Розділ 6.7 нарізування зубчастих коліс

- Зубчасті передачі з евольвентним профілем зубців широко застосовують у техніці завдяки їх компактності, здатності пра­цювати з великими швидкостями й передавати значну потуж­ність. Найчастіше використовують циліндричні, конічні та чер­в'ячні зубчасті колеса.

6.7.1. Методи нарізування зубців зубчастих коліс

Зубці зубчастих коліс нарізають двома методами: копію­вання і обкочування.

Метод копіювання полягає в тому, що кожну заглибину між сусідніми зубцями обробляють окремо фасонною фрезою, різаль­ні ребра якої мають профіль цієї заглибини. Щоб обробити за­готовку 2 (рис. 6.7.1) методом копіювання, використовують мо­дульну дискову 1 або модульну кінцеву З фрезу. Фреза оберта­ється навколо своєї осі, виконуючи головний рух різання D_r , a прямолінійний рух подачі Д, надають заготовці. Для нарізання наступної заглибини заготовку переміщають назад у вихідне положення, відтак обертають її на один зубець за допомогою ділильного пристрою, після чого вмикають подачу.

Форма бічної поверхні зубця залежить від модуля й кількості зубців колеса. Щоб точно спрофілювати бічну поверхню зубця, необхідно мати для кожного модуля й кожної кількості зубців окрему фрезу, що практично нереально. Уникнути виготовлен­ня такої великої кількості фрез можна, використовуючи для кожного модуля набори, що складаються з восьми, п'ятнадцяти або двадцяти шести фрез, тобто з обмеженої їх кількості. Кож­ну фрезу набору застосовують для нарізування коліс з прибли­зно однаковою кількістю зубців у заданому діапазоні, очевид­но, з певною похибкою профілю.

Метод копіювання не характеризується високою продуктив­ністю і точністю (внаслідок вимушеної неточності профілю ін­струмента й похибок ділення), тому він не поширений.

Метод обкочування ґрунтується на виконанні зубообробним верстатом строго узгоджених рухів різального інструмента й

заготовки, де інструмент і заготовка є уявною парою зачеплен­ня однієї з передач — черв'ячної, зубчастої або рейкової.

Якщо зубообробний верстат відтворює рухи уявної черв'яч­ної передачі, то її парою зачеплення повинні бути черв'як у вигляді різального інструмента — черв'ячної модульної фрези 1 (рис. 6.7.2, а) — і черв'ячне колесо у вигляді заготовки 2 — нарізуваного зубчастого колеса. Тут профіль різальних ребер інструмента такий самий, як і профіль витка черв'яка, але він не відповідає профілю заглибини між сусідніми зубцями май­бутнього колеса. Проте ряд послідовних положень різальних ребер зубців фрези відносно майбутніх зубців колеса (рис. 6.7.2, б) дає змогу поступово сформувати евольвентний профіль зу­бців заготовки. Що більше різальних ребер на одному витку черв'ячної фрези, то точніший профіль зубця отримаємо. Спів­відношення між частотами обертання фрези п_ф і заготовки п₃ випливає з рівняння (6.1.5) передавального відношення черв'я­чної передачі:

Рис. 6.7.2. Схема фрезерування зубців циліндричного колеса методом

обкочування (а) та послідовні положення різальних ребер зубців фрези

відносно зубців заготовки (б):

1 — черв'ячна модульна фреза; 2 — заготовка; D, — головний рух різання;

D, „ D, _к — рух вертикальної та колової подач відповідно

Отже, суть методу обкочування зводиться до того, що коли маємо профіль лише одного елемента передачі, наприклад чер­в'ячної фрези, то профіль другого її елемента — зубчастого ко­леса — можна отримати їх взаємним обкочуванням, забезпечую­чи рухи, виражені формулою (6.7.1).

Якщо ж зубообробний верстат відтворює рухи уявної зубчас­тої передачі, то її парою зачеплення повинні бути два зубчасті

колеса, одне з яких виконує роль різального інструмента — довбача 1 (рис. 6.7.3), а друге — роль заготовки 2 — нарізува­ного зубчастого колеса. В цьому випадку співвідношення між частотою обертання довбача п_Д з кількістю зубців 2_Д і частотою обертання заготовки п_я з кількістю зубців г₃ описується рівнян­ням (6.1.4):

Метод обкочування дозволяє обробляти одним інструментом заданого модуля зубчасті й черв'ячні колеса з будь-якою кількіс­тю зубців. Метод характеризується високою точністю й продук­тивністю завдяки неперервності процесу й одночасній обробці кількох зубців, з огляду на що він доволі поширений у промис­ловості.