Формообразование при резании зубчатых колес.

Образование профиля зубьев зубчатого колеса путем удаления материала впадины режущими инструментами производится фрезерованием, строганием, долблением, протягиванием, шевингованием и шлифованием.

Фрезерование осуществляется профильными фрезами, дисковыми или пальцевыми; цилиндрическими или коническими червячными фрезами; торцевыми зуборезными головками с резцами для черновой и чистовой обработки конических зубчатых колес.

Строгание осуществляется резцами с прямолинейной режущей кромкой на специальных зубострогальных станках, предназначенных для обработки конических колес.

Долбление производится на зубодолбежных станках многолезвийным режущим инструментом – долбяком.

Протягивание производится с помощью специального инструмента и как способ образования зубьев колес применяется редко.

Шевингование – процесс чистовой обработки зубчатых колес инструментом в виде зубчатого колеса с зубьями, снабженными по профилю мелкими режущими зубчиками.

Шлифовани е используется как процесс чистовой обработки зуба, а в отдельных случаях, при мелких модулях, - для вышлифовывания зуба в целой заготовке.

Нарезание зубьев осуществляется двумя методами:

- методом копирования, когда форма режущей кромки фасонного инструмента соответствует впадине зуба колеса (так работают дисковые, пальцевые модульные фрезы, зубодолбежные головки);

- методом обката, когда поверхность зуба получается в результате обработки инструментом, режущие кромки которого представляют собой профиль сопряженной рейки или профиль зуба сопряженного колеса и во время обработки инструмент с заготовкой образует сопряженную (правильно зацепляющуюся) зубчатую пару.

По методу обката работают самые различные зуборезные инструменты: червячные фрезы, долбяки, гребенки, шеверы и др.

 

6.2. Конструкции зуборезныхинструментов.

6.2.1. Дисковыемодульные фрезы.

Дисковаямодульная фреза представляет собой фасонную фрезу, обычно с затылованными зубьями профиль зуба которой повторяет профиль впадины нарезаемого колеса. Применение дисковых фрез ограничено, так как точность зубчатых колес при нарезании дисковыми модульными фрезами получается невысокой.

Дисковые модульные фрезы делятся на черновые (для предварительной прорезки зуба) и чистовые (для окончательной обработки впадины зуба). Черновые фрезы для улучшения условий резания проектируются с передним углом 8 - 10º, так как неточности профиля не имеют значения при черновой обработке впадины.

Чистовые фрезы рассчитываются для снятия небольшого припуска, но у этих фрез должен быть точный профиль, поэтому передний угол γ приходится делать равным нулю и затачивать зуб по передней поверхности радиально. (рис.6.1).

Рис. 6.1 Дисковая модульная фреза.

а - без подфрезеровки канавок, б – с подфрезеровкой канавок.

Черновые модульные фрезы крупных модулей изготовляются сборными, со вставными ножами, из быстрорежущей стали Р18 или Р9. Черновые фрезы крупных модулей должны иметь на боковых режущих кромках стружкоразделительные канавки.

Дисковые модульные фрезы изготовляются обычно с нешлифованным профилем зуба, однако у фрез из быстрорежущей стали нужно шлифовать профиль зуба. Для облегчения шлифования можно делать зуб с двойным затылованием.

6.2.2. Пальцеваязуборезная фреза

Пальцеваязуборезная фреза применяется в тяжелом машиностроении для фрезерования профилей косозубых и прямозубых колес крупного модуля, в том числе и шевронных колес.

Профиль инструмента, работающего по методу обката, не зависит от числа зубьев нарезаемого колеса, поэтому одной и той же червячной фрезой или гребенкой можно нарезать зубчатые колеса с любым числом зубьев.

Точность колеса, получающаяся при обкатке, значительно выше точности зубчатых колес, получаемых по методу копирования, что объясняется, прежде всего, непрерывностью процесса обката. При этом процессе (за редким исключением) не требуется производить отдельного деления, что сокращает холостые движения и поэтому он производительнее метода копирования

Пальцевые модульные фрезы применяют для фрезерования профиля прямозубых и косозубых зубчатых колес крупного модуля (начиная с модуля 10 и выше) тогда, когда нельзя нарезать колесо червячной фрезой. На рис.6.2. показаны пальцевые зуборезные черновые и чистовые фрезы.

Рис. 6. 2.Пальцевые модульные фрезы.

 

Чистовая пальцевая фреза изготовляется с углом γ = 0, т.е. с радиальной передней поверхностью. Профиль зуба такой фрезы в осевом сечении должен в точности соответствовать профилю впадины колеса, если обрабатываемое зубчатое цилиндрическое колесо имеет прямые зубья. Когда чистовая фреза предназначена для фрезерования шевронных или косозубых колес, то профиль несколько отличается от профиля впадины. Черновая пальцевая модульная фреза для обеспечения оптимальных условий резания конструируется с передним углом γ до 8º; она имеет также канавки для разделения стружки. Черновые и чистовые фрезы изготовляются с затылованным, но могут изготовляться и с остроконечным зубом; тогда необходимо затачивать их по профилю.

Черновые и чистовые фрезы могут быть сборными, со вставными или с приваренными ножами.

Пальцевые зуборезные фрезы навертываются на оправки. Распространены две конструкции центрирования и крепления пальцевых фрез на оправке: с внутренней цилиндрической выточкой и с наружной цилиндрической проточкой.

Наиболее распространенными посадочными местами являются торец и отверстие (рис. 6.2)), а внутренняя резьба нарезается со значительным зазором и не направляет, а только обеспечивает крепление фрезы.