Обработка заготовки зубчатых колес до нарезания зубьев



 

Обработка заготовки расчленяется на следующие операции:

1) предварительная обработка отверстия;

2) окончательная обработка отверстия;

3) предварительная токарная обработка наружных поверхностей;

4) окончательная токарная обработка наружных поверхностей.

                                                                               

При необходимости проводят дополнительные операции механической обработки в соответствии с указаниями, приведенными на рабочем чертеже детали (фрезерование шпоночного паза или шлицев на валике зубчатого колеса, сверление отверстий, нарезание резьбы и т. д.).

При обработке зубчатых колес, как цилиндрических, так и конических, в автомобиле-, тракторо- и станкостроении базирование производится по центровым отверстиям или по точно обработанному отверстию зубчатого колеса.

Цилиндрические и конические зубчатые колеса с хвостовиком (валиком) обрабатываются в центрах.

В мелкосерийном и серийном производствах зубчатые колеса обрабатываются на револьверных и токарных станках; в крупносерийном и массовом производствах — на горизонтальных и вертикальных токарных полуавтоматах и переналаживаемых автоматических линиях.

При использовании револьверного станка вся обработка заготовки с одной стороны производится полностью с одновременной окончательной обработкой отверстия. При сложной конфигурации обработка заготовки с другой стороны может быть также выполнена на револьверном станке. Деталь зажимается по уже обработанной поверхности, в трехкулачковом само­центрирующем патроне. Если заготовка простой формы, то ее другую сторону можно обработать на токарном станке.

Для обработки зубчатых колес на горизонтальных полуавтоматах в заготовке предварительно сверлят отверстие на сверлильном станке, и окончательно обрабатывают его на протяжном станке.

Последующая обработка заготовки с базированием по отверстию производится в две операции: предварительная и окончательная обработка наружных поверхностей на многорезцовых полуавтоматах. Наружные поверхности заготовок на многорезцовых полуавтоматах можно обрабатывать как в две, так и в одну операцию. При значительном размере производственной программы для обработки зубчатых колес применяют многошпиндельные полуавтоматы.

Двухиндексная схема настройки предусматривает обработку заготовки зубчатого колеса полностью на одном станке.

Из приведенных примеров технологических наладок для многошпиндельных полуавтоматов, полная наружная обработка заготовки зубчатого колеса на этих станках часто предусматривает и окончательную обработку базового отверстия.

Для всех типов зубчатых колес последней операцией перед нарезанием зубьев часто является шлифование торца или его окончательное подрезание, что обеспечивает перпендикулярность торца к оси отверстия зубчатого колеса и точность нарезания зубьев.


В зависимости от вида изделия, условий его эксплуатации, требований к габаритным размерам и квалиметрическим характеристикам, выбирают материалы зубчатых колес и необходимуютермообработку.

На практике применяют следующие варианты химико – термической обработки (Т.О.):

I – группа – мягкие зубчатые колеса, Т.О. колес – улучшение , твердость зуба шестерни 269…302НВ, а колеса – 235…262НВ. Марка стали 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ и др.

Зубья колес из улучшаемых сталей хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению, но имеют ограниченную нагрузочную способность. Применяют в единичном производстве в слабо- и средненагруженных передачах. Можно рекомендовать для быстроходной ступени в многоступенчатых редукторах при необходимости обеспечения жесткости вала.

II – группа – зубчатые колеса средней твердости, при этом термообработка шестерни закалка ТВЧ, а Т.О. колеса улучшение. Применяется вышеуказанные марки стали, а твердость зуба шестерни 45…50 HRCЭ, колеса как и указанных выше.

III – группа – зубчатые колеса твердые Т.О. одинаковая – улучшение и закалка ТВЧ. Твердость зуба шестерни 48…53HRCЭ, а колеса – 45…50HRCЭ, марка стали как и указанных выше.

IV – группа – так же колеса с твердыми зубьями, Т.О. шестерни – улучшение, цементация и закалка. Материалы шестерни – стали марок 20Х, 20ХН2М, 18ХГТ, 12ХН3А и др. Т.О. колеса – улучшение и закалка ТВЧ, твердость поверхности 45…50HRCЭ.

V – группа – Т.О. колеса и шестерни – улучшение, цементация и закалка, твердость поверхности 56…63 HRCЭ. Марка стали 20Х, 20ХН2М, 18ХН4В2М, 18ХГТ, 18ХГМ, 12ХН3А и др. При цементации, как и при закалке, теряются 2 степени точности, а именно 2/3 при технологической операции и 1/3 при закалке, поэтому требуются доводочные операции, такие как шлифование, шевингование и фланкирование и т.д.
15 Обработка зубьев цилиндрических зубчатых колес методом обкатки (зубофрезерование и зубодолбление).

 

Этот метод одна из разновидностей метода огибания, основ. на воспроизвед. зацепления зубч. пары, в которой одной дет. явл. реж. инстр., а другой нарезаемое зубч. колесо. Инструмент: червячная фреза, долбяк.

Нарезан. зуб. колёс червячными фрезами осущ. на зубофрезерных универсальных и спец. станках. Благодаря выс. произв. и получаем. точности (6-8) имеют наиб. распростр. для нарез. прямозуб. и косоз. цил. колёс. Червячной фрезой можно обраб. зубч. венцы с любым числом зубьев данного модуля. Нарез. производ. 1,2,3 – заходними фрезами. Угол наклона витка у 2,3 –зах. фрез больше, это обуславливает худшие условия их работы особенно при больших диаметрах, но высокая производительность. В завис. от вел. модуля устанавливаются число проходов фрезы. ЗК с m=2,5 нарез. за 1 проход. Если более 2,5 за 2 и больше проходов. 2,3 –зах. фрезы примен. для предварит.,черн. обраб.

На соврем. зубофрез. станках нарез. ЗК. может осущ. при наличии нескольких подач, совершаемых червячной фрезой: 1)продольной, направление вдоль оси обраб. колеса. 2) осевой, направл. вдоль оси фрезы 3) радиальной, направл. перпендикул. оси кол.

В зав. от комбинаций этих подач различ. след. осн. виды фрез.

1) с радиальной подачей АВ фрезы 2 и послед. диагон. её подачи. Вначале фреза соверш. радиальное АВ перемещ. на полн. высоту обраб. зуба, затем радиальная подача выкл. и фреза соверш. одновременно вдоль оси колеса ВС и вдоль своей оси СД. Суммарное движ. напр.по диагон. ВД (диагон. фрезеров.)

2) Фрезеров. только. с диагон. подачей. В этом случае рад. подача АВ отсуств. Фреза устанавл. по отнош. к заг. таким образом, что при подаче вдоль оси колеса зубья нарез. на полн. глубину. Диагон. подача ВД осущ 3-мя путями: перемещ. суппорта с фрезой под углом к оси заготовки с вкл. 2-ух подач осев. и прод. При диагон. подаче ВД в резании участв. практич. все зубья фрезы, что равномерно распред. нагрузку и сниж. износ фрезы.

3) Фрез. с радиальной подачей. По сравн. с 1 и 2 случаем отсуств. перемещ. вдоль оси СД. Радиальн. подача АВ позволяет уменьшить длину врезан. и тем самым повысить производ. зубообработки. 

4) Фрез только с продольной подачей ВС. Этот вид фрез. наименее совершенный, однако благодаря простоте кинематики и выполн. движен. он имеет в наст. время наибольшее применение.

Нарезание зубьев долбяками. Нарез. зубьев методом обкатки лучше осущ. долбяками (долбяк-шестерня, долбяк-рейка) на спец. жёстких зубодолбёжн. станках. Применяется для черн. и чис. обработки ЗК с внутр. зацеплением, наружных закрытых венцов, если малый зазор для выхода реж. инстр. и невозможностью применения др. реж. инстр., а также открытых венцов наружного зацепления Для нарез колёс с винтов. зубом примен. долбяк с винт.зуб. и с тем же углом подъёма винт. линии. Движ. по винт. линии осущ. с помощью спец. копира, располож. в верхн. части шпинделя долбяка.

Горизонт. подача осущ. 2- мя способами: -при помощи спец. ходового винта и автоматич. делит. мех-ма; - при помощи 1 из 3 спец. копиров, из которых примен. тот или др. в зависимости от числа проходов, необход. для нарез. полного профиля зуб. Под проходом здесь понимается заданный оборот заготовки с чередов. зубьев в процессе нарез. для рассеивания равномерной погрешности по всему зубч. венцу. За 1 проход нарез. ЗК. с m<1 мм За 2 прохода m=2…4 мм. За 3 прох. m>4.

Рис. Нарезание ЗК долбяками: а – черн.е и чист. долбл.; б – одновр. долбление 2 венцов или 2 колес; в – одновр. долбление 6 колес комбиниров. долбяком

г – нарезание зубьев шевронного колеса; з – одновременное долбление и фрезерование ЗК черв.фрезой; е – долбление гребенкой.
16 Чистовые методы обработки зубьев цилиндрических ЗК. Контроль ЗК.

Окончательная чист.отделка ЗК произв-тся след. способами: 1.Обкаткой. 2.Шевингов.3.Шлифов. 4.Притиркой и приработкой.5.Хонингование.

1)Обкаткой — называется процесс получения гладкой поверхности зубьев незакаленного ЗК путем вращения его между тремя вращающимися закаленными шлифованными ЗК (эталонами). При этом получается некоторое исправление небольших погрешностей в форме зуба.

2) Шевингованием — называется процесс чистовой отделки зубьев незакаленного ЗК, заключающийся в снятии очень мелких волосообразных стружек, благодаря чему значительно исправляются эксцентриситет начальной окружности, ошибки в шаге, в профиле эвольвенты и в угле подъема винтовой линии.

Производится 3 способами: шевером; шевер-рейка; шевер-червяк..

 Шевер – ЗК с канавками на боковой поверхности зуба, глубиной приблизительно 0,8 мм. Эти канавки образуют режущие кромки, соскабливающие стружку толщиной 0,001..0,005 мм. ЗК закрепляется в центра станка, шевер над ЗК (прямозубое), образуется винтовая пара со скрещивающимися осями. Шевер вращает ЗК. ЗК имеет продольную подачу вдоль оси (0,15..0,3)мм/об ЗК. После каждого двойного хода шевер реверсируется, а ЗК получает вертикальную подачу (0,025..0,04) на ход стола. Число ходов стола – 4..6 – черновая, 2..4 – чистовая. Ширина шевера не зависит от ширины ЗК. Но недост. данного метода явл.: износ шевера только в средней части зуба, соотв. низкая стойкость и не обеспечение точности. Применяется в КСП и МП при обработке колес шириной более 50 мм. Данный метод обработки наз-тся параллельное шевингование. На практике существуют: параллельное; диагональное; тангенциальное; врезное.

Так же как и шевер, шевер-рейка изготовляется с наклонными зубьями для обработки ЗК с прямым зубом. Для случая обработки ЗК с косым зубом — рейка имеет прямые зубья, расположенные перпендикулярно оси ЗК.  В данном случае стол с шевер-рейкой имеет возвратно-поступательное движения и обработка ЗК осуществляется за 15-20 ходов. После каждого хода стола ЗК перемещается в вертикальной плоскости Sв=0,025..0,04 мм. Шевер-рейка не находит широкого применения из-за высокой себестоимости инструмента, невозможность обработки бочкообразных зубьев и плохой вымываемости стружки из впадин зубьев рейки.

3) Шлифование зубьев увеличивает точность незакаленных и в особенности закаливаемых ЗК. Шлифование производится двумя методами:

- метод копирования; (круг имеет профиль впадины зубьев ЗК)(а)

- метод обкатки. (тарельчатые 1 или 2 круга или абразивные круги) (б,в)

                   а                                        б                                        в         

Зубошлифование конического ЗК:а – с прямым зубом (тарельчатым кругом); б – с криволинейным зубом(чашечным шлифов.кругом)

4)Притирка широко применяется для чистовой, окончательной отделки зубьев после их термич.обработки вместо шлифования, кот. явл. операцией сравнительно малопроизводительной. Притирка получила большое распространение в тех отраслях МС, где требуется изготовление точных ЗК(автомобилестроение и др.). Процесс притирки заключ., в том, что обрабатываемое зубчатое колесо вращается в зацеплении с чугунными шестернями-притирами, приводимыми во вращение и смазываемыми пастой, состоящей из смеси мелкого абразивного порошка с маслом. Помимо этого обрабатываемое зубчатое колесо и притиры имеют в осевом направлении возвратно-поступательное движение друг относительно друга: такое движение ускоряет процесс обработки и повышает ее точность. Большей частью движение в осевом направлении придается притираемому зубчатому колесу.

Рис. 182. Схемы притирки зубьев цилиндрических зубчатых колес

а) с параллельными осями притирок; б) со скрещивающимися осями притирок. Приработка зубьев отличается от притирки тем, что притираются два парных ЗК изготовленных для совместной работы. Для ускорения процесса приработки, процесс выполняется с помощью абразива. После обработки ЗК промываются.

Хонингование ЗК. для окончательной отделки цил. ЗК с прямым, косым и криволинейным зубом. Оборудование - станки аналогичные шевинговальным, но без радиальной подачи. Реж.инстр. – хон, изготовленный из пластмассы, пропитанный мелкозернистым абразивом и выполнен в виде геликоидального колеса. ЗК в процессе обработки находится с хоном в беззазорном зацеплении, совершает реверсируемое (попеременно в обе стороны) вращение и возвратно поступательное движение вдоль своей оси.

Контроль ЗК

ЗК подвергаются промежуточ., межоперацион. и оконч. контролю. Контроль м.б. поэлементным или комплексным.

В первом случае проверяют: шаг, профиль, толщину зуба, биение венца относительно оси и др. пар-тры. Этот метод трудоемок и поэтому применяется: при изготовлении крупных ЗК, при наладке зуборезного оборудов. и при промежуточном контроле.

При этом может проверяться:

- равномерность шага зубьев (предельной или индикаторной скобой или микрометром измеряют расстояние между двумя параллельными плоскостями, касательными к эвольвентным поверхностям зубьев и с помощью расчета определяют толщину зубьев);

- шаг зубьев (шагомером измеряют расстояние между боковыми сторонами соседних зубьев)

- толщину зуба по начальн.окружн.(штангензубомером,есть и оптические)

- профиль зуба (эвольвентомером)

- диаметр начальной окружн. ЗК (с помощью 2-х или 3-х роликов, в зависимости от числа зубьев – четного или нечетного).

Комплексная проверка осущ. на спец. приборе, где проверяемое ЗК находится в зацеплении с эталонным. Цель – определить правильность зацепления, т. е. проверяется суммарная ошибка (кинематическая точность). Величина и знак погрешности регистрируются на шкале прибора.

Проверка может осуществляться:

- при номинальном расстоянии (однопрофильное зацепление)

- и при беззазорном зацеплении проверяемого ЗК с эталонным (двухпрофильное зацепление).

В этом случае индикатор отмечает изменениемежосевого расстояния, происходящее в результате ошибок шага, профиля, эксцентриситета и др. погрешностей.

Правильность зацепления могут проверять и по пятну контакта (зубья эталона покрывают краской).

Быстроходные колеса проверяют по шуму на специальных стендах.

Измерив даже все погрешности нельзя судить о качестве изготовления зубчатого колеса, поэтому ГОСТ нормируются не допуски на элементы колеса, а допуски на разные показатели комплексной проверки (см. точность зубчатых колес).

 


Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 1256; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!