3. Специальная часть. Анализ схем шевингования.

1.7.1. Анализ методов шевингования.

Используется четыре основных метода шевингования – параллельное, диагональное, тангенциональное и врезное, отличающиеся между собой направлением подачи, временем обработки, конструкцией шевера.

Параллельное шевингование.

При параллельном шевинговании обрабатываемое колесо совершает возвратно-поступательное движение параллельно своей оси. (см. лист рис. а).

В начале цикла стол с обрабатываемым колесом на ускоренной радиальной подаче перемещается к шеверу, а затем переключается на заднюю радиальную подачу и медленно подводит обрабатываемое колесо к шеверу. Начинается процесс шевингования комбинированным продольным и радиальным движением стола. В конце каждого продольного хода происходит радиальная подача стола для сближения обрабатываемого колеса с шевером при одновременном изменении направления вращения шевера. В конце цикла шевингования несколько проходов стола называются комбинированными, осуществляются без радиальной подачи.

По окончании цикла шевингования стол с обрабатываемым колесом на ускоренной радиальной подаче перемещается в исходное положение. Ширина зубчатого венца колеса и ширина шевера не зависят друг от друга, поэтому этим методом можно шевинговать колеса с различной шириной зубчатого венца. Недостатки – сравнительно малые стойкость шевера и производительность обработки.

Шевингование с продольной подачей параллельной оси колеса характеризуется теоретически точным контактом сопряженных боковых поверхностей зубьев шевера и обрабатываемого колеса в центре скрещивающихся осей. Эта точка проходит через линию минимального межосевого расстояния и в этом положении является калибрующей. Для получения необходимых размеров обрабатываемых зубьев по всей их длине центр скрещивания осей в процессе шевингования должен выходить за торцы обрабатываемого колеса.

Укорочение длины хода при параллельном шевинговании снижает точность обработки.

Диагональное шевингование.

При диагональном шевинговании обрабатываемое колесо совершает возвратно-поступательное движение под диагональным углом к оси колеса. (см. лист рис. 5).

Ширина зубчатого венца колеса (в), ширина шевера (В), угол скрещивания осей (g) и угол диагонали (j)т связаны между собой соотношением:

,

где: активная ширина шевера.

Теоретический угол диагонали изменяется от 0⁰ до 90⁰, практически – 25⁰-60⁰, а при угле около 40⁰ создаются оптимальные условия для резания и достижения качества обрабатываемой поверхности. При угле диагонали до 60⁰ можно использовать стандартные шеверы со стружечными канавками, свыше 60⁰ необходимо применять специальные шеверы со смещенными по винтовой линии стружечными канавками относительно торца шевера.

Преимущество диагонального шевингования по сравнению с параллельным в том, что при перемещении колеса под диагональным углом  длина стола короче, меньше ширины зубчатого венца колеса. При сокращении длины хода стола станка производительность повышается до 50%.

Тангенциальное шевингование.

При тангенциальном шевинговании отсутствует продольная передача, и имеется лишь касательная передача, направленная перпендикулярно оси обрабатываемого колеса (см. лист рис. в ). Шевер должен быть шире, чем зубчатый венец колеса, для обеспечения достаточного контакта между зубьями обрабатываемого колеса и шевера. Режущие зубчики имеют смещение один относительно другого и расположены по винтовой линии, чтобы компенсировать отсутствие продольной подачи при снятии стружки. Величина смещения зубчиков равно отношению шага между зубчиками к числу зубьев шевера.

При небольшом припуске тангенциальное шевингования выполняется при постоянном межосевом расстоянии за один двойной ход.

Тангенциальное шевингование производительней параллельного и диагонального, его обычно применяют для шевингования узких зубчатых колес, а также колес с закрытыми венцами.

Недостатки – ухудшается качество обрабатываемой поверхности, снижается точность обработки.

Врезное шевингование.

При врезном шевинговании подача вдоль оси обрабатываемого колеса отсутствует, а шевер перемещается к колесу в радиальном направлении.

Рисунок 2

1 – шевер

2 – обрабатываемое колесо

 - угол скрещивания осей

Схема рабочего цикла врезного шлифования рисунок 3

- участок 1 – рабочий цикл начинается с ускоренной передачи;

- участок 2 – включается подача врезания после достижения заранее установленного межосевого расстояния;

- участок 3 – меняется направление вращения шевера.

Реверсирование шевера необходимо для снятия одинакового количество металла с обеих боковых поверхностей зубьев обрабатываемого колеса.

- участок 4 – продолжается подача врезания после реверсирования шевера.

При врезном шевинговании обрабатывается вся поверхность одновременно, чтобы не оставить на поверхности зубьев необработанные участки режущей кромки зубчиков шевера располагают по винтовой линии подобно шеверам при тангенциальном шевинговании.

Число зубьев шевера и обрабатываемого колеса находятся в определенной зависимости. Их выбирают таким образом, чтобы каждый участок профиля обрабатывался несколько раз. Количество рядов для различных участков зуба должны быть одинаковыми при известной частоте вращения шевера.

При встречно шевинговании режущей кромки зубчиков стружечных канавок срезают металл, оставляя на зубе колеса следы рядов в направлении от обработанной поверхности к необработанной. В начале резания перед режущей кромкой стружечной канавки зубчика в результате пластической деформации образуется нарост металла, основная масса которого потом обрезается зубчиком шевера. Незначительная часть металла вдавливается задней поверхностью зубчика, создавая наклеп на поверхности обрабатываемого колеса и уменьшая шероховатость его поверхности.

Попутное шевингование осуществляется в направлении необработанной поверхности к уже обработанной поверхности, оставляя на профиле зуба следы рядов. При этом режущий зубчик срезает стружку посредством врезания в необработанную поверхность зуба обрабатываемого колеса. Характер стружки и обработанная поверхность, полученная шевингованием с попутной и встречной подачами, отличны друг от друга. Сравнение обработанных поверхностей показывает, что при встречной подаче критерий шероховатости поверхности составляет 0,85 мкм, а при попутной – 0,9 мкм.

На качество обработанной поверхности оказывает влияние метод обработки и состояние режущих кромок.