какая операция применяется для чистовой обработки зубчатого венца

§ 3. Способы чистовой обработки зубчатого венца

Зубошлифование. Зубошлифование применяется в основном для стальных термически обработанных зубчатых колес, однако не исключена возможность применения шлифования и для сырых колес. Существует несколько различных способов зубошлифования.

Шлифование профильнымкругом(рис. 267, а).В качестве режущего инструмента применяют фасонный диско-

6) В) 8)

Рис. 267. Схемы зубошлифования

вый круг, профиль которого соответствует профилю впадины зубчатого колеса. Шлифование каждой впадины совершается за несколько проходов, затем следует поворот заготовки на один зуб.

При качественной правке кругов и точных делительных дисках метод обеспечивает 5-ю степень точности; шероховатость поверх­ностей соответствует Ra=0,63-0,4мкм.

Шлифование дисковыми кругами. Во всех применяемых способах, схемы которых приведены на рис. 267, б, в, 2, шлифующие поверхности кругов образуют воображаемую рейку, по которой происходит обкат заготовки. Заготовка, помимо движения обката, имеет возвратно-поступательное движение по­дачи для того, чтобы шлифование могло осуществляться на всей ширине зубчатого венца. После шлифования двух профилей (пра­вого и левого) следует поворот заготовки на 1 зуб. Описанный способ применяется в основном для модулей т > 1 мм и обладает низкой производительностью.

Точность, получаемая при применении описанных способов, составляет 5-ю степень, шероховатость поверхности — Ra=1,25-0,15. Способы следует считать целесообразными лишь для единичного и мелкосерийного производства.

Шлифование абразивным червяком. По ха­рактеру способ (рис. 267, д) сходен с зубофрезерованием червяч­ными фрезами. В качестве инструмента применяется шлифоваль­ный круг, на цилиндрической поверхности которого путем нака­тывания наносится однозаходная винтовая нитка. Вследствие не­значительности угла подъема нитки абразивный червяк не повер­тывается на угол подъема нитки, а устанавливается перпенди­кулярно оси шлифуемого колеса. Между абразивным червяком и колесом, установленным в центрах на оправке, имеется необ­ходимая для червячной передачи кинематическая связь. Заго­товка в процессе резания имеет вертикальную подачу вдоль своей оси.

После каждого двойного хода заго­товки последняя может авто

Рис. 268. Схемы притирки зубчатого колеса тремя

колесами-притирами с параллельными осями

матически подаваться в радиальном направлении (на шлифовальный круг), после чего процесс шлифования повторяется. При шлифова­нии косозубых колес заготовку поворачи­вают на угол наклона зуба, а подача остается вертикальной. При этом нет не­обходимости в цепи дифференциала.

Для косозубых колес применяются косозубые шеверы с углом наклона зуба, отличным от угла наклона зуба шевингуемого ко­леса. В отдельных случаях для косозубых колес можно применять прямозубые шеверы. Снятие стружки происходит благодаря наличию осевого скольжения в зацеплении, которое достигается скрещиванием осей шевера и обрабатываемого зубчатого колеса и осевым возвратно-поступательным перемещением заготовки относительно шевера. При изменении направления перемещения заготовки вращение шевера реверсируется; этим достигается равно­мерная обработка правых и левых профилей. Заготовки свободно устанавливаются в центрах станка, на оправках, и приводятся во вращение шевером. После каждого двойного хода заготовки инструментальная головка с шевером подается в радиальном направлении. Полный цикл обработки включает в себя несколько рабочих ходов заготовки (которым предшествует радиальная по­дача шевера) и несколько зачистных ходов (без подачи шевера на глубину).

А-А

Рис. 270. Дисковый шевер для шевингования мелкомодульных зубчатых колес

В настоящее время шевинго­ванию подвергаются зубчатые колеса с модулем не менее 0,3 мм. Меньшие модули не шевингуются из-за сложности из­готовления шеверов.

Обкатывание зубчатых колес. Сущность процесса обкатыва­ния заключается в воспроизведении плотного зацепления обраба­тываемого колеса с закаленными эталонными колесами. В про­цессе обкатывания вследствие смятия поверхностных гребешков обеспечивается достаточно высокая чистота поверхности и высокая поверхностная твердость зубьев. Производительность процесса высока.

Обкатыванию могут подвергаться колеса из различных метал­лов, но твердостью не свыше 30—32 HRC. В качестве эталонных колес применяются колеса того же модуля из легированных сталей 9ХС, ХВГ и др. с твердостью 62—64 HRC. Соотношение высоты ножки и головки зуба у эталонного колеса несколько отличается от этого соотношения у обрабатываемого колеса. Толщина зуба эталона больше толщины зуба колеса на величину регламенти­рованного бокового зазора в зацеплении. Схема обкатывания тремя эталонами аналогична изображенной на рис. 268, однако в прибо­ростроении чаще применяется обкатывание одним эталонным колесом.

Приработка зубчатых колес. Этот процесс заключается во взаимном обкатывании двух колес, которые впоследствии будут работать в паре. Приработка может производиться либо непосред­ственно в узле в процессе монтажа, либо на специальных уста­новках. Для ускорения процесса приработки между зубьями вводится притирочное вещество. После приработки с абразивом колеса должны быть тщательно промыты.

Источник

МЕТОДЫ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗУБЬЕВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Применение более точных зубчатых колес уменьшает шум и вибрации при работе передачи, увеличивает ее надежность и КПД. По данным Московского инструментального завода, повышение точности зубчатых колес на одну степень обеспечивает увеличение ресурса передачи на 40…50%.

Применяют следующие методы чистовой обработки:

– шлифование фасонными кругами, а также обкат трапецеидальными, чашечными, тарельчатыми кругами и абразивными червяками;

– шевингование дисковыми и червячными шеверами, а также шеверами-рейками;

– хонингование абразивными и алмазными дисковыми зубчатыми и червячными хонами;

– притирка зубчатыми притирами с использованием абразивных порошков и паст;

– упрочнение рабочих поверхностей зубьев ПДД – выглаживающими и накатывающими зубчатыми и червячными обкатчиками;

– прирабатывание зубчатых колес в зацеплении с использованием абразива или без него;

– гидроабразивная обработка зубьев струей жидкости, содержащей абразивные частицы во взвешенном состоянии;

– упрочнение рабочих поверхностей зубьев наклепом дробью;

– электролитическое полирование в специальных ваннах электролита (анод – зубчатое колесо, катод – металлический каркас);

– электроэрозионная обработка дисковыми электродами-инструментами.

Чистовой обработке подвергаются в основном эвольвентные профили цилиндрических колес. Дно впадины окончательно формируется на операциях предварительной обработки.

Рис. Достигаемая точность чистовой обработки цилиндрических

Шлифование зубьев – один из самых точных и надежных методов отделочной обработки. Применяется, как правило, для обработки закаленных колес высокой степени точности с целью устранения погрешностей предыдущей обработки и коробления, возникающего после термообработки.

Цилиндрические зубчатые колеса шлифуют по методу копирования и по методу обката непрерывно или с периодическим делением.

Метод копирования состоит в том, что шлифуют впадину между зубьями, копируя профиль фасонного круга. После предварительного шлифования всех впадин круг автоматически правится по профилю тремя алмазными карандашами.

Рис. Схемы профильного шлифования зубьев:

а – одной стороны зуба; б – двух сторон зубьев; в – правка шлифовального круга

При обработке круг совершает вращательное движение, заготовка – поступательное вдоль оси и деление на зуб. Метод обеспечивает 5–6 степень точности. Точность профиля может быть обеспечена и выше.

При шлифовании зубьев методом обката воспроизводится зубчатое зацепление пары рейка-зубчатое колесо.

Метод обката с периодическим делением осуществляется тарельчатыми, дисковым или коническими кругами, которые образуют боковые стороны зуба воображаемой рейки.

Рис. Схемы шлифования зубьев цилиндрических колес тарельчатыми (а), дисковым (б) и коническими кругами (в)

Движение обкатки складывается из двух движений: вращения заготовки вокруг своей оси и поступательного движения вдоль воображаемой рейки или рейки (шлифовального круга) относительно обрабатываемой заготовки. В результате этих двух движений заготовка перекатывается без скольжения по воображаемой рейке. Возвратно-поступательное движение заготовки обеспечивает контакт круга по всей длине зуба, а вращение круга обеспечивает процесс абразивного резания.

После обработки боковых поверхностей двух соседних зубьев (т.е. впадины) колесо выводится из зацепления и производится поворот на один зуб.

Метод обеспечивает высокую точность (5–6 степень точности, тарельчатыми кругами и выше.), но производительность ниже, чем копирования. На особо точных станках обрабатывают долбяки, шеверы, измерительные колеса.

Наиболее производительным методом является шлифование путем обкатки червячным абразивным кругом. Метод аналогичен зубофрезерованию, где вместо фрезы устанавливается червячный круг. Достигается точность 5–6 степени, Ra ≤ 0,32 мкм, производительность в 4–5 раз выше предыдущих способов. При m ≤1 мм зубья шлифуют из цельной заготовки без предварительного нарезания.

Рис. Схема шлифования зубьев червячным абразивным кругом

Недостаток метода: сложность получения инструмента и низкая его стойкость, поэтому применяют, главным образом, при шлифовании мелкомодульных колес.

Шлифование заготовок следует выполнять на режимах, исключающих появление шлифовочных трещин и прижогов, которые снижают прочность и износостойкость зубчатых колес.

Припуски на шлифование зубьев зависят от модуля и диаметра колеса и составляет 0,15–0,80 мм.

Цилиндрические зубчатые колеса с внутренними зубьями шлифуют также методами копирования и обкатки. Принципы работы станков аналогичны.

Шевингование– наиболее распространенный и экономичный метод чистовой обработки зубьев незакаленных (до 33…40 HRC) прямозубых и косозубых цилиндрических колес с внешним и внутренним зацеплением после зубофрезерования или зубодолбления.

а)	б)
в)

Рис. Шевингование зубьев цилиндрических колес дисковым шевером:

а – схема шевингования: 1 – шевер, 2 – режущие зубцы, 3 – обрабатываемое колесо;

б – принципиальная кинематическая схема: 1 – шевер, 2 – обрабатываемое колесо, 3 – движение скольжения вдоль длины зуба, 4 – результирующее движение скольжения, 5 – скольжение в направлении эвольвенты; в – зуб шевера

Обработка осуществляется шевером – дисковым, реечным или червячным.

Шевингование заключается в срезании тонких стружек толщиной 0,05–0,01 мм острыми кромками канавок шевера во время движения обкатки обрабатываемого колеса и инструмента и возникающего при этом относительного скольжения профилей зацепляющихся зубьев.

Методы шевингования дисковым шевером (параллельное, диагональное, тангенциальное, врезное и их разновидности) различаются направлением подачи, конструкцией шевера и временем обработки.

Рис. Схемы шевингования:

а – параллельное, б – диагональное, в – касательное, г –врезное;

1 – шевер, 2 – колесо; 3 – направление подачи; L–ход стола,

γ – угол скрещивания осей, e – угол диагонали

При параллельном шевинговании обрабатываемое колесо совершает возвратно-поступательное движение параллельно своей оси и в конце каждого хода перемещается ступенчато к шеверу – радиальная подача. Несколько последних ходов совершаются без радиальной подачи. Колесо свободно вращается на оправке в зацеплении с шевером. Ширина шевера не зависит от ширины зубчатого венца, можно обрабатывать зубчатые колеса любой ширины. Использование шевера недостаточно эффективно, резание выполняет средняя область длины зуба, в этой зоне изнашивание быстрее, чем на краях.

Применяют в мелкосерийном производстве, при ширине зубчатого венца более 50 мм – в крупносерийном.

При диагональном шевинговании обрабатываемое колесо совершает возвратно-поступательное движение под углом к оси заготовки.

Точка перекрещивания осей в процессе резания перемещается по всей ширине шевера, что обеспечивает равномерное изнашивание шевера и повышенную его стойкость. Сокращается длина хода стола, что увеличивает производительность. Так как ширина шевера зависит от ширины зубчатого венца (связаны зависимостью через угол ), то экономически выгодно применять при b 50 мм. Применяется в серийном и массовом производстве.

Притангенциальном (касательном) шевинговании продольная подача отсутствует, имеется подача перпендикулярно оси колеса. Ширина шевера больше ширины зубчатого венца. В отсутствие продольной подачи при снятии стружки режущие зубцы шевера должны быть расположены относительно торца шевера по винтовой линии, что обеспечивает реализацию движения скольжения (резания) режущих кромок шевера.

Тангенциальное шевингование обычно выполняют за один двойной ход при A = const. Метод более производителен, чем рассмотренные ранее. Шероховатость поверхности выше. Применяют для шевингования узких зубчатых венцов и блочных колес с закрытыми венцами.

Врезное шевингование осуществляется при радиальной подаче шевера к заготовке. Ширина шевера больше ширины зубчатого венца. Режущие зубцы расположены по винтовой линии.

Применяют в массовом производстве для шевингования зубчатых колес шириной до 40 мм и модулем до 5 мм. Производительность в 2–4 раза выше, чем при диагональном.

При шевинговании цилиндрических зубчатых колес реечным шевером обрабатываемое колесо свободно устанавливается на оправке в центрах станка и вводится в зацепление с шевером-рейкой, закрепленной на столе станка. В процессе обработки шевер-рейка совершает возвратно-поступательное движение и периодически – движение радиальной подачи на 0,025–0,08 мм.

Рис. Шевингование зубьев цилиндрических колес шевер-рейкой:

а – схема шевингования, б – схема скольжения шевер-рейки по зубьям колеса

Для обработки прямозубых колес применяют шевер-рейку с наклонными зубьями (угол = 20…25 о ), а для косозубых – прямозубый шевер-рейку. Выполняют также наклонное расположение режущих зубцов. Реечные шеверы не получили широкого распространения.

Шевингование применяют для повышения точности зубчатого зацепления, уменьшения шероховатости, снижения уровня шума. Точность повышается на одну–две степени и достигает 6–8 степени точности, Ra = 0,8…2,0 мкм.

Припуск под шевингование колес с модулем m = 1…8 мм составляет 0,05…0,25 мм по толщине зуба.

Чрезмерно малый припуск не позволяет полностью устранить погрешности колеса, слишком большой приводит к снижению точности обработки, уменьшению стойкости шевера и увеличению времени обработки.

Зубохонингование применяется для чистовой отделки зубьев закаленных цилиндрических колес внешнего и внутреннего зацепления. Осуществляется на зубохонинговальных станках горизонтального и вертикального типа с помощью зубчатого абразивного инструмента – хона по схемам параллельного, диагонального и тангенциального шевингования.

Рис. Зубохонингование цилиндрических колес:

Зубчатые хоны представляют собой прямозубые или косозубые колеса, обычно состоящие из стальной ступицы и абразивного венца того же модуля, что и обрабатываемое колесо. Хон может быть изготовлен также из полимерного материала, наполненного мелкодисперсным абразивным порошком.

Хонингование применяют для зубчатых колес m = 1,5…6 мм. Припуск под хонингование не оставляют или он не превышает 0,02…0,05мм.

Хонингование мало исправляет отклонения формы, но уменьшает шероховатость поверхности до Ra 0,32 мкм и удаляет заусенцы размером до 0,25мм.

Применяется как отделочная операция для колес 7 степени точности после термообработки шевингованных колес.

Притирка зубьев выполняется на зубопритирочных станках вместо шлифования. Инструментом является чаще всего чугунный притир, представляющий собой эталонное зубчатое колесо 6 степени точности, поверхность зубьев которого шаржирована абразивом с маслом. В процессе притирки мелкозернистым абразивным порошком производится снятие тончайших слоев металла.

Рис. Схема притирки зубьев:

а – одним притиром; б – тремя притирами; 1, 3, 4 – это притиры, 2 – обрабатываемое колесо

Вращение передается от колеса, а притир притормаживается, чем достигается необходимое давление в местах контакта зубьев.

При обработке оси вращения притира и колеса могут быть либо параллельными, либо перекрещивающимися.

При параллельных осях скорости скольжения точек поверхности на начальной окружности будут равны нулю, а на головках и ножках зубьев принимают максимальные значения. Поэтому вводится дополнительное движение, изменяющее межосевое расстояние А. Этим достигается равномерный съем припуска по всему профилю зубьев колеса.

При перекрещивающихся осях взаимное скольжение сопряженных профилей и соответствующий съем металла происходит по всей поверхности профиля. Для обработки по всей длине зуба сообщается возвратно-поступательное движение вдоль оси колеса.

По второй схеме колесо входит в зацепление с тремя притирами, оси которых расположены относительно друг друга под углом. Из них два притира – косозубые, один – прямозубый. Ось прямозубого притира параллельна оси колеса и притир вращается попеременно в двух направлениях со скоростью 30–40 м/мин. Кроме вращения, притиру сообщается возвратно-поступательное перемещение в осевом направлении на длине 25–30 мм. Точность обработки составляет: по длине начальной окружности – 0,02 мм, по шагу – 0,01 мм.

Припуск на притирку – 0,01–0,02 мм на сторону зуба. Время обработки одного колеса на станке типа 5735 составляет 1–1,5 мин.

Холодное прикатывание зубьев, так же как и хонингование предназначено для чистовой обработки зубьев цилиндрических зубчатых колес с m 4 мм и D 150 мм. В отличие от шевингования окончательная обработка профиля зуба осуществляется без снятия стружки путем пластического деформирования металла в холодном состоянии. Заготовку с предварительно обработанными зубьями обкатывают обычно двумя накатниками, выполненными в виде зубчатых колес, расположенными на параллельных осях. По мере прикатки расстояние между их осями уменьшают, в результате взаимного скольжения зубьев в беззазорном зацеплении происходит сдвиг металла на сторонах зубьев колеса. При достижении требуемого размера процесс прекращают.

Процесс обеспечивает повышение производительности по сравнению с шевингованием в 2-3 раза, шероховатость снижается до Ra 0,32 мкм, повышается точность профиля зуба. Время прикатки одного колеса 14 с. Точность заготовок перед прикатыванием должно быть выше, а припуск меньше, чем перед шевингованием наполовину.

Дата добавления: 2019-09-30 ; просмотров: 955 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Чистовая обработка зубчатых колес

Для повышения точности и уменьшения шероховатости по­верхности зубья колес подвергаются отделочной обработке. Чис­товая обработка незакаленных колес производится шевингова­нием и обкаткой, закаленных — шлифованием и притиркой.

в Рис. 22.40.Чистовая обработка зубчатых колес:а— шевингование; б— шевер; в— зубообкатка; г— шлифование по методу копирования; д— шлифование по методу обкатки; е-ж— притирка

При обкатке (рис. 22.40, в) три закаленных зубчатых колеса 1,2,4 располагаются под углом 120°. Одно из них приводится в движение от электродвигателя и ведет обрабатываемое колесо 3, а через него и другие колеса. Чтобы обеспечить равномерное сглаживание и уплотнение обеих сторон каждого зуба, перио­
дически производится реверсирование направления вращения колес.

Шлифование позволяет получить точный профиль зубьев и малую шероховатость поверхности. Производится оно мето­дом копирования и обкатки. При шлифовании по методу копи­рования форма шлифующей части круга соответствует форме профиля впадины в нормальном сечении (рис. 22.40, г). Шлифо­вальный круг получает вращательное движениеv,возвратно- поступательное движение на длину шлифуемых зубьев и перио­дическую подачу на глубину шлифования S. Обрабатываемое колесо при этом остается неподвижным, после обработки выво­дится из зацепления с кругом и поворачивается на один зуб.

При шлифовании методом обкатки (рис. 22.40, д) воспроизво­дится зацепление рейки и зубчатого колеса. Роль рейки выполняют шлифующие плоскости двух кругов. Шлифовальный круг совер­шает вращательноеvи возвратно-поступательное движения. Шлифуемое колесо получает вращательное движение и, в одном направлении и прямолинейное перемещениеv₂в обратном, ими­тируя качение колеса на неподвижной рейке. При этом шлифуется одна сторона зуба. Затем направление обкаточного движения из­меняется и шлифуется противоположная сторона соседнего зуба. После этого круг выводится из впадины, и колесо поворачивается на один зуб.

Притирка позволяет производить чистовую обработку зубча­тых колес после термической обработки. Различают две схемы притирки: на параллельных осях одним притиром и на скрещи­вающихся осях тремя притирами. Между притиром (чугунное колесо) и обрабатываемым колесом вводится смесь абразивного порошка с маслом.

По первой схеме (рис. 22.40, е) обрабатываемое колесо Д полу­чает медленное вращательное и быстрое возвратно-поступатель­ное движения вдоль своей оси. Притир П вращается обрабаты­ваемым колесом и совершает быстрое возвратно-поступательное движение в направлении, перпендикулярном своей оси.

Источник