69. Зубонарезание и шевингование. Способы и методы зубонарезания. Основные типы инструментов и их конструкция.

Нарезание зубчатых колес заключается в удалении металла впадин и производится двумя методами: методом копирования и методом обкатки.

Рис.1

При нарезании методом копирования профиль инструмента соответствует профилю впадины нарезаемого зубчатого колеса. При нарезании методом обкатки инструмент и заготовка составляют в процессе обработки зубчатую пару; нарезающий инструмент играет роль рейки или зубчатого колеса, сцепляющихся с нарезае­мым колесом. Рассмотрим наиболее распространенные процессы нарезания зубчатых колес. Нарезание методом копирования обычно выполняется с помощью фасонных модульных фрез.

Зубофрезерование. Процесс нарезания зубчатого колеса фасон­ной модульной фрезой показан на рис. 1. Фреза вращается, а заготовка перемещается вдоль своей оси. После нарезания каждой впадины производится поворот заготовки на один зуб (деление). Нарезание производится обычно на фрезерных станках, причем заготовка периодически поворачивается с помощью дели­тельной головки. Такие фрезы называются дисковыми. При наре­зании зубчатых колес больших модулей, а также шевронных колес применяют фасонные модульные фрезы пальцевого типа.

Нарезание фасонными фрезами не обеспечивает высокой точ­ности вследствие значительных погрешностей фасонного ин­струмента со сложным профилем, шлифовать который затрудни­тельно.

Р ис.2

Нарезание методом обкатки получило преимуществен­ное распространение вслед­ствие высокой производи­тельности, значительной точ­ности обработки и универ­сальности инструмента и обычно производится червяч­ными модульными фрезами или долбяками. Процесс наре­зания цилиндрического зуб­чатого колеса червячной фре­зой показан на рис.2

Фреза вращается и перемещается вдоль оси заготовки. Скоростью резания при зубофрезеровании является скорость вращения фрезы на наружном диаметре, а подачей — перемещение фрезы относи­тельно оси вращения заготовки.

Процесс нарезания зубчатого колеса червячной модульной фрезой. Червячная фреза представляет собой червяк, обращенный в режущий инструмент путем образования передних поверхностей прорезанием винтовых (или прямых) канавок и образования зад­них углов путем затылования. Таким образом, одноименные точки режущих кромок различных зубьев фрезы расположены на винтовых линиях. Червячную фрезу можно также рассматривать как ряд режущих реек (гребенок), распределенных равномерно по окружности фрезы, причем каждая из них смещена относительно предыдущей вдоль оси на одну и ту же величину, так что боковые режущие кромки лежат на винтовых поверхностях. Фрезы могут быть как одно-, так и многозаходными. Фреза устанавливается относительно заготовки так, чтобы ее гребешки при профилиро­вании были бы перпендикулярны направлению нарезаемых зубьев. Это осуществляется поворотом оправки фрезы на угол Ψ.

Заготовка также вращается и за один оборот червячной фрезы поворачивается на число зубьев, равное числу заходов фрезы. Таким образом, червячная фреза и нарезаемое колесо осуще­ствляют зацепление зубчатого колеса с рейкой. Так как рейка может зацепляться с зубчатыми колесами того же модуля, но с различными числами зубьев, то, следовательно, колеса с различ­ными числами зубьев можно нарезать одной червячной фрезой. Фреза устанавливается на глубину прорезаемой впадины I. Вре­зание составит величину у. С целью уменьшения величины у применяют врезание в радиальном направлении.

В этом случае фреза устанавливается по высоте на уровне верх­него торца нарезаемого колеса и врезается в заготовку радиально с подачей з_р на требуемую глубину I, после чего происходит переключение радиальной подачи на вертикаль­ную. Обработка червячными фрезами выполняется на зубофрезерных стан­ках. Этот метод обработки является наиболее распространенным в силу высокой производительности, точно­сти обработки и универсальности. В соответствии с точностью приме­няемых фрез и оборудования зубо-фрезерованием нарезаются колеса обычно 6—8-й степеней точности. Для повышения производительности зубофрезерования при­меняют специальные фрезы для черновой обработки. Черновые фрезы позволяют повысить режимы резания за счет оснащения пластинками из твердого сплава или же наличия специальной гео­метрии. В первом случае фрезы работают с высокими скоростями резания, а во втором — с большими подачами.

Зубодолбление. Долбяк представляет собой зубчатое колесо, которому приданы углы, необходимые для резания.

Главное движение, определяющее скорость резания, является (при нарезании прямозубых колес) прямолинейным. При движении вниз долбяк срезает стружку с заготовки, а затем поднимается вверх, в исходное положение. Процесс обкатки совершается син­хронным вращением долбяка и заготовки так, что при повороте на один зуб долбяка заготовка также поворачивается на один зуб (или угол, соответствующий одному шагу). Врезание произ­водится поперечным движением и до тех пор, пока долбяк не углу­бится на заданную величину. После окончания врезания произ­водится лишь обкатка, причем процесс обкатки заканчивается по выполнении нарезаемым колесом одного оборота. В ответ­ственных случаях обработку выполняют за 2—3 прохода (обо­рота), при этом первые проходы выполняются при врезании долбяка не на всю глубину зуба, а последний проход — при полном врезании. Во время поднятия долбяка с целью устранения трения заготовка несколько отводится от долбяка. Подача исчисляется за время одного хода долбяка, причем при обкатке подача 5 опре­деляется по дуге начальной окружности заготовки, а при врезании 5_р — в направлении врезания. Зубодолблением обрабатываются зубчатые колеса вплоть до 6-й степени точности. По производитель­ности зубодолбление в отдельных случаях выгодней, чем зубо-фрезерование. В частности, зубодолбление широко применяют в мелкосерийном производстве, при нарезании колес малых модулей (до 2,5), нареза­нии секторов, реек, колес внутреннего зацепления. Часто нарезание блочных зубчатых колес (с двумя и большим количеством зубчатых венцов) и зуб­чатых колес, имеющих фланцы червячными фре­зами невыполнимо, так как фреза при нарезании заданного венца упирается в другой венец или фла­нец; в этих случаях также пользуются зубодолблением. Зубодолблением возможно нарезать также колеса с винтовыми зубьями. При нарезании винтовых колес долбяк, совершая возвратно-поступательное движение, получает одновременно с помощью копира и вращательное дви­жение. Копиры выбираются таким образом, чтобы долбяк вре­зался в заготовку по винтовым линиям требуемого шага.

Прочие способы зубонарезания. Помимо рассмотренных основ­ных методов нарезания зубьев, применяют в отдельных случаях также и другие, например протягивание, зубострогание с помощью гребенок, зубострогание с помощью набора модульных фасонных резцов, зубофрезерование с помощью крупногабаритных модуль­ных фасонных фрез, зуботочение, накатывание. Следует отметить, что накатывание зубчатых колес является прогрессивным методом и в условиях массового производства вытесняет нарезание. Рас­смотренные методы образования зубьев применяются не только при изготовлении цилиндрических зубчатых колес, но и для не­которых других изделий, например: шлицевых валов, звездочек для цепных передач, изделий многогранного профиля (квадрат­ного, шестигранного и т. д.), храповых колес и др.

Чистовая обработка зубчатых колес. Для чистовой обработки зубчатых колес обычно применяют шевингование и шлифование.

Шевингование выполняется с помощью шеверов, представляющих собой точно изготовленные зубчатые колеса с канавками на боковых сторонах зубьев (рис. 4). Канавки образуют режущие кромки. Шеверы изготовляют из быстрорежущей стали и для получения высокой твердости подвергают термической обработке. Шевер (рис. 4) с заготовкой 2 составляет передачу с пере­крещивающимися осями валов. Угол между осями 6 рекомендуется брать равным 10—20°. Так как точки на боковых поверхностях зубчатых колес с перекрещивающимися осями валов имеют сколь­жение друг относительно друга, то аналогичное явление при зацеплении шевера с заготовкой приводит к срезанию с поверх­ности последней тонких стружек.

Д ля того чтобы выдержать необходимую величину угла 6, шевер выполняется обычно косозубым с соответствующим углом наклона зубьев. В частности, для нарезания косозубых колес с углом Р = 10-^20° можно применять прямозубые шеверы. В про­цессе работы обрабатываемое колесо имеет возвратно-поступа­тельное движение (продольную подачу) и периодическое верти­кальное перемещение. Помимо рассмотренных дисковых шеверов, также применяются шеверы в виде реек и червяков (червячные шеверы для шевингования червячных колес). Шевингованные зубчатые колеса обладают точностью до 6-й степени и чистотой рабочих поверхностей зубьев до 7-го класса. Шлифование зубчатых колес позволяет достичь более высокого качества, чем при ше­винговании, но требует значительно большей затраты времени.

Рис.4.Схема шевингования

№ 71 Классификация приспособлений. Установочные элементы приспособлений. Типовые схемы установки заготовок в приспособлениях.

Классификация по целевому назначению:

а) станочные, для установки и закрепления обрабатываемых заготовок

б) станочные, для установки и закрепления рабочего инструмента

в) сборочные, используемые для соединения деталей в изделиях

г) контрольные приспособления

д) различные устройства

а) для а) и б) – токарные, сверлильные, расточные, фрезерные и др.

б) для в) – зажимы, установочные и рабочие приспособления

в) для г) – для проверки заготовок деталей сборочных единиц

г) для д) – для захвата, перемещения, переворота деталей и собираемых изделий.

По степени механизации и автоматизации.

а) ручные

б) механические

в) полуавтоматические

г) автоматические и др.

По степени специализации.

а) универсальные, многоцелевые, широко переналаживаемые

б) специализированные, узкоцелевые, ограниченно переналаживаемые

в) специальные, однощелевые, не переналаживаемые