книги / Основы технологии машиностроения

и сравнительно небольшом диаметре обода D. Считается достаточным если / > d и D < Ы.

Обработка заготовок с отверстиями без шлицевых и шпоночных пазов, на гладкой оправке, связана с опасностью проворачивания заготовки от крутящего момента. Поэтому с установкой на гладких оправках обрабатывают заготовки небольшого диаметра, при незна­ чительной глубине резания.

На фиг. 268 приведена типичная наладка многорезцового полуав­ томата для обработки заготовки многовенцового зубчатого колеса.

Шлицевые отверстия диаметром до 200 мм обрабатывают обычно комплексными черновыми протяжками, а затем калибрующей про­ тяжкой бокового резания. В тяжелом машиностроении обработка шлицевых отверстий диаметром более 200 мм комплексными протяжками экономически нецелесообразна, так как в связи с боль­ шой глубиной шлицевого паза, превышающей 25 мм, необходим ком­ плект из четырех-шести черновых и одной калибрующей протяжек. Изготовление крупных протяжек весьма трудоемко и связано с боль­ шим расходом высоколегированной инструментальной стали, хотя они и выполняются пустотелыми. Поэтому крупные шлицевые отвер­ стия целесообразнее обрабатывать методом одиночного протягивания каждого шлица с применением адаптора, имеющего продольный паз для направления шпоночной протяжки и делительного устрой­ ства. На Уралмашзаводе применяют два метода протягивания круп­ ных шлицевых отверстий. Первый метод заключается в том, что сна­ чала пазы протягивают начерно шпоночной протяжкой, а затем шли­ цевое отверстие обрабатывают окончательно комплексной комбини­ рованной шлицевой протяжкой за один проход. По второму методу обработка каждого паза производится черновой и калибрующей

шпоночными протяжками в приспособлении с делением по шагу

[ И З ] .

Заготовки, обработанные под нарезание зуба, поступают на опе­ рации зубофрезерования или зубодолбления в зависимости от кон­ струкции зубчатого колеса.

На зуборезных операциях валы-шестерни устанавливаются в цен­ трах, а шестерни с отверстием — на оправке.

По условиям производительности зубчатые колеса небольшого

выполняют многозаходной червячной фрезой. Чистовая обработка выполняется однозаходной фрезой со шлифованным зубом или долбяком. Зубодолбление имеет преимущество по производительности

мых колес режимы обработки долбяком снижаются, вследствие чего снижается и производительность. Зубодолбление является единствен­ ным методом обработки зуба внутреннего зацепления и зуба много-

Черновое фрезерование зубьев прямозубых конических колес производят дисковыми фрезами методом деления на специальных станках при многоместной многоинструментной настройке йли на обычном горизонтально-фрезерном станке с делительной головкой.

Чистовое фрезерование зубьев прямозубых колес производят методом обкатки на зубострогальных станках.

Обработка зубьев режущими инструментами является весьма трудоемкой и дорогостоящей операцией; трудоемкость обработки зуба достигает 60% общей трудоемкости изготовления зубчатого колеса, причем при обработке зубьев отходит в стружку 9—15% веса заготовки, а прочностные качества зубчатого профиля ухуд­ шаются. Поэтому возникла необходимость изыскания новых техноло­ гических методов получения зубьев. Одним из таких методов является образование зубьев путем пластической деформации в горячем состоя­ нии. На некоторых заводах этот новый метод получил промышленное применение при изготовлении цилиндрических зубчатых колес. Сравнительно с фрезерованными зубьями себестоимость накатанных зубчатых колес снижается на 20%, а износоустойчивость повышается на 50—70%.

Накатывание зубьев осуществляется на специальных станах путем выдавливания металла из впадин по профилю зубьев накат­ ником. Зубчатый профиль, полученный этим методом, обеспечивает высокую точность и чистоту поверхности 5—8-го класса по ГОСТу 2789-51.

Шевингование зубьев, обеспечивающее хорошее качество колес при высокой производительности метода обработки, нашло широкое применение в производстве цилиндрических зубчатых колес, а для конических зубчатых колес не применялось вследствие сложности и малой эффективности предлагавшихся методов обработки. В 1954 г. был опубликован новый, более эффективный способ шевингования конических колес, разработанный инж. В. В. Якиманским, который в настоящее время внедряется.

Термическая обработка зубчатых колес, изготовляемых из цемен­ туемых марок сталей, включает: 1) защиту от цементации элементов зубчатого колеса, не подлежащих закалке; эта защита осущест­ вляется путем обмазки жидким стеклом с асбестовым порошком или омеднением; 2) цементацию; 3) закалку и отпуск. Зубчатые колеса фланцевого типа закаливают, в целях уменьшения коробления, в специальных штампах на закалочных прессах; уменьшение дефор­ мации зубчатых колес достигается также применением изотермиче­ ской или ступенчатой закалки. Следует, однако, отметить, что значительная часть суммарной деформации цементованных за­ готовок в результате их термообработки приходится на цемен­ тацию.

Колеса, изготовляемые из закаливаемых марок стали, подвер­ гаются закалке и отпуску; при этом целесообразно применять поверх­ ностную закалку зубьев, которая осуществляется преимущественно токами высокой частоты.

Применением указанных мероприятий и строгим соблюдением режимов термообработки достигается значительное уменьшение деформаций, величину которых следует учитывать на предшествую­ щей механической обработке. В результате этого можно исключить,, значительно сократить или заменить операцией притирки весьма трудоемкую операцию шлифования зубьев колес.

После термообработки выполняются следующие операции. Прежде всего производится шлифование центрального отверстия

с базированием по начальной окружности колеса. Для колес флан­ цевого типа эта операция совмещается с шлифованием торца (за два перехода с одного установа заготовки), чем достигается наименьшее отклонение от перпендикулярности плоскости торца к оси отверстия (фиг. 271). Затем, если требуется, производится шлифование второго (противолежащего) торца на вертикальном плоскошлифовальном станке (обработка производится торцом шлифовального круга); эта операция выполняется с установкой на противолежащий шлифован­ ный торец.

Для шлицевых отверстий, сопрягаемых по дну впадин, произ­ водится калибровка дна впадин и боковых поверхностей шлицев; эта операция производится прошиванием на прессе; при этом шли­ фованное по головкам шлицев отверстие обеспечивает надежное направление калибрующей прошивке. Для шлицевых поверхностей, сопрягаемых по боковым поверхностям шлицев, операция шлифо­

426 Технология производства типовых деталей и узлов машин

вания отверстия может быть исключена и его обработка ограни­ чивается калиброванием прошивкой только боковых поверхностей шлицев.

После обработки отверстия производится притирка-зубьев на зубо­ притирочном полуавтомате или шлифование зубьев на зубошлифо­ вальном станке. На притирку зубьев оставляют припуск не более 50 мк, так как при большем припуске возможно искажение профиля

шумовыми явлениями, сопровождающими процесс работы колес (для скоростных передач).

Вразличных условиях применения зубчатых передач значение каждого из этих показателей бывает различным [112].

Впроизводстве зубчатых колес окончательный технический конт­ роль осуществляется либо непосредственной проверкой изготовлен­ ного колеса, либо профилактической проверкой средств производства.

Впервом случае, т. е. при непосредственном окончательном конт­ роле изготовленного колеса, проверяется посредством определенного

показателя комплекс таких погрешностей, которые характеризую!

1 Погрешности зубошлифования в зависимости от применяемого станка нахо­

428 Технология производства типовых деталей и узлов машин

ных рабочих движений и значительно уменьшает жесткость техноло­ гической системы станок — заготовка — инструмент. Это последнее обстоятельство вынуждает к уменьшению силы резания и, следова­ тельно, к снижению режима резания и производительности. Поэтому возникли тенденции упрощения цикла рабочих движений станка

ипроцесса получения требуемого профиля и взаимного положения зубьев не путем комбинации многообразных движений инструмента

изаготовки, а за счет конструкции инструмента, сведя к минимуму

рабочие движения станка и увеличив этим жесткость всей системы. Одним из таких решений является метод протягивания или про­ шивания зубьев. С 1929 г. на заводе Форда в Дирборне, а затем на Горьковском автозаводе для обработки зубчатого сектора рулевого управления автомобиля применен метод протягивания. Однако про­ стой прямолинейный профиль этих зубьев реечного типа и наличие на детали всего двух, а позднее трех зубьев делали задачу более про­ стой и доступной для решения, чем обработка зубьев по всей окруж­

ности колеса.

Попытки применить обработку зубьев с последовательным поворо­ том колеса вокруг своей оси потерпели неудачу, так как возвращали к недостаткам обычных зуборезных станков и приводили к неравно­ мерности окружного шага в результате погрешностей индексации

иодностороннего приложения силы резания.

В1939 г. была применена круглая протяжка, обрабатывающая все зубья цилиндрического колеса одновременно (параллельная

обработка всех зубьев). Протяжка в этом случае составлялась из последовательного ряда секций-колец, набранных в трубообраз­ ную оправку. Между кольцами оставлялись зазоры, образующие карманы для стружки. Размеры карманов должны быть достаточными для вмещения всей сходящей стружки при рабочем движении про­ тяжки. Процесс нарезания зубьев осуществлялся за один ход про­ тяжки.

По окружности оправки в зазорах между секциями протяжки предусмотрены отверстия для охлаждающей жидкости. Во время холостого хода секций протяжки давление охлаждающей жидкости автоматически увеличивается в несколько раз и стружка выбрасы­ вается из карманов мощными струями жидкости, бьющими из отвер­ стий между карманами. Окончательный сброс стружки и очистка инструмента для следующего рабочего хода осуществляется потоком жидкости, поступающей через патрубок в верхнем конце оправки.

В середине 1940 г. фирмой Америкен Броуч выпущен вертикаль­ ный протяжной станок для обработки зубьев цилиндрических колес способом, несколько отличающимся от вышеописанного. Вместо коль­ цевой протяжки применен комплект продольных протяжек —по одной для каждой впадины зуба обрабатываемого колеса. Протяжки со­ браны в специальном приспособлении—державке; при этом положе­ ние отдельных протяжек относительно оси заготовки может точно регулироваться индивидуальным перемещением в пазах приспособ­

с приспособлением может регулироваться для достижения концен­ тричности начальной окружности относительно оси заготовки. Для увеличения производительности выпускаются двухшпиндельные станки. Производительность станка превышает в 8—10 раз произво­ дительность обычных зуборезных станков.

Новые методы зубообработки значительно повышают точность изготовления зубчатых колес.

Вместе с тем необходимо отметить, что уменьшение шума при работе зубчатых передач и вообще повышение их эксплуатационных качеств достигается не только точностью обработки, но также и путем конструктивных мероприятий, в частности применением колес со спи­ ральным зубом, увеличением числа зубьев, их длины и угла спирали, бочкообразной формой зуба у одного из пары находящихся в зацепле­ нии колес, уменьшением толщины зубьев у вершины (фланкирова­ нием), компенсирующим неточность взаимного положения отверстий

показаны на фиг. 272. Рычаги имеют одно или несколько взаимо­ связанных основных отверстий с параллельно или перпендикулярно расположенными осями; кроме того, у рычагов могут быть крепежные отверстия, шпоночные пазы, торцовые поверхности и другие эле­ менты.

Технические условия изготовления рычагов характеризуются следующими требованиями: а) основные отверстия выполняются обычно по 2 или 3-му классу точности для скользящей или ходовой посадок; б) допустимыеотклонения на расстояния между осями основ­ ных отверстий задаются в зависимости от условий работы рычага

ных отверстий допускается в пределах 0,05—0,25 мм, а в некоторых случаях до 0,01 мм на длине 100 мм\ г) отклонение от перпендику­ лярности торцовых поверхностей головок к осям отверстий допус­ кается в пределах 1—3 мк на 1 мм радиуса головки; д) отклонение от параллельности торцовых поверхностей головок основных отвер­ стий — в пределах 0,5—2,5 мк на 1 мм диаметра головки; е) чистота

Шпоночные пазы выполняются в интервале За—5-го класса точ­ ности и 4—6-го класса чистоты. Иногда рабочие участки рычагов подвергают химико-термической обработке с закалкой до твердости Rc = 56.

430 Технология производства типовых деталей и узлов машин

Материалы, применяемые для изготовления рычагов: углероди­ стая сталь, обычно марок 20 и 35, в исключительных случаях легиро­

отверстий.

Базирование заготовок зависит от точности их выполнения. В целях обеспечения правильного положения основных отверстий относительно наружного контура головок за первичную базу при­ нимается этот контур с установкой в призмах и с опорой на торцовые поверхности головок, чеканка которых обусловливает вполне надеж­ ную базу. Если у черной заготовки положение торцовых поверхностей г о л о е о к не выдерживается с достаточной точностью, то производится предварительная обработка их с базированием по элементам заго­ товки, относительно которых заданы расстояния торцовых поверх­ ностей (обычно по элементам, связывающим головки основных отвер­ стий).