Схемы обработки методом копирования

При индивидуальном производстве зубчатых колес по методу копирования используют дисковые и пальцевые модульные фрезы, а в массовом производстве - многорезцовые головки и протяжки.

1) Схема нарезания дисковой модульной фрезой

Рис.94. Схема нарезания дисковой модульной фрезой:

а) прямозубого колеса; б) косозубого колеса

Дисковая модульная фреза представляет собой дисковую фрезу с фасонным профилем, соответствующим профилю впадины зубча­того колеса. Профиль впадины зависит от модуля и числа зубьев колеса (чем меньше зубьев, тем больше кривизна боковой поверхности), поэтому дисковые модульные фрезы разделяют по модулям и по номерам для каждого модуля.

В зависимости от точности зубьев нарезаемого колеса на практике используют комплекты дисковых модульных фрез из 8, 15 и 26 шт. Каждый номер комплекта предназначен для нарезания колес с определенным числом зубьев.

Например: фреза №1 (из 8-ми штучного комплекта) - для нарезания колес с 12... 13 зубьями;

№4 - с 21... 25 зубьями;

№8 - с числом зубьев свыше 135.

Комплект из 8-ми фрез используется для изготовления колес с модулем т < 8 мм,

- из 15-ти фрез – для колес с модулем т > 8 мм,

- из 26-ти фрез – для колес повышенной точности.

Дисковой модульной фрезой можно нарезать зубчатые колеса цилиндрические и конические, с прямым и косым зубом.

Подбор номера фрезы из комплекта для нарезания косозубого колеса производят по приведенному числу зубьев:

где Z - число зубьев нарезаемого колеса,

β - угол наклона зубьев нарезаемого колеса.

Конические зубчатые колеса, нарезаемые дисковыми модуль­ными фрезами, имеют низкую точность, т.к. у таких колес модуль зацепления переменный по длине зуба, а у фрезы постоянный. По­этому этот метод обработки конических зубчатых колес использует­ся как черновой.

2) Схема нарезания пальцевой модульной фрезой

Рис.95. Схема нарезания пальцевой модульной фрезой:

а) прямозубого колеса; б) шевронного колеса.

Пальцевая модульная фреза представляет фасонную концевую хвостовую фрезу с профилем режущей кромки, соответствующим профилю впадины зубчатого колеса.

Пальцевые модульные фрезы применяют для нарезания круп­ных колес с модулем m > 10 мм, а также для нарезания тяжелона­груженных шевронных колес (с разнонаправленным зубом, рис.95 б).

3) Схема нарезания зубодолбежной головкой

Резание зубодолбежной головкой выполняется долблением резцами одновременно всех впадин колеса (резцов в головке ровно столько, сколько зубьев нарезаемого колеса). Этот способ самый производительный, но требует специального оборудования (Рис.96), поэтому эффективен при массовом производстве зубчатых колес.

Рис.96. Зубодолбежная многорезцовая головка

3. Схемы обработки зубчатых колес методом обкатки

Нарезание зубьев методом обкатки (огибания) осуществляется на специальных зуборезных станках.

Инструментом для зубонарезания может быть:

- червячная модульная фреза;

- зуборезный долбяк;

- зуборезная рейка (гребенка);

- строгальные резцы;

- круговая протяжка и др.

1) Схема нарезания червячной фрезой

Рис.97. Схема нарезания червячной фрезой.

Червячная модульная фреза представляет собой режущий инструмент, изготовленный в виде червяка с прорезанными вдоль оси канавками. Червячную фрезу устанавливают так, чтобы можно было прорезать требуемую глубину впадин и движение подачи D_s должно быть направлено вдоль зуба фрезы для нарезания зубьев по всей длине заготовки.

Ось фрезы располагают под углом ω к торцу заготовки (Рис.7.4):

- при нарезании колес с прямым зубом: ω = α;

- при нарезании колес с косым зубом: ω = β ± α;

- при нарезании зубьев червячных колес: ω = 0,

где α - угол наклона спирали зубьев фрезы,

β - угол наклона зубьев колеса к оси заготовки.

Червячная фреза может быть одно- и многозаходной, поэтому при фрезеровании необходимо выдержать соотношение:

где n _з - частота вращения заготовки, об/мин;

n _фр - частота вращения фрезы, об/мин;

n _доп - дополнительный поворот заготовки при нарезании косозубых колес (для прямозубых колес n _доп= 0), об/мин;

k _фр - число заходов червячной фрезы;

Z - число нарезаемых зубьев колеса.

2) Схема нарезания зубодолбяком

Зубодолбяк представляет собой зубчатое колесо, преобра­зованное в режущий инструмент, для этого зубьям долбяка при­даны углы: α = 4...7° и γ = 5...10° (Рис.98).

Рис.98. Схема нарезания зубьев зуборезным долбяком.

Нарезаемое колесо и долбяк имеют вращательные движения, как пара сопряженных колес, т. е. связаны соотношением:

где n _з и n _д - частота вращения заготовки и долбяка, об/мин;

Z и Z_д - число зубьев нарезаемого колеса и долбяка.

Кроме того, долбяк имеет главное (возвратно-поступательное) движение и движение врезания в начале процесса долбления. Для уменьшения трения заготовка при холостом ходе отводится от долбяка, а при рабочем ходе вновь подводится.

Зубодолбление более производительно, чем зубофрезерование при обработке зубьев с малыми модулями зацепления (m < 2,5 мм). При больших модулях (m > 5 мм) производительнее зубо­фрезерование червячными фрезами. Зубодолбление - эффективный метод изготовления блоков из двух и трех зубчатых колес.

3) Схема зубострогания

При зубострогании вращающееся нарезаемое коническое колесо как бы находится в зацеплении с воображае­мым плоским колесом, у которого роль двух зубьев выполняют два резца, имеющие вращательное и встречные возвратно-поступательные движения строгания (Рис.99).

Рис.99. Схема зубострогания.

В процессе одной обкатки резцы строгают один зуб с обоих сторон, после обработки каждого зуба цикл повторяется.

Этот способ зубообработки чаще используют для изготовления высокоточных конических зубчатых колес.

Для осуществления нарезания зубьев методом обкатки требуют­ся специальные зубообрабатывающие станки: зубофрезерные, зубодолбежные, зубострогальные, зубопротяжные и др.