11. Обработка зубьев колес накатыванием, точением и протягиванием

Технический прогресс в области зубонарезания характеризуется повы-шением стойкости режущего инструмента, производительности и точности обработки, применением новых' технологических процессов, их автоматиза­цией К новым прогрессивным методам изготовления зубчатых колес сле­дует отнести накатывание зубьев, обкатку зуботочением, фрезерование гре­бенчатыми фрезами, строгание зубодолбежными головками, протягивание проямолинейными (цепными и цельными) протяжками, фрезерование кони­ческих колес двумя дисковыми фрезами и протягивание круговыми про-186

фрезы с увеличенным наружным диаметром и др. Рассмотрим некоторые из прогрессивных методов наре­зания зубчатых колес.

Накатывание зубьев цилиндрических колес пластическим деформирова­нием материала заготовки без снятия стружки. Прокатные станы, предназ­наченные для изготовления колес этим способом, имеют кинематически-связанные шпиндели. На одном из них на оправке устанавливают заготов­ку, а на других — инструменты в форме обычных зубчатых колес. Диаметр заготовки принимают примерно равным диаметру делительной окружно­сти накатываемого колеса. Шпинделям сообщается вращение, соответ­ствующее по частоте вращению двух зубчатых колес, находящихся в зацеплении (рис. 137).

Существует три способа накатывания. При первом из них (рис. 137,а) заготовку 1 прокатывают между двумя зубчатыми колесами-инструмента­ми 2, имеющими коническую приемную часть. Инструментальные шпинде­ли устанавливают относительно заготовки на размер, равный межосевому расстоянию. Инструментальные шпиндели вращаются, а шпиндель заго­товки, кроме того, получает прямолинейную подачу вдоль оси. Зубчатое колесо-инструмент, вступая в контакт с заготовкой, накатывает на ней зубья.

Ври втором способе (рис. 137,6) накатывание зубьев производится сразу по всей их длине. При этом оси инструмента 2 и заготовки 1 постепенно сближаются до величины заданного межосевого расстояния.

В зарубежной практике применяют накатывание с помощью инстру­ментальных реек (рис. 137,в), между которыми прокатывается заготовка 1. Накатывание производится за один рабочий ход. При обработке зубчатых колес с модулем более 1,5 мм пользуются горячим накатыванием. Мелко­модульные колеса накатывают в холодном состоянии.

Рис. 138. Схемы нарезания зубчатых колес методом зуботочения

Метод накатывания имеет два больших преимущества: высокие про­изводительность обработки и долговечность зубчатых колес. Последнее обстоятельство объясняется тем, что при накатывании волокна материала не перерезаются, как при фрезеровании, и, кроме того, накатанные поверх­ности приобретают наклеп. Данный метод является перспективным и может получить широкое распространение при обработке звездочек цепных передач, конических колес и других деталей.

Рис. 139. Схемы нарезания зубьев цилиндрических колес гребенчатыми фрезами

Зуботочение. При зацеплении двух цилиндрических колес с винтовыми зубьями, работающих с перекрещивающимися осями, наблюдается относи­тельное скольжение боковых поверхностей зубьев того и другого колеса. Это обстоятельство использовали для нарезания цилиндрических зубчатых колес (автор Ю. В. Цвис), заменив одно из двух сцепляющихся винтовых колес инструментом типа зуборезного долбяка, а другое — заготовкой. В даннохм случае инструмент можно представить как многозаходную чер­вячную фрезу. Этим способом можно нарезать как косозубые, так и пря­мозубые цилиндрические колеса. Прямозубые колеса необходимо нарезать обязательно косозубым инструментом, так как только в этом случае угол скрещивания осей не будет равен нулю.

На рис. 138 представлены три схемы нарезания цилиндрических зуб­чатых колес методом зуботочения: нарезаемое зубчатое колесо прямозу­бое, инструмент - обкатной косозубый резец (рис. 138,а); нарезаемое коле­со косозубое, инструмент - обкатной прямозубый резец (рис. 138,6); нарезаемое зубчатое колесо косозубое, инструмент - обкатной косозубый резец (рис. 138,в).

Наивыгоднейший угол скрещивания осей резца и заготовки 90°. Чем меньше угол скрещивания, тем хуже условия резания. Как показали иссле­дования, производительность зуботочения выше производительности зубо-фрезерования примерно в 3-5 раз.

Рис. 140. Схема нарезания зубьев конических колес протягиванием

Обработка цилиндрических колес гребенчатыми фрезами заключается в следующем. Если вращать гребенчатую фрезу с кольцевыми выступами, представляющими собой в сечении профиль зуба рейки, и вдоль ее" оси об­катывать заготовку по начальной окружности нарезаемого колеса, то на заготовке нарежутся нормальные эвольвентные зубья. Для того чтобы за один оборот заготовки полностью нарезать все зубья, фреза должна иметь столько же кольцевых выступов (зубьев), сколько зубьев у нарезаемого ко­леса. Высокая производительность процесса достигается непрерывностью обкатки нескольких заготовок и наличием фрезы большого диаметра.

Схема нарезания гребенчатой фрезой показана на рис. 139,а. Фреза 1 получает главное вращательное движение, а заготовка 2 — вращение и перемещение вдоль оси фрезы. В связи с тем, что заготовка в процессе обкатки движется от одного конца фрезы к другому, может быть осуществлен непрерывный процесс нарезания зубчатых колес по схеме, по­казанной на рис. 139,6. При таком процессе значительно сокращается вре­мя обработки.

Обработка конических зубчатых колес с прямым зубом протягиванием.Схема обработки приведена на рис. 140. Круговая протяжка имеет корпус 1, на котором закреплены блоки с черновыми 2 и чистовыми 3 резцами. Блоки с черновыми резцами (10—13) устанавливают на угол ось блоки с чистовыми резцами (5 — 7) — на угол ₂. Сектор с углом ₃ не имеет резцов.

Во время обработки заготовки протяжка получает равномерное враще­ние и поступательное перемещение в направлении, приблизительно совпа­дающем с линией основания ножки зуба. За один оборот протяжки пол­ностью обрабатывается одна впадина нарезаемого колеса 4, которое остается неподвижным. При работе черновыми резцами протяжка переме­щается вправо, при работе чистовыми резцами - влево; в момент, когда напротив заготовки оказывается сектор ое3, происходит ее делительный поворот.

Обработка зубьев протягиванием имеет высокую производительность; например, одна впадина колеса обрабатывается за 2-6 с. Станки, произво­дящие такую обработку, выпускаются нашей промышленностью ( мод. 5245 )

Лекция 22