4. Изготовление конических зубчатых колес

4.1. Черновое нарезание конических прямозубых колес дисковыми модульными фрезами по методу копирования

В единичном и мелкосерийном производствах конические колеса нарезают дисковыми модульными фрезами на универсальных фрезерных станках, оснащенных делительными головками. При этом используют 2 набора фрез. Набор из 8 фрез предназначен для нарезания зубчатых колес с модулем до 8 мм. Набор из 15 фрез – для колес с модулем выше 8 мм. Фрезы из стандартного набора выбирают по приведенному числу зубьев:

,

где - числа зубьев шестерни и колеса,

- углы делительных конусов шестерни и колеса (угол между осью зубчатого колеса и образующей его делительного конуса).

Номера дисковых модульных фрез в зависимости от числа зубьев для набора из 8 фрез приведены в таблице:

Номер фрезы	1	2	3	4	5	6	7	8
Приведенное число зубьев	12-13	14-16	17-20	…	…	…	55-134	135

Дисковые модульные фрезы проектируют исходя из следующих соображений: профили зуба фрезы делают близким к профилю впадины на внешнем торце А зубчатого венца. Толщину вершины зуба фрезы принимают равной ширине впадины на внутреннем торце Б зубчатого венца с учетом припуска под чистовое зубонарезание.

На рис. 4.1., а дан вид на впадину со стороны внешнего торца зубчатого венца. На рис. 4.1., б показана первая установка заготовки при прорезке впадины. Если осуществить прорезку впадины по этой схеме, то ни в одном из сечений зуба не получится профиль близкий к требуемому. Несколько улучшить профиль зубьев можно, если кроме первой прорезки произвести дополнительную обработку впадины с одной и другой сторон (рис. 4.1., в, г).

Рис. 4.1. – Схема формирования впадины конического колеса дисковой модульной фрезой.

В массовом и крупносерийном производстве черновое нарезание зубьев конических колес производят дисковыми модульными фрезами на специальных станках ЕЗ-40 Егорьевского станкостроительного завода. Станок имеет двухпозиционный стол 1 (рис. 4.2.). На рабочей позиции комплектом дисковых фрез 2 одновременно обрабатывают 2-4 заготовки 3. На загрузочной позиции в это время рабочий производит смену заготовок. В процессе нарезания зубьев заготовка неподвижна, а фреза движется вдоль образующей конуса впадины.

Рис. 4.2. – Черновое нарезание зубьев комплектом дисковых фрез.

Для чернового прорезания впадин весьма эффективно использование дисковых резцовых головок большого диаметра (500-600 мм). В этом случае (рис. 4.3.) движение подачи где заготовки 1 осуществляют в радиальном направлении, т.е. используется принцип наикратчайшего рабочего хода. При большом диаметре инструмента возможна параллельная обработка нескольких заготовок.

Рис. 4.3. – Черновое нарезание зубьев дисковой резцовой головкой большого диаметра.

4.2. Строгание зубьев прямозубых конических колес

Конические колеса с прямыми зубьями могут быть нарезаны двумя резцами на зубострогальных станках. Строгание зубьев бывает черновое и чистовое. Чистовое нарезание зубьев производят методом обката с единичным делением, при этом имитируется зацепление обрабатываемого зубчатого колеса с воображаемым производящим коническим колесом, боковые поверхности зубьев которого материализуют 2 зубострогальных резца.

Принципиальная кинематическая схема зубострогального станка показана на рис. 4.4. Обкатная люлька 1 станка, несущая суппорты с резцами 2, кинематической цепью связана со шпинделем бабки 3, на котором установлена заготовка 4. Кинематическая цепь станка включает червячные передачи 5 и 6, приводящие во вращение люльку и шпиндель заготовки гитарой деления 7 и обката 8 и механизма деления.

Привод люльки и заготовки осуществляется от электродвигателя 10 через коробку подач 11.

В процессе обработки резцы получают возвратно-поступательное движение резания и одновременное вращениевокруг осипроизводящего колеса 12. Заготовка при этом вращается вокруг своей оси согласованно с вращением производящего колеса.

Черновое нарезание зубьев конических колес производят методом копирования без движения обката. Люльку станка устанавливают неподвижно, а заготовке сообщают движение подачи вдоль оси люльки. После прорезания впадины на полную глубину заготовку отводят в исходное положение, следует деление на зуб, и цикл обработки повторяют.

Благодаря своей универсальности метод строгания зубьев двумя резцами широко применяется в единичном и серийном производствах, он обеспечивает сравнительно высокое качество обработки простым и недорогим инструментом: на станках нормальной точности достигается 7-8 степень точности зубчатого колеса, на станках повышенной точности – 6-7 степень точности по ГОСТ 1758-81.

Вместе с тем из-за больших потерь времени на вспомогательные ходы инструмента метод имеет сравнительно низкую производительность.