5.7 Обработка заготовок на протяжных станках
Протягивание - высокопроизводительный метод обработки внутренних и нapужныx поверхностей, обеспечивающий высокую точность формы и размеров обрабатываемой поверхности Протягивают многолезвийным режущим инструментом - протяжкой при ее поступательном движении относительно неподвижной заголовки (главное движение).
Принцип протягивания заключается в том, что размер каждого последующего зуба больше предыдущего, при этом каждый зуб срезает с заготовки стружку небольшой толщины, вследствие чего обработанная поверхность имеет малую шероховатость. Принципиально различают две схемы: протягивание (инструмент - протяжка) и прошивка (инструмент -прошивка). В отличии oт протяжки, которая работает на растяжение, прошивка работает на сжатие (рис. 5.12).
По характеру обрабатываемых поверхностей протяжки делят на внутренние и наружные. По форме различают круглые, шпоночные, многогранные и плоские протяжки. По конструкции зубьев протяжки бывают режущими и уплотняющими; в первом случае зубья имеют острые режущие лезвия, во втором - округленные, работающие по метолу пластического деформирования без снятия стружки.
Рис. 5.12. Схемы протягивания (а) и прошивания (б)
По направлению движения режущего инструмента различают горизонтально-протяжные и вертикально-протяжные станки. В массовом производстве для обработки наружных поверхностей используют протяжные станки непрерывного действия, в которых заготовки движутся (как на конвейере) вдоль неподвижной протяжки.
5.8 Обработки заготовок на шлифовальных ставках
Шлифованием напыляют процесс обработки заготовок резанием абразивными кругами. Абразивные зерна расположены в круге беспорядочно и удерживаются связующим материалом. При вращательном движении круга в зоне его контакта, с заготовкой часть зерен срезает материал. С заготовки срезается очень большое число стружек (до 100 млн. за 1 мин).
С помощью шлифования производят чистовую и отделочную обработку деталей с высокой точностью.
Для формообразования любой поверхности шлифованием необходимо несколько движений - вращательное круга и относительное перемещение по координатным осям, которые могут быть заменены вращательным движением вокруг осей.
В соответствии с формами деталей наиболее распространенными схемами шлифования являются плоское шлифование (рис. 5.13, а), круговое шлифование (рис 5.13, 6) и внутреннее шлифование (рис. 5.13, в).
Рис. 5.13. Основные схемы шлифования
5.9 Обработка заготовок зубчатых колес
Наиболее широко в промышленности применяются зубчатые колеса с эвольвентным зацеплением, т.е. такие, у которых боковая поверхность зуба очерчена эвольвентной кривой. Эвольвента - траектория точки прямой, катящейся по окружности без скольжения.
Различают два метода профилирования зубчатых колес: копирование и обкатку (огибание).
Копирование - метод, основанный на профилировании зубьев фасонным инструментом, профиль режущей части которого соответствует профилю впадины нарезаемого зубчатого колеса. По методу копирования зубчатые колеса нарезают дисковой модульной фрезой на горизонтально- или универсально-фрезерных станках (рис. 5.14, а) и пальцевой фрезой на вертикально-фрезерных станках (рис. 5.14, 6) последовательно по одной впадине с использованием делительной головки
1 - фреза; 2 - нарезаемое колесо
Рис. 5.14. Схемы фрезерования зубьев по методу копирования:
Этот метод применяют для нарезания зубчатых колес невысокой точности. Неточность возникает из-за погрешностей фасонного инструмента и неточности делительных головок.
Обкатка - метод профилирования зубьев, основанный на кинематически согласованном зацеплении зубчатой пары, элементами которой являются режущий инструмент и заготовка. Режущие лезвия инструмента имеют профиль зуба сопряженной рейки (рис. 5.15) или сопряженного колеса (рис. 5.16)
Боковая поверхность зуба на заготовке образуется как огибающая последовательных положений режущих лезвий инструмента в их относительном движении (рис. 5.17.). Нарекание зубчатых колес методом обкатки широко применяется вследствие высокой производительности и значительной точности обработки. Наиболее широко применяют нарезание зубчатых колес методом обкатки на эубофрезерных, зубодолбежных и зубострогальных станках.
На зубофрезерных станках нарезают цилиндрические колеса внешнего зацепления с прямыми и косыми зубьями и червячные колеса модульной фрезой. При нарезании цилиндрических колес с прямыми зубьями (рис. 5.15, а) червячная фреза вращается и перемещается вдоль оси заготовки. Заготовке сообщается вращательное движение, причем за один оборот червячной фрезы она должно повернуться на k/z часть оборота (где k - число заходов червячной фрезы, z - число нарезных лубьев на заголовке). Ось червячной фрезы устанавливается относительно плоскости, перпендикулярной к оси заготовки под углом , равным углу подъема витков червячной фрезы (рис.5.15, б).Главным движением является вращение фрезы, а движением подачи - перемещение фрезы вдоль оси вращающейся заготовки.
При нарезании цилиндрических колес с косыми зубьями (рис. 5.15, в) ось фрезы устанавливают под углом большим или меньшим утла подъема витков фрезы. Для формообразования косого зуба необходимы три движения: вращение фрезы, вертикальная подача фрезы и ускоренное (или замедленное) вращение заготовки.
1 - червячная фреза; 2 - заготовка
Рис. 5.15. Схема нарезания цилиндрических зубчатых колес на зубофрезеном станке
1 – долбяк; 2 – нарезаемое колесо
Рис. 5.16. Схемы нерезания цилиндрических колес с прямыми зубьями внешнего (а) и внутреннего (б) зацепления на зубодолбежном станке
Рис. 5.17. Формирование зуба методом обкатки
При нарезании червячных колес (рис. 5.15, г) ось фрезы устанавливают горизонтально на высоте середины заготовки. Для нарезания червячных колес необходимы три движения- вращение червячной фрезы, вращение заготовки и радиальная подача заготовки.
На зубодолбежных станках нарезают цилиндрические зубчатые колеса внешнего и внутреннего зацепления (рис. 5.16) с прямыми и косыми зубьями. На них можно нарезать блоки зубчатых колес с малым расстоянием между венцами колес, а также шевронные колеса. Зубчатые колеса нарезают долбяками по методу обкатки, в основу которого положено зацепление двух цилиндрических колес.
Цилиндрические колеса с прямыми зубьями нарезают прямозубыми долбякми. Главным движением является возвратно-поступательное движение долбяка. Вращение долбяка (круговая подача долбяка) и вращение заготовки (круговая подача заготовки) являются движения обкатки. Поперечную подачу долбяку сообщают поперечным перемещением суппорта.
Цилиндрические колеса с косыми зубьями нарезают косозубыми долбяками, Для нарезания колес с косыми зубьями нужен комплект косозубых долбяков с таким же углом наклона зубьев, как и у нарезаемых колес, состоящий из правого и левого долбяков. Долбяку и заготовке сообщают те же движения, что и при нарезании колес с прямыми зубьями. Дополнительно долбяку сообщают вращательное движение, обусловленное углом наклона зубьев и согласованное с возвратно-поступательным движением.
Преимущества зубодолбления по сравнению с зубофрезерованием:
возможность нарезания колес внутреннего зацепления;
возможность нарезания блочных колес;
более высокая точность;
меньшая шероховатость.
Зубострогальные ставки позволяют нарезать конические колеса с прямыми зубьями. В процессе зубострогания главным движением является возвратно-поступательное движение резцов (два резца). Движением обкатки является вращение заголовки (круговая подача заготовки) и люльки с резцами (круговая подача люльки).
В результате главною и обкатного движений на заготовке образуются две неполные впадины и один полностью обработанный зуб.
На зуборезных стайках осуществляют нарезание конических колес с круговыми зубьями. Такие колеса нарезают по методу обкатки резцовыми головками, у которых резцы расположены по окружности.