книги из ГПНТБ / Якобсон, Михаил Осипович. Технология станкостроения

струкции червячных фрез трудоемки в изготовлении, эксплуата­ ция их весьма затруднительна, а стойкость незначительна.

Для увеличения срока службы червячных быстрорежущих фрез рекомендуется производить их своевременную переточку, не допуская износа более 0,2—0,4 мм.

На современных зубофрезерных станках можно производить пе­ ремещение червячной фрезы вдоль ее оси в процессе резания (примерно на 0,2 мк на один оборот фрезы), что значительно по­ вышает ее стойкость.

Осевое перемещение фрезы на новейших моделях зубофрезер­ ных станков осуществляется по-разному. На некоторых станках осевое перемещение фрезы производится периодически, после каждого рабочего цикла, во время смены заготовки или после на­ резания определенного числа заготовок. Изготовляются также стан­

ки, где осевое перемещение фрезы происходит непрерывно при диагональной подаче фрезы; фреза, наряду с вертикальной пода­

чей, получает еще и тангенциальную подачу. По данным фирмы

На ряде станков по результатам автоматического обмера зубьев нарезаемого колеса устанавливается предельный износ зуба фрезы и дается команда на ее осевое перемещение. Осевое перемещение червячной фрезы может осуществляться от гидравлического или механического привода.

Зубофрезерование с последующим шевингованием обеспечивает высокую производительность и получение зубьев 2-го, а в некото­

рых случаях и 1-го класса точности и 7—8-го класса чистоты.

В машиностроении применяют двух- и трехзаходные червячные

больше число заходов фрезы, тем выше ее производительность, Ре­

жимы обработки (скорость резания и подача на оборот изделия)

для многозаходных фрез почти не отличаются от режимов, приня­ тых для однозаходных.

При зубофрезеровании многозаходными фрезами можно полу­ чать такую же точность обработки, что и однозаходными, если число зубьев нарезаемого зубчатого колеса некратно числу захо­ дов червячной фрезы. Если число зубьев нарезаемого колеса крат­ но числу заходов фрезы, то при зубофрезеровании могут возник­ нуть большие отклонения по окружному шагу зубьев нарезаемого

зубчатого колеса, которые не всегда можно исправить шевинго­ ванием.

Увеличение числа заходов червячной фрезы при неизменном наружном ее диаметре приводит к увеличению угла подъема вит­ ков фрезы, к уменьшению боковых задних углов резания и к по­

лучению отрицательных передних боковых углов резания. Эти особенности многозаходных фрез ухудшают их условия работы по сравнению с однозаходными.

361

Многозаходные фрезы по геометрическим параметрам отлича­

ются от однозаходных. Угол профиля многозаходной фрезы умень­ шают до 8—12° вместо стандартного 20°; соответственно изменяет­ ся и осевой шаг этой ф.резы. Угол профиля фрезы рекомендуется

брать равным углу подъема витков фрезы или несколько большим.

Передний угол радиальной заточки зубьев следует брать около 10°

(несколько больше угла подъема витков фрезы). Для увеличения

боковых задних углов зубьев фрезы вместо радиального затылова­ ния было применено специальное косое затылование. Эти усовер­ шенствования конструкции многозаходной червячной фрезы значи­ тельно повысили ее стойкость.

по сравнению с ранее принятыми. При этом можно увеличить коли­ чество режущих зубьев и подачу на оборот обрабатываемой заго­ товки и таким образом форсировать процесс резания.

Значительная часть машинного времени зубофрезерования рас­ ходуется на врезание, особенно при применении червячных фрез большого диаметра. С увеличением диаметра фрезы возрастает путь врезания, а следовательно, и время на врезание. Для прямо­

зубых зубчатых колес средних модулей время врезания состав­ ляет 35—40% от всего машинного времени зубофрезерования.

Врезание является прерывистым процессом, и поэтому при осевом врезании обычно уменьшают подачу по сравнению с применяемой при резании. Время, расходуемое на врезание, можно уменьшить примерно на 35%, заменив осевое врезание радиальным, при кото­ ром более равномерно, в течение всего процесса резания, загру­ жаются станок и инструмент (фиг. 234).

При одновременной обработке нескольких заготовок можно

сократить длину врезания, приходящуюся на одно зубчатое коле­

со. Однако установка нескольких одновременно обрабатываемых

362

заготовок со ступицей затруднительна и понижает жесткость системы. Целесообразно с одной установки нарезать зубья на

двух заготовках, имеющих удлиненные ступицы.

Узкие плоские колеса для обработки зубофрезерованием со­ бираются пакетом (фиг. 235).

Вследствие указанных преимуществ процесс зубофрезерования вытесняет в промышленности зубодолбление. Трудоемкость зубо­

фрезерования для зубчатых колес средних размеров на 15—20%

меньше трудоемкости зубодолбления. Стремление заменить зубо­ долбление, осуществляющееся при периодическом возвратно-посту­ пательном движении, зубофрезерованием, характеризующимся не­ прерывным вращательным движением, вполне закономерно.

Однако в некоторых случаях процесс зубодолбления является незаменимым. Так, например, при обработке нетехнологичных конструкций одновенцовых и двухвенцовых зубчатых колес, в ко­

торых не предусмотрен достаточный выход червячной фрезы, за­ крытые зубчатые венцы могут быть обработаны только зубодолблением. Зубодолблением целесообразно также обрабатывать различные зубчатые секторы.

При нарезании многозубых колес малого модуля (до 1 мм) с узким ободом зубодолбление может оказаться более производи­ тельным, чем зубофрезерование, вследствие снижения затрат вре­ мени на врезание.

Цилиндрические зубчатые коле'са с модулем до 2,5 мм нареза­ ют зубодолблением на зубодолбежных станках при режиме ре­ зания v = 18 -ь 24 м]мин. и s = 0,16 -ь 0,33 мм/дв. ход.

Для обработки зубчатых колес диаметром до 200 мм и с моду­ лем до 4 мм можно использовать зубодолбежный станок мод. 5В12.

Зубодолбежные станки новейших конструкций, имеющие число ходов до'2000 в минуту и снабженные загрузочно-разгрузочными устройствами и контрольно-измерительными приспособлениями, широко применяют в автоматизированных производствах. За рубе­ жом, наряду с однопозиционными, изготовляют многопозиционные станки и станки для одновременной обработки долблением двух зубчатых колес.

Для повышения производительности при зубодолблении ведутся исследования по применению зуборезных долбяков больших диа­ метров, а также по повышению круговых подач.

Нарезание зубьев на двухвенцовых зубчатых колесах можно производить тремя методами:

1) нарезанием зубьев на обоих венцах на зубофрезерных стан­ ках, если оба венца находятся на таком расстоянии друг от друга, что имеется пространство для выхода фрезы; на автоматических зубофрезерных станках можно поочередно нарезать зубья сначала на одном венце, а затем на другом; перед нарезанием второго вен­ ца делительной механизм станка автоматически переключается;

2) нарезанием зубьев на большом венце на зубофрезерном станке и зубодолблением малого венца на тех зубчатых колесах,

36?

которые не имеют достаточного размера проточки для выхода

фрезы; 3) зубодолблением обоих венцов на зубодолбежных станках,

если оба венца находятся на очень небольшом расстоянии друг от

друга.

Вместо зубодолбления обычным зуборезным долбяком в массо­ вом производстве может быть применен процесс одновременного

контурного зубострогания всех зубьев колес на станках мод. 5110 и

зубый долбяк, а при нарезании зубчатого колеса с прямыми зубь­ ями— косозубый долбяк. Направление зубьев у долбяка совпадает

снаправлением зубьев нарезаемого колеса. Зуборезный долбяк /

инарезаемое зубчатое колесо 2 образуют пару. Сообщая им вра­ щение и одновременно долбяку подачу в направлении оси нарезае­ мого зубчатого колеса, получают в зоне зацепления относительное скольжение, вследствие чего происходит процесс резания.

При зуботочении в резании участвуют режущие кромки зна­ чительной длины, что обеспечивает высокую производительность этого процесса. Зуботочение производительнее зубофрезерования, но уступает ему по точности.

Специальные станки для нарезания зубчатых колес зуботоче-

нием изготовляет завод «Комсомолец».

На цилиндрических колесах зубья могут быть образованы не

только процессом резания, но и путем пластических деформаций:

а) горячим, б) холодным и в) комбинированным накатыванием.

Холодным накатыванием можно получить зубчатые колеса в пределах 2-го класса точности. Но этот метод пока применяется

для обработки зубчатых колес с малым модулем (дю 1 мм). Горячее накатывание получает применение при обработке колес

с зубьями модулем 2—6 мм.

Горячее накатывание зубчатых колес производят на специаль­ ных станах зубонакатными валками (накатниками).

364

При горячем накатывании поверхностные слои заготовки на­ гревают с помощью т. в. ч. до температуры 1000—1200°; для на­

грева заготовки средних размеров от высокочастотного генерато­

никнуть на большую глубину в заготовку, что снижает ее деформа­ ции при накатывании.

Выдавливание металла в нагретом слое заготовки производит­

ся накатниками, которые представляют собой зубчатые колеса с модулем, равным модулю накатываемого колеса.

Процесс горячего накатывания может осуществляться двумя

способами-—путем радиальной или осевой подачи (фиг. 237). При обработке радиальной подачей зубонакатные валки получают вра­ щательное движение и перемещение в радиальном направлении,

а накатываемая заготовка-—только вращательное. При обработ­

ке радиальной подачей в процессе накатывания изменяется меж­ центровое расстояние между заготовкой и зубонакатными валка­

ми. Накатывание зубьев производится за несколько оборотов за­

готовки. Обработка радиальной подачей может быть использована для накатывания зубчатых колес со ступицами и для плоских зуб­ чатых колес.

При обработке осевой подачей зубонакатные валки получают только вращательное движение, а накатываемая заготовка — по­ ступательное и вращательное. При этом методе накатывания одна или несколько установленных заготовок перемещаются относи­ тельно накатников. Методом осевой подачи следует накатывать плоские зубчатые колеса.

Точность колес, обработанных путем горячего накатывания, не выше 4-го класса.

365

Торцы зубьев скользящих зубчатых колес и сопряженных с ни­ ми закругляют для облегчения процесса переключения и повыше­ ния износостойкости.

На фиг. 239 приведены формы торцовых поверхностей зубьев; наибольшее распространение получили конусная, заостренная и

бочкообразная торцовые поверхности зубьев.

Проведенное ЭНИМСом исследова­ ние на включаемость и износостой­

кость различных торцовых поверхнос­ тей зубьев зубчатых колес (табл. 64) показало, что бочкообразная форма

1,2 мм, Rc = 59

Придание бочкообразной формы торцам зубьев зубчатых ко­

лес производится на зубозакругляющих станках.

Бочкообразная форма торцов зубьев регламентирована нор­

малью станкостроения Н 22-1, выдержки из которой приведены в

табл. 65.

367Г

Примечание. R — радиус кривизны профиля торца по высоте зуба; с и с± опре­ деляют положение центра радиуса кривизны R. относительно профиля зуба (фиг. 240).

Сечение по дя

Ш)°±<р±150°

Фиг. 240. Бочкообразная форма торцов зубьев.

Шевингование зубьев цилиндрических колес

После закругления торцов зубьев производят снятие с зубьев

заусенцев. Эта операция выполняется или вручную с помощью на­ пильника и щетки или стальными щетками на специальном станке для снятия заусенцев. На этих станках, имеющих несколько голо­ вок со щетками, заусенцы с зубьев колес можно снимать одновре­ менно с обоих торцов. Детали устанавливают на ротационном сто­ ле. От давления щетки зависит качество обработки. Снятие заусен­

цев с зубьев можно производить и электрохимическим путем, ме­ ханизируя выполнение этой операции. После снятия заусенцев зубья в зависимости от класса точности отделывают шевингованием или шлифованием.

Шевингование зубьев обычно лроизводят перед термической об­ работкой зубчатых колес 2-го класса точности. Шлифованием обра-

368

батывают после термической обработки рабочие профили зубьев колес 1-го класса точности.

Шевингование зубьев производится круглым шевером, изготов­

ленным из быстрорежущей стали. При шевинговании оси шевера и обрабатываемого зубчатого колеса скрещиваются и они образуют винтовую пару. В центре скрещивания осей шевера и обрабатывае­

мого зубчатого колеса происходит точечный контакт. Из четырех схем ше­

жение параллельно собственной оси, в конце каждого хода врезает­ ся на небольшую величину в радиальном направлении в шевер.

При этой схеме шевингования шевер производит обработку зу­ бьев только своей средней частью; при этом средние кромки режу­ щих зубов шевера нагружены больше чем крайние. Ширина кругло­

го шевера не зависит от ширины обрабатываемого зубчатого ко­

леса, и поэтому узким шевером можно обрабатывать колеса, имею­ щие венец любой ширины. Длина хода шевера или обрабатывае­ мого колеса принимается равной b + т, где b— ширина обраба­ тываемого зубчатого венца; т — модуль зуба. Сближение шевера и обрабатываемого зубчатого колеса после каждого прохода про­ должается до тех пор, пока толщина обрабатываемого зуба не ока­

жется в пределах заданного размера, после чего производится вы­ хаживание, т. е. два — три зачищающих хода без подачи.

В настоящее время в промышленности все большее применение получает более производительный метод шевингования с диагональ­

ной подачей.

При шевинговании с диагональной подачей оси шевера и обра­ батываемого зубчатого колеса скрещиваются; зубчатое колесо

располагается под некоторым углом к направлению продольного

перемещения стола и совершает возвратно-поступательное движе­ ние под углом к оси шевера; припуск под шевингование снимается путем периодического радиального врезания. Ось шевера образует с осью обрабатываемого зубчатого колеса угол, называемый углом скрещивания или диагонали (фиг. 241).

Шевингование можно производить при угле диагонали от 5 до

35°. Чем больше угол диагонали, тем меньше длина хода шевинго-