Черновое нарезание зубьев

Черновое нарезание зубьев конических передач производят двумя методами - врезания и обкатки.

При нарезании зубьев методом врезания обрабатываемое колесо 2 (рис. 2.18а) неподвижно, а зуборезная головка 1 вращается и, перемещаясь вдоль своей оси, прорезает впадину зубьев. В некоторых конструкциях зуборезных станков перемещается бабка заготовки, осуществляя движение подачи врезания. Двусторонними или трехсторонними зуборезными головками одновременно обрабатывают обе стороны зуба. Резцы головки копируют свой профиль во впадине зуба. После достижения требуемой глубины впадины зуба зуборезная головка отводится, а заготовка поворачивается для обработки следующего зуба. Период стойкости трехсторонней головки выше на 50 - 75 %, чем двусторонней. Метод врезания применяют для черновой обработки зубьев колес с углом делительного конуса более 68°. Направление вращения зуборезной головки совпадает с направлением линии зуба колеса.

Метод обкатки применяют для чернового нарезания зубьев шестерен и колес с углом делительного конуса менее 68. Наречение зубьев производят двусторонними зуборезными головками 3 (рис. 2.18б), закрепленными на люльке станка. При совместном обкатывании заготовки 4 и люльки с зуборезной головкой 3 ее резцы, занимая последовательные положения, формируют октоидный профиль зубьев и их продольную кривизну в форме дуги окружности. Нарезание зубьев выполняют обычно при качании люльки в одном направлении вверх или вниз. Для устранения зазора в кинематической цепи станка качение люльки целесообразно производить снизу вверх. В конце цикла резания зуборезная головка отводится от заготовки, срабатывает реверсивный механизм, изменяющий направление вращения люльки, и включается делительный механизм, который поворачивает заготовку колеса на один зуб. Зуборезная головка совместно с люлькой ускоренно перемещается в исходное положение. Ширина дна впадины зубьев постоянна по всей длине, благодаря чему припуск под чистовое нарезание зубьев шестерни неравномерен по длине: у внешнего торца он больше, чем у внутреннего.

1 2	а)
4 3	б)
Рис. 2.18. Схема нарезания зубьев: а) – методом врезания; б) – методом обкатки

Черновое нарезание зубьев шестерни методом обкатки можно производить зуборезными головками правого и левого вращения. Более высокая стойкость зуборезной головки и качество поверхности зубьев достигается при попутном зубонарезании (рис. 2.19а), при котором толщина стружки в начале резания максимальная, а в конце - минимальная. Режущие кромки свободно врезаются в металл и создаются благоприятные условия для резания. При встречном зубонарезании толщина стружки в начале резания минимальная, а в конце - максимальная (рис. 2.19б).

а)	б)
Рис. 2.19. Схема нарезания зубьев: а) - попутного зубонарезания; б) - встречного зубонарезания

В начале резания режущие кромки, особенно, если они затуплены, не сразу вступают в резание, а скользят по поверхности, уплотняют ее и подвергаются интенсивному изнашиванию. Встречное зубонарезание иногда применяют для изготовления зубчатых колес из вязких сталей. Благодаря сглаживающему действию резцов параметр шероховатости поверхности зубьев уменьшается.

Для оптимизации нагрузки на резцы и повышения производительности черновое нарезание можно осуществлять с переменным движением подачи обкатки, ускоряя его в начале и конце резания, где толщина стружки и мощность резания имеют минимальное значение. Движение подачи осуществляют так, чтобы количество металла, снимаемого в начале, середине и конце резания, не изменилось. При черновом нарезании с переменной скоростью обкатки производительность станка увеличивается на 20 - 40 %.

Эффективным средством повышения стойкости зуборезного инструмента и производительности станка при черновом нарезании является увеличение номинального диаметра зуборезной головки на одну ступень по сравнению с общепринятыми рекомендациями. Согласно этим рекомендациям, номинальный диаметр зуборезной головки для чернового и чистового нарезания зубьев шестерни и колеса принимают одинаковым и определяют в зависимости от конусного расстояния, ширины зубчатого венца и других параметров. В ряде случаев при черновом нарезании зубьев номинальный диаметр целесообразно выбирать в зависимости от степени сужения зуба (отношение нормальной ширины вершины зуба на внешнем торце к нормальной ширине на внутреннем торце). Расчетная степень сужения не должна превышать 1,35 - 1,4. Увеличение номинального диаметра на одну ступень позволяет повысить на 25 - 35 % производительность станка и в 1,7 - 2,5 раза стойкость зуборезных головок.