ОТДЕЛОЧНАЯ ОБРАБОТКА ЗУБЬЕВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

После нарезания точность зубчатых колес для некоторых изделий оказывается недостаточной, т.к. во время обработки на поверхностях зубьев возникают погрешности профиля, недостаточно точным оказывается шаг зубьев и т.д. Самым совершенным методом отделки стальных незакаленных зубчатых колес, а также колес из цветных металлов и сплавов является шевингование, выполняемое дисковыми или реечными шеверами. Шевер представляет собой режущее зубчатое колесо, имеющее точные размеры, боковые стороны зубьев которого имеют мелкие канавки, образующие режущие лезвия (рис. 109). Благодаря этим канавкам зубья шевера, перемещаясь по боковым поверхностям обрабатываемых зубьев со скоростью v срезают тонкую волосовидную стружку. Сырое (незакаленное) зубчатое колесо 1 плотно зацепляется с шевером 2 (рис. 110). Скрещивание их осей обязательно. Угол скрещивания 10-15°. Колесо и шевер вращаются в зацеплении как винтовая пара (v_ш и v_з). Кроме того зубчатое колесо движется возвратно-поступательно S_пр и после каждого хода (или двойного хода) подается в радиальном направлении (подача S_t) для исправления биения начальной окружности. Направление вращения шевера и, следовательно, заготовки через некоторое время изменяется.

Для повышения точности и производительности процесса шевингования, а также стойкости инструмента, толщины снимаемых слоев должны быть минимальными: 0, 04 - 0, 08 мм для колес с модулем 1, 5 ÷ 3, 0мм и до 0, 1 ÷ 0, 125мм с модулем 10 мм. Шевингование повышает точность колес до 5-6 степени.

Колеса обрабатывают при обильном охлаждении сульфофрезолом, который обеспечивает удаление стружки, смазку и охлаждение режущих лезвий. Охлаждающая жидкость постоянно очищается магнитными фильтрами.

Шеверы изготовляют с различной точностью в зависимости от требований к зубчатым колесам. Диаметр шевера выбирают максимально возможным по размерам шевинговального станка. При этом повышается его стойкость и точность обработки. Для повышения точности колес по шагу число зубьев шевера не должно быть кратным числу зубьев обрабатываемого колеса.

Закаленные зубчатые колеса подвергают отделочной обработке - зубохонингованию для снижения шероховатости боковых поверхностей зубьев, улучшения геометрических параметров колес и уменьшения шума от зацепления с другими колесами. Зубохонингованием также удаляют с зубьев забоины и заусеницы. Зубохонингованием погрешности самого зацепления устраняются незначительно, если слой снимаемого металла солее 0, 01 - 0, 03 мм на толщину зуба.

В качестве инструмента применяют хон-зубчатое колесо, рабочая часть которого изготовлена из абразивного материала (карбида кремния) на основе эпоксидной смолы. Хон изготовляют с увеличенным наружным диаметром и с учетом износа в процессе обработки колес. Число зубьев хона не должно быть кратным числу зубьев обрабатываемого колеса.

Процесс зубохонингования заключается в совместной обкатке заготовки и хона. Зубохонингование имеет много общего с зубошевингованием. При вращении зубчатой пары абразивные зерна хона обрабатывают боковые стороны зубьев заготовки за счет микрорезания. Скорость вращения пары, находящейся в зацеплении, во много раз больше скорости при шевинговании.

Зубохонингование применяют для закаленных, прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес. Этим способом можно обрабатывать и незакаленные колеса. Заготовка и хон вращаются в плотном зацеплении. Заготовка, кроме вращения, совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси (продольная подача). Направление вращения пары изменяется при каждом двойном ходе. Плотное зацепление осуществляется поджимом бабки инструмента к обрабатываемому колесу специальными пружинами или пневматическими устройствам. В производстве широко используют алмазно-металлические зубчатые хоны. Стойкость их в 8-12 раз выше, чем у абразивных. Такими хонами можно обрабатывать зубчатые колеса высокой твердости.

Рассмотренные методы отделки не всегда и не в полной, мере могут устранить погрешности предыдущей обработки зубчатых колес. Значительные погрешности, особенно возникающие после термической обработки, устраняют зубошлифованием. Этим методом отделки получают высокую точность и малую шероховатость поверхности зубьев. Применение такого метода необходимо для колес, работающих с большими скоростями.

Зубья цилиндрических колес можно шлифовать двумя методами: копированием и обкаткой. Метод копирования соответствует зубонарезанию дисковой модульной фрезой (рис. 111). Шлифовальный круг 1 профилируется по форме впадины зубьев заготовки 2. Круг вращается со скоростью v_к одновременно совершает возвратно-поступательное движение, обеспечивая продольную подачуS _пр. Шлифуют методом единичного деления. Однако на точность колеса большое влияние может оказать износ шлифовального круга: наибольшая погрешность возникает между первым и последними зубьями. Во избежание этого колесо последовательно поворачивают не на1/2, а на несколько зубьев, но так, чтобы были прошлифованы все впадины. Тогда износ круга влияет на точность меньше. Шлифование зубьев методом копирования можно выполнять на плоскошлифовальном станке. Этот метод более производителен, но менее точен, чем метод обката.

Шлифование зубьев методом обкатки основано на принципе зацепления обрабатываемого колеса с зубчатой рейкой. Роль рейки выполняют два шлифовальных круга, рабочие торцы которых расположены вдоль сторон зубьев рейки. Два шлифовальных круга можно разместить в одной впадине зуба только у крупных колес. Поэтому чаще одновременно шлифуют разноименные стороны двух соседних зубьев. Шлифуемое колесо совершает сложное движение; возвратно-вращательное вокруг своей оси, возвратно-поступательное вдоль оси воображаемой рейки и возвратно-поступательное вдоль своей оси для обработки зубьев по всей ширине. После обработки каждых двух боковых поверхностей зубьев колесо поворачивается на величину углового шага.

Качество обработки зубчатых колес, получаемых зубошлифованием, можно улучшить зубопритиркой. Её применяют для ответственных передач. Зубопритиркой получают поверхности высокого качества, доводя их до зеркального блеска, что увеличивает плавность работы, уменьшает шум, повышает долговечность пары. Применяют для закаленных зубчатых колес.

Притиры выполняют в виде зубчатых колес. Материалом для зубчатых притиров служит мелкозернистый серый чугун. Для притирки применяют жидкие абразивные смеси и пасты. Абразивные пасты обеспечивают большую производительность, чем жидкие смеси. В зацеплении в результате давления между зубьями притира и обрабатываемого колеса мелкозернистый абразив внедряется в более мягкую поверхности зубьев притира и удерживается на нем. Благодаря скольжению, возникающему между зубьями при вращении пары, зерна абразива снимают с обрабатываемого колеса мельчайшую стружку. Таким образом, при зубопритирке возникает искусственное изнашивание материала колес в соответствии с профилем зуба притира. Одна из схем зубопритирания (рис. 112) состоит в том, что притир 1 вращается со скоростью v_п и совершает возвратно-поступательное перемещение с подачей S_пр вдоль оси обрабатываемого колеса 2, которое вращается со скоростью v_з. Оси притира и колеса параллельны. Процесс протекает при быстром вращении притира, который ведет зубчатое колесо, и медленном движении подачи. Плотное прилегание профилей зубьев обеспечивается с помощью гидромоторов, воздействующих на шпиндели притиров.

Зубопритирка обеспечивает более высокое качество обработки, чем зубошлифование, лишь в том случае, если зубчатое колесо было изготовлено точно. Максимальная толщина слоя, удаляемого с помощью притирки, не должна быть больше 0, 05 мм. Значительные погрешности зубчатых колес исправить притиркой нельзя. Такие колеса надо предварительно шлифовать, а затем притирать.

В отдельных случаях вместо притирки применяют приработку зубьев. Она отличается от притирки тем, что колесо взаимодействует не с притиром, а с тем колесом, которое будет находиться с ним в зацеплении в собранном изделии. Приработку производят с помощью абразивного материала, ускоряющего процесс взаимного сглаживания поверхностей.