Обработка зубьев цилиндрических зубчатых колес

Образование зубьев методом копирования.

При образовании зубьев методом копирования профиля инструмент полностью соответствует требуемому профилю впадины.

Фрезерование модульными дисковыми и концевыми фрезами методом деления. Зубья дисковых модульных фрез в радиальном сечении имеют такой же профиль, как профиль впадины обрабатываемого колеса.

Рис.. Нарезание зубьев зубчатых колес

дисковыми модульными фрезами

Обрабатываемая заготовка базируется на оправке и устанавливается в центра, один из которых закреплен в шпинделе делительной головки. Зубчатые колеса-валы также устанавливаются в центра.

После фрезерования впадины при рабочем ходе заготовка со столом возвращается в исходное положение (холостой ход) и поворачивается делительной головкой для нарезания очередной впадины.

Точность обработанных зубчатых колес невысокая – 9-й степени: имеют место погрешности при делении заготовки на одну впадину. Другим недостатком - низкая производительность, связанная с прерывностью процесса (холостой ход, врезание и перебег при обработке каждого зуба, вспомогательное время на деление). Область применения фрезерования зубьев модульными дисковыми фрезами – единичное и мелкосерийное производство.

Для повышения производительности применяют обработку нескольких колес, установленных на одной оправке, а также фрезерование одновременно тремя фрезами заготовок, установленных в трехшпиндельной делительной головке.

Нарезание зубьев кругодиагональным и контурным протягиванием. При образовании зубьев методом копирования в массовом и крупносерийном производстве имеется возможность применять обработку протягиванием специальным инструментом на специальном оборудовании, что делает процесс высокопроизводительным и обеспечивает относительно высокую 7-ю степень точности.

Схема кругодиагонального протягивания показана на рис.4.36. Инструментом является фреза-протяжка в виде диска диаметром 500-600 мм. По периферии корпуса 1 на дуге около 320° закрепляются 6-8 черновых блоков 2 резцов. На каждом блоке имеется по 8-10 резцов, расположенных так, что любой последующий выше предшествующего на 0,12-0,20 мм.

Рис.. Схема кругодиагонального протягивания: 1 – корпус; 2 – черновые блоки; 3 – ползун чистового блока; 4 – чистовой блок; 5 – заготовка; 6 – впадина зуба после чернового прорезания

Чистовой блок 4 из четырех-пяти резцов закреплен на ползуне 3, который может перемещаться в радиальном направлении по точным направляющим корпуса 1. Все чистовые резцы имеют одинаковый профиль, соответствующий профилю впадины. Процесс обработки производится при непрерывном вращении инструмента. Заготовка при резании остается неподвижной. Каждая впадина прорезается за один оборот фрезы-протяжки. Заготовка поворачивается на один угловой шаг в момент, когда напротив заготовки отсутствуют резцы.

Основной съем металла осуществляется черновыми резцами. При этом в резании участвуют одновременно несколько резцов, и нагрузка на режущие зубья распределяется равномерно, чего нет при зубофрезеровании червячной фрезой. Окончательная обработка производится блоком чистовых резцов, шаг которых выбирается так, что каждый последующий зуб вступает в резание тогда, когда предыдущий выходит из контакта с заготовкой. Поэтому в каждый момент времени в резании участвует практически один зуб. При чистовом резании ползун 3 перемещается от специального кулачка, установленного на станине. В результате сложения двух движений чистовые резцы перемещаются параллельно оси нарезаемой заготовки, и профиль впадины по всей ширине получается одинаковый

Кругодиагональное протягивание имеет следующие преимущества:

1.Большая точность обработанных венцов на 1-2-й степени по следующим причинам:

1.1. Высокая точность деления на угловой шаг.

1.2. Большая жесткость технологической системы, так как при резании заготовка остается неподвижной.

Более высокая точность нарезанного зубчатого венца позволяет, в частности, снизить припуск на шевингование и уменьшить основное время этой операции примерно на 25%.

2. Более высокая производительность (в 2-3 раза)

Однако кругодиагональное протягивание целесообразно применять только лишь в массовом и крупносерийном производстве, так как инструмент очень сложный, дорогостоящий и может быть использован для колес зубчатого венца с определенным числом зубьев и модулем.

Кругодиагональное протягивание применяется для нарезания цилиндрических колес с открытыми венцами модулем до 6 мм (0,006 м) и шириной венца до 35 мм (0,035 м).

Высокопроизводительным способом, часто применяющимся при обработке зубьев зубчатых секторов является контурное протягивание, при котором все впадины получаются одновременно. Инструмент сборный, набирается из отдельных дисков или отдельных брусков.

Инструмент – протяжка. Производительность такого способа обработки зубчатых секторов и точность зубьев получаются высокими.

Рис.4.37. Протягивание зубьев сектора: 1 – заготовка сектора;

2 – протяжка; 3 – протянутый сектор

Рис.4.38. Схема долбления одновременно всех зубьев методом копирования

Долбление зубьев методом копирования. Этот метод состоит в том, что у заготовки одновременно обрабатываются все зубья специальной резцовой головкой, имеющей профильные резцы, число которых равно числу зубьев обрабатываемой заготовки (рис.4.38). Резцы расположены в точных радиальных пазах неподвижной головки. Заготовка устанавливается на оправку шпинделя станка с вертикальной осью и совершает возвратно-посту-пательное движение. Рабочий ход происходит при движении заготовки вверх. Перед началом рабочего хода все резцы одновременно перемещаются в радиальном направлении к центру заготовки на величину подачи. За рабочий ход все резцы снимают некоторую часть металла впадин. Во время холостого хода при движении заготовки вниз резцы несколько отходят в радиальном направлении от заготовки, чтобы не было трения задних поверхностей резцов об обработанную поверхность.

Процесс отличается высокой производительностью, так как при этом методе одновременно производится долбление всех впадин колеса. Однако точность обработки из-за погрешности в расположении резцов ниже, чем при зубодолблении по методу обкатки. Поэтому такая обработка применяется для предварительной обработки зубьев прямозубых колес.

Обработку по методу копирования резцовой головкой целесообразно применять при очень большом выпуске одинаковых зубчатых колес, т ак как сложный инструмент может быть использован только для определенных чисел зубьев и модуля колес.