производительность и точность обработки. Кроме того, одним инструментом определенного модуля можно обработать колеса с любым числом зубьев. Основные параметры зубьев колес характеризуются размерами исходного контура зубчатой рейки. Основные параметры зубьев инструментов, работающих методом обкаточного огибания, определяются размерами контура инструментальной рейки. 12

продолжение 2 вопроса Зуборезные гребенки применяют для нарезания колес наружного зацепления с прямыми, винтовыми и шевронными зубьями. Их используют также для нарезания блочных колес. Обработка производится на специальных зубодолбежных или зубострогальных станках. Гребенка относительно заготовки устанавливается так, как показано на рис. 6. 140. Рис. 6. 140. Установка гребенки и заготовки для придания ей переднего и заднего углов По конструкции гребенки бывают прямозубые и косозубые. По технологическому назначению зуборезные гребенки бывают черновые, шлифовочные и чистовые. Достоинствами зуборезных гребенок являются: простота конструкции, что позволяет изготовить их с высокой точностью; неизменность профиля при переточках; высокая точность обработки зубчатых колес по профилю и шагу; возможность обработки блочных колес с выступающими фланцами. Недостатки: процесс характеризуется прерывистой обкаткой, что снижает производительность; сложная конструкция зуборезных станков, работающих по этому 13 методу; невозможность обработки внутренних зубчатых

продолжение 2 вопроса Червячные фрезы применяют для обработки прямозубых, косозубых и шевронных цилиндрических колес, а также для нарезания зубьев червячных колес с различными видами зацепления. Червячная фреза как РИ получается из червяка путем прорезания канавок, образующих переднюю поверхность зубьев и пространство для размещения стружки, и затылования зубьев для создания задних углов по всему контуру. По конструктивному выполнению червячные фрезы бывают цельные, насадные и сборные. По виду обработки они подразделяются на черновые (многозаходные), чистовые и прецизионные. По виду исходного червяка, положенного в основу червячной фрезы, они могут быть эвольвентными, архимедовыми и конволютными для нарезания колес с эвольвентным зацеплением. 14

продолжение 2 вопроса Зуборезные долбяки. изготавливают следующих типов: 1. Дисковые прямозубые (модуль 1. . . 12 мм, делительный диаметр 80. . . 200 мм) для нарезания цилиндрических колес наружного зацепления (рис. 6. 142, а). 2. Чашечные (модуль 1. . . 9 мм), применяемые для нарезания наружных блочных колес, атакже внутренних колес (рис. 6. 142, 6). 3. Концевые (рис. 6. 142, в) для нарезания колес внутреннего зацепления. 4. Дисковые косозубые долбяки (рис. 6. 142, г, д) для нарезания косозубых и шевронных колес наружного зацепления Дисковые и чашечные 15 Рис. 6. 142. Типы зуборезных долбяков долбяки изготавливают классов точности АА, А и В. Первые предназначены для нарезания зубчатых колес 6 -й степени точности, вторые — 7 -й, третьи — 8 -й.

продолжение 2 вопроса Шеверы — это зубообрабатывающие инструменты, применяемые для чистовой обработки незакаленных зубчатых колес. Сущность процесса шевингования состоит в использовании скольжения зубьев шевера вдоль зубьев колеса для соскабливания с боковых поверхностей зубьев колеса тонких волосообразных стружек. Именно поэтому шеверы относят не к зуборезным, а к зубообрабатывающим инструментам. На рис. 6. 144 показано движение зубчатого колеса 1 относительно косозубой рейки 2 — схема шевингования. 16 Рис. 6. 144. Схема шевингования Рис. 6. 145. Конструктивные параметры дискового шевера

3. ЗУБОРЕЗНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС Конические колеса широко применяют в передачах различных машин и механизмов. Они бывают прямозубые и с криволинейными зубьями. Зубья колес делаются с квазиэвольвентным профилем, а также с дуговым профилем для зацепления Новикова. Наибольшее распространение имеют конические колеса первого типа, у которых профиль зубьев практически приближается к эвольвентному. Для их обработки применяют различные инструменты: зубострогальные резцы, дисковые зуборезные головки, круговые протяжки, зуборез ные головки и др. 17

продолжение 3 вопроса Зубострогальные резцы применяют для обработки прямозубых конических колес модулями 0, 3. . . 20 мм. Нарезание производится на специальных зубострогальных станках методом преры вистого обкатывания. Сущность процесса состоит в том, что при нарезании прямозубых конических колес как бы осуществляется зацепление воображаемого плосковершинного производящего колеса с заготовкой 5 (рис. 6. 146). Рис. 6. 147. Зубострогальный резец Рис. 6. 146. Схема нарезания прямозубых конических колес 18

продолжение 3 вопроса Дисковые головки. Нарезание прямозубых конических колес двумя дисковыми головками является высокопроизводительным способом. По производительности он в 3— 5 раз превосходит нарезание колес зубострогальными резцами. Поэтому этот способ в основном применяют в массовом и крупносерийном производстве. Сущность метода — прерывистое обкатывание, где возвратнопоступательное движение резцов заменено вращательным движением двух головок в виде дисковых фрез, которые вместе с люлькой станка обкатываются по заготовке так же, как и резцы. Обработка производится на специальных станках. Рис. 6. 148. Дисковая зуборезная головка 19

продолжение 3 вопроса Круговые протяжки применяют для обработки прямозубых конических колес. Производительность протягивания в 5— 8 раз выше, чем при нарезании зубьев конических колес зубострогальными резцами; качество нарезаемых колес не Сущность метода зубопротягивания состоит в ниже. том, что он как бы сочетает процесс протягивания и фрезерования дисковой фасонной фрезой. В процессе обработки протяжка равномерно вращается для обеспечения необходимой скорости резания и в некоторые периоды времени совершает равномерное поступательное движение относительно заготовки, осуществляя тем самым движение продольной подачи. Заготовка в процессе вырезания металла из одной Рис. 6. 149. Схема впадины неподвижна. зубопротягивания Время полной обработки впадины для таких колес 20 составляет около 4 с.

продолжение 3 вопроса Зуборезные головки применяются на специальных станках для нарезания конических колес с круговыми зубьями. Такие колеса имеют широкое применение в механизмах различных машин вследствие ряда преимуществ и по сравнению с прямозубыми коническими колесами. У них более высокая плавность, нагрузочная способность, долговечность, меньшая чувствительность к погрешностям монтажа передачи. Рис. 6. 151. Схема нарезания зубьев конических колес В процессе нарезания (рис. 6. 151) происходит согласованное вращение заготовки 1 и воображаемого плосковершинного производящего колеса 2. В действительности в зуборезном станке роль производящего колеса выполняет люлька 3 с резцовой головкой 4. По направляющим в люльке зуборезная головка может устанавливаться в нужное 21 положение относительно заготовки.

продолжение 3 вопроса Конические колеса с круговыми зубьями нарезают различными способами. Основными из них являются односторонний, простой двусторонний и двойной двусторонний. Применение того или другого способа определяется точностью зубчатой передачи, производительностью, номенклатурой инструмента, типом производства. Односторонний способ характеризуется тем, что вогнутая и выпуклая стороны зубьев шестерен и колеса нарезаются раздельно. Этот способ имеет различные варианты обработки: Каждая сторона зуба шестерни и колеса нарезается отдельными головками при различных установках. Ведущее колесо нарезается по первому варианту. Ведомое колесо нарезается одной двусторонней головкой с поворотом заготовки вокруг ее оси на угол, при котором обеспечивается необходимая толщина зуба. Каждое из сопряженных колес нарезается своей двусторонней головкой с 22 раздельной обработкой вогнутой и выпуклой стороны зубьев.

продолжение 3 вопроса Простой двусторонний способ— это способ, когда каждая сторона зубьев ведущего колеса нарезается отдельно своей односторонней головкой, а вогнутая и выпуклая стороны зубьев (впадина ведомого колеса) нарезаются двусторонней головкой за одну установку. Двойной двусторонний способ характеризуется тем, что обе стороны зубьев каждого из сопряженных колес нарезаются одновременно своими двусторонними головками. Рассмотренные способы применимы для чистовой обработки зубьев колес. Черновое нарезание обоих колес производится двойным двусторонним способом методом обкатывания или же методом врезания двусторонними головками. В соответствии с изложенным зуборезные головки делают односторонними, двусторонними и трехсторонними. 23

продолжение 3 вопроса Односторонние головки служат для чистовой обработки только одной стороны зубьев (вогнутой или выпуклой) ведущего колеса. Двусторонние зуборезные головки имеют два концентричных ряда чередующихся наружных и внутренних резцов и с определенным разводом зубьев и разводом резцов. Трехсторонние головки снабжены третьим рядом чередующихся резцов в такой последовательности: средний — наружный — средний — внутренний и т. д. Наружные и внутренние резцы обрабатывают боковые стороны зубьев и не работают вершинами. Средние резцы обрабатывают только впадину. Рис. 6. 152. Двусторонняя чистовая праворежущая головка 24

продолжение 3 вопроса Зуборезные головки сборной конструкции имеют число резцов от 6 до 36 и более; диаметры их 20. . . 1000 мм. В зависимости от вида и назначения головок их оснащают черновыми, чистовыми, наружными, внутренними, праворежущими и ленорежущими резцами. На рис. 6. 153 показаны наружный и внутренний чистовые леворежущие резцы. Размеры резцов стандартизированы в зависимости от размеров головок. Для головок более 200 мм их делают сварными из быстрорежущей стали. Передний угол 20. . . 27°, задний угол при вершине 15°. Рис. 6. 153. Чистовые леворежущие резцы: а — наружный; б— 25 внутренний

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

Конец лекции!!! 39