книги из ГПНТБ / Якобсон, Михаил Осипович. Технология станкостроения

вания. Ширина зубчатого колеса, ширина шевера и угол диагона­ ли связаны между собой определенной зависимостью. Чем больше угол диагонали, тем меньшую ширину зубчатого колеса можно шевинговать одним и тем же шевером.

Зубья небольших колес обрабатывают шевингованием с диа­ гональной подачей за 1 дв. ход при предварительно установлен­ ном межосевом асстоянии без радиальной подачи. Зубья боль­ ших зубчатых ' илес обрабатывают за 2—3 дв. хода с большой ра­ диальной подачей. Наибольшая ширина зубчатых колес, для ко­ торых экономически щелесообразно применение шевингования с диагональной подачей, составляет шриблизительно 50 мм.

Сравнительные данные о продолжительности продольного и диа­ гонального шевингования зубчатых колес средних размеров приве­ дены в табл. 66.

Таблица 66

Машинное время при шевинговании с продольной и диагональной подачами

Из табл. 66 видно, что машинное время при шевинговании ма­

ло. При шевинговании с продольной подачей зубчатых колес с мо­ дулем зуба 2—3 мм обработка одного зуба происходит в течение

2,5—3 сек., а при диагональном — около 1 сек. Наладка станка для шевингования производится в течение, в среднем, 30—50 мин. По­ этому шевингование оказывается выгодным даже при обработке

сравнительно малого количества зубчатых колес.

Шевингование зубчатых колес с учетом стоимости инструмента

В мелкосерийном производстве шевингование зубчатых колес

круглым шевером в случае отсутствия шевинговального станка

можно производить на вертикальном консольно-фрезерном станке с поворотной фрезерной головкой (фиг. 242). Поворот фрезерной головки необходим для установки на угол скрещивания осей шеве­ ра 1 и обрабатываемого двухвенцового зубчатого колеса 2, установ-

370

ленного в центрах. Верхний центр поддерживается кронштейном 3. Шевингование можно вести как с поступательно-возвратным движе­ нием обрабатываемого колеса с поперечной подачей по направле­ нию стрелки А, так и с продольной подачей по направлению стрел­ ки Б. При продольной подаче периодическое радиальное врезание ограничивается упором 4, обеспечивающим заданное межосевое расстояние.

Ф>'иг. 242. Шевингование зубчатых колес на вертикальном консольно-фрезерном станке:

1 — шевер; 2 — обрабатываемое колесо; 3 — кронштейн; 4 — упор; А — направление пе­ ремещения при поперечной подаче; Б — направление перемещения при продольной подаче.

При шевинговании достигается высокая точность обработки и

исправляются погрешности зубчатых колес (табл. 67). Недостатком шевингования является отсутствие принудитель­

ной цепи обката, вследствие чего накопленная ошибка окружного

шага исправляется в небольшой степени.

Точность обработки шевингованием зависит в большой степени также от предшествующей обработки, выполняемой на зубофрезер­ ном или зубодолбежном станке, и величины припуска под

шевингование.

Для обеспечения хороших результатов при шевинговании необ­ ходимо строго выполнять все операции технологического процесса

няются тем, что при шевинговании между шевером и обрабатывае­ мым зубчатым колесом нет жесткой кинематической связи и поэто­ му радиальное биение венца при зубофрезеровании или на пред­ шествующих операциях превращается в накопленную ошибку окружных шагов.

Торцовое биение оправки для установки обрабатываемой заго­ товки пру зубофрезеровании или зубодолблении не должно превы­

шать 0,01—0,02 мм.

При нарезании зубьев под шевингование необходимо обеспечить прохождение верхней кромки зуба шевера без врезания в ножку

зуба (фиг. 243).

При зубофрезеровании врезание возможно только при обработ­ ке корригированных зубчатых колес. При нарезании долбяками

необходима проверка врезания, так как выкружка у ножки зуба

Припуск в мм . . 0,035 0,040 0,045 0,050 0,055 0,060 0,065 0,070 0,075 0,08

В последнее время определилась тенденция к уменьшению при­ пусков под шевингование, поэтому приведенные данные могут быть снижены на 30—40%.

372

При шевинговании зубчатые колеса с шлицевыми отверстиями можно базировать как по наибольшему, так и по наименьшему диаметру шлицевого отверстия или по боковым поверхностям шли­ цев. Если зубчатые колеса изготовлены из высокоуглеродистой или высоколегированной стали и были обработаны резцом, оснащенным

твердым сплавом, на высоких скоростях резания, то необходимо

следить за тем, чтобы упрочненные в процессе резания поверхност­

ные слои зубьев колеса не имели очень высокой твердости, которая

Фиг. 244. Способы крепления зубчатых колес при шевинговании:

с, б и б — крепление колес средних и мелких размеров; г — крепление крупных колес; 1—сменные вкладыши; 2 — люнет; 3 — поводковая планшайба; 4—поводок.

может быть причиной понижения стойкости шеверов. В связи с этим иногда целесообразно снижать режимы резания на станках, обрабатывающих заготовку до операции зубонарезания.

Способы крепления зубчатых колес при шевинговании пока­ заны на фиг. 244. При креплении, показанном на фиг. 244, а, необ­ ходимо производить затяжку гайки. Подобное крепление примени­ мо только с качающимся кольцом, чтобы торцовое биение зубчато­ го колеса и гайки не вызывало деформации оправки при креплении.

Схемы крепления, показанные на фиг. 244, бив, позволяют осу­ ществить более быструю установку обрабатываемой детали. Круп­

ные зубчатые колеса весом 250—300 кг устанавливают в центрах и поддерживают вкладышами, помещенными в люнетах (фиг.

244, а).

Шевинговальный станок необходимо периодически в процессе эксплуатации тщательно выверять. Биение центров и базового тор­ ца шпинделя не должно превышать 0,005 мм. Шпиндель станка

должен быть гладким и чистым. Биение цилиндрической поверхно-

373

сти и торцов оправки, несущей шевингуемое зубчатое колесо, не должно превышать 0,005 мм.

Режимы резания необходимо устанавливать в зависимости от материала и размеров обрабатываемого зубчатого колеса.

от твердости зубчатых колес эта скорость может быть изменена. Обработка более твердых материалов оказывает неблагоприятное влияние на стойкость шевера. При этом режиме можно произво­ дить шевингование зубчатых колес из стали с *ст = 100 кг]мм2, но стойкость шевера оказывается сравнительно небольшой.

Целесообразная величина продольной подачи 0,25 мм/об.

Продольная подача стола шевинговального станка определяется по формуле

с_ nUlZUi

где пш—число оборотов шевера в минуту;

гш — число зубьев шевера; гк —число зубьев колеса;

s •— подача в мм/об зубчатого колеса.

Если обрабатываемое зубчатое колесо значительно больше ше­ вера, то повышают окружную скорость вращения шевера или сни­ жают продольную подачу. Таким путем производится обработка зубчатых колес с малым модулем.

Если зубчатое колесо значительно меньше шевера, то умень­ шают окружную скорость вращения или увеличивают продольную подачу.

Применение вертикальной подачи зависит от метода шевинго­ вания и конструкции шевинговального станка. Вертикальной по­ дачей можно не пользоваться при работе с диагональной или по­ перечной подачами.

С шевером необходимо обращаться очень осторожно. Шевер до установки на станок должен лежать на торце в деревянном футля­ ре и не соприкасаться с металлическими деталями; надевать ше­ вер на шпиндель станка следует с помощью свинцового молотка.

Отверстие шевера должно быть чистым, чтобы он плотно и легко

садился на шпиндель станка. После крепления шевера необходи­ мо с помощью индикатора проверить биение его торца. До начала шевингования станок должен поработать некоторое время вхоло­ стую, чтобы все канавки шевера обильно увлажнились. При работе без охлаждения гладкая поверхность режущих кромок шевера бы- "про изнашивается.

Большое влияние на процесс шевингования оказывает также состояние охлаждающей жидкости. Применение в качестве охлаж­ дающей жидкости жидких масел, а также масла, не очищенного от металлической пыли, может привести к вырывай, надирам и цара-

374

пинам на шевингуемой поверхности. В качестве охлаждающей жид­

кости рекомендуется применять масло близкое по составу к маслу машинному Л.

Для непрерывной очистки охлаждающей жидкости от металли­

ческой пыли следует 'применять магнитные или бумажные фильтры.

При установке шевера следует учитывать, что угол наклона зубьев шевера по начальной окружности изменяется после каж­ дой переточки. Установку шевера можно осуществлять по пятну контакта при минимальном зазоре между зубьями шевера и зубча­ того колеса, поворот которых осуществляется от руки.

Шеверы изготовляют с некоторой модификацией профиля зубьев. Шеверы можно подвергать переточке от трех до шести раз в зависимости от модуля. Стойкость шевера между переточ­

ками примерно до 10 000 зубчатых колес. При обработке зубча­ тых колес различных модулей из легированных цементованных

сталей шевером до переточки можно обработать от 1 • 10е до 5-106 мм суммарной длины обработанных зубьев.

При переточке шевера снимается слой толщиной приблизитель­ но 0,05 мм с каждой стороны зуба.

Затупление шевера определяют по возрастающей толщине зуба шевингуемых колес, а также по ухудшению качества обработанной поверхности. Критерием. затупления шевера может служить воз­ растающее отклонение профиля шевингуемых колес; при этом не­ обходимо также учитывать и те отклонения, которые возникают при термической обработке, если детали подвергаются закалке. Если зубчатые колеса подвергаются закалке, то шевер должен быть снят со станка для переточки, как только будет замечено, что точность профиля начинает снижаться. Переточку шевера про­ изводят на специальном станке, работающем методом копирова­ ния. Перед переточкой проверяют степень износа шевера. Все за­ тачиваемые шеверы проверяют по шагу, профилю и углу наклона зубьев.

При шевинговании можно путем соответствующей наладки или корректировки шевера изготовлять колеса с бочкообразностью в любом направлении, а также откорректировать профиль и направ­ ление зубьев колес для компенсации возможной деформации при

термической обработке.

Если зубчатые колеса, обрабатываемые шевингованием, под­ вергаются закалке, то высокая их износостойкость может быть получена даже при небольшой глубине закаленного слоя. В свя­

зи с этим для упрочнения поверхностного слоя небольших и сред­

них колес рекомендуется цианирование или нитроцементация. В зависимости от модуля и материала зубчатого колеса глубина

упрочненного слоя можно составлять 0,1—0,4 мм. При применении улучшаемых сталей с сердцевиной высокой прочности глубина уп­

рочненного слоя может быть в пределах 0,15—0,25 мм. В колесах,

375

отделки зубьев этой стороны обрабатываемое колесо перемещает­ ся в крайнее правое положение; этим и заканчивается первая по­ ловина рабочего цикла. Затем реверсируются вращения режущегоинструмента и обрабатываемого колеса; последнее быстро подво-

дигся к режущему инструменту, снова включается рабочая подача и производится отделка вто­

рой стороны профиля зубь­

ев, после чего заготовка

быстро перемещается в ис­ ходное положение.

Новый метод чистовой отделки зубьев обеспечива­ ет такую же чистоту поверх­ ности, как и шевингование, но отличается значительно

Заточка режущего инструмента показана на фиг. 247. Методом джерак можно получать бочкообразную форму зубьев колеса.

Термическая обработка после нарезания зубьев

Термическая обработка колес, изготовляемых из закаливаемых сталей, заключается в закалке и отпуске. Зубчатые колеса, изготов­ ляемые из цементуемых сталей, перед закалкой подвергают це­

ментации.

Наиболее совершенным методом термической обработки являет­ ся поверхностная закалка с нагревом т. в. ч.

По сравнению с закалкой с нагревом в печи этот метод обработ­ ки имеет следующие преимущества: в 10—15 раз увеличивается

производительность; незначительно деформируются зубья; в про­

цессе закалки не происходит обезуглероживания и не образуется окалина; высокочастотная установка может быть встроена в по­ точную линию.

377

ном станке в мембранном патроне при центрировании по делитель­ ной окружности зубьев с помощью роликовых обечаек. В случае не­ обходимости выполнить чистовую обработку торцов, один из них об­ рабатывают одновременно со шлифованием отверстия, а второй на

плоскошлифовальном станке.

Для устранения забоин, которые образуются на зубьях при транспортировании и термической обработке, на некоторых заводах

Фиг. 248. Протяжка для калибровки закаленных шлицев

После термической обработки профили зубьев сильно нагружен­ ных колес подвергают механическому упрочнению путем дробеме-

тания или наклепывания стальными шариками, укрепленными в упрочнителях.

Обработка дробью повышает твердость поверхностных слоев зубьев, создает в них значительные остаточные напряжения сжатия (60—80 кг!мм2) и на 50—60% повышает усталостную прочность зубьев колес. На улучшенных термической обработкой зубчатых колесах обработка дробью повышает усталостную прочность на 100%, но ухудшает профиль зуба.

Чистота поверхности рабочих профилей зубьев закаленных ко­ лес после обработки дробью изменяется незначительно: поверх­ ность становится более матовой и повышения шума в передачах из закаленных колес не наблюдается.

Отделку зубьев особо точных зубчатых колес 0 и 1-го классов точности после термической обработки производят шлифованием.

Шлифование зубьев применяют также в тех случаях, когда при термической обработке происходит значительное коробление зубча­ тых колес. Если биение делительной окружности зубчатого колеса после термической обработки превышает 0,1 мм, то притирка их не­ целесообразна и неэкономична — их следует шлифовать.

Шлифование прямых и косых зубьев колес можно производить

различными методами: обкатка с единичным делением тарельча­ тым кругом с узкой ленточкой; копирование фасонным эвольвент-

ным кругом, обрабатывающим одновременно всю высоту шлифуе­ мого зуба и непрерывной обкаткой червячным абразивным кругом.

379