11. Инструменты для обработки зубчатых колес.

К зубчатым деталям относятся колеса различных зубчатых передач, детали зубчатых соединений. Наиболее распространенными деталями являются зубчатые колёса. Они применяются для передачи вращения между параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися осями с помощью цилиндрических, конических, червячных и винтовых зубчатых передач.

Производство зубчатых колес представляет собой трудоемкую работу на сложном оборудовании дорогостоящим зуборезным инструмен­том. Годовой расход на инструмент для зуборезных станков часто превышает стоимость самого станка и в несколько раз превышает заработную плату рабочего.

В зависимости от конструкции зубчатого колеса, формы его зубьев, требований к точности и шероховатости и объёма производства применяются различные способы изготовления и зуборезного инструмента.

11.1. Методы нарезания зубьев.

Для нарезания зубьев зубчатых деталей применяются методы:

1. «фасонной» обработки;

2. обкатка;

3. комбинированный.

11.1.1.Метод фасонной обработки.

Характерные черты метода фасонной обработки разберем на при­мере фрезерования зубьев колес дисковой модульной фрезой (рис.11.1).

Рис.11.1.Фрезерование зубьев колес дисковой модульной фрезой.

Фреза совершает вращательное движение вокруг своей оси (1). Это движение является главным (движением резания). В процессе это­го движения режущие кромки описывают производящую поверхность. Нормальный (осевой) профиль этой поверхности при обработке прямозубого колеса совпадает с нормальным профилем впадины колеса. Поэтому такой метод называют методом копирования. Колёса с различными числами зубьев имеют различный профиль. Поэтому, строго говоря, для каждого числа зубьев колеса и каждого модуля необходимо иметь отдельный инструмент.

При нарезании винтовых зубьев профили производящей поверхности и впадины зубьев детали не совпадают. Поверхность зубьев рассматривают как огибающую семейства производящих поверхностей. Поэтому в литературе такую разновидность метода называют безцентроидным огибанием. В этом случае для каждого угла наклона, числа зубьев и модуля требуется свой инструмент.

Для обработки всей длины зуба фрезе (или колесу) сообщается движение подачи (2) вдоль зуба. Для пряных зубьев оно направлено параллельно оси колеса, а для винтовых – по винтовой с шагом, равным осевому шагу зубьев. В последнем случае винтовое движений складывается из прямолинейного вдоль оси и вращательного относи­тельно оси заготовки.

Для нарезания следующей впадины фреза возвращается в исход­ное положение (3), и осуществляется деление (4), т.е. поворот на следующий зуб.

Наличие холостого хода и деления, при которых инструмент не снимает стружку, значительно снижает производительность процесса обработки. Исключение составляют зубодолбёжные головки и протяжки, которые позволяют обрабатывать все зубья. Эти инструменты имеют прямолинейное или винтовое движение резания и радиальную подачу.

По методу фасонной обработки работают дисковые и пальцевые модульные фрезы, резцы, зубодолбёжные головки, протяжки.

Характеристика инструментов, работающих по методу фасонной обработки.

1. Пониженная точность, т.к. инструмент имеет сложную фасонную режущую кромку, точное изготовление которой вызывает технологические трудности. Кроме того, точная установка инструмента симметрично впадине нарезаемого зуба также представляет определенные труднос­ти. Применение наборов инструментов вносит дополнительные ошибки профиля.

2. Пониженная (для большинства инструментов) производительность, связанная с наличием холостых ходов и деления.

3. Инструмент не является универсальным.

4. Оборудование и оснастка могут использоваться универсальные (например, при нарезании дисковыми модульными фрезами требуется горизонтально – фрезерный станок и универсальная делительная головка).

В связи с этим применяются такие инструменты в мелкосерийном и индивидуальном производстве, при ремонтных работах для обработки неточных зубчатых колёс (9 степени точности и грубее).

Исключение составляют зубодолбёжные головки и протяжки, которые обладают весьма высокой производительностью, требуют специального оборудования и предназначены только для определённой детали. Поэтому применяют их в массовом, крупносерийном производстве.