Зубодолбление многорезцовой головкой.

Тема 2.6 Обработка зубьев зубчатых колёс

 

Тема: «Виды зубчатых колёс. Методы нарезания зубчатых колёс»

 

Цели урока:

     Дидактическая:

создание условий для формирования знаний о методах обработки зубчатых поверхностей на различных станках, об методах нарезания цилиндрических зубчатых колёс.

       Воспитательная:

воспитание осознанного отношения к процесса обучения, интереса к будущей профессии. 

       Развивающая:

развитие познавательного интереса, гибкости мышления, сообразительности, смекалки

 

Оснащение урока:

1 ММК.

2 Презентация.

 

Вид урока: смешанный урок

Методы и приёмы: сообщение нового материала с элементами демонстрации и привлечением студентов.

 

План урока.

Виды зубчатых колёс.

2. Основные методы обработки зубьев цилиндрических колес.

3. Фрезерование зубьев цилиндрических колес дисковыми и пальцевыми модульными фрезами.

4. Фрезерование зубьев цилиндрически колёс червячными фрезами.

5. Нарезание зубьев цилиндрических колес долбяком.

6. Зубодолбление многорезцовой головкой.

7. Протягивание зубьев.

 

Задание на дом: 2. с.95-102

 

Почти во всех машинах и механизмах встречаются болты, подшипники, валы, зубчатые колеса. Сегодня мы изучим виду зубчатых колес, о методах обработки зубчатых поверхностей на различных станках.

Виды цилиндрических зубчатых колёс.

В передачах современных машин широко применяют зубчатые колёса, разнообразные по форме, размерам и профилям.

Форма венца зубчатого колеса	цилиндрические зубчатые колёса		конические зубчатые колёса
Форма зубьев относительно оси колеса	прямые, косые и шевронные	винтовые	прямые, круговые и тангенциальные
Взаимное расположение осей валов	оси валов параллельны	оси валов скрещены	оси валов пересекаются (межосевой угол может быть как равен 90º; так и отличен от 90º)
Профиль зуба	В основном с эвольвентым профилем

Все зубчатые колеса делятся на одновенцовые и многовенцовые колеса.

Основные методы обработки зубьев цилиндрических и конических колес.

Зубчатые колеса обрабатывают на разнообразных зубообрабатывающих станках. Зубья на колесах нарезают двумя способами: ко­пированием (рис. 3, а, б) и обкаткой (3, в). При копировании режущему инструменту придают форму впадины между зубьями, а затем производят обработку. При этом профиль инструмента копируется на обрабатываемой поверхности.

 

Рисунок 3 – Способы нарезания колёс.

Зубонарезание способом копирования можно выполнять: последовательным нарезанием каждого зуба колеса модульной дисковой или пальцевой фрезой на универсальном фрезерном станке; одновременным долблением всех зубьев колеса; одновременным протягиванием всех зубьев колеса; круговым протягиванием. Способ копирования применяется главным образом при изготовлении зубчатых колес не­высокой точности.

Современным, точным и производительным способом изготовления зубчатых колес является нарезание зубьев по способу обкатки червяч­ной фрезой, круглым долбяком, реечным долбяком (гребенкой), резцовой головкой, накатыванием зубчатыми валками.

3. Фрезерование зубьев цилиндрических ко­лес и реек дисковыми и пальцевыми мо­дульными фрезами.

Фрезерование зубьев колес представ­ляет собой разновидность фасонного фрезерования. В процессе работы фреза переносит (копирует) свой профиль во впадину зубьев, созда­вая, таким образом, две половины профилей двух соседних зубьев После нарезания одной впадины заготовка поворачивается на размер шага с помощью делительного механизма, фреза снова врезается и проходит по новой впадине между зубьями.

Такой способ применяют в единичном и мелкосерийном производст­ве, а также при ремонтных работах. Процесс ведут на горизонтально-фрезерных станках с делительными головками. Недостатками этого способа являются:

1. Низкая точность обработки зуба, так как дисковые модульные фрезы изготовляют с приближенными профилями зубьев, причем каж­дый типоразмер фрезы рассчитан на несколько смежных чисел зубьев нарезаемых колес в определенном интервале.

2. Низкая производительность и высокая себестоимость обработки (большое основное и вспомогательное время). Низкая производительность определяется прерывностью процесса обработки, вызывающей потери времени на врезание фрезы при изготовлении каждого очеред­ного зуба, на индексирование (поворот) заготовки, на подвод заготовки к фрезе, а также относительно малым числом зубьев фрезы, работаю­щих одновременно.

4. Фрезерование зубьев цилиндрически колёс червяч­ными фрезами наиболее широко применяется в промышленности. Червяч­ная фреза представляет собой червяк, имеющий профиль осевого сечения винтовых ниток в виде зубчатой рейки, и продольные канавки, образующие режущие зубья рейки (рис. 1 в).

Зубчатая рейка обеспечивает зацепление с эвольвентными коле­сами любого числа зубьев и червячная фреза может нарезать колеса с любым числом зубьев (того же модуля и угла зацепления) одинаково точно. В этом заключается одно из больших преимуществ нарезания зубьев колес червячной фрезой.

В процессе нарезания червячная фреза и нарезаемое колесо нахо­дятся в состоянии относительного движения зацепления, соответству­ющего червячной передаче с передаточным числом ,

где n_ф и n_з — частоты оборотов фрезы и зубчатого колеса; Z_ф и Z₃ — число заходов червячной фрезы и число зубьев нарезаемого зубчатого колеса.

При резании червячная фреза вращается и движется поступатель­но в соответствии с вращением нарезаемого зубчатого колеса (рис. 4).

Червячная фреза кроме вращения имеет еще и поступательное движение подачи вдоль образующей боковой цилиндрической поверхности нарезаемого колеса. Процесс резания при этом происходит непрерывно и в нем участвует одновременно несколь­ко режущих зубьев, благодаря чему этот способ нарезания зубьев яв­ляется одним из наиболее производительных.

 

Рисунок 4 - Схема зубофрезерования.

Червячную фрезу устанавливают или на полную высоту зуба (т. е. глубину резания) при нарезании зубьев за один рабочий ход, или при нарезании зубьев с модулем более 8 мм за два рабочих хода — на 0,6 высоты зуба при первом и на 0,4 при втором рабочем ходе. Для чисто­вого рабочего хода оставляется припуск от 0,5 до 1 мм на толщину зу­ба по начальной окружности (для размеров модуля 8... 15 мм). Обычными червячными фрезами нарезают зу­бья как с нормальным, так и с корри­гированным профилем. В последнем слу­чае фрезу соответственно условиям кор­ригирования смещают при установке, приближая ее к заготовке или удаляя от нее.

Зубофрезерование можно произво­дить при продольной (рис. 5, а), осевой (рис. 5, б) и диагональной (рис. 5, в) подачах.

 

Рисунок 5 – Схема зубофрезерования различными подачами.

 При продольной подаче червячная фреза перемещается вдоль оси обрабатываемой детали, при осевой — вдоль собственной оси. Диагональная подача — это сочетание вер­тикальной подачи вдоль обрабатываемой детали и осевой подачи фрезы вдоль своей оси. При диагональной подаче выше стой­кость инструмента и качество поверхности рабочего профиля зубьев колес.

На зубофрезерных станках можно производить нарезание зубьев попутным (рис. 6, а) или встречным (рис. 6, б) фрезерованием; при этом попутное фрезерование эффективнее, так как оно обеспечивает более благоприятные условия стружкообразования, меньшие колебания сил резания, меньшие ви­брации при резании, что повышает стойкость инструмента и качество обрабо­танной поверхности.

Рисунок 6 – Попутное и встречное зубофрезерование.

Значительная часть вре­мени зубофрезерования расходуется на врезание, особенно при применении червячных фрез большого диаметра, так как с увеличением диаметра фрезы возрастает длина врезания. Для прямозубых колес средних модулей время врезания составляет 30...40% машинного времени. При осевом вреза­нии подачу обычно несколько понижают по сравнению с последующей подачей при резании. Трудоемкость врезания можно уменьшить при­мерно на 30% заменой осевого врезания (рис. 7, б) радиальным (рис. 7, а), сохраняя последующую продольную подачу; в этих ус­ловиях станок и инструмент в течение всего процесса обработки за­гружаются более равномерно.

 

 

Рисунок 7 – Осевое и радиальное врезание.

Червячными фрезами нарезают как прямые, так и косые зубья цилиндрических колес. В последнем случае ось фрезы устанавливают под углом к торцу нарезаемого колеса, рав­ным сумме углов подъема винтовой нитки фрезы и винтовой нитки (угла на­клона зуба) нарезаемого колеса (при разных направлениях винтовых линий фрезы и колеса) и разности этих углов, если направления винтовых линий фре­зы и нарезаемого колеса одинаковы.

Наиболее распространенным зубообрабатывающим станком является зубофрезерный станок для нарезания зуб­чатых колес с прямыми и косыми зубьями, а также червячных колес и червяков методом обкатки.

 

Рисунок 8 – Общий вид зубофрезерного станка.

Станок вы­полняет три движения: вращения червячной фрезы, вертикальную подачу фрезы, вращение заготовки.

5. Нарезание зубьев цилиндрических колес долбяком.

В отличие от нарезания зубьев червячными фрезами зубодолбление по­зволяет обрабатывать зубчатые венцы там, где нет достаточного простран­ства для выхода фрезы, например, блок шестерен, вал шестерня с фланцем, внутренние венцы и т. д. (рис. 9). В таких случаях зубодолбление стано­вится единственным экономически целесообразным методом обработки. При обработке открытых венцов зубчатых колес малых модулей (до 2,5 мм) зубодолбление не только не уступает, но часто превосходит по производи­тельности зубофрезерование.

 

 

 

 

Рисунок 9 – Схема зубодолбления.

При обработке колес модулем от 2,5 до 5 мм с целью повышения производительности могут применяться комбинированные схемы обработки, совмещающие черно­вую и чистовую обработку зубьев. В общем случае зубодолблению можно обеспечить более высокую точность обработки, но из-за потерь на холостые ходы по производитель­ности все лее уступает зубофрезерованию.

В машиностроении зубодолбление за­нимает второе место (после зубофрезерования червячными фрезами) и применяется там, где метод фрезерования применять до­рого или невозможно.

Применение операции зубодолбления часто экономически целесообраз­но при обработке колес с узким венцом (ободом), модулем до 2 мм и боль­шим числом зубьев (даже в тех случаях, когда возможна обработка и чер­вячной фрезой).

Различают дисковые, чашечные и хвостовые зуборезные долбяки. Дисковыми и чашечными долбяками обрабатывают только наружные (внешние) зубья колес. Хвостовые долбяки применяют для обработки колес внутреннего зацепления (рис. 10).

Для нарезания прямозубых колес применяются дисковые долбяки, косозубых — косозубые долбяки, прямозубых колес в упор - чашечные, долбяки, для колес с внутреннего зацепления — хвостовые долбяки, шевронных ко­лес — косозубые парные долбяки.

 

 

Рисунок 10 - Схемы долбяков:

а — насадной дисковый долбяк; б — насадной чашечный долбяк; в — хво­стовой долбяк.

При нарезании косозубых колес косозубый долбяк совершает дополнительный поворот в направлении наклона зу­ба нарезанного колеса.

В процессе обработки долбяк совершает возвратно-поступательное дви­жение параллельно оси обрабатываемого колеса (рис. 11) – главное двимжение. Долбяк и колесо вращаются вокруг своих осей, при непрерывном движении обката произво­дится сближение осей (долбяка и колеса). Следует учитывать, что процесс резания прерывистый, поэтому профиль зубьев обычно имеет огранку в по­перечном направлении.

Долбяк подводится к заготовке до соприкосновения с ней. С этого момента начинается процесс резания, с автоматиче­ским перемещением долбяка. При холостом ходе заготовка отводится от инструмента. Число двойных ходов составляет обычно от 2500 до 700 в минуту. Заготовка в процессе обработки совершает вращательное движение вокруг своей оси, создавая непрерывное дви­жение обката.

 

Рисунок 11 – Схема долбления зубьев.

Зубодолбление многорезцовой головкой.

В массовом производстве для нарезания наружных цилиндрических и блочных колёс, а также шлицевых валов небольшой длины применяют зубодолбёжные головки, производительность которых в 6 раз превышает обычное зубодолбление. Высокая производи­тельность достигается тем, что в работе одновременно участвует столь­ко резцов (долбяков), сколько нужно нарезать зубьев на заготовке, причем резцы имеют форму впадин зубчатого колеса. Многорезцовую обработку ведут по схеме, приведенной на рис. 12

 

Рисунок 12 – Схема долбления многорезцовой головкой.

 Резцы 1 расположены радиально по отношению к заготовке 2. Процесс резания совершается при воз­вратно-поступательном вертикальном движении заготовки 2 при неподвижной резцовой головке. Радиальная од­новременная подача резцов 1 происхо­дит в нижнем положении заготовки 2, когда заготовка выходит из зацепления с резцами.

Протягивание зубьев.

Протяжки применяют для обработки зубчатых колес как с внутренними, так и наружными зубьями. При обработке внутреннего зубчатого профиля колес протяжки выполняются аналогично эвольвентным шлицам отверстий. Наружные протяжки для обработки зубьев могут быть однопрофильные секторные и охватывающие.

Однопрофильные протяжки последовательно обрабатывают впадину между зубьями колес с поворотом заготовки на уг­ловой шаг. Протяжки могут выполняться либо в виде шпоночных, либо кру­говых. Круговое протягивание не имеет холостых ходов и является произ­водительным и перспективным методом обработки.

Главное движение фрез-протяжек — вращательное, одновременно про­исходит перемещение инструмента в направлении обрабатываемой впади­ны, режущие кромки, последовательно вступают в работу — образуют раз­личные участки профиля впадины.

Протяжки секторного типа обрабатывают одновременно группу зубьев, затем обрабатываемое колесо поворачивается для обработки следующего сектора зубьев. При применении протяжек охватывающего типа — рабочее движение подачи обычно сообщается заготовке. Режущие зубья охваты­вающей протяжки располагаются по всему обрабатываемому контуру зуб­чатого колеса. Они имеют форму нарезаемых впадин. Протяжки выполня­ются сборными в виде набора колец или отдельных шпоночных (протяжек).

Например, на операции зубонарезания обода на маховике автомобильных двигателей охватывающее зубопротягивание позволяет заменить 15 зубофрезерных станков (рис. 13). Охватывающее протягивание обеспечивает обработку одного венца маховика в пределах 3 с, стойкость инструмента между переточками составляет 10-12 тыс. изделий.

 

Рисунок 13 - Схема охватывающей протяжки.

Однако конструкции охватывающих протяжек, предназначенных для одновременной обработки всех впадин зубьев колес очень сложны в изготов­лении и дорогостоящи. Поэтому автомобилестроительные фирмы успешно используют высокопроизво­дительный и относительно простой метод однопрофиль­ного кругового протягивания для изготовления зубчатых колес. Протяжка, выполнен­ная в виде диска непрерывно вращаясь с постоянной скоро­стью против часовой стрелки, обрабатывает за один оборот только одну впадину колеса.

 

 

Рисунок 14 - Схема блочного резца на головке для кругового протяги­вания.

Производительность данного метода и стойкость инструмента сравнима с охва­тывающим протягиванием, но за счет технологичности, процесс значительно дешевле.

Круговое протягивание прямых зубьев цилиндрических колес также относится к методу копирования, и, следовательно, точность зубонарезания в большой степени зависит от точности изготовления инструмента, в частности, зубьев круговой протяжки.

Резцовые блоки протяжки обычно имеют четыре-шесть зубьев и два-три отверстия для крепления блока на корпус протяжки (рис. 14). Перетачиваются резцы только по передней грани.

Отсутствие движения подачи, совмещение черновой и чистовой обра­ботки, одновременная обработка двух боковых сторон впадин обеспечивает значительное преимущество данному методу обработки зубьев колес.

 Для обеспечения эвольвентной боковой поверхности зубьев цилиндрических колес процесс протягивания может дополняться процессом фрезерования.

Фрезопротяжка создана путем объе­динения двух секторов (круговой протяж­ки, дисковой модульной фрезы). Свобод­ный сектор разъединяет первый и послед­ний режущие зубья протяжки. За один оборот фрезопротяжка производит черно­вое и чистовое нарезание зубьев. Чистовые зубья соответствуют профилю впадин зубьев.

Черновые зубья имеют пе­редний угол заточки больше 0°, что обеспечивает высокую стойкость, профиль боковых сторон зубьев фрезопротяжки может выпол­няться по одной дуге окружности.

 

 

 

Рисунок 15 - Схема нарезания впадин зубьев колес фрезопротяжкой .

При фрезопротягивании зубьев колес на обработку затрачивается более 80 % времени резания, что снижает производительность. Кроме того, продольное пере­мещение больших масс (головки с колесом), необходимых в процессе ре­зания, не только усложняет конструкцию станка, но и снижает его жест­кость.

 

Контрольные вопросы.

1. Выберите зубчатые колеса цилиндрические, конические, прямыми, косыми, шевронными зубьями, одновенцовые и многовенцовые.

2. Перечислите методы нарезания цилиндрических колёс методом копирования.

3. Перечислите методы нарезания цилиндрических колёс методом обката.

4. В каких случаях применяется долбление зубьев долбяком?

5. Какие методы наиболее эффективны в массовом производстве? Какие в серийном ?

 

---

Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 32; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!