2 Вопрос.Описать и дать анализ типового маршрута изготовления конических прямозубых зубчатых колес.

Заготовки колес типа I обрабатывают при токарных операциях на оправке, базируя по отверстию и торцу; заготовки колес типа II обрабатывают, базируя по торцу и отверстию; заготовки колес типа III обрабатывают, базируя в центрах или по опорным шейкам А и Б.

В качестве технологических и измерительных баз при нарезании и контроле зубчатого колеса необходимо выбирать основные базирующие поверхности колеса, которые определяют его положение в узле. В отдельных случаях, когда в целях достижения большей устойчивости при зубонарезании роль технологических баз выполняют другие поверхности, например торец, противолежащий зубчатому венцу, следует обеспечить точное и концентрич­ное расположение их относительно основных баз детали.

При необходимости изготовления колеса со ступицей более высокой точности, например 5—6-й степеней, в технологический маршрут включают дополнительные операции.

На этапе чистовой обработки вводят калибровку шлицевого отверстия. После термической обработки добавляют тонкое шлифование базовых поверхностей. Окончательная обработка зубьев достигается путем чистового и отделочного шлифования профилей зубьев с обеспечением 5—6-й степеней точности.

В процессе изготовления конического колеса вала требуемая длина вала получается в результате фрезерования обоих торцов на второй операции, размерная цепь А_∆=А₁+А₂, где А₁ и А₂ — расстояния, получаемые от торцов вала до опорной технологической базы.

Равномерность припуска при нарезании зубьев зависит от точности положения наружного конуса относи­тельно опорной шейки, выполняющей роль технологической базы.

После зубонарезания производят обкатку колес под нагрузкой (нагартовку), затем закалку и окончательно притирку зубьев. Обкат осуществляют на обкатных станках при беззазорном зацеплении заготовки в паре с закаленным колесом, в зону контакта подается машинное масло. Обкат обеспечивает упрочнение поверхностного слоя, уменьшение шероховатости боковых поверхностей зубьев и улучшение геометрии зацепления. После термической обработки производят подбор пар зубчатых колес по суммарному пятну контакта и шуму, а затем притирку колес. Конические колеса в подобранной паре притирают на притирочных станках. В процессе притирки колеса одновременно вращаются со скоростью 0,17 ... 0,2 м/с и шестерня совершает малые относительные движения по касательной к делительному конусу ведущего колеса, а также в радиальном и осевом направлении. На притирочных станках для колес с круговым зубом помимо этих относительных перемещений ось шестерни поворачивается вокруг точки, расположенной в середине длины зуба. Притирка уменьшает шероховатость поверхности зубьев, улучшает форму суммарного пятна контакта и геометрию зацепления. Все это способствует уменьшению уровня шума передачи на 4 ... 6 дБ.

Отделка зубьев закаленных конических колес достигается шлифованием на специальных зубошлифовальных станках в целях увеличения точности и уменьшения шероховатости поверхности. Шлифование колес с т ≤ 6 мм и диаметральными размерами до 230 мм позволяет обеспечить отклонение шага не более 5 ... 12 мкм, накопленную погрешность шага по зубчатому колесу не более 12 ... 18 мкм, биение зубчатого венца не более 15 ... 20 мкм. В зависимости от конструкции станка при шлифовании прямозубых конических колес возможна обработка одним кругом отдельно каждой стороны зуба или двумя кругами одновременно двух боковых поверхностей зуба. В последнем случае достигают более высокой производительности .обработки. Эту операцию можно выполнять на зубошлифовальных станках 5870, 5870М, а также на некоторых зарубежных станках. Шлифование выполняют дисковыми или тарельчатыми кругами диаметром 150 ... 270 мм. Для шлифования зубьев прямозубых конических колес применяют также специальное зубошлифовальное устройство, которое устанавливается на зубострогальные станки, например 526. При этом требуемая точность достигается методом обката, когда зубья плоского производящего колеса создаются кромками шлифовальных кругов. Оставляемый на шлифование припуск 0,05 ... 0,10 мм на сторону зуба снимают за 3 ... 4 рабочих хода. Для шлифования конических колес с криволинейной формой зуба, т = 2,5 ... 15 мм применяют, например, специальные зубо-шлифовальные станки 5871, 5872. По кинематической структуре эти станки аналогичны станкам для нарезания круговых зубьев.

Однако привод инструмента имеет большую частоту вращении, так как шлифование выполняют специально спрофилированными чашечными кругами со скоростью резания, в несколько десятков раз большей скорости резцовых головок. Номинальный диаметр шлифовального круга равен диаметру резцовой головки.

При одностороннем шлифовании зубьев, применяемом в мелкосерийном производстве, обработку шестерни и колеса выполняют одинаковыми кругами. Перед обработкой партии шестерен на пробной шестерне по краске подгоняют форму контакта с сопрягаемым колесом по вогнутой, а затем и выпуклой стороне зуба. Подгонка формы пятна контакта осуществляется так же, как и в случае нарезания зубьев резцовой головкой путем изменения угла установки эксцентрикового барабана люльки и передаточного отношения гитары обката. Одновременным шлифованием обеих сто­рон зубьев (метод постоянных установок) достигается более вы­сокая производительность. Оно применяется в крупносерийном производстве. Зубошлифование конических колес с криволинейным зубом обеспечивает достижение 4—5-й степеней точности.