7.13 Обработка зубьев колес накатыванием

Технический прогресс в области зубонарезания характеризуется повышением стойкости режущего инструмента, производительности и точности обработки, применением новых технологических процессов, их автоматизацией. К новым прогрессивным методам изготовления зубчатых колес следует отнести накатывание зубьев, обкатку зуботочение, фрезерование гребенчатыми фрезами, строгание зубодолбежными головками, протягивание прямолинейными (цепными и цельными) протяжками, фрезерование конических колес двумя дисковыми фрезами и протягивание круговыми протяжками (метод копирования). Разрабатываются и применяются новые конструкции режущего инструмента, например острозаточенные червячные фрезы, многозаходные червячные фрезы, фрезы с увеличенным наружным диаметром и др. Рассмотрим некоторые из прогрессивных методов нарезания зубчатых колес.

При обкатке происходит уплотнение боковых поверхностей зубьев незакаленных колес путем пластической деформации поверхностных слоев зубьев. Для этого обрабатываемое колесо обкатывается под нагрузкой одним или несколькими закаленными эталонными колесами, которые приводятся во вращение с частотой 1200-1500 об/мин от электродвигателя. Необходимая нагрузка создается грузом или посредством электрических, пневматических или гидравлических устройств. Давление нагрузки при обработке составляет 5-10 Мпа. В результате обкатки на рабочих поверхностях зубьев образуется наклепанный слой, снижается шероховатость, устраняются заусенцы и забоины.

Прокатные станы, предназначенные для изготовления колес этим способом, имеют кинематически связанные шпиндели. На одном из них на оправке устанавливают заготовку, а на других - инструменты в форме обычных зубчатых колес. Диаметр заготовки принимают примерно равным диаметру делительной окружности накатываемого колеса. Шпинделям сообщается вращение, соответствующее по частоте вращению двух зубчатых колес, находящихся в зацеплении (рис.193).

Существует три способа накатывания. При первом из них (рис.194, а) заготовку 1 прокатывают между двумя зубчатыми колесами-инструментами 2, имеющими коническую приемную часть. Инструментальные шпиндели устанавливают относительно заготовки на размер, равный межосевому расстоянию. Инструментальные шпиндели вращаются, а шпиндель заготовки, кроме того, получает прямолинейную подачу вдоль оси. Зубчатое колесо-инструмент, вступая в контакт с заготовкой, накатывает на ней зубья.

При втором способе (рис.194, б) накатывание зубьев производится сразу по всей их длине. При этом оси инструмента 2 и заготовки 1 постепенно сближаются до величины заданного межосевого расстояния.

В зарубежной практике применяют накатывание с помощью инстру­ментальных реек (рис.194, в), между которыми прокатывается заготовка 1. Накатывание производится за один рабочий ход. При обработке зубчатых колес с модулем более 1,5 мм пользуются горячим накатыванием. Мелкомодульные колеса накатывают в холодном состоянии.

Метод накатывания имеет два больших преимущества: высокие про­изводительность обработки и долговечность зубчатых колес. Последнее обстоятельство объясняется тем, что при накатывании волокна материала не перерезаются, как при фрезеровании, и, кроме того, накатанные поверхности приобретают наклеп. Данный метод является перспективным и может получить широкое распространение при обработке цепных звездочек, передач конических колес и других деталей.