Тема 34. Зубонарезание.

Вопросы:

1. Методы изготовления профиля зубьев колес.

2. Зубофрезерные станки.

3. Зубодолбежные станки

Различают два основных метода профилирования бо­ковых поверхностей зубьев зубчатых колес: метод копи­рования и метод обкатки (огибания).

Метод копирования заключается в прорезании впа­дины фасонным инструментом, форма режущих лезвий которого соответствует очертанию впадины между дву­мя соседними зубьями зубчатого колеса. В качестве при­мера на рис.74, а показано фрезерование впадины дис­ковой модульной фрезой на горизонтально-фрезерном станке, а на рис. 74, б – пальцевой модульной фрезой на вертикально-фрезерном станке.

Недостатками метода копирования являются: огра­ниченное количество фрез в комплекте, так как для каж­дого модуля необходимо иметь от 8 до 26 фрез в за­висимости от требований к точности профиля и числа зубьев нарезаемого колеса; искажение профиля зуба при нарезании косозубых колес; низкая производительность в связи с периодическим возвратом заготовки в исход­ное положение и делительным движением. Этот метод используют для нарезания зубчатых колес в единичном производстве, а также для нарезания крупномодульных колес или колес большого диаметра.

Рис. 74. Схемы фрезерования зубьев зубчатых колес методом копирования

Метод огибания. При нарезании зубчатых колес ме­тодом огибания профиль режущих лезвий инструмента не совпадает с профилем нарезаемых зубьев колеса, а отвечает профилю зубьев некоторого зубчатого коле­са или рейки, называемых производящим колесом или рейкой, с которыми нарезаемое колесо находится в за­цеплении.

В результате согласованных движений инструмента и заготовки на последней нарезаются зубья с профилем огибающей кривой к ряду последовательных положений режущих лезвий инструмента. Чем больше этих относи­тельных положений режущих лезвий приходится на об­разование профиля, тем ближе профиль нарезаемого ко­леса соответствует теоретическому.

Метод огибания по сравнению с методом копирова­ния имеет следующие преимущества:

1. Одним и тем же инструментом данного модуля можно нарезать зубчатые колеса с любым числом зубьев.

2. Обеспечивается более высокая точность и чистота поверхности зубьев нарезаемого колеса.

3. Достигается более высокая производительность об­работки благодаря непрерывности процесса и участию в работе одновременно большого количества режущих лезвий.

4. Возможна автоматизация процесса.

Нарезание зубьев по методу обкатки цилиндрических зубчатых колес с прямыми или косыми зубьями произво­дят либо методом зубофрезерования червячными мо­дульными фрезами, либо методом зубодолбления зубо­резными долбяками. Конические зубчатые колеса изго­тавливают на зубострогальных станках.

2. Эти станки предназначены для нарезания цилиндри­ческих зубчатых колес с прямыми и косыми зубьями, а также червячных зубчатых колес методом обкатки (огибания) червячными модульными фрезами. Работа зубофрезерных станков основана на принципе воспроиз­ведения в процессе резания относительных движений элементов червячной передачи, в которой червяком яв­ляется червячная модульная фреза, а червячным коле­сом – нарезаемая заготовка.

Зубофрезерный полуавтомат модели 5Д32. Общий вид полуавтомата показан на рис. 70. На станине 1 смонтирована подвижная стойка 8 с верти­кальными направляющими, по которым перемещается фрезерный суппорт 6, выполняющий движение верти­кальной подачи при нарезании цилиндрических колес. При нарезании червячных колес методом тангенциаль­ной подачи с помощью специальной фрезы используют протяжной суппорт 7. На круглых направляющих ста­нины вращается стол 2. Слева от стола на станине за­креплена стойка 3 с поддерживающим кронштейном 4, создающим вторую опору оправке, на которой закрепля­ют заготовку. Стойка 3 соединена с поднижпой стойкой 8 поперечиной, что увеличивает жесткость системы. При работе с горизонтальной подачей стола поперечина от­крепляется.

Рис. 75. Зубофрезерный полуавтомат модели 5Д32

На рис.75 показаны также рукоятка включения и выключения рабочих подач 11, рукоятка включения по­дачи при работе с протяжным суппортом 16, кнопочная станция 9, рукоятка включения вертикальной подачи фрезерного суппорта 10, рукоятки ручного вертикально- го 17 и горизонтального 12 перемещения подвижной стойки, рукоятка включения радиальной подачи сто­ла 13.

Фрезерный шпиндель получает вращение от элект­родвигателя 15 мощностью 2,8 кВт; числа оборотов шпинделя изменяются в пределах от 0,5 до 3,0 мм/об, а радиальная подача – в пределах от 0,1 до 1,0 мм/об с помощью сменных колес 14.

3. Предназначены для нарезания цилиндрических пря­мозубых колес наружного и внутреннего зацепления зу­борезными долбяками. При наличии дополнительных устройств на станках можно нарезать колеса с винтовы­ми (косыми) зубьями.

Обкатка в случае использования долбяка заключает­ся в том, что в процессе обработки воспроизводится за­цепление двух цилиндрических зубчатых колес, одно из которых является режущим инструментом – долбяком, а второе – заготовкой. Долинку и заготовке сообщается движение обкатки, соответствующее вращению двух зуб­чатых колес, находящихся в зацеплении, скорости кото­рых согласованы так, что за время поворота долбяка на один зуб нарезаемое колесо повернется также на один зуб.

Одновременно для осуществления процесса резания инструменту – долбяку сообщается прямолинейное воз­вратно-поступательное движение вдоль оси заготовки.

Рис. 76. Схемы нарезания зубчатых колес Рис. 77. Зубодолбежный станок модели

зуборезным долбяком 514

На рис. 76 показаны схемы нарезания зубчатых ко­лес на зубодолбежном станке: нарезание зубчатого ко­леса внутреннего зацепления (рис. 76, а), нарезание ци­линдрического прямозубого колеса (рис. 76, б), нареза­ние зубчатого сектора (рис. 71, в), нарезание блока зубчатых колес (рис. 76, г).

Зубодолбёжный станок модели 514 (рис. 77). Основ­ные узлы станка: нижняя 1 и верхняя 2 станины, на ко­торых смонтированы шпиндельная головка 7 и кривошипно-шатунный механизм 3 привода шпинделя с дол­бяком, механизм радиальной подачи 9 шпиндельной головки и стол станка 12, на котором крепят заготовку.

На рис. 72 показаны рукоятка ручного перемещения шпиндельной головки 4, рукоятка ручного поворота долбяка и заготовки 5, рычаг для реверсирования вращения долбяка и заготовки 6, кнопочная станция 8, рычаг включения радиальной подачи долбяка 10, рукоятка ручного поворота кулачка радиальной подачи долбя­ка 11.

Главное движение резания – прямолинейное возврат­но-поступательное движение шпинделя с долбяком: вниз – рабочий ход, вверх – холостой ход. Это движе­ние осуществляется от двигателя мощностью 2,2 кВт че­рез клиноременную передачу, коробку скоростей, кривошипно-шатунный механизм, зубчатый сектор и кольце­вую рейку, расположенную на шпинделе (штосселе).

Шпиндель имеет четыре числа двойных ходов в минуту в пределах от 125 до 359 двойных ходов/мин.

Делительная цепь станка согласовывает вращение долбяка и нарезаемого колеса; цепь круговых подач свя­зывает вращение долбяка с его возвратно-поступательным движением. Круговая подача изменяется в преде­лах от 0,14 до 0,44 мм/двойных ходов.

Цепь радиальных подач связывает вращение специ­ального кулачка с возвратно-поступательным движени­ем долбяка. Заданную величину радиальной подачи по­лучают через ряд постоянных передач и гитару сменных колес.

Специальный кулачок позволяет выключать ра­диальную подачу после достижения долбяков заданной глубины резания, затем заготовка делает один полный оборот, в течение которого нарезаются зубья на заготов­ке. В зависимости от величины модуля нарезаемого ко­леса обработку ведут за один, два или три прохода.