книги / Основы технологии машиностроения. Методы обработки заготовок и технологические процессы изготовления типовых деталей машин

П р о д о л ж е н и е т а б л . 1 2 . 1 2

О к о н ч а н и е т а б л . 1 2 . 1 2

Механическую обработку зубчатого колеса класса «вал» обычно производят в центрах, и только на некоторых операциях, чтобы повысить надежность и жесткость закре- пления детали, ее закрепляют, используя другие поверхно- сти. Технологическая схема изготовления зубчатого колеса класса «вал» приведена в табл. 12.13.

Т а б л и ц а 1 2 . 1 3

Технологическая схема изготовления зубчатого колеса класса « вал» в условиях крупносерийного производства

П р о д о л ж е н и е т а б л . 1 2 . 1 3

О к о н ч а н и е т а б л . 1 2 . 1 3

Описанные технологические маршруты являются типо- выми и общими для различных видов и типов производства.

Повышение требований к шероховатости поверхно- сти зубьев и к точности элементов зацепления зубчатого колеса может вызвать необходимость включения в техно- логический процесс дополнительных отделочных, термиче- ских и контрольных операций.

Различные операции могут укрупняться или расчле- няться в зависимости от вида производства, но принципи- альная схема обработки, последовательность этапов и по- рядок операций будут оставаться без изменения. Оконча- тельный выбор технологического маршрута процесса меха- нической обработки должен производиться на основании тщательного анализа технических требований чертежа и возможностей производства.

На особом месте среди зубчатых колес класса «втул- ка» находятся зубчатые венцы внутреннего зацепления больших размеров, базирующиеся при работе по наружно- му диаметру детали. Обработку деталей этого типа выпол- няют по технологическому маршруту, отличному от опи- санных ранее. Отличие это заключается в том, что базовую цилиндрическую поверхность, поверхность выступов зубь- ев и торец обрабатывают обычно за одну установку детали, а технологической базой при нарезании зубьев является наружная поверхность, по которой деталь устанавливается в приспособлении или по которой выверяется установка детали на планшайбе зуборезного станка с применением индикатора.

Закаленные цилиндрические зубчатые колеса класса «втулка» после закалки обычно приходится шлифовать по внутреннему диаметру, а зубчатые колеса, выполненные точнее 7-й степени точности, шлифуют и по поверхности зубьев. Отверстия и торцы шлифуют на внутришлифоваль- ных станках с приспособлением для шлифования торцов.

345

Шлифование отверстия может предшествовать шлифова- нию зубьев или, в случае если зубья не шлифуются, может являться окончательной операцией. В том и в другом слу- чае шлифованное отверстие должно быть концентричным начальной (делительной) окружности зубчатого колеса и за базу шлифования должен приниматься начальный (де- лительный) диаметр. Соответствующая установка зубчато- го колеса при шлифовании выполняется с применением специальных приспособлений. Обычно такие приспособле- ния представляют собой трехкулачковый патрон и сепара- тор с тремя роликами, с помощью которых шлифуемое зубчатое колесо закрепляется в патроне. В других конст- рукциях деталь зажимается шестью роликами, прикреплен- ными к кулачкам, сводимым к центру перемещением обой- мы с конической внутренней поверхностью. Некоторые конструкции патронов предусматривают центрирование по профилям зубьев и одновременно прижим к торцу.

12.4.2. Технологические процессы обработки конических зубчатых колес

Конические зубчатые колеса, так же как и цилиндри- ческие, могут относиться к деталям классов «втулка» и «вал», что определяет выбор принципиальной схемы тех- нологического процесса их изготовления. Вместе с тем кон- струкция конических зубчатых колес и их зацепление имеют специфические особенности, существенно влияющие на по- строение отдельных операций технологического процесса.

Условием правильной работы конической зубчатой пары является совмещение вершин делительных конусов в одной точке. Смещение вершин делительных конусов ве- дет к нарушению правильности зацепления и искажению формы и положения пятна контакта.

На рис. 12.28 показаны заготовки конических зубча- тых колес класса «втулка» и класса «вал».

346

Рис. 12.28. Заготовки конических зубчатых колес:

а– насадного, класса «втулки»; б – валкового, класса «вал»

Узаготовок конических зубчатых колес нормируются следующие параметры:

– посадочное отверстие d у насадных колес (класс «втулка») или базовые шейки d1 и d2 у валковых зубчатых колес (класс «вал»);

– опорные торцы;

– расстояние Мк от базового торца до линии пересе- чения переднего и заднего конусов;

– наружный диаметр Dе;

– ширина венца В;

– угол переднего (φв) и заднего конуса (φз).

Допуски на диаметр базового отверстия (или шейки) для заготовок конических зубчатых колес, а также пре- дельные отклонения наружного диаметра заготовки и тор- цовое биение базового торца назначают исходя из тех же соображений, что и при назначении допусков на заготовки цилиндрических зубчатых колес. В том случае, когда торец заготовки конического зубчатого колеса используется при нарезании зубьев колеса в качестве технологической базы, кроме допусков на торцовое биение задают допуски на по- стоянство положения наружного конуса относительно ба- зового торца (расстояние Мк). Допуск на биение наружного конуса заготовки рекомендуется назначать как часть до- пуска (0,5–0,7) толщины зуба.

347

Первый этап технологического процесса изготовления конических зубчатых колес выполняется по приведенным выше для деталей классов «втулка» (см. табл. 12.11) и «вал» (см. табл. 12.12) принципиальным схемам. Наиболее зна- чимой на первом этапе технологического процесса являет- ся чистовая токарная обработка заготовки конического зубчатого колеса.

Вбольшинстве случаев чистовая токарная обработка конических зубчатых колес производится в две операции или, по крайней мере, за две установки.

Первая чистовая токарная операция (первая установ- ка) состоит из обработки базового торца и наружной по- верхности колеса.

На следующей токарной операции (второй установке) производится обточка конусов и других поверхностей. При этом за базу принимают торцовые поверхности, обработан- ные на первой операции. Для конических зубчатых колес

скосыми зубьями, имеющих опорный монтажный торец со стороны малого дополнительного конуса, обработка опор- ных поверхностей производится на второй операции. Для уменьшения перестроек резцов на размер иногда обтачива- ние наружного конуса выделяют в отдельную операцию.

Внекоторых случаях, когда обработка наружных по-

верхностей конического зубчатого колеса выполняется с использованием гидрокопировальных устройств (станков), допускается одновременная обработка конусов и опорных торцов.

Правильность угла и расстояние вершины наружно- го конуса от монтажного торца проверяются в массовом и крупносерийном производствах предельными скобами – проймами, в мелкосерийном и единичных производствах – шаблонами на углы.

Конические зубчатые колеса класса «втулка» на пер- вой чистовой токарной операции обтачиваются обычно

348

на разжимной шпиндельной оправке. Следующая чистовая операция также выполняется с применением разжимной шпиндельной оправки или центровой с упором.

В крупносерийном и массовом производствах для об- работки заготовок конических зубчатых колес применяют многорезцовые станки моделей 1720, 1730 и 1722, верти- кальные многошпиндельные токарные автоматы моде-

лей 1282, 1А283, 1284 и др.

На рис. 12.29 приведены схемы наладки обработки заготовок конических колес на станке модели 1722.

Рис. 12.29. Технологическая схема обработки зубчатых колес: а – класса «вал»; б – класса «втулка»

349

На рис. 12.29, а на позиции I приведена схема обра- ботки одного конца (поверхности 10–13), а на позиции II – схема обработки другого конца (поверхности 1–9) детали класса «вал» на токарно-гидрокопировальном полуавтомате модели 1722. На рис. 12.29, б на позиции I приведена схе- ма обработки одной стороны (поверхности 4–6), а на по- зиции II – схема обработки другой стороны (поверхно- сти 1–3) детали класса «вал» на токарно-гидрокопироваль- ном полуавтомате модели 1722.

На рис. 12.30 приведена схема обработки заготовки конического зубчатого колеса класса «втулка» на восьми- шпиндельном вертикальном полуавтомате за два цикла.

Рис. 12.30. Технологическая схема наладки восьми- шпиндельного полуавтомата для обработки кони- ческого зубчатого колеса класса «втулка»

350