Накатывание зубчатых колёс

Накатывание является одним из самых производительных методов получения зубчатых колёс. Производительность этого метода в 5..30 раз выше, чем обработка резанием; увеличивается износостойкость и прочность зубьев; значительно уменьшаются отходы металла и другое.

Накатывание зубчатых колёс можно производить в холодном и в горячем состоянии.

В холодном состоянии накатывают мелкомодульные зубчатые колёса (m 1 мм).

Зубчатые колёса свыше (m 1 мм) накатывают в горячем состоянии. Горячее накатывание производится с радиальной или с продольной подачей.

Схема накатки с продольной подачей одинакова для холодного и горячего накатывания.

В холодном состоянии зубчатые колёса можно накатывать на обычных токарных станках с продольной подачей.

Накатники представляют собой зубчатые колеса с модулями равными модулям нарезаемых зубчатых колёс. Накатники имеют заборную часть и приводятся в движение делительным диском.

Схема накатывания с радиальным движением подачи:

1 – накатники;

2 – реборды;

3 – заготовка;

4 – переходная втулка;

5 – оправка.

Накатываются зубчатые колеса в горячем состоянии. Нагрев ТВЧ до t °С.

Нагретая заготовка поступает под накатку между 2-мя накатниками. Накатники имеют реборды, ограничивающие течение металла. Нагрев происходит в индукторе, который располагается на оборудовании, за 20…30 секунд до накатывания. Штучное время накатывания зубьев на заготовках зубчатых колес составляет 30 с…2 мин. В зависимости от модуля (m 2…5 мм).

Зубоотделочная обработка

Шлифование зубьев зубчатых колес – наиболее надежный метод отделочной обработки, обеспечивающий высокую точность закаленных зубчатых колес. Шлифование зубьев производят на различных зубошлифовальных станках как методом копирования, так и методом обкатки.

После термической обработки до операции шлифования зубьев, как правило, идет обработка отверстия в заготовке. Оно будет служить базой для обработки зубчатого колеса. Отверстие шлифуется на внутришлифовальном станке при базировании по начальному диаметру колеса с помощью роликов или шариков.

база при формировании

внутреннего отверстия

После шлифования отверстия приступают к шлифованию зубчатого колеса. Шлифованием исправляются погрешности, возникшие в процессе термической обработки.

Схема обкатки менее производительна, чем схема копирования, но более точная. На станках, работающих по методу копирования, шлифуют зубчатые колеса профильными кругами.

Ось заготовки в этих станках расположена горизонтально. Они предназначены главным образом для шлифования прямозубых колес.

Профилирование

зубьев Правка шлифовального круга

Метод обкатки осуществляется на зубошлифовальных станках, которые универсальны в наладке и точные, но производительность их сравнительно невелика и зависит от принципа работы и типа применяемых кругов.

При шлифовании зубьев этим методом воспроизводится зубчатое зацепление пары рейка-заготовка зубчатого колеса. Инструментом является воображаемая рейка, боковые стороны зуба которой образованы тарельчатыми шлифовальными кругами.

Шлифовальные круги получают вращательное движение, движение обкатки. Заготовка имеет возвратно-поступательное движение.

Движение обкатки складывается из двух движений: вращения заготовки вокруг своей оси и поступательного движения вдоль воображаемой рейки. В результате этих двух движений заготовка без скольжения перекатывается по воображаемой рейке.

На практике существуют и другие методы шлифования цилиндрических зубчатых колес: дисковым кругом; двумя дисковыми кругами; червячным кругом. Эти методы являются высокопроизводительными и обеспечивают точность колес до 5-й степени и Ra 0,32 мкм.

Применяют шлифование цилиндрических колес и для обработки внутренних косозубых и прямозубых колес методами копирования и обкатки. Принципы работы станков для внутреннего и наружного шлифования аналогичны.

Шевингование – чистовая обработка зубьев незакаленных цилиндрических зубчатых колес (HRC 40). Инструмент – шевер. Снимаются очень малые стружки

Шевер имеет форму рейки или шестерни.

З уб шевера имеет канавки от головки до ножки. Острые кромки канавок являются режущими кромками инструмента. Во время движения обкатки обрабатываемого колеса и инструмента и возникающего при этом относительного скольжения профилей зацепляющихся зубьев снимается тонкая волосовидная стружка.

Шевер для обработки прямозубых цилиндрических колес имеет винтовые зубья с углом подъема до 15°, а для обработки косозубых – прямые зубья.

Наиболее распространенным способом шевингования является шевингование с помощью дискового шевера.

Шевер устанавливается под углом к оси обрабатываемого зубчатого колеса, получает принудительное вращение с числом оборотов 250 об/мин, приводя во вращение зубчатое колесо, свободно установленное в центрах на оправке. Скрещивание осей приводит к продольному относительному скольжению зубьев шевера и зубчатого колеса.

Для резания шевером всей поверхности зуба столу сообщается продольная подача на один оборот зубчатого колеса. В конце хода столу сообщают поперечную (вертикальную) подачу , после чего стол возвращается в обратном направлении. Число ходов стола зависит от величины припуска.

При необходимости получить зубья бочкообразной формы, имеющие большое распространение в современных конструкциях зубчатых передач, используют предусмотренную на станке качающуюся плиту и копирное устройство. Палец индуксируется в копире, скользя по нему, заставляет плиту в конце хода стола наклоняться, в результате чего шевер врезается в зубчатое колесо, формируя зубья у краев более тонкими, чем в середине.

Обработка зубчатого колеса продолжается в течении 1214 двойных ходов стола, время на обработку одного зуба колеса 2…3 секунды.

Зубохонингование – применяется для уменьшения шероховатости поверхности профиля зуба и уменьшения шума после термической обработки. Зубохонингование производят при скрещивающихся осях хона и обрабатываемого колеса без механизма радиальной подачи. При этом зубчатое колесо, установленное в центрах, совершает вращательное (реверсируемое) и возвратно-поступательное движения вдоль своей оси.

Зубчатый хон представляет собой геликоидальное колесо, изготавливаемое из пластмассы и шаржированное абразивом, зернистость которого выбирается в зависимости от величины припуска (0,025…0,05 мм) и требований к шероховатости.

Зубохонингование осуществляется при обильном охлаждении для эффективного удаления металлической пыли с обрабатываемой поверхности профиля зуба.

Зубохонингование применяют для обработки прямозубых и косозубых колес с модулями 1,256 мм. Скорость зубохонингования одного зуба 1…5 в сек, продолжительность 1…1,2 сек, достигаемая шероховатость поверхности Ra 0,2…0,4, стойкость зубчатого хона составляет до 18…20 тыс. зубчатых колес.

Притирка – производится после термической обработки на специальных станках. Инструментом служат притиры – чугунные зубчатые колеса, находящиеся в зацеплении с обрабатываемым зубчатым колесом. Притиры смазывают смесью мелкого абразивного порошка с маслом.

Отделка зубчатых колес методом притирки заключается в том, что обработка зубчатого колеса идет обкатыванием его между 3-мя притирами, оси которых скрещиваются между собой.

О брабатываемое зубчатое колесо 3, устанавливается в шпинделе притирочного станка, одновременно в зацеплении с притирами 1, 2, 4.

Оси 2-х притиров 1 и 4 со спиральными или прямыми зубьями наклонены к обрабатываемому зубчатому колесу 3. Ось притира 2 параллельна оси обрабатываемого зубчатого колеса. Этот притир вращается попеременно в разных направлениях со скоростью 30…60 м/мин. Для обеспечения равномерной обработки зуба с обеих сторон.

Помимо вращения притирам сообщается возвратно-поступательное движение в осевом направлении при 60…70 перемещениях в минуту. Скорость вращения обрабатываемого зубчатого колеса 3060 м/мин. Давление притиров на поверхность зуба регулируют притормаживанием шпинделей двух притиров 1 и 4. Точность обработки по длине начальной окружности 0,02 мм., по шагу 0,01 мм. и по профилю 0,08 мм. Достигаемая шероховатость 0,05 мкм. Время обработки одного зуба в среднем составляет 3…6 сек.

Прикатка – применяется в холодном состоянии и является высокопроизводительным окончательным методом обработки зубчатых колес. Применяется после зубофрезерования или зубодолбления, может заменять шевингование.

Накатники изготавливаются из быстрорежущей стали, закаливаются и точно шлифуются.

Обработка ведется без снятия стружки в холодном состоянии.

Холодная прикатка по сравнению с шевингованием позволяет увеличить производительность в 4-5 раз, снизить уровень шума на 2-3 децибела, повысить точность обработки и увеличить твердость поверхности порядка на 5 ед. по Роквеллу.