Отделочные виды обработки зубчатых колес

С помощью обкатки, шевингования, шлифования, зубохонингования, притирки и приработки осуществляют отделочную обработку зубьев колос.

Обкаткой называют процесс получения гладкой поверхности зубьев незакаленного колеса при вращении его в зацеплении с закаленными шлифованными колесами (эталонами). При этом погрешности формы зуба устраняются.

Шевингованием называют процесс чистовой отделки зубьев незакаленного колеса, заключающийся в соскабливании мелких волосообразных стружек особым инструментом — шевером (Рисунок 3.140)

Рисунок 3.140

Шевингованием достигается 5—7-я степень точности и шероховатость Ra 0,4 -- 0,8 мкм. Шевингование производят двумя способами,

отличающимися применяемым инструментом: шевер-колесом и шевер-рейкой. Шевер-колесо представляет собой режущее колесо с канавками глубиной 0,8 мм, прорезанными на боковых сторонах каждого зуба. Канавки образуют режущие кромки, которые и соскабливают стружку. Оправку с обрабатываемым колесом (рис. 3.141) закрепляют в центрах на столе станка. Шевер находится в зацеплении с обрабатываемым колесом, образуя с ним винтовую пару со скрещивающимися под углом 15° осями. Шевер приводится во вращение и вращает обрабатываемое колесо, которому сообщается осевое возвратно-поступательное перемещение, называемое продольной подачей (0,15—0,3 мм на 1 оборот колеса), необходимое для равномерного снятия металла по всей длине. Стол станка имеет вертикальное перемещение для давления шевера на колесо. После окончания каждого хода стола шевер получает вращение в обратную сторону и обрабатывает другую сторону зуба. Для предварительной обработки число ходов 4—6, для окончательного - 2 —4.

Зубошлифование осуществляют в основном двумя методами: обкаткой и профильным копированием с помощью фасонного шлифовального круга. Шлифованием достигают шероховатости поверхности R_а=0,4...0,1 мкм' и точности основных параметров зубчатого колеса в пределах 4...6-й степеней точности независимо от размера оставляемого припуска.

При шлифовании методом обкатки воспроизводят зубчатое зацепление пары рейка — зубчатое колесо, в котором инструментом является рейка. Этот метод применяют на современных станках, используя шлифовальные круги различных видов (Рисунок 22).

Рисунок 3.142

На рис. 3.142, а изображена схема шлифования зуба цилиндрического колеса. Два шлифовальных круга 1 установлены таким образом, что их торцы, обращенные к шпинделям, совпадают с боковыми сторонами зубьев воображаемой производящей рейки 2, находящейся в зацеплении с заготовкой 3. Обкатываясь по вращающейся заготовке 3, шлифовальные круги своими торцами шлифуют поверхность зубьев колеса.

Более производительным является шлифование абразивным червяком (рис. 3.142, б).

Шлифовальному кругу, изготовленному в виде одно- или двухзаходного червяка диаметром 300 мм в процессе обработки сообщают два движения: вращательное 1-вокруг оси (движение резания) со скоростью 20...30 м/с и поступательное II- вдоль оси заготовки (движение подачи) со скоростью 0,6 мм за один оборот колеса. Зубчатое колесо получает вращение III вокруг своей оси, согласованное с вращением абразивного червяка, и периодическое радиальное движение подачи IV. Точность обработки однозаходным червяком соответствует 6-й степени точности, двухзаходным — 7-й степени точности. Шероховатость обработанной поверхности составляет Ra =0,8...0,1 мкм. Применяют также шлифование зуба копировальным фасонным шлифовальным кругом (рис. 3.142, в).

Зубохонингование. Для уменьшения шероховатости поверхности профиля зуба и, как следствие, уменьшения шума при работе передачи применяют хонингование зубьев колес после термической обработки. Зубохонингование производят на станке, аналогичном шевинговальному, при скрещивающихся осях хона и обрабатываемого колеса, но без механизма радиальной подачи. При этом установленное в центрах зубчатое колесо совершает кроме вращательного (реверсируемого) и возвратно-поступательное движение вдоль своей оси.

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

Притирка.

Притирку зубьев зубчатых колес после термической обработки производят на специальных станках, где инструментом служат притиры — чугунные колеса, находящиеся в зацеплении с обрабатываемым зубчатым колесом. Притиры смазывают смесью абразивного порошка с маслом.

Рисунок 3.143

Отделка зубчатых колес методом притирки (рис.3.143) заключается в том, что обрабатываемое зубчатое колесо обкатывают между тремя притирами, оси которых скрещиваются между собой Оси двух притиров 1 и 4 со спиральными или прямыми зубьями наклонены к обрабатываемому зубчатому колесу 3. Ось третьего 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 со скоростью 60 ...70 ходов в минуту на длине 25 мм.

Шероховатость поверхности R_а=0,1 мкм. Время обработки одного зуба в среднем составляет 3...6 с.

Притирка уменьшает шероховатость поверхности зубьев, уменьшая шум и увеличивая плавность работы колес. Притиркой можно исправить лишь незначительные погрешности профиля шага. При значительных погрешностях колесо надо шлифовать, после чего притирать.

Приработка отличается от притирки тем, что притирают не колесо с притиром, а два парных колеса, изготовленных для совместной работы в собранной машине.

Зубозакругление. В современных машинах часто применяют зубчатые колеса, которые периодически вводят в зацепление без остановки движения (коробки скоростей станков, автомобилей и т. д.).

Чтобы устранить удары и выкрашивание кромок при переключении зубчатых колес, зубья закругляют специальными фрезами на зубозакругляющих станках.

Профиль закругляемого зуба 1 на зубчатом колесе и траектория движения инструмента 2 при обработке показаны на рис. 3.144, а. На рис. 3.144, б приведены конструкции фрез для закругления зубьев колес: пальцевые фрезы 1 и коронная фреза 2.

Рисунок 3.144

Снятие фасок и удаление заусенцев производятся на станках с абразивными кругами, имеющими профили, соответствующие форме зуба обрабатываемого колеса. Вращение осуществляется путем ввода зубьев в зацепление с витками круга. При больших объемах производства удаление заусенцев производится на многопозиционных станках стальными щетками.

С зубчатых колес малых размеров заусенцы удаляют с помощью ультразвука. При этом способе дополнительно сглаживаются острые кромки, а рабочие поверхности зубьев изменениям не подвергаются.

Получает распространение способ снятия заусенцев галтовкой в барабане, причем, выбирая соответствующие наполнитель и частоту вращения барабана, достигают хорошей очистки зубьев без искажения их профиля.

Обкатывание незакаленных зубчатых колес производят в масляной среде без абразивного порошка в паре с одним или несколькими закаленными колесами-эталонами. В результате давления зубьев колес-эталонов на поверхностях обрабатываемых зубьев возникает наклеп, сглаживаются неровности. Ввиду того, что при обкатывании профиль и шаг зуба не исправляются, а в ряде случаев создаются дополнительные внутренние напряжения, увеличивающие искажения профиля при последующей термической обработке, этот способ отделки применим для зубчатых колес, не требующих высокой точности, а также для колес, не подвергающихся термической обработке.