Нарезание двумя дисковыми фрезами

Этот метод характеризуется более высокой производительностью по сравнению с зубостроганием. Обработка производится двумя спаренными дисковыми фрезами 2 (рис. 2.10), наклоненными друг к другу и расположенными в одной впа­дине зуба нарезаемого колеса 1. Резцы 3 одной фрезы входят в промежутки между резцами 4 другой фрезы. Каждая фреза обрабатывает свою сторону зуба 5.

Нарезание конических колес с прямыми зубьями дисковыми фрезами можно производить методами обкатки, врезания и комбинированным. При методе обкатки прямолинейные режущие кромки инструмента кроме вращения совершают совместно с обрабатываемым колесом согласованное движение в вертикальной плоскости, в результате которого они воспроизводят боковые поверхности зубьев производящего колеса и таким образом формируют профиль зубьев обрабатываемого колеса. Во время обработки фрезы вдоль зуба колеса не перемещаются, поэтому дно впадины зуба имеет слегка вогнутую поверхность. По концам зуба глубина впадины соответствует чертежу, а в середине она несколько больше. Зубья колеса имеют октоидный профиль и взаимозаменяемы с зубьями колес, обработанных строганием двумя резцами.

Рис. 2.10. Схема нарезания конических колес с прямыми зубьями двумя дисковыми фрезами

При черновом нарезании зубьев методом врезания люлька закрепляется в среднем (центральном) положении серьгой вместо шестерни обкатки. В процессе обработки люлька и заготовка остаются неподвижными, а каретка с заготовкой подается на вращающиеся фрезы. Когда достигается полная высота зуба, заготовка отводится назад и производится поворот нарезаемого колеса для обработки следующего зуба.

При комбинированном методе обработки зубьев в начале цикла обкатная люлька находится в центральном положении неподвижно, а каретка с заготовкой за счет движения подачи врезания перемещается по направлению к вращающемуся инструменту. Форма впадины зуба соответствует форме профиля инструмента. Незадолго до достижения полной высоты зуба движение подачи врезания прекращается и включается движение подачи обкатки. Обрабатываемая заготовка колеса и обкатная люлька из центрального положения перемещаются в нижнее положение, осуществляя выравнивание припуска по высоте профиля зуба под чистовую обработку. В крайнем нижнем положении заготовка подается на инструмент на глубину 0,2 - 0,4 мм до достижения полной высоты зуба. Затем включается быстрое движение обкатной люльки вверх для чистовой обработки зубьев методом обкатки. В верхнем положении обкатной люльки зубчатое колесо отводится от инструмента, люлька переключается на движение вниз в исходное среднее положение и одновременно происходит деление заготовки для обработки следующего зуба.

Нарезание методом кругового протягивания

Круговое протягивание является самым производительным методом изготовления конических колес с прямыми зубьями. Его применяют в массовом производстве для изготовления зубчатых колес дифференциала легковых и грузовых автомобилей, тракторов и других сельскохозяйственных машин. Конические колеса с прямыми зубьями, нарезанные круговым протягиванием, не взаимозаменяемы с колесами, обработанными зубостроганием и зубофрезерованием. Конструкция заготовки и параметры зубьев колеса отличаются от конструкции заготовки и параметров зубьев колеса при других методах обработки.

Станки для кругового протягивания выпускают двух компоновок. Отечественная промышленность изготовляет станки с горизонтальным расположением оси заготовки. В процессе работы заготовка неподвижна, а инструмент вращается и перемещается параллельно образующей конуса впадин. Зубопротяжные станки выпускают двух типоразмеров - для нарезания зубчатых колес с модулем до 5 и 8 мм.

У станков с вертикальной компоновкой ось заготовки расположена верти­кально (рис. 2.11а), инструмент только вращается, а бабка с заготовкой перемещается. На станках этого типа комбинированной зуборезной головкой-протяжкой, имеющей черновые, получистовые и чистовые резцы, за один оборот полностью нарезают зуб колеса. Зубчатые колеса с модулем свыше 5 мм обычно наре­зают за две операции - черновую и чистовую. Для каждой операции нужен свой станок и зуборезная головка-протяжка.

Комбинированные зуборезные головки-протяжки (рис. 2.12) применяют для окончательной обработки зубьев конических колес с модулем до 5 мм за один установ в целой заготовке. Головки этого типа состоят из черновых (сегменты 1 – 10), получистовых (сегмент 11) и чистовых резцов (сегменты 13 - 16) и двух безрезцовых промежутков 5 и 7 (один для установки фасочного резца, другой для деления заготовки на зуб).

На рис. 2.11 показана схема нарезания прямозубого конического колеса за один оборот комбинированной головкой-протяжкой диаметром 533,4 мм на зубопротяжном станке вертикальной компоновки. Установка заготовки 1 в зажимное приспособление производится в начальном положении станка - точке А (рис. 2.11а). Затем включается вращение головки-протяжки 2 против часовой стрелки, а бабка с заготовкой 1 из точки А с помощью специального копира подачи перемещается вверх параллельно образующей конуса впадин колеса в точку В (рис. 2.11б).

Черновое нарезание зубьев выполняют 10 блоков (50 резцов). Линии резов при черновом нарезании в осевом сечении зуба показаны на рис. 2.11б, а в поперечном сечении - на рис. 2.11в. После чернового нарезания зуб не имеет правильной конусной формы. Поверхность зуба, расположенная слева от линии ab (рис. 2.11б), подготовлена для чистового нарезания, а поверхность зуба, находящаяся справа от линии ab, по высоте профиля и впадине зуба имеет значительно больший припуск, который снимается пятью получистовыми резцами одиннадцатого блока 4 (рис. 2.11а) при перемещении заготовки вверх из точки В в точку С. Во время прохождения безрезцового участка 6 протяжки мимо заготовки происходит снятие фаски резцом 12 (рис. 2.11г) сначала со дна впадины, а затем с боковых сторон зуба на внешнем торце. Фасочный резец получает вращение от зубчатого колеса, закрепленного на инструментальном шпинделе. Частота вращения резца 24 мин ^-1, профиль - специальной формы.

	б)
а)
	в)
Рис. 2.11. Нарезание зубьев прямозубых конических колес: а) – схема; б, в, г, - направление линий резов соответственно в осевом и поперечном сечении зуба при черновом нарезании; в осевом сечении зуба при чистовом нарезании
	г)

Рис. 2.12. Комбинированная зуборезная головка - протяжка

Чистовое нарезание зубьев осуществляется четырьмя блоками 7 (двадцатью резцами) при перемещении бабки с заготовкой вниз из точки С в точку D. Каждый чистовой резец, имеющий радиусную форму, профилирует определенный участок на поверхности вдоль всей длины зуба, благодаря чему обеспечивается правильный профиль, конусность зуба и прямолинейность впадины. Для получения бочкообразной формы зуба резцы зуборезной головки снимают металл на концах зуба несколько больше, чем в среднем сечении.

На рис. 2.11г показаны следы резов одиннадцати чистовых резцов, их число обычно равно 12. Деление заготовки на зуб производится при перемещении бабки с заготовкой из точки D в точку А, когда безрезцовый участок 10 проходит мимо заготовки. Во время деления вращение головки-протяжки не прекращается. Базовые шпильки 5 и 9 (рис. 2.11а) используют при сборке для установки первых блоков резцов. Прямозубые колеса, изготовленные методом протягивания, имеют 8 - 9-ю степень точности, т.е. несколько ниже, чем при обработке методом обкатки. Если вместо нарезания зубьев двумя дисковыми фрезами применить круговое протягивание, можно повысить производительность обработки более чем в 4,5 раза.

Выбор схемы нарезания конических колес с прямыми зубьями зависит от многих факторов. При этом следует учитывать, что автоматизация процесса нарезания зубьев за одну операцию головкой-протяжкой проще: нет необходимости строго следить за припуском под чистовое нарезание. К недостаткам этого процесса следует отнести то, что черновые резцы воспринимают наибольшую нагрузку при резании, поэтому их износ примерно в 3 раза больше, чем чистовых, а при заточке у чистовых резцов снимают такой же слой металла, как у черновых. При нарезании за две раздельные операции - черновую и чистовую - головки-протяжки затачивают, снимая металл различной толщины, вследствие чего период стойкости чистовых головок-протяжек примерно в 3 раза выше периода стойкости черновых. Это экономично, если учесть высокую стоимость резцовых головок протяжек.