11.5. Нарезание конических колес с криволинейными зубьями

Конические колеса с криволинейными зубьями компактны, бесшумны, выдерживают большие нагрузки и имеют более плавный ход, чем прямозубые конические колеса. Форма нарезаемого зуба зависит от формы зуба сопряженного плоского производящего колеса. Оно представляет собой плоское коническое колесо с зубьями на торце и углом при вершине начального конуса 2 = 180. На производящем колесе линии, определяющие формы зуба, зависят от выбранного инструмента и могут быть в виде прямой, дуги окружности, удлиненной или укороченной эвольвенты и т. д.

Рис. 11.14. Нарезание конического колеса с криволинейными зубьями

В качестве инструмента используются торцевые резцовые головки, пальцевые модульные и конические червячные фрезы. Например, торцевой резцовой головкой (см. рис. 11.14) с резцами нарезают круглые зубья конических колес с углом спирали 060 методом обката при периодическом делении. При такой обработке главным движением будет вращение резцовой головки 2, вращение люльки 1, согласованное с вращением заготовки 3. Деление производится поворотом заготовки после обработки каждого зуба.

Конические колеса с криволинейными зубьями нарезают на станках: 5С23П, 5С26В, 5С26П, 5С27ОП и др.

В качестве инструмента используют торцевую резцовую головку. Станки могут работать методом обката (при чистовой обработке) и методом врезания (при черновой обработке). При методе обката вращается резцовая головка, люлька, несущая шпиндель инструмента, получает вращение, согласованное с вращением заготовки. После обработки одной впадины нарезаемое колесо отводится от инструмента, но продолжает вращаться в ту же сторону, что и ранее, поворачивается на z_i зубьев. Люлька же с резцами быстро поворачивается в обратном направлении до исходного положения.

При методе врезания движение обката почти отсутствует (обкатка нужна только для того, чтобы происходил процесс деления). Зубья образуются при постепенном приближении заготовки к инструменту. Метод производителен, но менее точен по сравнению с методом обката.

11.6. Зубоотделочные станки

Для получения точной формы и размеров зубьев, а также уменьшения шероховатости их рабочих поверхностей зубчатые колеса после нарезания на соответствующих зуборезных станках подвергают чистовой отделке на зубоотделочных станках методом обкатки, притирки, шевингования, шлифования и зубохонингования.

Обкатка – процесс образования гладкой поверхности профиля зубьев незакаленных зубчатых колес. Обработка ведется за счет сдавливания при вращении обрабатываемого колеса и закаленного шлифованного колеса (обкаточного эталонного колеса).

Притирка – доводочный процесс придания зубьям колес чистой и гладкой поверхности путем искусственного изнашивании зубьев обрабатываемого колеса посредством притира и абразивного порошка. Притир представляет собой тщательно изготовленное чугунное зубчатое колесо. Притирку используют для предварительно термически обработанных зубчатых колес. Процессом притирки можно увеличивать поверхность контакта по длине и высоте и уменьшать параметры шероховатости зубьев.

Притирку осуществляют по двум схемам: оси притира и зубчатого колеса скрещиваются, образуя винтовую зубчатую передачу. В первом случае притирку производят одним притиром, которому сообщается наряду с вращательным движением возвратно-поступательное движение. Во втором случае притирку производят двумя или тремя притирами; возвратно-поступательное движение при этом получает притираемое колесо. При обработке тремя притирами оси двух из них скрещиваются с осью притираемого колеса, а ось третьего – параллельна ей (рис. 11.15).

Притирку ведут в распор и методом торможения. Если притирка производится враспор, то зубья инструмента (притира) устанавливают в контакте с обеими сторонами зуба обрабатываемого колеса и в процессе притирки осуществляется постепенное сближение осей притира колеса. При работе методом торможения контакт имеет место лишь по одному боковому профилю зуба обрабатываемого колеса. Необходимое давление контакта создается притормаживанием обрабатываемого колеса. После обработки зубьев с одной стороны производят реверсирование вращения притира и обрабатывают зубья с другой стороны.

Рис. 11.15. Схема притирки

Шевингование применяют для уменьшения волнистости на поверхности зубьев цилиндрических зубчатых колес с помощью специального инструмента шевера, соскабливающего с поверхности зуба стружку толщиной 0,0050,1 мм. Во время шевингования основное движение получает шевер, от которого приводится во вращение обрабатываемое колесо, свободно вращающееся с оправкой в центрах бабок рабочего стола; кроме того, обрабатываемое колесо имеет возвратно-поступательное движение. После каждого двойного хода стола зубчатому колесу сообщается вертикальная подача. У некоторых моделей станков продольное движение сообщается инструменту.

Шлифование производится для повышения точности изготовления зубчатых колес и устранения отклонений, вызываемых термической обработкой. Шлифование осуществляют двумя методами: копированием и обкатом.

При шлифовании зубьев методом копирования шлифовальный круг имеет профиль, соответствующий профилю впадины зубчатого колеса. Шлифовальный круг профилируют с одной или двух сторон.

Шлифование зубьев цилиндрических зубчатых колес методом обката основано на копировании зацепления колеса с рейкой, роль одного зуба которой выполняет профилированный дисковый абразивный круг или пара тарельчатых абразивных кругов.

На рис. 11.16 показана схема шлифования зубчатых колес методом обката дисковым кругом и двумя тарельчатыми кругами. На схеме, показанной на рис. 11.16, а главное движение получает дисковый круг. Он вращается вокруг оси и получает возвратно-поступательное движение (движение продольной подачи) по стрелке. Шлифуемое колесо вращается вокруг своей оси со скоростью V₁ и перемещается прямолинейно со скоростью V₂. Эти два движения связаны между собой и образуют сложное движение обката. В это время обрабатывается одна сторона зуба. После реверсирования движения обрабатывается противоположная сторона соседнего зуба. Затем шлифовальный круг выходит из впадины и производится деление – поворот колеса на один зуб. Шлифование двумя тарельчатыми кругами показано на рис. 11.16, б.

а б

Рис. 11.16. Схемы шлифования зубчатых колес методом обката

Зубохонингование применяют для обработки зубчатых колес после зубошевингования и термической обработки. Обработку производят зубчатым хоном, представляющим собой зубчатое колесо, изготовленное из пластмассы с абразивной смесью зернистостью (40, 60, 80), которую выбирают в зависимости от марки стали, твердости и требуемых параметров шероховатости поверхности зубьев.

Относительные движения при зубохонинговании те же, что и при шевинговании. Станки для хонингования зубчатых колес аналогичны шевинговальным станкам. Зубохонингование происходит при окружной скорости хона, примерно в 2 раза превышающей окружную скорость шевера.