22.2.4 Методы нарезания зубьев
Нарезание зубьев зубчатых колес производится несколькими методами: копирования, протягиванием, накатыванием, фрезерованием дисковыми и пальцевыми фрезами или методом обкатки червячными фрезами, строганием или долблением.
Нарезание зубьев модульными дисковыми и пальцевыми фрезами заключается в последовательном фрезеровании впадин между зубьями фасонной дисковой или пальцевой модульными фрезами (рис. 22.4). Такие фрезы изготавливают набором из 8 или 13 штук для каждого модуля. Обычно применяют набор фрез из 8 штук, обработка которыми позволяет получить зубчатые колеса 9-й степени точности. Такое количество фрез в каждом наборе необходимо потому, что каждая фреза набора предназначена для определенного интервала числа зубьев.
Дисковыми модульными фрезами можно нарезать как прямые, так и косые зубья с малым и большим модулем. Пальцевыми модульными фрезами нарезают зубья средних и крупномодульных цилиндрических шевронных колес, реек и др. Обработка зубьев цилиндричесхих зубчатых колес дисковыми и пальцевыми модульными фрезами производится на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках в единичном и мелкосерийном производстве при отсутствии специальных зуборезных станков. Метод малопроизводительный, дает 9-11-й квалитет, Rz = 60... 80 мкм.
Рис. 22.4. Нарезание зубьев последовательно модульной дисковой фрезой (а)
и набором фрез (б)
Нарезание зубьев червячными фрезами имеет более высокую производительность и получило наиболее широкое распространение. Достигаемая точность при нарезании зубьев червячными фрезами 8 - 9 степень и шероховатость поверхности Rz = 20 ... 40 мкм. Процесс нарезания зубьев производится на зубофрезерных станках червячными фрезами и может применяться как для прямых, так и косых зубьев.
Зубчатые колеса с модулем < 2,5 мм нарезают за один ход начисто, с модулем > 2,5 мм нарезают начерно и начисто в два и даже в три хода.
Для черновых ходов применяются двух- и трехзаходиые червячные фрезы для повышения производительности.
Зубодолбление долбяками применяют для черновой и чистовой обработки зубчатых колес с внутренним зацеплением и закрытых зубчатых венцов с внешним зацеплением.
Обычные зубчатые колеса средних модулей (2,5 ... 5 мм) целесообразно предварительно обрабатывать на зубофрезсрных станках, а чистовую обработку на зубодолбежных станках с т > 5 мы экономичнее обрабатывать на зубофрезерных станках, с m < 2,5 мм на зубодолбежных станках. Зубодолбление позволяет получить 7-8 степени точности и Rz = 10...20 мкм.
В индивидуальном производстве для неточных зубчатых колес и в условиях ремонта при отсутствии зуборезных станков зубья можно обработать на долбежном или строгальном станках фасонными резцами.
Протягивание зубьев используется в крупносерийном и массовом производствах для протягивания зубьев зубчатых секторов.
Накатывание зубьев в 15-20 раз производительнее зубонарезания. Зубья модулем m < I мм накатываются в холодном состоянии, с модулем m > 1 мм - в горячем состоянии.
В холодном состоянии мелкомодульные зубчатые колеса в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производств могут накатываться на токарных станках с продольной подачей.
В крупносерийном и массовом производстве накатывание производится на специальных станках плоскими рейками.
Достигаемая степень точности - 8, шероховатость Ra - 1,2 ... 2,0 мкм.
Горячее накатывание может производиться как с радиальной, так и продольной подачей. Применяется в крупносерийном и массовом производстве и осуществляется на специальных модульных станках. Нагрев заготовки осуществляется ТВЧ до 1000 - 1200 °С за 20 ... 30 секунд до накатывания.
Нарезание зубьев конических зубчатых колес в единичном и серийном производствах, при отсутствии зуборезных станков, можно нарезать на универсально-фрезерном станке с использованием делительной головки дисковыми модульными фрезами (9 - 10-я степени точности, Rz = 20 ... 50 мкм). Для нарезания зубчатых колес 7 - 8-й степеней точности (Rz - 10 ... 20 мкм) требуются специальные зуборезные станки.
В серийном и массовом производстве прямые зубья конических зубчатых колес нарезают методом обкатки - зубостроганием. Время нарезания зуба 3,5 ... 30 с.
При этом зубья с т > 2,5 предварительно прорезают профильными дисковыми фрезами методом деления на специальных или специализированных станках. Эти станки снабжаются специальным устройством для установки нескольких заготовок и их автоматического поворота.
В крупносерийном и массовом производстве для предварительного нарезания зубьев конических зубчатых колес применяют зуборезные станки для одновременного фрезерования трех заготовок с автоматическим делением, остановом, подводом и отводом стола.
В массовом производстве для обработки прямых зубьев небольших конических колес применяют производительный метод - круговое протягивание зубьев на специальных зубопротяжных станках
Режущим инструментом служит круговая протяжка, состоящая из нескольких секций, черновых и чистовых резцов.
При черновом и получистовом нарезании протяжка имеет поступательное движение от вершины начального конуса к его основанию, а при чистовом - в обратном направлении. За один оборот она полностью обрабатывает одну впадину.
Нарезание конических зубчатых колес с криволинейными зубьями производится на специальных станках, работающих методом копирования и обкатки.
Режущим инструментом служат режущие головки.
Черновое нарезание производится методом копирования. Чистовое - методом обкатки.
В настоящее время зубья конических колес с успехом накатываются и шлифуются.