Лекция 8. Методы зубообработки цилиндрических зубчатых колес

План лекций

1. Основные методы зубообработки

2. Зубофрезерование червячными фрезами

3. Нарезание зубьев долбяками

4. Зубострогание

5. Отделочные способы обработки зубьев колес

8.1 Основные методы зубообработки

Цилиндрические зубчатые колеса являются самыми массовыми деталями машиностроения. Как известно, они предназначены для передачи вращательного движения между валами с параллельными (в основном) осями. Зубчатые колеса могут быть с прямыми, косыми и шевронными зубьями наружного и внутреннего зацепления.

Наиболее распространены зубчатые колеса с диаметром зубчатого венца от 20 до 1000 мм.

В зависимости от служебного назначения зубчатые колеса изготавливают, как правило, из углеродистых, легированных сталей и в ряде случаев из чугуна, бронзы, пластических масс, текстолита и древеснослоистых пластиков.

Все методы (способы) зубообработки разделяют на две группы: одна осуществляется методом копирования, другая  методом обката. При копировании профиль впадины зубчатого венца полностью повторяет профиль зубообрабатывающего инструмента, т. е. копирует его. При методе обката на зубообрабатывающем станке воспроизводится зацепление нарезаемого зубчатого колеса с зуборезным инструментом (червячной фрезой, долбяком, гребенкой и так далее). Профиль впадины (зуба) образуется как огибающая поверхность множества положений профилирующих кромок инструмента, которое они последовательно занимают в процессе движений инструмента и заготовки. Согласованные движения инструмента и заготовки, обеспечивающие образование необходимого зубчатого профиля (как правило, эвольвентного), называют движениями обката (откуда произошло название "метод обката").

Зубонарезание методом копирования можно выполнять дисковой или пальцевой модульными фрезами (рис.8.1).

После нарезания очередной впадины заготовка поворачивается на 1/z часть (z  число зубьев колеса). Так как профиль впадины изменяется при изменении числа зубьев колеса и модуля (m), то одной фрезой можно теоретически точно (без погрешностей профиля) обработать только конкретное зубчатое колесо определенного модуля и с определенным числом зубьев. Для практики это неудобно. Поэтому одной фрезой нарезают группу колес одного модуля с определенным диапазоном чисел зубьев. При этом профиль впадины получает определенные искажения (кроме одного колеса с расчетным числом зубьев).

а б

Рис.8.1. Нарезание зубьев модульными фрезами: а  дисковой; б  пальцевой

Нарезание производится на специальных станках (иногда на зубофрезерных станках), имеющих единичное деление, или на универсальных фрезерных станках использованием делительной головки для поворота заготовки на 1/z часть. Этим методом можно нарезать и косозубые колеса.

Производительность обработки невысокая. Для ее повышения используют набор дисковых угловых фрез (рис.8.2) с различными профилями. Данная обработка применяется для колес крупных модулей.

Рис.8.2. Схема обработки зубьев набором дисковых угловых фрез и их профили

К обработке копированием также относятся одновременное долбление всех зубьев набором профильных резцов и одновременное протягивание всех зубьев. Эти виды применяются крайне редко из-за очень сложного инструмента.

Зубонарезание методом обката осуществляется преимущественно зубофрезерованием червячными фрезами и зубодолблением дисковыми долбяками.