Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Процессы обработки резанием зубьев зубчатых колес

Методы профилирования зубьев зубчатых колес

Для эффективной работы большинства современных машин и аппаратов, которые характеризуются большими скоростями движения и передаваемыми нагрузками, предъявляются высокие требования к качеству и надежности зубчатых передач. Наиболее ответственной операцией при изготовлении зубчатых колес является обработка зубьев зубчатых колес – зубонарезание, заключающееся в прорезании впадин между зубьями и придание им необходимого профиля. Наиболее распространены эвольвентные зубчатые колеса. Профиль их зубьев в торцевом сечении образован по эвольвенте.

Для профилирования эвольвентных зубчатых колес используют метод копирования и обкатки (центроидного огибания). Метод копирования состоит в обработке зубчатых изделий (колес, шлицевых валов, звездочек, зубчатых секторов и т.п.) инструментом, профиль зубьев которого соответствует форме впадины зуба. Подобным инструментом являются: пальцевые и дисковые зуборезные фрезы (рис. 6.71, б, в), протяжки для прямозубых и косозубых колес, зубодолбежные многорезцовые головки (рис. 6.71, г) и другой специальный инструмент.

Метод копирования имеет более узкую область применения: единичное (концевые и дисковые фрезы) и некоторые случаи массового производства зубчатых колес 9...12 степени точности. Для метода копирования характерна сравнительно низкая производительность. Вместе с тем он может быть реализован на универсальных металлорежущих станках, оснащенных делительными устройствами.

Режущий инструмент, например, в виде фасонного резца (рис. 6.71, а) прострогает впадину между зубьями зубчатого колеса так, что будут образованы две боковые стороны двух соседних зубьев. Затем заготовку поворачивают на 1/Z часть окружности (Z – число зубьев нарезаемого зубчатого колеса) и резец прострогает соседнюю впадину и т.д.

Те же геометрические параметры зубчатого колеса можно получить, если использовать инструмент в виде фасонной дисковой фрезы (рис. 6.71, б) или фасонной пальцевой фрезы (рис. 6.71, в). Профиль впадин будет одинаковым по всей толщине колеса, если заготовке сообщить продольную подачу - Sпр.

Наибольшее распространение получил метод обкатки. Он основан на зацеплении и согласованных движениях зубчатой пары, составленной из заготовки и инструмента. Такая пара может быть представлена заготовкой, которая совершает круговую подачу - Sкр.заг. и инструментом в виде зубчатого колеса, вращающегося с подачей - Sкр.и. (рис. 6.71, е). Метод обкатки заключается в создании условий, когда центроиды инструмента (С) и нарезаемого зубчатого колеса (В) катятся друг по другу без скольжения, при этом профиль нарезаемого колеса получается в процессе обработки как огибающая различных положений (положения 1, 2, 3, 4 и т. д.) режущих кромок инструмента (рис. 6.71, е).

Эвольвентный профиль зуба будет выполнен и в том случае, если зубчатую пару образовать из заготовки и инструмента в виде зубчатой рейки (рис. 6.71, д). Согласованность движений элементов пары состоит в качении делительной окружности (С) по делительной прямой (Д) без скольжения, поэтому металлорежущий станок должен обеспечивать необходимое (взаимосвязанное движение) отношение круговой подачи - Sкр.заг. (движение деления) и поступательного перемещения - Sп (движение подачи) инструмента. Для обработки на заготовке впадин инструмент (рейка) должен совершать движение резания со скоростью резания – V. В этом случае эвольвентный профиль нарезаемого зуба зубчатого колеса получается как огибающая различных положений профиля зубьев инструментальной рейки, очерченных прямыми линиями.

Зубчатая пара может быть также образована зацеплением двух конических колес: заготовки и особого колеса в виде кольцевой рейки (рис. 6.71, г). Инструментальную рейку имитируют два резца с прямолинейными режущими кромками. Движение обкатки обеспечивает кинематическое сочетание подач элементов пары. Когда один резец движется вперед, второй отходит назад, и наоборот. Траектории резцов проходят через вершину обрабатываемого конического колеса.

Метод обкатки является прогрессивным методом обработки зубчатых изделий (колеса, шлицевые валы, звездочки, зубчатые секторы и т.п.) как в отношении производительности, так и точности. Данный метод обеспечивает нарезание зубчатых колес в диапазоне модулей 0,1...40 мм с достижением точности в пределах 5...11 степени точности и применяется в единичном, серийном и массовом производствах.

Зуборезный инструмент

Для нарезания прямозубых, косозубых и шевронных зубчатых колес 9 и грубее степеней точности применяются дисковые и пальцевые фрезы. Эти инструменты для обработки зубчатых колес по методу копирования рассмотрены выше (см. рис. 6.71, а, б, в). Каждому конкретному случаю нарезания зубьев колеса соответствует определенный профиль фрезы, зависящий от модуля, угла зацепления, числа зубьев колеса, коэффициента смещения (для корригированных колес).

Определение профиля фрезы производится путем нахождения его координат, задающих соответствующие точки впадины зуба колеса на произвольно выбранных окружностях радиусов - rx. При расчете профилей фасонных фрез (дисковых и пальцевых) для нарезания эвольвентных некорригированных колес рекомендуется пользоваться ГОСТ 13838-68 и ГОСТ 10996-64.

Применяемые для нарезания некорригированных зубчатых колес дисковые фрезы выполняются в виде наборов из 8 и 15 фрез и рекомендуются для нарезания колес с модулем до 8 мм и свыше 8 мм. В случаях, когда зубчатое колесо не может быть нарезано другим инструментом, а также в случае нарезания шевронных колес применяются пальцевые фрезы. При нарезании прямозубых колес профиль пальцевой фрезы полностью совпадает с профилем впадины колеса; при нарезании косозубого колеса рассчитывают профиль фрезы по стандартной методике.

Зуборезный долбяк (рис. 6.72.) представляет собой корригированное зубчатое колесо с прямыми или косыми зубьями. Долбяки применяются для нарезания методом огибания цилиндрических зубчатых колес с внешним и внутренним зацеплением – 6...8 степеней точности, блоков цилиндрических колес, валов и отверстий шлицевых соединений с эвольвентным профилем. Каждый зуб зуборезного долбяка имеет углы резания: передний угол - g и задний угол - a. Зубья имеют эвольвентный профиль (рис. 6.72.). Долбяки различают по способу крепления на хвостовые и насадные, по форме рабочей части - дисковые и чашечные, по размерам зубьев и наружному диаметру. При резании долбяки совершают возвратно-поступательные движения вдоль своей оси (рис. 6.73.), поэтому каждый зуб играет роль резца.

Стружка снимается при движении долбяка вниз, при движении вверх резание отсутствует. Для нарезания косозубых зубчатых колес, у которых зуб колеса расположен по винтовой линии, применяют косозубые долбяки. Затачивание и переточку затупившихся долбяков производят шлифованием по передней поверхности долбяка.

Схему обработки с применением инструментальной рейки используют редко. Преобразование этой схемы привело к появлению червячных модульных фрез (рис. 6.73.), основным элементом которых является инструментальная рейка трапецеидального профиля. Червячная фреза представляет собой червяк с трапецеидальной нарезкой, на котором прорезаны канавки так, что образуются режущие зубья с передними - g и задними - a углами. Зубья реек образуют винтовую поверхность. При вращении фрезы профиль рейки (рис. 6.74.) будет перемещаться вдоль линии N в плоскости чертежа. Процесс образования червячной фрезой профиля зубьев колеса аналогичен процессу зацепления нарезаемого колеса с червяком. Червячные зуборезные фрезы применяются для нарезания зубчатых колес наружного (частично и внутреннего) зацепления с прямыми, косыми (винтовыми) и шевронными зубьями, а также червячных колес.

Форма профиля зубьев червячных фрез зависит от формы профиля зубьев нарезаемых колес – эвольвентной, циклоидной и др. По конструкции различают червячные фрезы - цельные, выполненные целиком из одной заготовки и сборные, у которых зубья (ножи) выполняются из инструментального материала. Сборные червячные фрезы изготавливаются для нарезания зубчатых колес больших модулей (свыше 10 мм). Червячные фрезы выполняют насадными (с отверстием для крепления на оправке) (рис. 6.74.) и хвостовыми. По количеству заходов – витков фрезы разделяются на однозаходные и многозаходные. Чем больше число заходов, тем выше производительность обработки, но ниже качество (точность и шероховатость) обработанной эвольвентной поверхности зубьев колеса.

Зубострогальные резцы применяют для изготовления конических зубчатых колес с прямыми зубьями по методу обкатки в единичном, серийном и массовом производствах. Нарезание основано на принципе зацепления обрабатываемой заготовки с производящим плоским колесом, при этом каждый зуб нарезаемого зубчатого колеса обрабатывается с двух сторон двумя резцами (см. рис. 6.71, г). Зубострогальный резец имеет призматическую форму и конструктивные его размеры стандартизованы в диапазоне модулей от 0,3...20 мм. Передний - g и задний - a углы образуются при установке резцов в резцедержателе станка.

Для изготовления зубчатых колес применяют и другие режущие инструменты более сложных конструкций, а потому реже применяемых в машиностроительном производстве.

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-17

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...