Некоторые сведения о методах изготовления зубчатых колес

 

  Методы изготовления зубчатых колес тесно связаны с теорией зацепления. Зубчатые колеса с эвольвентным профилем изготовля­ются главным образом на специальных зуборезных станках двумя методами: методом копирования и методом обкатки.

Метод копирования состоит в следующем.

Дисковая фреза, режущие кромки которой имеют очертание впа­дины между зубьями, совершает вращательное движение (рис. 3). Заготовка совершает

 

 

 

 

поступательное движение вдоль своей оси. За каждый ход заготовки фрезеруется только одна впадина. Затем заготовка возвращается в исходное положение и поворачивается на угол . После этого она снова получает поступательное движение вдоль оси, и происходит фрезерование следующей впадины и т. д.

Этот метод имеет существенные недостатки. Во-первых, он мало производителен. Во-вторых, для точного изготовления зубьев тре­буется очень много режущего инструмента. Действительно, форма впадины зависит не только от модуля, но и от количества зубьев(размеров колеса), так как форма эвольвентного профиля зависит от радиуса основной окружности. Поэтому теоретически для каж­дого зубчатого колеса с определенным количеством зубьев тре­буется своя фреза. Это, конечно, очень дорого.

 

 

                                 

                                 

 

 

 

На практике для каждого модуля применяется комплект, состоящий только из неко­торого количества фрез, каждая из которых служит для изготовле­ния зубчатых колес

 с количеством зубьев в опреде­ленном диапазоне. Форма зубьев каждой фрезы точно соответствует форме впади­ны только для колес с мень­шим количеством зубьев данного диапазона. Для остальных колес профили зуба будут приближен­ными.

Кроме дисковых фрез, при изготовлении зубчатых колес методом копирования применяются также паль­цевые фрезы (рис. 4). Вследствие указанных недостатков метод копирования не получил широкого применения. Он используется только для изготовления небольшого количества зубчатых колес, на ремонтных работах, для неответственных колес, работающих при небольших окружных скоростях. Изготовление ко­лес этим способом может производиться на обычном фрезерном станке, снабженном делительной головкой.

    В настоящее время широкое применение имеет более совершенный метод — метод обкатки,— в котором в качестве инструмента используются долбяк или инструментальная рейка (гребенка). Ре­жущие кромки этих инструментов имеют точное очертание эволь­вентного зубчатого колеса или зубчатой рейки, а боковые поверх­ности затылованы (рис. 5, а, б).

В процессе изготовления зубчатого колеса долбяк и заготовка на зуборезном станке имеют такое относительное расположение и получают такое относительное движение, как будто они находятся в действительном зацеплении, т. е. их начальные окружности каса­ются и обкатывают одна другую без скольжения. Отсю­да этот метод и получил свое название.

   Кроме этих движений, инструмент получает возвратно-поступа­тельное режущее движение вдоль своей оси. Во время движения ин­струмента вниз происходит рабочий ход — срезание стружки. Дви­жение инструмента вверх является холостым ходом.

  В основе метода обкатки лежит то свойство зубчатого зацепле­ния, что профили зубьев зацепляющихся колес являются взаимоогибаемыми кривыми. Поэтому, если очертания режущих кромок зубьев долбяка выполнены по эвольвентами кривым, то и зубчатое колесо получится с зубьями эвольвентного профиля

 

 На рис.6 показаны (тонкими линиями) последовательные положения зуба долбяка относительно нарезаемого колеса Из рисунка видно, что профиль зуба колеса является огибающей ряда по­следовательных относительных положений профиля зуба долбяка

 

Аналогично происходит нарезание зубьев инструментальной рейкой. Здесь начальная окружность заготовки пере­катывается без скольжения по начальной прямой рейки, т. е. заго­товка совершает вращательное движение, а рейка — поступатель­ное. Преимущество рейки перед долбяком заключается в том, что зубья у рейки имеют прямолинейный профиль, что облегчает ее из­готовление и уход за нею (заточка и т. д.).

 

Одним из методов обкатки является нарезание зубчатых колес червячной фрезой. Расположение фрезы относительно заготовки и их движения показаны на рис.6. Фре­за в диаметральном сечении имеет профиль рейки. Она имеет вращательное движе­ние вокруг своей оси и по­ступательное — вдоль образующей цилиндра заготовки. Заготовка имеет враща­тельное движение.

За один оборот фрезы она поворачивается на град (если фреза однозаходная).Фреза относительно заготовки устанавливается так, чтобы ее витки в мес­те снятия стружки были параллельны образующей цилиндра заготовки, т. е. ось фрезы должна составлять с торцевой плоскостью заготовки угол у, равный углу подъема средней линии винтовой поверхности витков фрезы.

 

 

 

 

 

  В последние годы получил распространение новый метод обкат­ки — накатка зубчатых колес в горячем состоянии, — который заключается в следующем.

Инструмент в виде зубчатого колеса и заготовка в горячем со­стоянии получают на станке такие относительные движения, как будто они находятся в действи­тельном зацеплении. При этом вследствие пластических дефор­маций инструмент выдавливает на заготовке зубья точного эвольвентного профиля.

Большим достоинством всех методов обкатки является высокая производительность, боль­шая точность и малое количество инструмента. Одним инструмен­том (данного модуля) можно нарезать зубчатые колеса любым количеством зубьев.