Изготовление червячных передач.

Служебное назначение, технические требования и заготовки червячных передач.

По своему служебному назначению червячные передачи подразделяются на кинематические и силовые.

Кинематические червячные передачи применяют в различных механизмах делительных цепей металлорежущих станков и других случаях для обеспечения высокой точности относительного поворота.

Силовые червячные передачи применяют в редукторах, коробках скоростей и других механизмах для передачи крутящих моментов при больших передаточных отношениях.

Различают 12 степеней точности червячных передач, для соответствующей степени точности регламентируются нормы точности на червяки, червячные колеса и на сборку червячных передач.

Кинематические червячные передачи изготовляют по 3-6 степени точность. Силовые – 5-9 степень точности.

Винтовая поверхность червяка может быть архимедовой, эвольвентной или конвалютной.

По конструкции различают червяки- валы и насадные червяки – втулки.

Червячные колеса изготовляют цельными или составными, где ступица и венец состоят из разных материалов.

В качестве материала быстроходных высоконагружаемых червяков применяются углеродистые и легированные стали: 40, 45, 20X, 40Х и другие.

Червячные колеса целиком или их венец изготовляют из различных бронз. Заготовки червяков в зависимости от программы выпуска получают ковкой, штамповкой, поперечно-винтовой прокаткой, из проката. Заготовки червячных колес получают литьем или из проката.

Технологический маршрут изготовления червяков и червячных колес.

Типовой технический маршрут изготовления червяков включает в себя следующие основные операции:

1. Фрезерование торцов и их зацентровка.

2. Черновая и чистовая токарная обработка наружных поверхностей.

3. Черновое и чистовое нарезание витков червяка.

4. Черновое шлифование наружных поверхностей и торцов.

5. Черновое шлифование витков червяка.

6. Термическая обработка (цементация, закалка).

7. Чистовое шлифование наружных поверхностей и торцов.

8. Чистовое шлифование профиля витков червяка.

9. Контроль.

Технологическими базами при обработке червяков–валов являются центровые отверстия, а при обработке червяков–втулок отверстия, при обработке на оправке.

Технологический процесс изготовления червячного колеса незначительно отличается от технологического изготовления цилиндрических зубчатых колес.

Окончательная обработка и нарезание составных червячных колес производится в сборе.

Токарная обработка наружных поверхностей червяков–валов производится на токарных станках с ЧПУ. В крупносерийном и массовом производстве – на одношпиндельных или многошпиндельных токарных полуавтоматах.

Нарезание витков червяка в единичном и мелкосерийном производстве производится профильными резцами на токарно-винторезных станках. Требуемый профиль витка обеспечивается за счет соответствующей установки резца. Нарезание профильными резцами является малопроизводительным методом, но получило широкое распространение вследствие простоты наладки и относительно невысокой стоимости режущего инструмента.

Фрезерование витков может производиться на универсально-фрезерных, резьбофрезерных и на специальных станках для нарезания червяков. В качестве режущих инструментов применяется дисковые и пальцевые фрезы. Нарезание дисковыми фрезами червяков с m10мм производится за один рабочий ход, а при m10 – за два. Фрезерование используется главным образом для чернового нарезания витков. Пальцевые фрезы применяют для нарезания крупномодульных червяков в единичном и мелкосерийном производстве. Нарезание червяков червячными фрезами может производиться на универсальных, зубофрезерных и шлицефрезерных станках. Метод является производительным и обеспечивает 8-9 степень точности.

В крупносерийном и массовом производстве нарезание червяков может производиться круглыми долбяками на специальных станках или на универсальных зубофрезерных, оснащенных суппортом для осевого перемещения долбяка. При обработке долбяк и червяк вращаются, и одновременно происходит перемещение долбяка вдоль оси червяка.

М етод обеспечивает высокую производительность и достаточную точность обработки.

В крупносерийном производстве нарезание червяков может производиться вихревым методом с помощью кольцевых резцовых головок аналогично нарезанию резьбы на токарных станках. Метод может применяется для нарезания червяков большого модуля и имеет высокую производительность.

Накатывание витков червяка является наиболее производительным методом и производится на роликовых накатных станках, где получение червяков с m3 производятся в холодном состоянии, при использовании двухроликовых станков, и с m3 с нагревом заготовки ТВЧ на трехроликовых станках. При холодном накатывании обеспечивается 8 степень точности.

Нарезание червячных колес производится на зубофрезерных станках по методу радиальной, тангенциальной или комбинированной подачи.

М етод радиальной подачи обеспечивает высокую производительность и применяется для чернового нарезания зубьев червячной фрезой, при этом фреза и колесо вращаются, а фреза также поступательно перемещается к центру нарезаемого колеса.

П ри нарезании колес с тангенциальной подачей фреза устанавливается на заданном межосевом расстоянии и получает движение подачи вдоль своей оси. Метод обеспечивает высокую точность и применяется для чистового нарезания зубьев червячной фрезой.

При нарезании с комбинированной подачей фреза получает радиальную подачу (черновой ход), а затем тангенциальную (чистовой ход).

В условиях единичного и мелкосерийного производства, а также при обработке колес крупного модуля, зубья получают с помощью резцов-летучек по методу тангенциальной подачи. Нарезание обычно производится последовательно двумя резцами (черновым и чистовым) закрепленными на оправке. Они представляют собой как бы однозубую фрезу. Метод удобен при обработке небольших партий колес нестандартного модуля, когда стоимость резцов немного меньше червячных фрез.

Ч ерновое нарезание зубьев червячного колеса может производиться дисковыми фрезами на универсально-фрезерных станках с делительной головкой.

Шевингование является заключительной операцией обработки червячного колеса с получением 6-ой степени точности и выше. Оно производится методом радиальной подачи, при беззазорном зацеплении, и методом окружной подачи. В обоих случаях вращение колеса осуществляется вращением фрезы-шевера или червячного шевера. Шевингование выполняется после фрезерования или нарезания резцом-летучкой. После шевингования одной стороны зуба направление вращения шевера изменяется и производится обработка другой частью шевера.

Окончательная обработка поверхностей червяка может выполняться шлифованием, притиркой, полированием.

Боковые поверхности витков червяка шлифуют на специальных станках для червяков и универсальных резьбошлифовальных станках дисковыми, чашечными и пальцевыми кругами.

Для уменьшения шероховатости поверхностей витков червяка применяется притирка на специальных или универсальных токарных станках. В качестве притира используется чугунное или текстолитовое червячное колесо, устанавливаемое на валу и вводимое в зацепление с вращающимся червяком. Для обработки всех витков по длине суппорт совершает возвратно-поступательные движения вдоль червяка, а в зону зацепления подается абразивная смесь. Витки сильно нагружаемых червяков для снижения шероховатости (до Ra = 0,160,04 мкм) полируются с помощью фетровых или войлочных кругов, насыщенных полировальной пастой.

Контроль червячных передач.

Контроль червяков. Для червяков 3—4-й степеней точности предусмотрен контроль погрешности винтовой линии как в пределах одного оборота, так и на всей длине нарезанной части червяка. Контроль производят с помощью специальных приборов. Червяк вращается, а измерительный наконечник при­бора, соприкасающийся с боковой поверхностью витка, переме­щается параллельно оси червяка соответственно номинальному значению хода, задаваемому эталоном. При наличии отклонения наконечник смещается относительно суппорта, что фиксируется прибором. У менее точных червяков (5—9-й степеней) контроли­руют не винтовую линию, а отклонение осевого шага, погрешность профиля витка и радиальное биение витков.

Для измерения отклонения шага червяк устанавливают в цен­тра и с помощью индикатора и двух наконечников, один из ко­торых неподвижен, а другой перемещается, проверяют расстоя­ние между витками. Угол и погрешность профиля витка червяка проверяют шаблонами или на специальных приборах и приборах для контроля шага. Проверку производят в том сечении, где про­филь витка номинально прямолинеен. Погрешность профиля определяется как отклонение фактического профиля витка от номинальной прямой.

Радиальное биение витков червяка (оси делительной окруж­ности) относительно опорных шеек проверяют с помощью калиб­рованных роликов и индикатора, инструментальных микроскопов или проекторов.

Контроль червячных колес. В зависимости от степени точно­сти ГОСТ предусматривает комплекс проверок, в которые входит контроль таких параметров, как кинематическая и циклическая погрешность обработки, радиальное биение зубчатого венца, накопленная погрешность окружного шага, колебание измеритель­ного межосевого расстояния.

Требования к точности червячных колес во многом совпадают с нормами точности для цилиндрических колес, поэтому методы контроля и применяемые приборы аналогичны. Однако у червяч­ных колес в отличие от цилиндрических параметры зубчатого венца проверяют в средней плоскости и дополнительно контроли­руют погрешности производящей поверхности инструмента.

Кинематическую и циклическую погрешности обработки кон­тролируют путем измерения точности делительной цепи зубофре-зерного станка, предназначенного для нарезания червячного колеса. Контроль производят с помощью оптических теодолитов н коллиматоров или специальных приборов-самописцев. Погреш­ность производящей поверхности инструмента определяется как расхождение винтовой производящей поверхности шевера или червячной фрезы, применяемых для нарезания колеса и винтовой поверхности сопрягаемого червяка. Измерение производят с по­мощью прибора для контроля винтовой линии червяков. Откло­нения окружного шага проверяют шагомерами или на специаль­ных приборах. Отклонение измерительного межосевого расстоя­ния проверяют в сопряжении с эталонным червяком на приборах для комплексной двухпрофильной проверки.

Правильность суммарного пятна контакта червячной передачи проверяют по краске на контрольно-обкатных станках или спе­циальных приспособлениях.