Методи виготовлення зубчатих коліс

В нинішній час зубчаті колеса можуть виготовлятися нарізанням, литвом і пластичною деформацією (штамповкою, накаткою). При цьому найвища точність виготовлення зубчатих коліс досягається при нарізанні. Найбільш розповсюдженими методами нарізання зубчатих коліс є копіювання і обкатка (огинання).

Метод копіювання. При такому методі зубчаті колеса нарізають інструментом, конфігурація осьового перетину якого повністю відповідає профілю западин (рисунок 1.17). В якості ріжучого інструменту використовуються модульні фрези (дискові і пальцьові).

В процесі виготовлення зубчатого колеса забезпечується відносне переміщення вздовж зуба заготовки і модульної фрези, що обертається. За кожний хід фреза нарізає одну западину. Після цього заготовка повертається на кутовий крок . З використанням такого методу нарізуються прямозубі, косозубі та шевронні зубчаті колеса.

До основних недоліків методу відносяться:

1. Мала продуктивність.

2. Низька точність зубчатих коліс (складні криволінійні різальні кромки інструменту виготовляються з неминучими похибками, які визначають неточність зубчатих коліс, що ним нарізуються).

3. Потреба у великій кількості різального інструменту (окрема фреза для кожного сполучення і ).

Тому метод копіювання доцільно випростовувати при індивідуальному або дрібносерійному виготовленні зубчатих коліс для малонавантажених і тихохідних ЗП.

Метод обкатки (огинання).Метод базується на тому, що заготовка, з якої виготовляється зубчате колесо, і інструмент зубчатої форми (довбач, інструментальна рейка, черв’ячна фреза) здійснюють відносні рухи, які відтворюють процес зачеплення - перекочування без ковзання початкових ліній інструменту і колеса, що виготовляється. Таке зачеплення називається верстатним. Окрім руху, що відтворює процес зачеплення, інструменту надається технологічний рух різання. При цьому різальні кромки інструменту окреслюють зубчату поверхню, яка називається твірною.

На рисунку 1.18 а показано процес нарізання зуборізним довбачемз числом зубців z₁ зубчатого колеса (число зубців z₂) із зовнішніми зубцями. Довбач здійснює зворотно-поступальний рух паралельно осі заготовки колеса, що нарізується (технологічний рух). Одночасно з цим довбачеві і заготовці надаються обертальні рухи з таким же співвідношенням кутових швидкостей, яке б мали довбач і колесо при знаходженні в зачепленні (відтворення зачеплення з передаточним числом ). Евольвентний профіль нарізаного зуба є огинаючою всіх положень різальної кромки довбача. Слід зазначити, що з використанням довбачів нарізуються зубчаті колеса із внутрішніми зубцями(рисунок 1.18 б).

В процесі нарізання зубців зубчатих коліс інструментальною рейкою (гребінкою)остання здійснює зворотно-поступальний рух вздовж осі заготовки (рисунок 1.19). Заготовка в горизонтальній площині здійснює обертальний рух навколо власної осі і поступальний рух вздовж гребінки. Отже заготовка здійснює рух зубчатого колеса, що котиться по зубчатій рейці і профілі зубців отримують процесом обкатки. З урахуванням того, що бокові профілі зубців гребінок прямі лінії, їх виготовлення не викликає труднощів і може бути виконане з високою точністю. Проте процес нарізання гребінкою зубців зубчатого колеса не може бути безперервним, оскільки число зубців гребінки обмежене. Після того, як заготовка прокотиться по всій довжині гребінки, обкатка припиняється. Потім заготовка повертається у вихідне положення і процес обкатки продовжується.

Безперервність процесу обкатки забезпечується при нарізанні зубчатих коліс черв’ячними фрезами. Черв’ячна фреза (рисунок 1.20 а) – це черв’як, профіль нарізки якого у нормальному перетині повністю відповідає профілю твірного рейкового контуру. Для утворення ріжучих кромок на черв’ячній фрезі вздовж осі виконуються декілька канавок.

В процесі обкатки (рисунок 1.20 б) черв’ячна фреза і зубчате колесо, що нарізується, здійснюють обертальний рух (відтворення зубчатого зачеплення). Для нарізання колеса за всією шириною зубчатого вінця, фреза (або заготовка) здійснює також технологічний рух вздовж лінії зубця.