Изготовление цилиндрических зубчатых колес

Технологический процесс обработки зубчатых колес состоит из двух этапов.

1. Включает операции, связанные с образованием геометрической формы заготовки зубчатого колеса до нарезания зубьев. Зубонарезание и отделочные операции обработки зубьев и остальных элементов детали.

2. Образование зубьев цилиндрических колес и реек производится двумя методами: копированием и огибанием. Сам процесс зубообразования может выполняться резанием со снятием стружки или путем пластической деформации материала.

Метод копирования. При нарезании колес методом копирования профиль режущей части инструмента (фрезы, резца, протяжки) полностью соответствует профилю впадины зуба колеса. Профиль инструмента копируется на колесе.

Нарезание колес дисковыми модульными фрезами (рисунок 2, а) производится на универсальных фрезерных станках, оснащенных делительными головками или столами, а также на зубофрезерных станках, имеющих устройство для индивидуального деления.

Профиль фрезы каждого номера соответствует профилю впадины колеса, имеющего наименьшее число зубьев для этого диапазона. Остальные диапазона будут нарезаться такой фрезой с некоторыми погрешностями. Чем больше фрез в наборе, тем точнее будут нарезаны колеса.Дисковыми фрезами можно нарезать короткие рейки на горизонтально-фрезерных станках с использование индикаторных упоров и набора концевых мер.

Нарезание колес пальцевыми модульными фрезами производится на универсальных фрезерных станках, оснащенных делительными головками или столами, а также на зубофрезерных станках, имеющих устройство для индивидуального деления и специальный суппорт для установки пальцевых фрез.

Протягивание зубьев осуществляется в основном при изготовлении открытых венцов зубчатых колёс с внутренними прямыми зубьями при z< 50. Протягивание производится также комплектом протяжек методом единичною деления после обработки каждой впадины.

Долбление зубьев методом копирования осуществляется в массовом производстве при предварительной обработке зубьев прямозубых колес. Обработка производится при помощи многорезцовой головки, нарезающей одновременно все зубья колеса. Метод огибания (обкатки). Основной метод нарезания зубьев колес. В соответствии с ним зубья образуют фрезерованием червячными фрезами, долблением долбяками, строганием гребенками, горячим и холодным накатыванием.

Фрезерование червячными фрезами является основным процессом предварительной и чистовой обработки зубьев. Оно применяется для нарезания эвольвентных зубьев цилиндрических колес наружного зацепления.

Нарезание зубьев долбяками на зубодолбежных станках в основном осуществляется при обработке закрытых венцов с внутренними зубьям и зубчатых реек. Схема нарезания зубьев цилиндрических колёсс прямыми и косыми зубьями приведена на рисунке 5, а. При обработке долбяк 1 и заготовка 2, синхронно вращаясь, обкатываются относительно друг друга и совершают следующие движения. Долбяк, закрепленный на штосселе станка, осуществляет возвратно-поступательные вращательные движения. Поступательное движение долбяка вниз является движением резания, соответствующим скорости резания Vд, а поступательное движение вверх - холостым ходом Vx.

Нарезание зубьев гребенками на зубострогальных станках производят при изготовлении точных прямозубых, косозубых и шевронных колес с внешними зубьями больших модулей, а также с зубьями большой длины. Гребенки бывают прямозубые и косозубые. В торцовой плоскости зубьям гребенки приданы режущие свойства. По ГОСТу 3058-54 они имеют профиль рабочей рейки.

Схема нарезания зубьев гребенкой показана на рисунке 6. Движение резания осуществляется при возвратно - поступательном перемещении, Гребенка, установленная на заданную глубину, перемещается из позиции 4 в позицию 1. Затем включается движение обкатки, при котором имитируется зацепление рейки и колеса, и совершаются согласованные движения - перемещение гребёнки из позиции 1 в позицию 2. а также поворот нарезаемого колеса на заданный угол. После окончания обкатки, в ходе которой происходит формирование одного или нескольких зубьев, гребенка отходит от колеса — из позиции 2 она перемещается в позицию 3и затем в исходную. После этого процесс повторяется.

Рисунок 6 - Нарезание зубьев гребёнками