4.5. Отделка конических колес с прямыми зубьями

Шлифование зубьев закаленных колес осуществляется на специальных зубошлифовальных станках, работающих по методу обката с единичным делением. Станки имеют различную кинематику, однако, во всех конструкциях использован принцип зацепления воображаемого конического производящего колеса с обрабатываемым колесом. Так, например, обработка может осуществляться двумя тарельчатыми кругами, материализующими зуб неподвижного производящего колеса, заготовка при этом получает вращение вокруг своей оси. После формообразования впадины заготовка возвращается в исходное положение, следует деление на зуб, и цикл обработки повторяется. Также как и при фрезеровании зубьев двумя дисковыми фрезами, движение подачи инструмента вдоль зуба заготовки отсутствует. В массовом производстве на автомобильных заводах конические зубчатые колеса после термообработки притирают в паре. В процессе притирки сопряженные колеса вращают под легкой нагрузкой с подачей в зону зацепления жидкости с абразивом. После притирки колесо и шестерня остаются в комплекте в течение всего срока службы. Притирка закаленных зубчатых колес улучшает пятно контакта, снижает шероховатость боковых поверхностей зубьев и уровень шума при работе зубчатых колес. Производится притирка на специальных притирочных станках.

4.6. Изготовление конических колес с круговыми и циклоидальными зубьями

Нарезание круговых зубьев конических колес может вестись по методу обката и копирования (врезания). Схема нарезания круговых зубьев по методу обката показана на рис. 4.7. Также как и при обработке конических прямозубых колес, на станке имитируется зацепление воображаемого производящего конического колеса 1 и заготовки 2. В процессе обработки зуборезная головка 3 с трапецеидальными резцами получает вращение вокруг оси - главное движение резания. Одновременно с этим люлька 4 с расположенным на ней инструментом поворачивается вокруг осипроизводящего колеса. Вращение заготовки согласовано с вращением люльки таким образом, что при повороте производящего колеса наоборота заготовка повернется вокруг своей оси наоборота, где- число зубьев производящего колеса. При этом резцы головки спрофилируют одну впадину заготовки. После этого заготовка отводится от инструмента, следует её возврат в исходное положение (движение) и деление на зуб. Принципиальная кинематическая схема зуборезного станка для нарезания гипоидных и конических колес с круговыми зубьями подобна схеме зубофрезерного станка с той лишь разницей, что вместо резцов используется зуборезная головка.

Обработку зубьев можно осуществлять как двусторонней, так и односторонними резцовыми головками. При обработке зубьев двусторонней головкой наружные резцы формируют вогнутые стороны зубьев заготовки, а внутренние – выпуклые стороны. В зависимости от типа производства используют 3 способа нарезания зубьев шестерни и колеса.

При двойном двустороннем способе черновая и чистовая обработка зубьев шестерни и колеса осуществляется двусторонними резцовыми головками. Способ отличается сравнительно высокой производительностью, однако, пятно контакта в передаче получается сильно локализованным по длине зубьев из-за разницы радиусов r и R, на которых располагаются режущие кромки внутренних и наружных резцов (рис. 4.8.).

Рис. 4.8. – Схема зацепления зубьев, обработанных двусторонней головкой.

Управление длиной пятна контакта при этом способе формообразования зубьев невозможно. Вследствие этого способ применяют для мелкомодульных колес с небольшой шириной венца и при изготовлении неответственных зубчатых колес в единичном производстве.

При одностороннем способе черновая обработка шестерни и колеса осуществляется двусторонней головкой, а чистовая обработка выпуклых и вогнутых сторон зубьев сопряженных колес производится раздельно односторонними головками. Наряду с достоинствами – высокой точностью обработки, простотой управления длиной пятна контакта, способ имеет существенный недостаток – низкую производительность, т.к. каждое колесо нарезается в 3 установа.

При двусторонне-одностороннем (простом двустороннем) способе чистовое нарезание зубьев шестерни осуществляется последовательно двумя односторонними головками, а чистовое нарезание зубьев колеса – двусторонней головкой за 1 установ. Черновая прорезка впадин у шестерней колеса производится двусторонними головками. Данный способ производительней, чем односторонний, и позволяет управлять длиной пятна контакта. Этот способ применяют для изготовления высококачественных конических колес в массовом производстве.

Для повышения производительности был разработан способ изготовления полуобкатных передач. Зубья колеса 1 в такой передаче нарезают методом копирования двусторонней головкой. В результате они имеют трапецеидальный профиль (рис. 4.9.). Зубья шестерни 2 нарезают методом обката при раздельной чистовой обработке выпуклых и вогнутых сторон. При этом изменение профиля зуба колеса компенсируется изменением профиля зуба шестерни. Для этого на станке имеется специальный механизм модификации обката.

Рис. 4.9. – Схема зацепления колес полуобкатной передачи.

Преимущество полуобкатных передач по сравнению с обкатным в том, что обработка зубьев колеса осуществляется более производительно. В основном это относится к чистовому нарезанию, которое осуществляется в 3-5 раз быстрее. Полуобкатные передачи применяют, если передаточное число пары 3:1 и более.

При изготовлении колес с циклоидальными зубьями формообразование впадины обеспечивается согласованием угловой скорости вращения заготовки со скоростями вращения инструмента вокруг его оси (главное движение резания) и оси производящего колеса (движение). Таким образом, обработка ведется по методу обката с непрерывным делением. Зуборезная головка содержитN групп резцов. В каждой группе по 2 резца – один наружный и один внутренний. Резцы каждой группы последовательно прорезают одну из впадин колеса. За один оборот головки формируется n впадин. За 1 рабочий ход (поворот инструмента вокруг оси производящего колеса) формируются все зубья заготовки. Для обеспечения высокой точности шага зубьев число групп резцов не должно быть кратно числу зубьев заготовки. Метод отличается высокой производительностью, т.к. отсутствуют потери времени на деление и вспомогательные ходы.