3512

филю зубьев обрабатываемого колеса на его внешнем торце. Припуск 7 (рис. 7.10,г) по высоте профиля зуба после чернового зубострогания фасонными резцами 6 распределен значительно равномернее припуска 4, оставляемого после обработки стандартными резцами 5. Это позволяет повысить точность обработки, режимы резания и период стойкости резцов при чистовом зубострогании.

Чистовое нарезание осуществляют методом обкатки чистовыми зубострогальными резцами при согласованном вращательном движении люльки и шпинделя бабки изделия. По окончании обкатки заготовка выходит из зацепления с инструментом и вместе с люлькой возвращается в исходное положение: происходит поворот заготовки для обработки следующего зуба.

Продольная бочкообразность зубьев при чистовом нарезании на зуборезных станках может быть получена двумя способами. При первом способе на станке устанавливают механизм для перемещения резцов по криволинейным траекториям. Движение ползунов с резцами регулируют таким образом, чтобы их криволинейные траектории соответствовали кривизне бочкообразного зуба. По второму способу бочкообразность зубьев получают смещением вершины делительного конуса обрабатываемого колеса относительно оси люльки с помощью наладочных установок станка. Для обработки пря-

универсальны; на них можно выполнять черновое нарезание методом врезания и чистовое — методом обкатки. Зубострогальные станки снабжают механизмом для автоматического выполнения двух операций — черновой и чистовой. На зубострогальных станках нормальной точности обрабатывают колеса до 7 —8-й степени точности, а на станках повышенной точности — до 6 —7-й степени.

Зубофрезерование характеризуется более высокой производительностью по сравнению с зубостроганием и применя-

120

ется в основном в серийном производстве. Обработку осуществляют двумя дисковыми фрезами 1 и 2 (рис. 7.11,а), расположенными в одной впадине зубьев обрабатываемого колеса 4. Фрезы наклонены друг к другу таким образом, что резцы 5 (рис. 7.11,в) одной из них входят в промежутки между резцами б другой. Резцы каждой фрезы обрабатывают одну сторону зуба колеса. Во время обработки фрезам сообщаю вращение, а также движение обкатки совместно с обрабатываемым колесом. В станочном зацеплении резцы дисковых фрез воспроизводят один зуб производящего колеса 3 (см. рис. 7.11,а), и при обкатке, занимая последовательные положения от начала резания до его конца, они имитируют зацепление обрабатываемого и производящего колес Конические колеса, обработанные этим методом, имеют октоидный профиль и взаимозаменяемы с колесами, полученными методами строгания. Диаметры дисковых фрез достаточно большие, что позволяет выполнять обработку зуба без продольного перемещения инструмента. Дно впадины зуба имеет незначительную вогнутость, однако это не снижает эксплуатационные характеристики прямозубой конической передачи.

Рис. 7.11. Схемы нарезания зубьев конических колес двумя дисковыми фрезами

121

Продольная бочкообразность зубьев обеспечивается конструкцией режущего инструмента. Режущие кромки располагают под углом к оси вращения фрезы. В зависимости от бочкообразности угол поднутрения равен 1,5 — 5°. При вращении режущие кромки обеих фрез описывают поверхность конуса 7 (рис. 7.11, б) и, перемещаясь по криволинейным траекториям 8 и 9 (рис. 7.11,в), срезают металл на концах зуба больше, чем в середине. Отечественная промышленность выпускает станки:

работающие двумя дисковыми фрезами. На этих станках можно осуществлять зубонарезание конических колес методами врезания, обкатки и комбинированным. Достигаемая точность 7 — 8-я степень.

Прямозубые конические колеса с модулем свыше 5 мм обрабатывают за две операции — черновую и чистовую. Черновую обработку производят методом врезания, а чистовую методом обкатки. Колеса с модулем до 5 мм обрабатывают за одну операцию из целой заготовки методом обкатки или комбинированным: сначала врезание, затем обкатка.

Скорость резания при чистовом нарезании 35—55 м/мин, при черновом 25-40 м/мин. Время обработки одного зуба 10-30 с.

Круговое протягивание широко применяют для обработки конических колес дифференциала легковых и грузовых автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин и др. Профиль зубьев колеса круговой. Колеса, полученные этим методом, не взаимозаменяемы с колесами, нарезанными зубостроганием и зубофрезерованием. Форма заготовок колес для кругового протягивания — специальная. При круговом протягивании заготовка 1 неподвижна (рис. 7.12,а), а режущий инструмент вращается с постоянной угловой скоростью и совершает возвратно-поступательное движение параллельно образующей конуса впадин конического колеса. За один оборот инструмента полностью обрабатывается впадина зуба колеса. Инструментом служит резцовая головка-протяжка 2 с номи-

122

нальными диаметрами 533 и 635 мм с радиально расположенными резцами, объединенными в блоки 3. Нарезание зубьев из целых заготовок выполняют за три этапа.

Рис 7.12. Схема нарезания зубьев прямозубых конических колес методом кругового протягивания: а) направление линий резцов; б) в поперечном сечении зуба при черновом зубонарезании; в) по длине зуба при получистовом зубонарезании; г) по длине зуба при чистовом зубонарезании

1.Вращающаяся протяжка на медленной подаче перемещается из точки А в точку В вдоль образующей внутреннего конуса колеса. За это время протяжка поворачивается на четыре блока. Резцы протяжки врезаются в заготовку на небольшую глубину.

2.При достижении точки Б продольная подача инструмента прекращается, резание происходит вследствие радиального подъема резцов шести следующих блоков до достижения полной глубины впадины зуба. Затем резцовая

123

головка-протяжка перемещается из точки В в точку С. На этом участке резцы одиннадцатого блока снимают припуск, расположенный справа от линии ab.

3. Во время прохождения участка 4 протяжки мимо заготовки происходит снятие фаски (вращающимся резцом) с боковых сторон и дна впадины зуба на внешнем торце. При перемещении суппорта в обратном направлении из точки С в точку D осуществляется чистовое резание четырьмя последними блоками. Каждый чистовой резец профилирует определенный участок на боковой поверхности зуба. Деление заготовки на зуб производится при перемещении круговой протяжки из точки D в точку А, когда участок 5 проходит мимо заготовки. Зубья конических колес обрабатывают методом кругового протягивания на зубопротяжных станках

диаметром 635 мм. Станок 5С268 применяют для чистовой обработки зубьев. Технические характеристики станка 5С269 такие же, как и у станка 5С268, но он не имеет продольного перемещения в процессе резания и применяется только для чернового нарезания. Станки 5С268 и 5С269 могут работать как раздельно, так и встроенными в автоматическую линию из двух станков. Точность прямозубых конических колес при нарезании методом кругового протягивания — 8-9-я степень.

Прямозубые конические колеса с внешним окружным модулем до 5 мм нарезают за одну операцию из целой заготовки комбинированной резцовой соловкой-протяжкой, а с модулем свыше 5 мм - за две операции (черновую и чистовую) с использованием соответственно черновой и чистовой протяжек.

Нарезание конических колес с круговыми зубьями.

Нарезание зубьев гипоидных и конических колес производят методами обкатки, врезания, комбинированным, включающим врезание и обкатку, и копирования.

124

При методе обкатки вращающаяся резцовая головка 1 (рис. 7.13,а) подводится к заготовке 2, и начинается совместная обкатка при качании люльки вверх. В процессе обкатки резцы, занимая последовательные положения, формируют профиль и продольную кривизну зубьев по дуге окружности. В конце резания заготовка отводится от инструмента, люлька с резцовой головкой возвращается в исходное положение, а заготовка поворачивается на один зуб.

Рис. 7.13. Схемы методов нарезания зубьев: а) обкатка; б) врезание; в) комбинированный; г) копирования

Черновое нарезание зубьев методом обкатки применяют для обработки шестерен и колес с углом делительного конуса менее 68°. Зубья нарезают двусторонними резцовыми голов-

125

вую обработку зубьев шестерни при качании люльки вверх, а затем вниз. При качании люльки вверх нарезается одна сторона впадины зубьев, а при качании люльки вниз — другая. Таким образом получают равномерный по длине зуба припуск 0,15 мм под чистовое нарезание, что способствует повышению производительности, точности обработки шестерни и стойкости режущего инструмента при чистовом нарезании. Черновое нарезание зубьев шестерни методом обкатки можно выполнять резцовыми головками правого и левого вращения. Более высокая стойкость достигается при нарезании зубьев с попутной подачей, когда направление вращения резцовой головки противоположно направлению линии зуба шестерни. Это объясняется процессом стружкообразования. При попутном нарезании зубьев образующаяся стружка имеет большее сечение в начале резания и меньшее сечение в конце (рис. 7.14,а). Создаются благоприятные условия для резания: отсутствует скольжение резца по обработанной поверхности, уменьшается нагрузка на резцы. Встречное нарезание характеризуется проскальзыванием резцов в начальный момент резания, образованием наклепанной поверхности, повышением нагрузки на резцы.

Стружка в начале резания имеет минимальную толщину, а в конце — максимальную (рис. 7.14,б).

Рис. 7.14. Схемы нарезания зубьев конических колес

126

Эффективным средством повышения производительности при черновом нарезании является переменная подача при. обкатке, которая увеличивается в начале и конце резания. Наилучшие результаты получают при нарезании зубчатых колес с большой шириной венца, в частности при черновой обработке зубьев шестерен гипоидных передач. Значительное повышение стойкости резцов и производительности может быть достигнуто при увеличении номинального диаметра черновой резцовой головки на одну ступень по сравнению с чистовой. Так, при черновом нарезании шестерни (z1 =11;mte=9 мм; b = 38 мм) увеличение номинального диаметра резцовой головки (Dpr) с 9 дюймов на 12 дюймов позволило повысить производительность станка на 25% и период стойкости резцов в 1,7 — 2 раза. Диаметр черновой резцовой головки рекомендуется увеличивать на одну ступень при обработке конических колес средних и крупных модулей, имеющих степень сужения зуба 0,67 —1,25. На повышение стойкости головок в большей степени влияет точность расположения вершин резцов, а не боковых режущих кромок. Так, при повышении точности расположения боковых режущих кромок с 0,05 до0,02 мм стойкость головок увеличивается на 20 — 24%; в то же время при повышении точности расположения вершин резцов в этих же пределах стойкость увеличивается на 26 — 44%. Это объясняется тем, что в процессе резания боковая режущая кромка нагружена меньше, чем вершина резца.

Чистовое нарезание зубьев методом обкатки производят

Двусторонние головки применяют для нарезания зубьев колеса, а односторонние — для нарезания зубьев Шестерни. В массовом н крупносерийном производстве для повышения точности обработки зубьев чистовое нарезание конических колес с шириной зубчатого венца b ≥38 мм целесообразно

127

осуществлять резцовыми головками с уменьшенным числом резцов. На точность и шероховатость боковых поверхностей зубьев при чистовой обработке шестерни и колеса влияет точность радиального и углового расположения резцов в корпусе головки. При чистовом нарезании зубьев шестерни односторонними резцовыми головками наибольшая стойкость достигается в случае, когда направление вращения головки противоположно направлению линии зуба шестерни. Для чистового нарезания зубьев шестерни полуобкатных передач

неподвижно, а вращающаяся головка 1 перемещается вдоль своей оси (см. рисунок 7.13,б). По достижении требуемой глубины впадины зубьев заготовка отводится от резцовой головки и поворачивается на шаг для обработки следующего зуба. Этот метод применяют для чернового нарезания зубьев колес с углом делительного конуса более 68° двусторонними и трехсторонними резцовыми головками, резцы которых копируют свой профиль, во впадине зуба Направление вращения резцовой головки совпадает с направлением линии зуба колеса; резание производят от внутреннего к внешнему концу. В единичном и мелкосерийном производстве для чернового нарезания методом врезания применяют

резания с использованием черновой канавки копира подачи. В крупносерийном и массовом производстве применяют высокопроизводительные станки (повышенной жесткости с

позволяют автоматически изменять подачу врезания в зависимости от нагрузки на резцы. Чтобы вершины чистовых резцов не касались дна впадины зубьев, черновое нарезание

128

методами обкатки и врезания производят глубже теоретической высоты зуба на величину 0,15-0,25 мм.

При комбинированном методе вращающаяся резцовая головка 1 (см. рисунок 7.13,в), расположенная в положении, соответствующем началу об каски, врезается в заготовку 2. По достижении требуемой глубины впадины зубьев подача врезания прекращается, станок автоматически переключается на нарезание зубьев методом обкатки при качании люльки вверх. Комбинированным методом рекомендуется изготовлять обкатные конические колеса с углом делительного конуса более 25° и модулем свыше 2,5 мм на зуборезных станках 5С280П. Этот метод эффективен также при черновом нарезании зубьев шестерни и обкатных колес с передаточным числом пары до 2,5 :1.

При методе копирования заготовка,2 (см. рисунок 7.13,г) неподвижна, а резцовая головка-протяжка 1, вращаясь вокруг своей оси, благодаря последовательному изменению радиального расположения внутренних и наружных резцов за один оборот обрабатывает впадину зубьев колеса. Деление заготовки на один зуб осуществляется во время прохождения безрезцового участка резцовой головки. Этим методом производят чистовую обработку зубьев колес полуобкатных передач в крупносерийном и массовом производстве на

Производительность метода копирования больше в 3 — 5 раз, а точность выше на 10—20% чем при методе обкатки. Стойкость режущего инструмента выше в 2-3 раза.

Технологические способы нарезания зубьев. Для чистового нарезания зубьев конических колес применяют следующие основные способы. При двойном двустороннем способе обе стороны зубьев шестерни и колеса обрабатывают одновременно из целой заготовки. Необходимы только две резцовые головки: одна для нарезания зубьев шестерни, другая

— для нарезания зубьев колеса. Конические колеса с модулем

129