![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
§ 5. Зубообрабатывающие станки
Зубообрабатывающие станки разделяются на следующие типы.
По назначению различают станки для нарезания цилиндрических колес; червячных колес; конических колес; шевронных колес и зубчатых реек.
По характеру рабочего движения и виду режущего инструмента станки делятся на зубофрезерные, зубодолбежные, зубострогальные, зубопротяжные (фасонная протяжка), зубопритирочные, зубошевинговальные.
По виду обработки различают станки для черновой и чистовой обработки; для приработки зубчатых колёс; для доводки зубьев; для закругления тоцов зубьев.
§ 6. Способы изготовления прочих видов зубчатых колес, червяков и реек
Нарезание червячных колес. Зубчатый венец червячных колес чаще всего нарезают на зубофрезерных станках червячными фрезами, причем размеры фрез должны соответствовать размерам червяка, с которым будет зацепляться данное червячное колесо. Разница заключается лишь в том, что наружный диаметр червячной фрезы на 0,5 т больше диаметра червяка. Это обеспечивает фрезерование впадины полной глубины.
Ось фрезы устанавливают перпендикулярно оси колеса. Фрезерование может осуществляться либо с поперечной подачей заготовки на фрезу (рис. 276, а), либо с продольной подачей фрезы вдоль ее оси. В последнем случае фреза снабжается заборным конусом и между заготовкой и фрезой сразу устанавливается требуемое межцентровое расстояние (рис. 276, б).
Фрезерование с поперечной подачей обеспечивает большую производительность (вследствие малой величины перемещения детали), однако фрезерование с продольной подачей фрезы обеспечивает большую точность.
Нарезание червячных колес для глобоидных передач осуществляется глобоидной червячной фрезой (рис. 276, в). На всех трех схемах стрелками показаны движения, встречающиеся при
Глобоидная фреза
Рис. 276. Нарезание червячных колес
нарезании зубьев: v — движение скорости резания; sг и sr — движения подачи и v3 — делительное движение, согласованное кинематически с вращательным движением фрезы.
При отсутствии специального зуборезного оборудования червячные колеса можно нарезать на обычных фрезерных станках дисковыми зуборезными фрезами. Стол с заготовкой устанавливается под углом наклона зуба; зубофрезерование осуществляется с вертикальной подачей стола. После прорезки одной впадины стол опускается и заготовка при помощи делительной головки поворачивается на один зуб. Наружный диаметр дисковой фрезы должен быть на 0,5т больше наружного диаметра червяка, сцепляемого с данным колесом; номер фрезы из комплекта подбирается по фиктивному числу зубьев аналогично фрезерованию косозубых колес. Этот способ по точности и производительности уступает фрезерованию червячными фрезами.
Чистовая обработка червячных колес осуществляется чаще всего притиркой или прикаткой с эталонным червяком или шевингованием червячным шевером. Применяется также приработка червячного колеса и червяка непосредственно в механизме.
Нарезание конических прямозубых колёс. Метод копирования широко применяется при черновом (предварительном) нарезании, а также при изготовлении неответственных колес с неширокими венцами. В этих случаях могут быть использованы обычные универсально-фрезерные станки и дисковые модульные фрезы. Заготовку устанавливают на шпинделе делительной головки, повернутом на угол а, равный половине угла конуса по впадинам. После прорезки одной впадины с продольной подачей стола заготовку поворачивают на один зуб (рис. 277). Фрезы подбирают по наибольшему модулю.
Если венец колеса достаточно широкий, описанный способ не может быть применен вследствие больших погрешностей формы зуба. В этом случае при отсутствии специального оборудования может быть применен способ фрезерования каждой впадины за два прохода. Делительную головку устанавливают на поворотный стол и первоначально поворачивают на некоторый угол р против часовой стрелки (рис. 278). После прорезки всех впадин делительную головку поворачивают на такой же угол в противоположную сторону и вторично фрезеруют все впадины. Фрезы подбирают по наименьшему модулю. При этом форма зуба оказывается более или менее правильной, однако значительные погрешности профиля делают этот способ пригодным лишь для неответственных колес.
Заготовка
Рис.277 Рис.278
Рис. 277. Схема нарезания зуба конического колеса дисковой зуборезной фрезой:
а — половина угла конуса впадин
Рис. 278. Схема нарезания широких венцов конических зубчатых колес дисковой зуборезной фрезой; а — половина угла конуса впадин
Метод обката. Нарезание зубьев производится чаще всего на зубострогальных станках двумя резцами. В процессе резания воспроизводится зацепление нарезаемого колеса с воображаемым плоским колесом. После каждого цикла обката происходит поворот заготовки на один зуб.
На рис. 279, а приведена принципиальная схема нарезания конического прямозубого колеса двумя зубострогальными резцами. На схеме стрелками отмечены движения, участвующие в процессе нарезания. Поступательно-возвратное движение резцов vp и vx в процессе нарезания является движением скорости резания; вращательно-возвратное движение механизма обкатки (люльки) vA, согласованное с возвратно-вращательным движением заготовки колеса v3 — движением обкатки; поступательно-возвратное движение заготовки st служит для установки на глубину впадины и отвода бабки и, наконец, прерывистое вращательное движение 1/z (где г — число нарезанных зубьев).
Рис.279. Нарезание конических прямозубых
колёс.
— делительным движением и осуществляется тогда, когда заготовка и резцы отведены друг от друга.
Рис. 280. Специальная дисковая фреза для нарезания конических зубчатых колес
Рис. 281. Схема нарезания конических зубчатых колес специальной дисковой фрезой
Каждый следующий зуб начинает обработку следующей впадины; таким образом, деление происходит непрерывно. Фреза имеет продольную подачу вдоль образующей конуса впадин (схема обработки изображена на рис. 281).
Нарезание зубчатых колес внутреннего зацепления. Зубчатые венцы колес внутреннего зацепления получают либо долблением на зубодолбежных станках, либо протягиванием фасонными протяжками.
Нарезание зубчатых реек. Нарезание зуба у реек при отсутствии специального оборудования может быть произведено на обычных фрезерных станках дисковыми зуборезными фрезами. Рейку устанавливают в специальном приспособлении поперек -стола станка. После прорезки одной впадины с продольной подачей стола стол возвращается обратно и при помощи поперечной подачи стола или приспособления происходит перемещение рейки на один шаг. Так последовательно нарезаются все зубья рейки.
При фрезеровании косозубых реек стол станка поворачивается на требуемый угол наклона. Описанный способ характеризуется очень низкой производительностью и не обеспечивает высокой точности по шагу. Для ускорения процесса обработки на шпинделе станка может быть установлено несколько фрез на расстоянии, кратном шагу рейки. Число ходов стола при этом соответственно сокращается. Целесообразно обрабатывать несколько реек одновременно.
В серийном и массовом производстве могут быть применены специальные кольцевые фрезы, состоящие из ряда дисковых фрез, число которых равно числу зубьев нарезаемой рейки. В этом случае все зубья рейки нарезаются одновременно. Описанный способ весьма целесообразен для недлинных реек, так как обладает высокой производительностью. При одновременной установке нескольких заготовок производительность еще более увеличивается. Применяется также способ нарезания реек на токарно-винторезных станках. Рейки 1 устанавливают в специальные барабаны 2 достаточно больших диаметров, которые, в свою очередь,
Рис. 282. Схема нарезания реек на токарно-винторезных станках
устанавливают в центрах станка (рис. 282). Чем больше диаметр барабана, тем больше число одновременно устанавливаемых реек. При нарезании прямозубых реек их устанавливают в барабан под углом β, определяемым из соотношения
т — модуль рейки;
D —диаметр барабана, измеренный по цилиндру, касательному делительной прямой рейки. Шаг подачи суппорта определяется из соотношения
также могут быть нарезаны косозуоые рейки, причем расчет угла установки несколько сложнее. Этот способ обеспечивает высокую производительность и достаточно высокую точность.
Накатывание зубчатых колес. Накатывание может осуществляться как в горячем, так и в холодном состоянии валками или рейками. В приборостроении применяется накатывание валками. Способ пригоден как для прямозубых, так и косозубых колес, причем одними и теми же валками могут быть накатаны зубчатые колеса с различным числом зубьев. Наибольшее распространение имеет способ накатывания двумя валками.
Процесс деформации осуществляется либо при помощи поперечной подачи валков (рис. 283, а), либо при помощи продольной подачи заготовки вдоль валков, заранее установленных на требуемое межцентровое расстояние (рис. 283, б). В последнем случае валки снабжаются заборным конусом. Накатывание с продольной подачей следует считать более целесообразным как в отношении точности, так и производительности.
а) 5)
Рис. 283. Схемы накатывания зубчатых колес: / — накатываемое колесо; 2 — накатники; Д — делительное колесо
Для поперечного накатывания используются единичные заготовки; для продольного — либо прутки, которые впоследствии разрезаются на отдельные зубчатые колеса, либо единичные заготовки, набираемые на общую оправку.
Валки представляют собой корригированные зубчатые колеса с отношением высоты ножки к высоте головки, обратным этому отношению у накатываемого зубчатого колеса. Желательно иметь валки возможно большего диаметра. При этом увеличивается степень перекрытия и процесс накатывания протекает более плавно; условия деформации металла улучшаются. Материал валков — закаленная легированная сталь (обычно 5ХНМ).
В холодном состоянии накатывают преимущественно зубчатые колеса малых модулей из цветных металлов.
Стальные заготовки следует предварительно нагревать. Точность накатанных с принудительным делением зубчатых колес в значительной степени зависит от точности валков и колеблется в пределах 7—8-й степеней. Чистота поверхности, как правило, очень хорошая — порядка Ra=1,25-0,32 мкм.