6.4. Зуборезные гребенки

Из инструментов, работающих по методу огибания (обкатки), наиболее простыми являются зуборезные гребенки. Образование зубьев колеса гребенкой аналогично зацеплению колеса с рейкой.

Гребенки предназначены для обработки на зубострогальных станках цилиндрических зубчатых колес внешнего зацепления с углами профиля исходного контура 20⁰.

Зуборезные гребенки модулей 1...20 мм изготавливаются по ТУ 2-055-1043-86 трех классов точности: АА – для колес 6-й степени точности, класса А – для нарезания колес 7-й степени точности и В – для нарезания колес 8-й степени точности по ГОСТ 1643-82. Гребенки изготавливаются трех типов: тип I и II – прямозубые гребенки с разными значениями передних и задних углов (см. рис. 6.15), тип III – косозубые гребенки с и углом наклона зуба . Гребенками I и II типа обрабатываются прямозубые и косозубые колеса, гребенками типа III – шевронные колеса без канавки на ободе, причем для этого применяют спаренные косозубые гребенки.

 

Рис. 6.13. Схемы нарезания гребенкой зубчатого колеса

 

Нарезание колес гребенками (рис. 6.13) осуществляется при возвратно-поступательном движении инструмента параллельно оси колеса (для прямозубых колес) и наклонно к его оси – при нарезании косозубых колес. Заготовка колеса вращается и движется поступательно вдоль гребенки. Так как гребенка обычно небольшой длины, то заготовка при качении по ней не может сделать полного оборота, поэтому нарезание зубьев производится в последовательности, показанной на рис. 6.13.

Вначале заготовка подходит к рейке и вступает с ней в контакт (рис. 6.13,а). После поворота заготовки на 2-3 зуба гребенка останавливается и, поднимаясь, выходит из контакта с заготовкой (рис. 6.13,б). Затем заготовка перемещается вдоль инструмента в обратном направлении до возвращения в исходное положение, после чего возобновляется рабочий ход и вращение заготовки (рис. 6.13,в).

 Гребенки могут быть (рис. 6.14):

а) чистовые, размеры которых соответствуют окончательным размерам зуба колеса;

б) черновые – для предварительной обработки под чистовую;

Рис. 6.14. Размеры зуба зуборезной гребенки:

1 – профиль чистовой гребенки, 2 – профиль черновой гребенки, 3 – профиль шлифовочной гребенки

в) шлифовочные – для нарезания колес под последующее шлифование.

 Черновые гребенки проектируются так, чтобы впадины колеса были глубже, чем при нарезании только чистовыми гребенками. Для этого высота черновых гребенок увеличивается на , а толщина по делительной прямой принимается меньшей на величину . Величина назначается для облегчения работы вершины зуба чистового инструмента.

Как видно из рис.6.14, шлифовочная гребенка, по существу, совмещает в себе черновую и чистовую.

Величины и определяются по следующим зависимостям:

,

где для модулей и для модулей .

Рис. 6.15. Типы прямозубых гребенок

Прямозубые гребенки в соответствии с конструкцией зубострогальных станков бывают двух типов (рис. 6.15). Гребенки типа I (рис.6.15,а) устанавливаются на станке по отношению к основной плоскости под углом . Благодаря этому на режущих кромках, параллельных опорной плоскости, получаются передние углы . Задние углы приняты равными . В нормальном (статическом) положении .

  У гребенок типа II (рис.6.15,б) опорная поверхность совпадает с основной плоскостью, передний угол получается заточкой, а задний принят равным .

Гребенки работают тремя режущими кромками на каждом зубе – одной на вершине и двумя боковыми. Впадина зубьев гребенки не должна принимать участие в резании, поэтому между ней и наружной поверхностью заготовки оставляется зазор .

Размеры профиля зубьев гребенки зависят от размеров зуба нарезаемого колеса и рассматриваются в трех плоскостях (рис. 6.16):

1) в плоскости АА торца колеса, где размеры проекции режущих кромок соответствуют размерам зуба, т.е. исходному контуру;

2) в плоскости передней грани SS, где измеряется профиль;

Рис. 6.16. К определению размеров профиля

зуборезной гребенки

 

3) в плоскости NN, нормальной к задней поверхности зуба. Эти размеры нужны для изготовления (фрезерования и шлифования) профиля зубьев.

Размеры про-филя зубьев гребенки в сечении АА равны исходному контуру:

где и - размеры зубьев нарезаемого колеса.

В сечениях NN и SS размеры зубьев гребенки по длине (по начальной прямой) равны размерам в сечении АА, но высоты и углы профиля изменяются.

(из треугольника АВС),

(из треугольника АDВ).

Так как для всех трех сечений размер одинаков, то

(сечение АА и SS),

. (6.17)

(сечение АА и NN),

. (6.18)

Из последнего выражения видно, что сомножитель есть коэффициент искажения профиля. Теперь можно показать, почему у гребенок II типа . Так как угол исходного контура одинаков для гребенок типов I и II, то

,

откуда .

Для гребенок I типа с и для колес с углы профиля и равны:

и .

Примечание: задний угол у зуборезных инструментов обозначается буквой «» вместо общепринятого «», чтобы не смешивать его с углом профиля.

Косозубые гребенки (III типа, рис. 6.17) изготавливаются комплектом из двух штук – с правым и левым наклоном зубьев. Угол наклона зубьев гребенки равен углу наклона зубьев нарезаемого колеса на делительном цилиндре (обычно .

Угол профиля в плоскости переднего торца гребенки равен углу профиля колеса в торцовой плоскости ().

Рис. 6.17. Косозубая гребенка

 

Углы профиля гребенки в сечении, нормальном к задней поверхности (пл.АА), различны для правой и левой сторон зубьев:

и

(см. рис.6.17).

Рис. 6.18. Заточка косозубой гребенки

В процессе работы гребенка совершает движение параллельно направлению зубьев нарезаемого колеса. При расположении в торцовой плоскости на сторонах зубьев получаются разные передние углы, поэтому производят заточку передней поверхности, как показано на рис.6.18; причем угол заострения у нормализованных гребенок принимается равным 82⁰.