8. Зубозакругление

Зубчатые колеса некоторых типов должны перемещаться вдоль валов, на которых они размещены, для сцепления с другими колесами (например, в коробках скоростей). Такое сцепление возможно, если торцовые поверхности зубьев имеют специфическую форму (закругление), благодаря которой облегчается ввод зубьев во впадины парного колеса. Удары при переключениях колес смягчаются, и зубья не ломаются.

З убозакругление прямозубых и косозубых колес производят на специальных станках одним из методов, показанных на рис. VI. 136. Наиболее рациональной формой торца зуба является бочкообразная (рис. VI.136, а). Ее получают обработкой специальной пальцевой фрезой за счет сочетания ряда движений (рис. VI.136, б). Обрабатываемое колесо вращается с постоянной скоростью, вращающаяся фреза совершает возвратно-поступательное движение с переменной скоростью вдоль оси колеса при закруглении каждого зуба. Вертикальными движениями инструмента управляет копир. Аналогичные движения для получения другого вида закругления совершают инструмент и заготовка при работе пальцевой фрезой со специальным профилем (рис. VI. 136, в).

Чашечные торцовые фрезы с криволинейными или прямолинейными режущими лезвиями позволяют получить сфероидальное закругление (рис. VI.136, г). Такие фрезы имеют более высокую стойкость, чем пальцевые.

Еще большую стойкость имеют дисковые фасонные фрезы (рис. VI.136, д). Профиль фрезы соответствует поперечному сечению закругляемой части зуба. В процессе обработки колесо и инструмент совершают два последовательных движения: 1) движение врезания инструмента в торец зубчатого колеса на полную глубину; 2) движение заготовки или инструмента (или того и другого) при обработке поверхности торца для получения бочкообразной формы зуба. Этот метод позволяет повысить в 2,5—3 раза производительность по сравнению с обработкой пальцевой фрезой.

Режущим инструментом для зубозакругления наряду с фрезами являются резцы. Они могут иметь прямолинейное или криволинейное режущее лезвие и предназначены для остроугольного закругления.

Аналогичные инструменты используют для снятия на торцах зубьев фасок, удаления заусенцев и притупления острых кромок. Наилучшим является метод снятия фасок с помощью специальных червячных фрез. Одновременно работают две фрезы, обрабатывающие оба торца зубчатого колеса. За один оборот фрезы колесо поворачивается на один зуб. Метод пригоден для снятия фасок с зубьев цилиндрических колес и конических колес с криволинейными зубьями.

Получает распространение метод снятия фасок и удаления заусенцев дисковыми или червячными абразивными кругами.

Заусенцы могут быть также удалены с помощью вращающихся металлических щеток и специальными физико-химическими методами.

9. Зубошевингование

После нарезания точность зубчатых колес для некоторых ма­шин оказывается недостаточной. На поверхностях зубьев возникают погрешности профиля, недостаточно точным оказывается шаг зубьев и т. д. Поэтому необходима отделочная операция — шевингование. Она заключается в срезании (соскабливании) с поверхностей зубьев незакаленных колес очень тонких волосообразных стружек для исправления погрешностей. Зубчатые колеса отделывают специальным инструментом — шевером.

Предварительно нарезанное прямозубое или косозубое зубчатое колесо плотно зацепляется с шевером (рис. VI.137, а). Скрещивание их осей обязательно. Угол скрещивания осей чаще составляет 10—15°, но в отдельных случаях может быть и меньше. При таком характере зацепления скорость v_ш разлагается и поя вляется составляющая v — скорость скольжения профилей, направленная вдоль зубьев, которая обеспечивает движение реза­ния. Шевер режет боковыми сторонами зубьев со специальными канавками (рис. VI.137, б) для образования режущих лезвий. Следовательно, шевер представляет собой режущее зубчатое колесо.

Шевингованием получают бочкообразную форму зуба, что предотвращает концентрацию нагрузки при зацеплении с другим колесом на концах зубьев, обеспечивает более качественную передачу движений, облегчает сборку машин.

Из схемы шевингования следует, что инструмент и заготовка воспроизводят зацепление зубчатой винтовой пары. Кроме того, зубчатое колесо движется возвратно-поступательно и после каждого хода (или двойного хода) подается в радиальном направлении (подача s_t). Направление вращения шевера и, следовательно, заготовки через некоторое время изменяется. Контактирующая поверхность между зубьями шевера и колеса уменьшается с увеличением угла скрещивания осей.

Схема, показанная на рис. VI.137, а, является не единственной. Существуют и другие схемы обработки зубчатых колес шевером-колесом. Эти схемы отличаются друг от друга в основном способами подачи. Реже применяют метод обработки колес с использованием шевера-рейки.

Для повышения точности и производительности процесса шевингования, а также стойкости инструмента, толщины снимаемых слоев должны быть минимальными: 0,04—0,08 мм для колес с модулем 1,5—3,0 мм и до 0,1—0,125 мм с модулем 10 мм.

Колеса обрабатывают при обильном охлаждении сульфофрезолом, который обеспечивает удаление стружки, смазку и охлаждение режущих лезвий. Охлаждающая жидкость постоянно очищается магнитными фильтрами.

Шеверы изготовляют с различной точностью в зависимости от требований к зубчатым колесам. Диаметр шевера выбирают максимально возможным по размерам шевинговального станка. При этом повышаются его стойкость и точность обработки. Для повышения точности колес по шагу число зубьев шевера не должно быть кратным числу зубьев обрабатываемого колеса.

Появились новые конструкции сборных твердосплавных шеверов для обработки закаленных зубчатых колес. Такой инструмент способствует исправлению погрешностей, вызванных не только неточностью изготовления, но и деформациями при термической обработке.

Для шевингования применяют шевинговальные станки с гидравлическим приводом для осуществления подачи s_t.