Технология изготовления зубчатых колес Технические требования на

Технология изготовления зубчатых колес

Технические требования на изготовление цилиндрических зубчатых колёс включают: обеспечение точности профиля зуба; обеспечение точности шага как между зубьями, так и накопленную за оборот; обеспечение правильности расположения оси зуба относительно оси шестерни; соосность начальной и делительной окружностей с базовой поверхностью; обеспечение требуемой перпендикулярности базового торца относительно базового отверстия; достижение требуемой шероховатости и поверхностной твёрдости эвольвентных поверхностей зубьев и основных баз колеса.

В приводах горных машин для передачи крутящего момента между двумя параллельно расположенными валами применяют прямозубые передачи средних (m=5. . . 8 мм), а на выходных ступенях больших ( m=14. . . 20 мм ) модулей, проектируемые со значительным смещением исходного контура ( =0. 2. . . 0. 6. ), имеющие относительно небольшое число зубьев ( 11. . . 17 на шестерне, 25. . . 40 на колесе ) и ширину венца, равную 8. . . 12 модулей. С целью обеспечения в прямозубых колесах расположения пятна контакта в середине на 60 80 % длины зуба, профиль зуба делают бочкообразным, что в некоторой степени компенсирует отклонение расположения осей валов и направление зубьев колеса.

Конические зубчатые колеса применяются в трансмиссиях для передачи вращательного движения между валами с пересекающимися осями. Применяются конические зубчатые колеса с прямыми и круговыми зубьями. Криволинейные зубья меньше шумят, позволяют применять отделочные операции (шлифование, притирку); облегчают монтаж из за малой чувствительности к перекосам осей; облегчают изготовление т. к. меньшая точность не ухудшает качества зацепления.

СТЕПЕНИ ТОЧНОСТИ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ Окружная скорость м/с Область применения Степень Параметр точности ы Прямозубые Непрямозубы передачи шерохова е тости, мкм Ци Кони Ци Кони лин ческ. дрич. 20 12 35 25 Для передач с точной 6 Rа 1, 25 согласованностью вращения высоко или работающих при повы точные шенных скоростях и больших нагрузках плавно и бесшумно. Колеса делительных механиз мов, скоростные пары редук торов. 15 8 25 16 Для передач, работающих 7 8 Rа 2, 5 при повышенных скоростях точные и высоких нагрузках. Быстроходные передачи редукторов. 6 4 10 8 Для высоконагруженных 8 9 Rа 5 зубчатых передач. средней точности 2 1, 5 4 3 Для ненагруженных зубча 10 12 Rz 40 тых передач. понижен ной точ ности

Материал и методы получения заготовок В зависимости от служебного назначения зубчатые колеса изготовляют из углеродистых, легированных сталей типа 40, 45, 40 ХГ, 20 Х, из чугуна СЧ 15, СЧ 21, из цветных сплавов, а в ряде случаев — из неметаллических материалов (пластмасс, текстолита) и др. Зубчатые колеса редукторов горных машин изготавливают из высоконикелевых цементуемых сталей 12 ХН 3 А, 18 Х 2 Н 4 МА, 20 Х 2 Н 4 А, 20 ХГН 2 МБФ, 20 Х 3 Н 3 МФБА, содержание никеля в которых находится в пределах 2. 5. . . 4. 4%. Чаще в силовых передачах применяется сталь 20 Х 2 Н 4 А, 20 Х 3 Н 3 МФБА. Твердость после цементации, закалки и низкого отпуска HRC 56. . . 62

Для ответственных колёс применяют также легированные стали 40 ХН, 40 ХНМА, 35 ХГСА, которые после закалке имеют твердость зуба 52… 58 НRC. Азотированные зубчатые колеса изготавливают из стали 38 Х 2 МЮА, их деформации после термообработки незначительны, поэтому в ряде случаев отпадает необходимость шлифования зубьев. Чугуны применяют для неответственных колёс , работающих при малых окружных скоростях. Крупногабаритные колеса, заготовки которых получают литьем, изготавливают из чугуна или литейных сталей 35 Л… 55 Л, 40 ХЛ.

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС Получение зубчатого колеса литьем • Точное литье • Литье в кокиль • Литье под давлением

Основные способы получения заготовок зубчатых колес трансмиссий, зависящие от конструкции и серийности выпуска, следующие: заготовка из проката (а); кованная заготовка в подкладных штампах, полученная на прессах и штамповочных молотах (б); штампованная заготовка в закрепленных штампах, полученная на прессах и штамповочных молотах (в штамповка в открытых штампах, г штамповка в закрытых штампах). а б в г

Характеристика методов обработки заготовок зубчатых колес давлением № Метод Масса Форма Точно Шеро Тип п/п сть хо производс ватос тва ть 1. ковка на молотах до 350 кг простая ГОСТ до 12, 5 единичное и прессах ы и 7829 мелкосер. 70, 7062 79 2. в подкладных до 100 кг средней _. _ до 12, 5 мелкосер штампах сложности ийное 3. штамповка на до 250 кг средней ГОСТ 12, 5 серийное молотах и прессах сложности 7505 3, 2 и 89 массовое

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ БАЗЫ Базирование зубчатых колес в изделии и при обработке осуществляется по базовому отверстию и торцу. При этом в зависимости от соотношения длины отверстия L и его диаметра D имеют место две схемы базирования: Базирование с использованием двойной опорной базы, когда L/D < 1. (а, б ) Базирование с использованием двойной направляющей базы, когда L/D > 1, на оправках или на двух конусах (в). В тех случаях когда зубчатое колесо выполняют за одно целое с валом (колесо вал). Колесо базируются с использованием двойной направляющей базы в центрах или по опорной шейке и центру как показано на рис. г.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС 1 Вариант Типовой технологический маршрут изготовления зубчатого колеса типа втулки включает выполнение следующих технологических операции (заготовка из проката или поковка, полученная в подкладных штампах без отверстия). 1. Сверление и зенкерование базового отверстия. Обработка одного торца на токарно револьверном станке. 2. Протягивание базового отверстия, шлицевых и шпоночных пазов (базирование по базовому отверстию и торцу). 3. Черновое и чистовое точение по контуру колеса с базированием по отверстию, полученного после протягивания с использованием оправки. После точения биение базового торца не должно превышать 0, 03 – 0, 04 мм.

4. Нарезание зубьев путем зубофрезерования или зубодолбления с базированием по отверстию и торцу. Нарезание зубьев может быть выполнено за два этапа черновое и чистовое. 5. Зубозакругление по контуру зубчатого венца. 6. Отделка зубьев шевенгованием с обеспечением 7 ой степени точности (см. далее). Для незакалённых зубчатых колёс технологический процесс на этом заканчивается, а для закаливаемых продолжается. 7. Термообработка (закалка) зубчатого венца и базового отверстия. В результате закалки происходит коробление и потеря геометрической точности зубчатого венца на 0, 5… 1 степень точности, поэтому затем выполняют операции отделки. 8. Шлифование базового отверстия и торца на внутришлифовальном станке. 9. Отделка зубьев зубошлифованием с базированием по окончательно обработанному отверстию и торцу. Промывка и контроль.

2 Вариант Общая схема изготовления цементуемых зубчатых колес (заготовка – штамповка, ковка с центральным отверстием) для достижения 8 степени точности и шероховатости Ra 1, 25 2, 5 зуба состоит из следующих этапов: 1. Черновая токарная обработка с переустановом (закрепление в патроне); 2. Получистовая токарная обработка с переустановом (закрепление в патроне); 3. Протягивание шлицев; 4. Базирование детали по отверстию на оправке и чистовая обработка наружных поверхностей;

5. Черновое зубонарезание (закрепление на оправке с упором в торец); 6. Высокий отпуск; 7. Шлифование базового торца и отверстия; 8. Чистовое зубонарезание (закрепление на оправке с упором в торец); 9. Химико термическая обработка (цементация); 10. Шлифование отверстия и торцев (закрепление в специальном мембранном патроне); 11. Шлифование зубьев (закрепление на оправке с упором в торец); 12. Стабилизирующий низкий отпуск не позднее 2 часов после шлифования.

1 Изготовление стали 2 Штамповка заготовки 3 Механическая обработка заготовки 4 Формирование зуба Фрезерование , долбление , протягивание , строгание , . . . Дополнительное формирование зуба 5 Снятие фаски , зубозакругление. . . Технологическая 6 Дополнительная механическая обработка детали Фрезерование , сверление , долбление , протягивание. . . цепочка 7 Чистовая обработка зуба в сыром состоянии Шевингование * 8 Термообработка Цементация , закалка , отпуск , дробеструйка. . . 9 Окончательная обработка детали Шлифование , твердое точение , твердое развертывание. . . 10 Чистовая обработка зуба в твердом состоянии Шлифование *, хонингование *, зачистное фрезерование *, выглаживание. . . 11 Окончательный контроль Измерение детали , измерение зуба , прижоги , шум. . . 12 Мойка , консервация

Технологический процесс изготовления зубчатого колеса 6 степени точности диаметром 80 220 мм с модулем от 2, 5 до 5 мм и центрированием по малому диаметру шлицев. № Содержание операции Эскиз обработки, Оборудование базирования. 1 Изготовление заготовки — — штамповка 2 Черновая токарная обработка Вертикальный с одной стороны и токарный растачивание отверстия патронный полуавтомат 3 Черновая токарная обработка То же с другой стороны и повторное растачивание отверстия 4 Термическая обработка — — нормализация и отпуск 5 Шлифование боковых сторон Базирование по торцам Вертикальный с двух сторон последовательно плоско (с перевертыванием шлифовальны заготовки) й станок

6 Чистовое растачивание Алмазно отверстия с точностью по 7 му расточной или квалитету (установка с револьверный поджимом к торцу с помощью станок скошенных кулачков) 7 Протягивание шлицев База торец и точно Вертикально (шлицевая протяжка расточенное отверстие протяжной обрабатыв щая только заготовки зубчатого станок боковые стороны и большой колеса на операции № 6 диаметр шлицев) 8 Зачистка фасок на торцах — шлицев 9 Чистовое обтачивание по Токарный венцам (обработка набора станок заготовок на круглой оправке с базированием по малому диаметру шлицев)

1 Зубонарезание под Базирование на круглой Зубо 0 последующее шлифование справке по торцу и малому фрезерный диаметру шлицев зуба, производимое после станок термической обработки на операциях № 18, 19 1 Зубозакругление или снятие Базирование по малому Зубо 1 фасок диаметру шлицев и торцу закругляющий станок 1 Слесарная (зачистка) — 2 1 Мойка — Моечная 3 машина 1 Контроль — 4 1 Термическая обработка — — 5 цементация, закалка, отпуск 1 Окончательное шлифование Базирование по Торце кругло 6 противо базового торца и большому шлифовальны поверхности венца на диаметру шлицев й станок с центровой оправке; биение и базовому торцу косым кругом торца не более 0, 015 мм

1 Окончательное шлифование Внутришлифов 7 базового торца и отверстия с альный станок точностью по 6 му квалитету с двумя (по малому диаметру шлицев). кругами Биение торца 0, 01 мм 1 Предварительное Установка на оправке Зубо 8 шлифование зубьев отверстием по малому шлифовальны червячным шлифовальным диаметру шлицев й станок с кругом на центровой оправке червячным с посадкой по малому шлифовальны диаметру шлицев м кругом 1 Окончательное шлифование Базирование на центровой То же 9 зубьев на станках высокого круглой оправке (по класса точности малому диаметру шлицев) 2 Мойка — Моечная 0 машина 2 Контроль, клеймение, — Контр. 1 проверка на шум инструменты, специальный шумоконтроль ный станок

Токарная обработка колес в единичном и серийном производстве выполняется на токарных и токарно револьверных станках. В крупносерийном и массовом производстве токарную обработку выполняют на многошпиндельных токарных полуавтоматах и автоматах.

Токарная обработка конического колеса

ПРОТЯГИВАНИЕ ОТВЕРСТИЯ Скорость резания при протягивании, определяемая как главное движение инструмента вдоль оси отверстия, составляет v = 2 ÷ 15 м/мин. Она ограничивается требованиями шероховатости поверхности получаемого точного отверстия. Подача на зуб S z [мм/зуб] при протягивании обеспечивается путем увеличение диаметра каждого последующего зуба протяжки на определенную величи ну. Подача на зуб S z [мм/зуб] у круглых протяжек для обработки соответствующих материалов составляет: Для бронзы Для стали чугуна алюминия и латуни 0, 015… 0, 03… 0, 1 0, 02… 0, 05… 0, 12 Припуск для протягивания, оставляемый в круглом отверстии после сверления или зенкерования, можно рассчитать по формуле: Z = 0, 005 D + (0, 1… 0, 2) L где D – номинальный диаметр отверстия в мм; L – длина протягиваемого отверстия в мм. В зависимости от диаметрального размера протягиваемого отверстия назначаемый припуск в общем случая составляет 0, 3 … 0, 5 мм на диаметр.

ШЛИЦЕВЫЕ ОПРАВКИ Чистовую токарную обработку зубчатых колес после протягивания шлицевого отверстия рекомендуется проводить на оправках, в том числе шлицевых с усиленными центровыми гнездами с базированием по наружному или внутреннему диаметру шлицевого отверстия. Однако, установлено, что базирование по наружному диаметру (D), обеспечивает лучшую собираемость шлицевого соединения.

Существующие методы формообразования зубчатого венца Получение зубчатого колеса спеканием

Получение зубчатых колес точной вырубкой

Получение профиля зуба накатыванием • Импульсное планетарное накатывание (метод фирмы GROB)

Получение профиля зуба накатыванием • Накатывание плоскими рейками (метод ROTO FLO)

Накатывание зубчатого венца выполняют на специальных установках. Накатывание представляет собой метод получения зубчатого венца без снятия слоя материала. Формирование требуемого профиля зубьев происходит в результате пластического деформирования металла под действием зубонакатного инструмента – накатника. При накатке происходит уплотнение металла и ориентация его волокон по профилю зуба. В результате повышаются прочностные характеристики зубьев – износостойкость, усталостная прочность. Различают холодное и горячее накатывание. Схема накатывания зубчатого венца: 1, 3 – накатные ролики; 2 накатываемое колесо

Обработка зубчатых колес протягиванием

Получение профиля лезвийной обработкой

Профилирование зубьев при нарезании зубчатого венца может осуществляться по методу копирования или обката. При нарезании методом копирования в качестве зуборезного инструмента используют дисковые или пальцевые модульные фрезы. Нарезание выполняют на горизонтальных и вертикальных универсально фрезерных станках с использованием делительной головки для периодического поворота зубчатого колёса на шаг между зубьями. Дисковые модульные фрезы применяют для чернового нарезания зубчатых колёс модулем до 30 мм и для чистовой обработки зубчатых колес модулем до 40 мм. Пальцевые модульные фрезы применяют для черновой и чистовой обработки колес модулем свыше 30 мм , а также для нарезания шевронных зубчатых колёс.

Скорость резания для дисковых фрез из быстрорежущей стали v 20… 30 м/мин, продольная подача на оборот фрезы sпр 1, … 2, 5 мм/об. Скорость резания для пальцевых модульных фрез из быстрорежущей стали v 25… 35 м/мин, а продольная подача в пределах sпр 0, 06… 0, 25 мм/об. Этот метод применяют для нарезания зубчатых колёс невысокой 8 12 степеней точности. Профильное фрезерование на вертикально фрезерном станке

Обработка зубчатых колес методом копирования

Нарезании зубчатых колёс по методу обката выполняют на специальных зубофрезернных и зубодолбежных станках, где в качестве зуборезного инструмента используют червячные фрезы, долбяки, режущие рейки , обкатные резцы. При вращении червячная фреза создает геометрию режущей (производящей) рейки, которая, зацепляясь с колесом, осуществляет его нарезание. В свою очередь, долбяк при осевом перемещении и вращении создает геометрию режущего (производящего) колеса, которое, зацепляясь с заготовкой, нарезает зубья. Нарезание червячными фрезами выполняют на зубофрезерных станках с вертикальным или горизонтальным расположением фрезы. нарезаемого колеса.

Обработка зубчатых колес методом обката

Обработка зубчатых колес зубофрезерованием

Обработка зубчатых колес зубофрезерованием • Отсутствие механических кинематических связей в цепи обката • Прямые привода стола изделия и фрезы • Высокоточные узлы крепления фрезерной оправки • Червячные фрезы класса точности ААА • 6 степень точности при обычном фрезеровании • 3 степень точности при финишном фрезеровании

Обработка зубчатых колес зубофрезерованием на современных зубофрезерных станках с ЧПУ Скорости резания при «обычной» обработке: • До 150 м/мин применении СОЖ для фрез из быстрорежущей стали • До 200 м/мин при обработке без СОЖ для фрез из быстрорежущей стали • До 350 м/мин для фрез из твердого сплава При высокоскоростной чистовой обработке • До 1000 м/мин Подача • Ограничена толщиной стружки на головке зуба (до 0, 3 для быстрореза и 0, 2 для твердого сплава) • Ограничена величиной следа от подачи

Обработка зубчатых колес зубодолблением

Обработка зубчатых колес зубодолблением Зубофрезерование Зубодолбление Зубофрезерование и зубодолбление могут Цилиндричес рассматриваться как альтернативные подвод кое колесо процессы в том плане, что они оба формируют зуб. Рабочий ход Для обычных колес фрезерование является отвод более экономичным благодаря более короткому времени обработки, за исключением очень тонких колес, которые Нельзя нельзя обрабатывать пакетом, поскольку фрезеровать зубодолбление не требует отвода инструмента. Червячное колесо Цилиндрические колеса с буртиком, колеса в Нельзя долбить внутренним зацеплением, шевронные колеса, специальные профили с несимметричным Внутренний зуб шагом могут быть обработаны только Нельзя зубодолблением. фрезеровать Шевронное колесо Нельзя фрезеровать

Обработка зубчатых колес зубодолблением

ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИЕ Нарезают цилиндрические зубчатые колеса, как правило, червячными фрезами методом обкатки. Нарезание зубьев при модулях до 4 5 мм допустимо осуществлять в один проход на полную глубину зуба. При больших модулях обработку зубьев разбивают на два прохода: черновую и чистовую. Глубину фрезерования при первом проходе выбирают обычно t = 1, 4 m, при втором проходе t = 0, 8 m. Точность окончательной обработки червячной фрезой, как правило, соответствует 9 11 степени точности (у современных фрез до 6 степени точности), шероховатость поверхности Rа = 5 – 1, 25 мкм.

. Режимы обработки: скорость резания при обработке на универсальных станках для фрез из быстрорежущей стали v 30… 65 м/мин, для твердосплавных червячных фрез v 110… 200 м/ми; продольная подача при предварительном нарезании sпр 1, 5… 4 мм на оборот заготовки; при чистовой обработке подачу s кр выбирают с учетом требований шероховатости для Rа = 1, 25 мкм она составляет sкр=0, 5 мм/об, а для Rа = 2, 5 5 мкм sкр=1… 2 мм/об. Гарантированно достигают 8 ю, а на новых станках и 7 ю степени точности колеса.

Приспособление для чистового зубофрезерования Для чистового зубофрезерования рекомендуется применять приспособления, обеспечивающие более точное беззазорное центрирование обрабатываемой детали по посадочному отверстию

Многовенцовые зубчатые колеса изготавливаются аналогично одновенцовым. В качестве опорной технологической базы при зубообработке многовенцовых зубчатых колес обычно используют торец зубчатого венца, который дает возможность установить колесо для обработки зубьев всех венцов ( торец большого венца). ЗУБОДОЛБЛЕНИЕ Блочные зубчатые колеса (особенно зубчатые колеса с близко расположенными венцами) обрабатываются на зубодолбежных станках. Метод обкатки круглыми долбяками достаточно универсален. Его так же применяют при нарезании колес внутреннего зацепления. При базировании используют торец колеса. Число проходов при зубодолблении определяется в зависимости от модуля и требуемого качества.

Модуль колеса Число черновых Число чистовых проходов 2– 3 1 3– 6 2 1 6 – 12 3 2 Скорость резания при долблении выбирают с учетом круговой подачи s кр и модуля m в пределах v 15… 45 м/мин , С увеличением круговой подачи и модуля скорость резания уменьшается. Радиальная подача долбяка связана с круговой подачей соотношением sр = (0. 1… 0, 3) sкр. Для колес с модулями m 2… 6 мм круговая подача при предварительном нарезании составляет s кр 0, 35 мм/ дв. ход , а при чистовом s кр (0, 25… 0, 22) мм/ дв. ход. С увеличением модуля подача sкр уменьшается. Долблением достигают 8 ю, 7 ю степени точности колеса, шероховатость поверхности зубьев R а = 1, 25 мкм. Важным преимуществом этого метода является возможность нарезания многовенцовых зубчатых колёс, при расстоянии между венцами 3 5 мм.

Нарезание зубьев на зубчатых колесах валах производится на зубофрезерных станках с базированием заготовки по поверхностям центровых отверстий вала. НАРЕЗАНИЕ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС Прямозубые конические зубчатые колеса модулем до 16 мм и диаметром до 500 мм обычно нарезаются строганием двумя резцами по методу обкатки на зубострогальных станках. Для колес с прямыми зубьями модулем свыше 5 мм вначале назначают операцию фрезерования дисковыми фрезами, а окончательно строгание, либо только строганием за две операции: черновую и чистовую. Строгание двумя резцами для черновой и чистовой обработки по методу обката обеспечивает получение 8 степени точности и шероховатости Ra = 1, 25 – 2, 5 мкм. Предварительное фрезерование производится методом копирования на зубофрезерных станках

Обработка круговых зубьев конических передач осуществляется зуборезными головками, которые бывают цельными с номинальным диаметром от 20 до 80 мм и сборными с номинальным диаметром от 100 мм до 1000 мм, по методу обкатки и врезания. Резцовые головки бывают черновыми (двухсторонними и трехсторонними ) и чистовыми (односторонними и двухсторонними ). Нарезание конических колес с круговым зубом осуществляется на универсальных зуборезных полуавтоматах

После нарезания зубьев конических колес, с целью упрочнения поверхностного слоя, уменьшения шероховатости боковых поверхностей зубьев и улучшения геометрии зацепления применяют обкатку. Обкатка осуществляется на обкатных станках при беззазорном зацеплении заготовки с закаленным колесом, в зону контакта подается машинное масло. Контрольно обкатные станки типа 5 Б 726 ( Dmax = 800 мм, mmax = 5 16 мм ).

Снятие фасок и удаление заусенцев на зубьях • Предотвращение поломки Излишняя цементация на кромке зуба может привести к поломке при больших нагрузках • Предотвращение повреждения зубчатых колес и подшипников Если заусенцы не удалить своевременно, они могут отколоться и повредить колеса и подшипники внутри редуктора. • Предотвращения низкой стойкости инструмента для твердой обработки Закаленные заусенцы приводят к преждевременному износу инструментов для финишной твердой обработки. • Предотвращение несчастного случая

Снятие фасок и удаление заусенцев на зубьях

Снятие фасок и удаление заусенцев на зубьях Снятие фаски Движением обката с пластической деформацией Удаление заусенцев Необходимо удалить заусенец, образовавшийся на торцовых поверхностях при снятии фаски, фрезеровании, долблении или шевинговании.

Зубозакругление и зубоскашивание

Методы отделки зубчатого венца цилиндрических колёс С целью повышения геометрической точности зубчатого венца, предварительно нарезанные рассмотренными выше методами колеса подвергают отделке. Для достижения 7 мой, 6 ой и более высокой точности. Для отделки незакаленных зубчатых колес применяют процесс зубошевенгования. Отделку закаленных зубчатых колес выполняют путем зубошлифования.

Отделка незакаленных зубчатых колес шевингованием Шевингование зубьев производится круглым шевером на спе циальныхшевинговальных станках. Круглый шевер (рис. а) находится в зацеплении с обрабатываемым зубчатым колесом 2, закрепленным на оправке, зажатой в центрах на столе 3 и вместе с деталью получающей вращение от шевера. Стол, имеет поступательно возвратные перемещения. По окончании двойного хода стол 3 подается вверх на 0, 02— 0, 04 мм за двойной ход. Припуск под шевингование 0, 1— 0, 2 'мм снимается за 5— 10 ходов. Режущие кромки на шевере образованы канавками на профиле зуба шевера (рис. б). Шевер и деталь устанавливаются со скрещенными осями (рис. в) под углом , чтобы было скольжение режущих кромок шевера относительно поверхности зуба для снятия стружки (рис. г). Время обработки 1, 5— 2, 5 сек на один зуб Диаметр шевера 150— 170 мм, ширина 19 мм. Нормы точ ности колес после шевингования следующие: радиальное биение 0, 01— 0, 02 мм; неравномерность окружного шага 0, 015 мм, накопленная ошибка шага 0, 04 мм, отклонение по направлениюзуба 0, 015 мм.

Схема шевингования: а —схема установки детали на столе при шевинговании шевером; б — направление движении инструмента и заготовки; в —угол скрещивания осей; г —формирование стружки Грубо нарезанные зубчатые колеса плохо исправляются шевером.

Обработка зубчатых колес шевингованием

Отделка закаленных зубчатых колес зубошлифованием Зубошлифование является наиболее надежным методом отделки, обеспечивающим гарантированное достижения высокой точности колес, практически не зависимо от погрешности нарезания зубчатого венца на предшествующих переходах Эту операцию обычно выполняют после термической об работки для изготовления зубчатых колес 6 й, 5 й и более высокой степеней точности, работающих на высоких скоростях. Схемы зубошлифования: а – по методу копирования; б – схема правки круга; в – по методу обката 2 -я тарельчатыми кругами; г - по методу обката абразивным червяком

Зубошлифование по методу копирования выполняют профильным дисковым шлифовальным кругом, контур которого соответствует контуру впадины между зубьями (рис. а). После чернового шлифования всех впадин происходит автоматическая профильная правка шлифовального круга с помощью алмазных карандашей (рис. б). Припуск на сторону боковой поверхности зуба составляет z = 0, 13… 0, 15 мм для модулей m 2 мм и z = 0, 16… 0, 24 мм для модулей в пределах m = 2 7 мм. Скорость резания vк = 25… 30 м/c. Радиальная подача на проход при предварительном шлифовании 0, 05… 0. 15 мм, при чистовом 0, 02… 0, 03 мм. Продольная подача стола при предварительном шлифовании sпр = 10… 13 м/мин, при чистовом sпр = 7… 9 м/мин. Число проходов при обработке одной впадины 8… 10.

Зубошлифование методом обкатки выполняют двумя тарельчатыми кругами с прямоли нейными боковыми сторонами (рис. в). Круги вращаются vк , а заготовка совершает возвратно вращательное движение круговой подачи sкр. Заготовка совершает также возвратно поступательные перемещения продольной подачи s пр , а при выходе круга происходит ее поворот, с целью единичного деления 1/ zз для шлифования других зубьев. Шлифовальные круги при этом методе располагают под углом = 15… 20 , однако возможно также параллельное расположение кругов при угле =0. Режимы резания: скорость vк =25… 35 м/c. радиальная подача 0, 03… 0. 1 мм на двойной ход, продольная подача sпр = 10… 20 м/мин. Круговую подачу s кр выбирают в соответствии с требованиями шероховатости боковой поверхности зуба – для Rа = 0, 32 мкм она составляет sкр= 0, 16… 0, 4 мм на ход, а для Rа =0, 63 мкм, sкр= 0, 3… 0, 9 мм. Для колес m 5 мм припуск на сторону зуба под шлифование z = 0, 18… 0, 32 мм , его снимают за 4… 6 ходов. При этом глубина шлифования на последнем проходе составляет 0, 01 мм. В результате шлифования получают колеса 6 -й, 5 -й и более высокой степени точности - достигаемая точность профиля 2 мкм, погрешность по шагу 3 мкм, биение зубчатого венца 10 мкм.

Зубошлифование абразивным червяком выполняется на специальных станках и является наиболее производительным методом отделки зубчатого венца (рис. в). Формирование геометрии зубьев осуществляется по методу обкатки, аналогично зубофрезерованию червячной фрезой. В результате этого производительность обработки в 5 – 6 раз выше способа шлифования двумя кругами. При модуле m 1 мм зубья колеса вышлифовывают из цилиндрической заготовки без их предварительного нарезания. Абразивный червяк по геометрии может быть цилиндрическим и глобоидным. Скорость резания vк = 25… 35 м/c. В результате шлифования получают колеса 6 й, 5 й степени точности достигаемая точность профиля 2, 5 мкм, погрешность по шагу 3 мкм, биение зубчатого венца 15 мкм.

Обработка зубчатых колес профильным шлифованием

Круги для профильного шлифования

Обработка зубчатых колес обкатным шлифованием Прерывистое обкатное зубошлифование

Обработка зубчатых колес обкатным шлифованием Непрерывное обкатное зубошлифование

Хонингование зубьев выполняют на зубохонинговальных станках. В качестве режущего инструмента применяют зубчатый хон, который представляет собой абразивное прямозубое или косозубое колесо на стальной ступице. Зубчатый венец хона имеет тот же модуль, что и обрабатываемое колесо. Его получают из абразивного порошка с использованием бакелитовой связки. По кинематике этот процесс близок к шевингованию. Хон находится в беззазорном зацеплении с обрабатываемым колесом и принудительно вращает его с притормаживанием поочередно в левом и правом направлении. При этом колесо совершает также возвратно поступательное движение подачи sпр вдоль своей оси. В отличии от шевингования отсутствует радиальная подача. При частоте вращения хона n 120… 200 мин 1 его окружная скорость составляет v = 60… 300 м/мин, скорость подачи стола s пр = 120… 210 мм/мин. Под хонингование оставляют припуск не более 0, 02… 0, 05 мм. Хонингование применяют для колес с модулем m 1, 5 6 мм. Время хонингования одного зубчатого колеса составляет порядка 2, 5 6 мин. В результате хонингования происходит исправление профиля зуба, снижается шероховатость боковых поверхностей зубьев, что повышает долговечность зубчатой передачи.

Обработка зубчатых колес хонингованием

Зубопритирку выполняют на зубопритирочных станках для чистовой отделки зубчатого венца. Притирка осуществляется путем одновременной обкатки зубчатого колеса тремя притирами из серого мелкозернистого чугуна НВ 180… 220. В качестве притиров используют сопряженные зубчатые колеса одного модуля. Толщина зуба притиров меньше толщины зуба нарезаемого колеса на 0. 07 модуля m, при этом число зубьев притира не должно быть кратным числу зубьев колеса. Для притирки применяют мелкозернистый абразив в смеси с машинным маслом или абразивные пасты, которые равномерно наносят на поверхность зубьев. Обрабатываемое колесо реверсивно вращается с окружной скоростью v = 20… 40 м/мин и совершает возвратно поступательные движение вдоль своей оси. Притирка обеспечивает искусственное изнашивание боковых поверхностей зубьев в соответствии с профилем зубьев притира, она формирует поверхность высокого качества Rа = 0, 16 0, 32 мкм, что увеличивает плавность работы передачи, снижает шум и повышает долговечность колес. Зубопритирку выполняют после зубошлифования. Максимальный слой материала, удаляемый притирке, не должен превышать 0, 05 мм. Значительные погрешности бокового профиля зубьев притирка не исправляет.

Обработка колес притиркой