5 Зубошевингование

      Шевингование активных поверхностей зубьев цилиндрических зубчатых колес выполняют путем снятия тонких стружек (толщиной 0,001-0,005 мм) с зубьев колеса при зацепление их с зубьями инструмента (шевера), имеющего канавки по высоте профиля зуба. Во время шевингования вращение сообщается более тяжелому элементу пары шевер – колеса при беззазорном зацеплении их зубьев или при однопрофильном зацеплении, выполняемом с торможением ведомого элемента. В последнем случае можно осуществлять съем металла различной толщины на разных участках зуба (селективное шевингование).

      Обработка производится дисковым шевером. В процессе шевингования инструмент и колеса вращаются с угловой скоростью соответственно, воспроизводя при этом зацепление винтовой передачи с теоретическим точечным контактом; вследствие наличия слоя металла, удаляемого режущими кромками канавок, на поверхностях зубьев шевера на каждом рабочего ходе (движение подачи Ds) фактическая площадь контакта имеет вид узкого овала, большая ось которого располагается примерно вдоль зуба.

При совместном вращении шевера и колеса вследствие скрещивание их осей происходит скольжение профилей, направленное вдоль образующих зубьев. Это скольжение является движением резание, при этом котором острые кромки канавок зубьев шевера срезают с поверхностях зубьев колеса тонкие стружки. При этом образуется профиль зубьев колеса, сопряженное с профилем зубьев инструмента.

      Шевингование позволяет повысить точность зубчатых колес по нормам плавности их работы и контакта зубьев. Уменьшается также радиальное биение зубчатого венца относительно действительной оси вращение при зубошевинговании, однако кинематическая погрешность относительно этой оси существенно не изменяется.

      Повышение точности по нормам плавности работы зубчатых колес выражается в уменьшение волнистости поверхности зубьев,уменьшении погрешностей шага зацепления и эвольвентного профиля зубьев. Повышение точности по нормам контакта зубьев выражается в увеличении длины линии контакта по высоте зубьев.Увеличение длины линии контакта по длине зубьев при шевинговании в плотном зацепление достигается только в случае,когда длина линии мгновенного контакта шевера с колесам составляет не менее 0,4 ширины зубчатого венца.При одностороннем шевингование возможна продольна модификация зубьев изменением тормозного момента или времени шевингования различных участков продольного профилья зубьев,в частности, исправление продольного профиля зубьев колес с большое шириной зубчатого венца.

      Шевингование может быть использовано для модификации зубьев колеса как по линии зуба(продольная модификация),так и по профиля зубьев (профильная модификация).Точность, достигаемая при шевинговании зубьев цилиндрических зубчатых колес дисковым шевером, в значительной степени зависит от погрешностей предшествующего зубонарезания и установки колеса на шевинговальном станке.

      При достаточно точной предварительной обработке и правильном выборе инструмента шевингование обеспечивает высокую точность обработке зубчатых колес вплоть до изготовления прецизионного колес.

      Параметр шероховатости шевингованной поверхности зубьев. Шевингование обрабатывают зубчатые колеса твердостью.

      Точность и производительность обработки, шероховатость обработанной поверхности в значительной степени зависят от межосевого угла шевера и заготовки (угла скрещивание). Для большинства сталей оптимальное значение межосевого угла, при обработке колес с закрытыми венцами. При шевинговании малозубых колес рекомендуются меньшие межосевые углы, при повышенной твердости зубьев большие углы.

      В процессе шевингования инструмент и обрабатываемое колеса находится в беззазорном (плотном) зацеплении. Мгновенный контакт между дисковым шевером и обрабатываемым колесом происходит не по линии, как при зацеплении зубчатого колеса с рейкой, а в одной точке. Совокупность этих точек образует на боковой поверхности зуба колеса пространственную линию, представляющую след, который оставляет в процессе зацепления на обрабатываемой поверхности зуба колеса сопряженная поверхность зуба дискового шевера и обрабатываемого колеса непрерывно изменяется и функционального зависит от положение точки зацепления на линии зацепления. В зоне однопарного зацепления давление и сила резания больше, чем в других зонах с многопарным касанием зубьев, поэтому в районе начально-производственного цилиндра происходит наибольший съем материала, что приводит к образованию выемки примерно посередине высоте зуба обрабатываемого колеса. Во избежание этого явления эвольвентный профиль шевера преднамеренно искажают (корригируют), сообщая ему небольшую выемку в зоне начально-производственной окружности с отклонением от теоретической эвольвенты от 0,005 до 0,025 мм в зависимости от модуля, угла наклона и числа зубьев обрабатываемого колеса. Кроме того, для повышения плавности работы и уменьшения шума зубчатых колес 6-7-й степеней точности приходится делать профильную модификацию зубьев, поэтому эвольвентный профиль зубьев шевера у головки и ножки в этом случае делают «в плюс». Оптимальная форма профиля зуба шевера в каждом конкретном случае подыскивается на основе тщательных экспериментальных проверок. Поэтому на автомобильных заводах большинство шеверов после изготовления или заточки и поэлементного контроля подвергаются комплексному испытанию на качество обрабатываемого колеса. Такой способ приемочного контроля шеверов значительно повышает точность обработки зубчатых колес и стабильность процесса шевингования. С увеличением коэффициента перекрытия при шевингования профиля за счет неравномерности сил резания уменьшаются.

Рисунок 5.1. «Схема шевингования»

      При обработке крупных колес применяют также одностороннее шевингование. Ведущим является колеса, а ведомым шевер, который притормаживается для создания необходимого давления между профилями зубьев. В настоящее время существуют три наиболее применяемых метода шевингования: шевингование вдоль оси колеса (продольное), диагональное и тангенциальное шевингование.

      Осуществление существующих разновидностей метода шевингования основано на взаимном смещении центра скрещения и заготовки. Центр скрещения совпадает с точкой пересечения горизонтальных проекций осей шевера и заготовки. Центр скрещения образуется на пересечении геометрической оси поворота шеверной головки с осями шевера и заготовки. Пересечение оси поворота шеверной головки с осями вращения шевера и детали образует отрезок прямой, определяющий кратчайшее расстояние между скрещивающимися осями. Положение центра скрещения относительно опорного фланца шпинделя шевера необходимо знать для правильной установки шевера, имеющего неодинаковую ширину при различных методах шевингования. Поэтому для каждой модели шевинговального станка должно быть точно известно расстояние от оси поворота шеверной головки до опорного фланца шпинделя шевера.

      Тонкие завивающиеся стружки, срезаемые при шевинговании, должны после их образования смываться сильной струей смазочно-охлаждающей жидкости, не допуская попадание стружки в канавки между режущими зубчиками и между зубьями шевера и заготовки. Смазочно-охлаждающая жидкость должна тщательно очищаться от стружки магнитным сепаратором. Перед зубошевингованием по контуру зубьев зубчатых колес и дну впадин должны быть удалены заусеницы и сняты фаски во избежание попадания при шевингование крупной стружки в канавки между режущими зубчиками и их порчи. Перед заточкой шевера необходимо тщательно проверить лупой режущие зубчики шевера и удалить из канавок случайно попавшую в них стружку.

Рисунок 5.2. «Схема шевингования»

      Правильно подобранная смазочно-охлаждающая жидкость повышает производительность станка и срок службы шевера, повышает точность обработки и улучшает шероховатость поверхностей зубьев. Шевингование всухую или применение водных растворов при этой операции недопустимо, так как приводит к повреждениям режущих кромок. Для шевингования стали требуется применять сульфофрезол. Когда чугун подвергается шевингованию, охлаждающая жидкость становится проблемой. Тяжелое жирное масло держит чугунные частицы во взвешенном состоянии и стирает режущие кромки зубчиков.

В целом такой метод являеться эффективным для обработки конических колес , таких механизмов как делительных механизмов металлорежущий станков и делительных машин, счётно-решающих устройств и т.п.