Обработка зубчатых деталей
Зубчатые детали по своей конструкции подразделяются на шестерни и вал шестерни. Само зубчатое зацепление предъявляет к данным деталям следующее требование:
Эффективная передача крутящего момента, которая характеризуется высоким КПД. Данное требование обычно обеспечивается самой конструкцией зубчатого зацепления, а так же жестким выполнением требований чертежа на изготовление
Бесшумность и плавность работы обеспечивается точным изготовление профилем эвольвенты устранением эксцентричности зубчатого венца и качественной отделкой профиля зуба
Высокая износостойкость обеспечивается использованием специальных легированных сталей, которые подвергаются термической обработки виде закалки и цементации рабочего профиля.
Высокая усталостная прочность обеспечивается использованием метода пластического деформирования когда рабочая поверхность зуба обкатывается специальными накатными роликами.
Для изготовления шестерен используются определенные планы обработки стандартными из них являются следующие:
Предварительное фрезерование зубьев червячными фрезами с последующим шевингованием. Данный план обработки в основном используется для незакаленных шестерен в условиях крупносерийного и массового производства.
Зуба долбление и притирка зубьев в основном используется в условиях мелкосерийного производства
Методы предварительной обработки зубчатых колес:
Фрезерование модульными фрезами осуществляется дисковыми либо пальцевыми фрезами, которые прорезают впадины зубьев. Для того чтобы обеспечить шаг зубьев шестерня устанавливается в специальное поворотное приспособление оснащенное механизмом деления которая обеспечивает поворот шестерни на заданный угол
Рисунок
Данный метод обработки называется метод копирования, так как рабочий профиль инструмента копируется на обрабатываемой детали в условиях серийного и массового производства предварительная обработка зубьев осуществляется червячными фрезами. Червячная фреза это эвольвентный червяк, который в сечении перпендикулярным винтовым ниткам имеет форму прямобочной рейки. Червяк превращается в инструмент путем прорезания на тем стружечных канавок и затылования зубьев. При обработке шестерня откатывается в зацепление с червячной фрезой по этому сам метод обработки называется метод обкатывание. Для того чтобы обеспечить необходимые параметры профиля необходимо чтобы за 1 оборот червячной фрезы нарезаемая фреза повернулась на то число зубьев которое равно числу заходов самой червячной фрезы. По своей конструкции червячные фрезы бывают одно двух и трех за ходное. Одно заходные обеспечивают большую точность, а трех заходные большую производительность.
Рисунок
Зуба долбление.
Сущность метода зуба долбления состоит в том что для обработки используется специальный инструмент зуборезный долбяк по своей форме он напоминает обычную шестерню но при этом имеет более твердый материал и высокую точность. Обработка осуществляется так же методом обкатывания но при этом долбяк совершает относительно шестерни возвратно поступательное движение вдоль оси по точности и производительности фрезерование червячными фрезами и зуба долбление являются конкурирующими методами но при этом фрезерование обеспечивает большую точность шага за счет равномерных силовых нагрузок и непрерывного зацепления. Долбяк совершает относительно детали бесконечно больше число двойных ходов по этому он обеспечивает более высокую эвольвенты
Рисунок
В условиях массового и крупносерийного производства очень часто используют методы предварительного формообразования зубъев путем их накатывания. Обработка осуществляется методом пласитческого деформирования. Предварительно заготовка нагревается а за тем помещается между 2мя вращающимися волками которые при сближении формируют зубчатый профиль.
Методы чистовой обработки шестерен
Шевингование используется как метод обработки для не закаленных шестерен. Его сущность состоит в том что обрабатываемая шестерня обкатывается в зацеплении с решкой шевером при этом кинематические перемещение самой шестерни ограничиваются по этому с заготовки снимаются мелкие стружки которые позволяют повысит качество поверхности.
Рисунок
Если свободно катить шестерню по рейке то она должна переместиться из точки А в точку С но за счет ограничения кинематики ее движения она перемещается в точку В за счет того что рейка имеет прорезанные канавки (режущие зубья) происходит снятие мелких стружек. Максимальное достижимое степень точность до 7 класса. Шевингование исправляет ошибку шага и профиля эвольвенты.
Зуба шлифование в основном используется для закаленных шестерен твердость по Роквелу больше 45 единиц. Зуба шлефование может осуществляться методом копирования (так же как модульные дисковые фрезы) либо методом обкатывания но при этом для обработки используется 2 шлифовальных круга имеющих тарельчатую форму. Контакт инструмента с деталью осуществляется точечный по этому нагрев и износ инструмента очень мал. Данный метод является основным при изготовлении зуборезных инструментов. Не достатком его является много проходность и большое время на обработку. В условиях мелкосерийного производства как операция отделочной обработки может быть использована притирка или приработка зубьев. Когда обрабатываемая шестерня вращается в зацеплении либо эталонной шестерней притиром либо стой шестерней с которой она потом будет работать в узле машины. Чтобы процесс был эфективенр в зону контакта наносят машинное масло с абразивом. Но после этого детали тщательно моются керосином.