Обработка заготовок зубчатых колес круговыми протяжками.

Применение жестких, точных станков обеспечивает высокую точность зубонарезания. По методу обката зубчатые колеса нарезают червячными фрезами, долбяками, резцовыми головками, шевингованием.

Зубонарезание

Обработка заготовок зубчатых колес на зуборезных станках.По своей кинематике нарезание зубчатого венца является наиболее сложной операцией, так как в процессе резания необходимо удалить большой объем металла из впадины между зубьями. Зубчатый венец имеет сложную геометрию и высокие сложные нормы точности (нормы кинематической точности, плавности работы, бокового зазора, контакта зубьев – всего 24 показателя).

Различают два метода формирования эвольвентного профиля зубьев: копированием и обкаткой. При обработке копированием профиль зуба инструмента должен соответствовать профилю впадины между зубьями нарезаемого венца. Венцы нарезают модульными дисковыми или пальцевыми фрезами, круговыми протяжками. При обработке обкаткой имитируют зацепление зубчатой пары, причем одним из элементов пары является режущий инструмент, другим – обрабатываемое зубчатое колесо.

Поэтому профиль зуба инструмента должен соответствовать профилю зуба пары имитируемого зацепления. Для имитации зацепления зубчатой пары режущему инструменту и/или заготовке, помимо основных движений резания и подачи, необходимо придавать дополнительные (обкатные) движения. Метод обката обеспечивает непрерывное формообразование зубчатого венца и имеет высокую производительность обработки.

Обработка заготовок зубчатых колес модульными фрезами.Метод основан на профилировании зубьев фасонным инструментом – модульной дисковой или пальцевой фрезой. Нарезание колес внешнего зацепления дисковой фрезой производится на горизонтальных или универсально-фрезерных станках(рис. 10.61, а).

Заготовка 1 устанавливается в центрах 2 и 4 универсальной делительной головки. В процессе фрезерования впадины между зубьями колеса фрезе 3 сообщают вращательное движение резания V, заготовке – движение продольной подачи S. После прорезания одной впадины заготовка поворачивается на угол, равный шагу между зубьями, 1/z – делительный поворот.

Нарезание колес внешнего зацепления пальцевой фрезой производится на вертикально-фрезерных станках, колес внутреннего зацепления – на горизонтально- или универсально-фрезерных станках, но фреза устанавливается на шпинделе специальной накладной головки 5 (рис. 10.61, б).

Теоретически для каждого модуля и числа зубьев требуется отдельная модульная фреза. На практике ограничиваются комплектом модульных фрез, каждая из которых может быть использована для нарезания колес данного модуля в определенном интервале зубьев. В комплект входят 8 или 15 фрез.

Профиль зуба нарезаемого венца зависит от модуля, числа зубьев модульных фрез и коэффициентов коррекции. Применение усредненного (по числу зубьев) профиля фрезы приводит к большой погрешности нарезаемого профиля.

Метод малопроизводителен, поэтому используется при нарезании зубчатых венцов в ремонтных мастерских, в единичном производстве или при нарезании крупномульных колес.

Рис. 10.61. Зубофрезерование: а – наружного венца методом копирования; б – внутреннего венца методом копирования; в – наружного венца методом обката; 1 – заготовка; 2, 4 – центры; 3 – червячная фреза; 5 – накладная головка; 1/z – делительный поворот

Метод основан на профилировании зубьев фасонным инструментом –круговой протяжкой (см. рис. 10.32). При нарезании цилиндрических прямозубых колес используют протяжку с подвижным элементом (ползун, качалка). При нарезании цилиндрических косозубых колес используют протяжку без подвижного элемента, но для обеспечения прямолинейности зуба чистовое резание производят при прямолинейном дополнительном движении протяжки вдоль образующей зуба (см. рис. 10.36, в).

Метод высокопроизводителен, обеспечивает высокую точность нарезаемого венца 7-й, 8-й степеней и используется в крупносерийном производстве при нарезании зубчатого венца вала-сошки руля, при нарезании цилиндрических и конических колес в тракторо- и автомобилестроении.

Обработка заготовок зубчатых колес червячными фрезами. Метод основан на имитации зацепления «рейка – колесо» (рис. 10.61, в). Червячная фреза 3 представляет собой винт с прорезанными перпендикулярно виткам канавками. В результате образуются режущие зубья, расположенные по винтовой линии. Профиль режущей части фрезы в ее осевом сечении близок к профилю рейки. Для кинематического обеспечения имитации реечного зацепления заготовке 1 придается обкатное движение, а имитация осевого перемещения рейки обеспечивается за счет вращения фрезы и расположения режущих зубьев по винтовой линии.