10. Зубохонингование

З акаленные зубчатые колеса подвергают отделочной обработке для снижения шероховатости боковых поверхностей зубьев, улучшения геометрических параметров колес и уменьшения шума от зацепления с другими колесами. Хонингованием также удаляют с зубьев забоины и заусенцы. Зубохонингованием погрешности самого зацепления устраняются незначительно, если слой снимаемого металла более 0,01—0,03 мм на толщину зуба.

Процесс зубохонингования заключается в совместной обкатке заготовки и инструмента, выполненного из абразива и имеющего форму зубчатого колеса. Зубохонингование имеет много общего с зубошевингованием. Оси заготовки и инструмента скрещиваются под углом 15—18°. При вращении зубчатой пары (рис. VI.138, а) возникает составляющая скорости скольжения профилей. Абразивные зерна хона обрабатывают боковые стороны зубьев заготовки за счет микрорезания (рис. VI.138, б). Скорость вращения пары, находящейся в зацеплении, во много раз больше скорости при шевинговании.

Зубохонингование применяют для прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес. Можно обрабатывать и незакаленные колеса. Заготовка и инструмент вращаются в плотном зацеплении. Зубчатое колесо, кроме вращения, совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси (продольная подача). Направление вращения пары изменяется при каждом двойном ходе. Плотное зацепление осуществляется поджимом бабки инструмента к обрабатываемому колесу специальными пружинами или пневматическими устройствами. Подвижность бабки компенсирует неточности обрабатываемого колеса и исключает передачу больших нагрузок на инструмент. Возможно хонингование зубьев с бочкообразной формой.

Хоны изготовляют на основе эпоксидных смол с добавлением в качестве абразива карбида кремния. Такой инструмент проектируют с увеличенным наружным диаметром и с учетом износа в процессе обработки колес. Число зубьев хона не должно быть кратным числу зубьев обрабатываемого колеса.

Как следует из рис. VI.138, б, вершина зуба колеса постоянно контактирует с впадиной зуба хона. Благодаря этому уменьшается скорость изнашивания хона, а за счет постоянного внедрения головки зуба колеса во впадину хона происходит автоматическое восстановление зубьев хона. Необходима лишь периодическая правка хона по наружной поверхности для поддержания необходимого зазора ∆. Прямозубые колеса обрабатывают косозубыми хонами, а косозубые — прямозубыми или косозубыми хонами. В производство внедряют алмазно-металлические зубчатые хоны. Стойкость их в 8—12 раз выше, чем у абразивных. Такими хонами можно обрабатывать зубчатые колеса высокой твердости. Для повышения стойкости инструментов применяют жидкостное охлаждение: смесь парафинового масла с легким машинным в отношении 7:1. Для интенсификации обработки добавляют абразивный микропорошок.

Зубохонинговальные станки унифицированы с зубошевинговальными. При повышенном короблении заготовок проводят повторное хонингование. Большие же погрешности не могут быть исправлены повторным хонингованием.

11. Зубошлифование

Рассмотренные методы отделки не всегда и не в полной мере могут устранить погрешности предыдущей обработки зубчатых колес. Значительные погрешности, особенно возникающие после термической обработки, устраняют зубошлифованием. Этим методом отделки получают высокую точность и малую шероховатость поверхности зубьев и обрабатывают цилиндрические и конические зубчатые колеса. Применение метода особенно целесообразно для колес, работающих с большими скоростями.

З убья цилиндрических колес можно шлифовать двумя методами: копированием и обкаткой. Метод копирования соответствует зубонарезанию дисковой модульной фрезой. Эвольвентный профиль зуба воспроизводится абразивными кругами, имеющими профиль впадин обрабатываемого колеса (рис. VI.139, а). Круг заправляют особым копировальным механизмом. Вращающийся круг совершает возвратно-поступательное движение, обеспечивая s_пр. Шлифуют методом единичного деления. Однако большое влияние на точность колеса может оказать износ шлифовального круга: наибольшая погрешность возникает между первым и последними зубьями. Во избежание этого колесо последовательно поворачивают не на 1/z,а на несколько зубьев, но так, чтобы были прошлифованы все впадины. Тогда износ круга влияет на точность колеса меньше. Шлифуют за несколько ходов каждую впадину зуба. Метод копирования более производителен, чем метод обкатки, но менее точен.

Шлифование зубьев методом обкатки основано на прин­ципе зацепления обрабатываемого колеса с зубчатой рейкой (рис. VI.139, б). Колесо как бы катится по воображаемой рейке, которая закреплена неподвижно, поочередно в одну и другую стороны. При этом оно совершает возвратно вращательные, а центр его — возвратно-поступательные движения. Обрабатывают двумя абразивными кругами, шлифующие торцы которых расположены вдоль сторон зубьев рейки. Два шлифовальных круга можно разместить в одной впадине зуба только у крупных колес. Поэтому одновременно шлифуют разноименные стороны двух соседних впадин.

Для реализации шлифования методом обкатки необходимо, кроме указанных движений, обеспечить продольную подачу для обработки зубьев по всей ширине. После обработки каждых двух боковых поверхностей зубьев колесо поворачивается на величину углового шага (1/z). Износ кругов компенсируется механизмом, с помощью которого круги каждый раз автоматически раздвигаются после правки.

Принцип зацепления обрабатываемого колеса с рейкой используют и в тех случаях, когда зуб рейки воспроизводится одним абразивным кругом или абразивом, заправленным в виде червяка. Методом обкатки шлифуют косозубые и конические колеса, а также венцы для внутреннего зацепления.

Абразивные круги для зубошлифовальных станков выбирают в соответствии с формой зуба и видом зубчатого колеса, а также в зависимости от твердости обрабатываемого материала и характера обработки (черновая, чистовая). В процессе резания охлаждающую жидкость подают обычным способом или через шлифовальный круг.

На производстве используют большое число зубошлифовальных станков различных конструкций. На многих станках можно шлифовать бочкообразные зубья.

Несмотря на преимущества, метод характеризуется сравнительно низкой производительностью и высокой стоимостью. Поэтому зубошлифование применяют в тех случаях, когда требования к точности и шероховатости боковых поверхностей зубьев трудно удовлетворить другими методами обработки.