Обработка на зубообрабатывающих станках

Современное машиностроение, характеризующееся большими скоростями движения и нагрузками, предъявляет высокие требования к качеству зубчатых передач. Наиболее ответственной ТО при их изготовлении является обработка зубьев.

Зубонарезание – прорезание впадин между зубьями и придание им необходимого профиля.

Существуют два метода нарезания зубьев зубчатых колес:

1. Метод копирования;

2. Метод обкатки или огибания.

Метод копирования – заключается в обрезании зубьев зубчатого колеса специальным фасонным инструментом, профиль которого отвечает профилю впадин между ними:

- пальцевые фрезы;

- дисковые модульные фрезы.

Для нарезания зубьев зубчатого колеса методом обкатки нужный профиль их образуется в результате согласованных перемещений режущих кромок инструмента и заготовки колеса.

Режущие кромки инструмента описывают в пространстве поверхность, отвечающую поверхности зубчатой рейки или зубчатого колеса, которые называются производящей рейкой или производящим колесом. В результате согласованных движений инструмента и заготовки последняя огибается вокруг производящей рейки или колеса, как бы находясь с ними в постоянном зацеплении. При этом режущие кромки инструмента прорезают в заготовке впадины между зубьями.

Нарезаются зубья зубчатых колес по методу обкатки соответствующими специальными инструментами согласно назначению зуборезных станков:

1) На зубофрезерных червячными модульными фрезами;

2) Зубодолбежных с помощью долбяка;

3) Зубострогальных, зуб прорезаемого колеса обрабатывается с обеих сторон одновременно двумя резцами, движущихся возвратно – поступательно в противоположных направлениях.

На зубофрезерных станках можно нарезать цилиндрические зубчатые колеса с прямыми зубьями, а также червячные колеса.

Зубофрезерный станок общего применения состоит из следующих узлов:

- станина;

- стойка, установленная на станине;

- фрезерный суппорт, перемещающийся по вертикальным направляющим стойки;

- фрезерная головка, установленная на суппорте;

- вращающийся стол;

- поддерживающая стойка;

- салазки, на которых установлены стол и поддерживающая стойка;

- горизонтальные направляющие станины, по которым перемещаются салазки;

- поперечина, связывающая стойки.

Заготовка закрепляется на оправке, установленной на вращающемся столе, который вместе с заготовкой совершает круговую подачу –sкр. При этом, заготовка получает горизонтальную подачу – радиальную sр за счет перемещения стола на салазках.

Кроме того, зубофрезерные станки имеют четыре гитары сменных шестерен для получения необходимой скорости движения его органов:

1) Гитара для получения заданной частоты вращения фрезы;

2) Гитара деления – обкатки для сообщения заготовке необходимой окружной скорости для автоматического получения на ней необходимого числа зубьев;

3) Гитара для получения вертикальной подачи фрезы или горизонтальной подачи заготовки;

4) Гитара дифференциала для сообщения дополнительного вращательного движения заготовке при нарезании косозубых колес.

Одним из наиболее производительных и точных методов образования зубьев у цилиндрических колес является нарезание их на зубодолбежных станках с помощью долбяков. На таких станках также можно обрабатывать косозубые цилиндрические колеса, колеса с внутренним зацеплением и блоки шестерен с малыми промежутками между соседними колесами.

Долбяк – это закаленное и шлифованное зубчатое колесо с корригированными зубьями, каждый из которых имеет режущие кромки и необходимые углы и

Принцип нарезания цилиндрического зубчатого колеса методом обкатки с помощью долбяка заключается в том, что в процессе обработки воспроизводится зубчатое зацепление двух колес. Роль одного из них выполняет режущий инструмент - долбяк, второго-заготовка. Долбяк совершает быстрое возвратно - поступательное движение, являющееся главным, обусловливающим скорость резания. При этом, своими режущими кромками он воспроизводит в пространстве воображаемое производящее колесо. С этим производящим колесом как бы находится в беззазорном зацеплении нарезаемое колесо. Долбяк, помимо возвратно – поступательного движения, медленно вращается вокруг своей оси, совершая круговую подачу. Согласованно с ним поворачивается и заготовка. При холостом ходе долбяка стол с заготовкой отходит в радиальном направлении от долбяка, а перед началом рабочего хода возвращается в исходное – рабочее положение. Благодаря чему устраняется трение задних поверхностей инструмента о заготовку и уменьшается его износ.

В основе строгания зубьев конических зубчатых колес на зубострогальных станках, как и при нарезании цилиндрических колес методом обкатки лежит понятие о производящем колесе, в зацеплении с которым как бы находится нарезаемая заготовка и по которому в процессе нарезания она обкатывается.

Нарезание зубьев конических зубчатых колес значительно сложнее, чем колес цилиндрических, т.к. глубина и ширина впадин между зубьями постепенно уменьшаются в направлении от обода колес к центру.