Шевингование за один проход

В настоящее время в металлообработке все большее распростране­ние получает способ шевингования зубчатых колес средних модулей за один проход шеверами специальной конструкции. Зубья таких шеверов имеют три группы зубчиков (рис. 174, б): заборные /, режущие // и калибрующие ///. Боковые поверхности правой и левой сторон заборной и режущей частей зубьев шевера составляют с соответствующими боковыми поверхностями калибрующей части углы В.

Такая конструкция шевера позволяет снимать весь припуск за один рабочий и один обратный (калибрующий) ход стола, осуществляемый при постоянном расстоянии между осями шевера и колеса.

По второму способу шевингование производится при помощи специального инструмента другого вида — шевер-рей-к и (рис. 177, а), состоящей из отдельных зубьев с канавками, обра­зующими режущие кромки на стороне каждого зуба. В процессе обработки стол станка с закрепленной на нем шевер-рейкой имеет возврат­но-поступательное движение. Так же как и обычный (дисковый) шевер, шевер-рейка изготовляется с наклонными зубьями для обработки зубча­тых колес с прямым зубом; для случая обработки зубчатых колес с косым зубом (с углом наклона около 15°) шевер-рейка имеет прямые зубья, расположенные перпендикулярно оси; в том и другом случае образуется винтовое зубчатое зацепление с обрабатываемым зубчатым колесом; обработка одного зубчатого колеса производится примерно за 15—20 двойных ходов стола.

На рис. 177, б показана схема, поясняющая осуществление про­дольного скольжения зубьев шевер-рейки по зубьям зубчатого колеса.

После каждого хода стола зубчатое колесо перемещается в вертикальном направлении вниз; таким образом, осуществляется вертикаль­ная подача в пределах 0,025—0,04 мм.

Шевингование обычно производят со смазочно-охлаждающей жид­костью — сульфофрезолом или веретенным маслом. По причине вы­сокой себестоимости инструмента, плохой вымываемости стружки из зубьев шевер-рейки, невозможности обработки бочкообразных зубьев шевингование шевер-рейки не имеет широкого применения.

Шевингование зубьев производится до термической обработки. Одним из основных преимуществ шевингования является возможность ограничиваться только нарезанием зубьев на зубофрезерных станках (с последующим шевингованием), не прибегая к чистовому нарезанию на зубодолбежных станках.

На рис. 177, в показана схема шевингования червячной шестерни специальным червяком-шевером

Новый метод отделки зубьев цилиндрических зубчатых колес

Рис. 178. Схема нового метода отделки зубьев

цилиндрических зубчатых колес двумя косо-

з}быми долбяками

О тделка зубьев данным методом в отличие от обычного шевингования произво­дится на станках типа зубофрезерных с жесткой кинематической цепью. Новый процесс отделки зубьев производится двумя режущими инст­рументами /и.2(рис. 178), представляющими собой подобие косозубых долбяков, имеющих режущую часть с боковым задним углом 2°. Каждый инструмент предназначен для обработки только одной стороны зуба. Зубья каждого долбяка сошлифованы на кругло-шлифовальном станке по кривой 4 для образования последова­тельных точек контакта режущих кромок с зубьями обрабатываемого зубчатого колеса. Отделка зубьев происходит следующим образом. Зубчатое колесо 3 из исходного положения А быстро подводится в по­ложение Б к режущему инструменту. Затем включается подача и зуб­чатое колесо перемещается в положение В. После реверсирования вра­щения инструмента и зубчатого колеса последнее из положения В быстро подводится к инструменту в положение Б, снова включается подача и отделывается вторая сторона зубьев.

Качество поверхности зубьев получается, как после обычного ше­вингования, а производительность этого метода выше. Например, при скорости резания 46 м/мин, подаче s = 0,26 мм/об и снимаемом припуске 0,1 мм зубчатое колесо диаметром 120 мм с длиной зуба 40 мм после накатывания без предварительного зубонарезания отде­лывалось за 60 сек.

Применяемый при этом методе режущий инструмент проще по кон­струкции и значительно дешевле обычных шеверов; заточка инстру­ментов выполняется на круглошлифовальном станке.

Шлифование зубьев зубчатых колес

Шлифование зубьев с эвольвентным профилем производится: 1) методом копирования при помощи фасонного круга с эвольвентным профилем; 2) методом обкатки.

Р ис. 179. Зубошлифование:а — заправка тремя алмазами профиля шлифовального круга, работаю­щего методом копирования, б—обработка двумя тарельчатыми шлифовальными кругами

Станки, работающие по методу копирования, произ­водят шлифование кругом, профиль которого соответствует впадине зубьев, аналогично дисковой модульной фрезе. Круг заправляется осо­бым копировальным механизмом при помощи трех алмазов (рис. 179, а)Круг шлифует две стороны двух соседних зубьев. Для зубчатых колес с различными модулями и количеством зубьев надо иметь отдельные шаблоны для заправки круга алмазами. Такие станки применяются в массовом и крупносерийном, а иногда и в среднесерийном производстве.

При шлифовании зубьев по методу копирования в случае зубчатых колес с большим числом зубьев имеет место значительный износ шлифовального круга; если зубья шлифуются последовательно, то между первым и последним зубьями будет получаться наибольшая ошибка; для предотвращения этого рекомендуется повертывать зубчатое колесо не на один зуб, а на несколько; тогда влияние изнашивания шлифовального круга не будет давать большой ошибки между соседними зубьями. Достигаемая этим методом точность 0,010—0,015 мм.

Станки, работающие по методу копирования, получили довольно широкое распространение благодаря значительно большой произво­дительности по сравнению со станками, работающими по методу обкатки; однако эти станки дают меньшую точность.

Метод обкатки осуществляется на зубошлифовальных станках с двумя тарельчатыми кругами, расположенными один по отношению к другому под углом 30 и 40° или образующими как бы профиль расчетного зуба, по которому и происходит обкатка зубчатого колеса (рис. 179, б). В процессе работы шлифуемое зубчатое колесо перемещается в направлении, перпендику­лярном своей оси, одновременно поворачиваясь вокруг этой оси.

Помимо этого, шлифуемое зубчатое колесо имеет возвратно-поступа­тельное движение вдоль своей оси, что обеспечивает шлифование профиля зуба по всей его длине.

Для шлифования одно или набор из нескольких зубчатых колес закрепляется в оправке, которая крепится в центрах бабок, расположенных на столе станка; стол имеет возвратно-поступательное движе­ние на величину, равную суммарной ширине зубчатых колес, увели­ченной на вход и выход шлифовального круга. Автоматический поворот зубчатого колеса на один зуб происходит после одно-, двукратного прохождения зубчатого колеса под шлифовальным кругом. Припуск на шлифование составляет 0,1—0,2 мм на толщину зуба и снимается за два прохода или более.

Тарельчатые круги шлифуют зубья узкой полоской в 2—3 мм, поэ­тому давление и нагрев незначительны, что повышает точность шлифо­вания. Для предотвращения погрешностей, связанных с изнашиванием шлифовальных кругов, станки снабжаются специальными приспособ­лениями для автоматической регулировки их.

На таких станках рекомендуется шлифовать узкие зубчатые колеса, т. е. имею­щие зубья небольшой длины. Отсутствие продольной подачи, а следовательно, и потери времени на врезание кругов значительно повыша­ют производительность этого метода по сравнению с предыдущим. Применяется также шлифование зубьев методом обкатки одним дис­ковым кругом, представляющим как бы зуб рейки (рис. 180, а). Шлифуемое зубчатое колесо имеет обкаточное движение и продольную пода­чу вдоль зуба. После обработки одного зуба зубчатое колесо повора­чивается для обработки следующего зуба

Для окончательной отделки поверхности прямых, косых и криво­линейных зубьев цилиндрических зубчатых колес начинают применять хонингование. Хон изготовляют в виде геликоидального зубчатого колеса из пластмассы, пропитанной мелкозернистым абразивом.

Хонингуемое зубчатое колесо, находясь в зацеплении с хоном (без зазора), совершает реверсируемое вращение (попеременно в обе сторо­ны) и возвратно-поступательное движение вдоль своей оси.

Хонингование всех зубьев зубчатых колес модулем 2—3 мм, с чис­лом зубьев 30—40 производится за 30—40 сек при обильном охлаждении керосином.

Припуск под хонингование составляет 0,02—0,05 мм на сторону зуба. Станки для хонингования зубьев зубчатых колес во многом ана­логичны станкам для шевингования без устройства для радиальной подачи.

Притирка зубьев зубчатых колес

Притирка широко применяется для чисто­вой, окончательной отделки зубьев после их термической обработки вместо шлифования, которое является операцией сравнительно мало­производительной. Притирка получила большое распространение в тех отраслях машиностроения, где требуется изготовление точных зубчатых колес (автомобилестроение и др.). Процесс притирки заключает­ся 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 осямипритирок Притирочные станки изготовляются с параллельными (рис. 182, а) и-со скрещивающимися (рис. 182, б) осями притиров. Наибольшее рас­пространение получили притирочные станки, работающие со скрещи­вающимися осями притиров, устанавливаемых под разными углами; один притир часто устанавливается параллельно оси обрабатываемого зубчатого колеса. При таком расположении притиров зубчатое коле­со работает, как в винтовой передаче, и путем дополнительного осевого перемещения притираемого зубчатого колеса притирка происходит равномерно по всей боковой поверхности зуба. Притираемое зубчатое колесо получает вращение попеременно в обе стороны для равномер­ной притирки обеих сторон зуба, а необходимое давление на боковой поверхности зубьев во время притирки создается гидравлическими тормозами, действующими на шпиндели притиров.

Притирка дает поверхности высокого качества, она сглаживает неровности и шероховатости и придает зеркальный блеск поверхности, значительно уменьшая шум и увеличивая плавность работы зубчатых колес. Притирка дает лучшую по качеству поверхность зубьев, чем шлифование, но при условии правильного изготовления зубчатого ко­леса, так как притиркой можно исправить лишь незначительные пог­решности; при наличии же значительных погрешностей зубчатые ко­леса необходимо сначала шлифовать, а затем притирать.

Поэтому наиболее рациональным надо считать следующий порядок обработки зубчатых колес: 1) операции, предшествующие нарезанию зубьев; 2) нарезание зубьев; 3) шевингование зубьев; 4) термическая обработка; 5) притирка зубьев.