Зубофрезерование цилиндрических колес (стр. 3 из 4)

Когда отношение числа зубьев колеса к числу заходов фрезы выражено целым числом, например при нарезании зубчатого колеса с числом зубьев 22 двухзаходной фрезой, то каждый из заходов фрезы нарезают только определенные впадины зубьев, четные или нечетные при каждом обороте заготовки. Поэтому ошибки шага и профиля между заходами фрезы будут переданы определенным зубьям вовремя зубофрезерования.

Следующим важным условием является отношение между числом заходов фрезы и числом стружечных канавок, которое не должно быть кратным. Для уменьшения погрешности профиля зубьев колеса при фрезеровании многозаходными фрезами необходимо, чтобы эти фрезы имели больше стружечных канавок. Чтобы при этом не уменьшилась эффективная ширина зуба фрезы, следует увеличить наружный диаметр.

В связи с созданием новых, более жестких зубофрезерных станков применение многозаходных фрез с каждым годом возрастает. В большинстве случаев многозаходные фрезы применяют при предварительном зубофрезеровании под последующее шевингование или шлифование. При чистовом нарезании многозаходные фрезы используют там, где точность является второстепенным условием, например для обработки звездочек, зубчатых венцов маховика и т. д.

При выборе параметров червячной фрезы необходимо учитывать ряд факторов.

Преимущества большого диаметра фрезы: возможно большее число зубьев и меньшая нагрузка на зубья фрезы, что позволяет повысить производительность станка, более высокая точность огибающих резов.

Преимущества малого диаметра фрезы: небольшие длина врезания и путь перебега фрезы, а также более высокая частота вращения фрезы повышают производительность и уменьшают нагрузку на станок.

При обработке зубчатых колес в массовом и крупносерийном производстве экономично применять длинные червячные фрезы, они имеют большой срок службы. В мелкосерийном производстве из-за более низкой стоимости применяют короткие фрезы.

При нарезании зубчатых колес с углом наклона зубьев свыше 20° целесообразно применять фрезы с заборным конусом. Такие фрезы уменьшают путь врезания, работают без передвижки в одном положении. Угол заборного конуса выбирают так, чтобы все его зубья участвовали в резании. На какой стороне фрезы должна быть выполнена заборная часть, зависит от направления подъема винтовой линии фрезы, направления линии зуба колеса, способа фрезерования (с попутной или встречной подачей). Косозубые колеса с правым направлением линии зуба предпочтительнее нарезать правозаходными червячными фрезами, а с левым направлением - левозаходными фрезами.

Особенно большое значение для повышения эффективного использования червячной фрезы имеет устройство для автоматического перемещения ее вдоль оси. В процессе резания зубья фрезы снимают различную по величине стружку в зависимости от ее положения относительно оси обрабатываемого колеса. Одни зубья снимают большой слой металла, другие небольшой, а многие вообще не участвуют в резании. Зубья нагружены по-разному, поэтому износ их также различен. Более нагруженные режущие кромки зубьев имеют большой износ. В процессе заточки в один размер сошлифовываются как изношенные зубья, так и те, которые не участвовали врезании. Чтобы устранить этот недостаток (полностью использовать все зубья фрезы), разработано устройство для автоматического перемещения фрезы. Фреза периодически перемещается вдоль оси на определенную величину после обработки одного колеса, пакета или партии зубчатых колес.

На рис. 5 представлен график износа зубьев червячной фрезы по задней поверхности при ручном 1 и автоматическом 2 ее перемещении. При ручном перемещении фрезы по сравнению с автоматическим наблюдается большая неравномерность в затуплении зубьев и более низкая стойкость. Внедрение механизма автоматического перемещения червячных фрез позволяет повысить период стойкости на 20~40 % за счет более полного и равномерного затупления зубьев. Кроме того, повышается производительность, облегчаются условия труда наладчика и повышается качество обработки.

Зубья фрезы, находящиеся на входной стороне, изнашиваются больше, чем остальные, поэтому периодическое перемещение должно быть направлено против вращения обрабатываемого колеса. В этом случае неиспользованные зубья фрезы на выходной стороне будут окончательно нарезать зубья колеса. На станках с автоматическим перемещением инструмента особенно эффективно работать длинными червячными фрезами.

При автоматическом перемещении фрезы важное значение имеют величина периодического перемещения и положение фрезы относительно оси нарезаемого колеса в начальном и конечном положении. Эти величины определяются опытным путем в каждом конкретном случае. Если при принятой величине передвижки износ фрезы мал, величину передвижки необходимо уменьшить и, наоборот, величину передвижки увеличить, если износ велик. Оптимальная величина передвижки обычно находится в пределах 0,8-2,0 мм.

4.Зажимные приспособления

Основное назначение зажимных приспособлений удерживать зубчатое колесо точно и устойчиво во время зубообработки и контроля. Поэтому зажимные приспособления должны иметь достаточную жесткость, высокую точность размеров установочных поверхностей (отверстий, шеек и опорных торцов), не иметь чрезмерного вылета (консоли), свободно сидящих втулок и множества посадок. Если позволяет форма и размер заготовки, при зубонарезании нужно использовать те базовые поверхности, которые обеспечивают надежный зажим заготовки в процессе резания. При установке на зубофрезерном станке (рис. 6) биение установочных поверхностей приспособления шейки В и торца Т не должно превышать 0,01-0,015 мм, а для прецизионных зубчатых колес - 0,005 мм.

Рис. 6 Приспособление для закрепления двух цилиндрических колёс на зубофрезерном станке

На рис. 6 показано зажимное приспособление, устанавливаемое на стол зубофрезерного станка, для нарезания одновременно двух цилиндрических зубчатых колес-дисков. Зубчатые колеса 3 базируют по отверстию и торцам зубчатого венца, а центрируют по втулке 4 с опорой на кольцо 5. Заготовки в приспособлении зажимают с помощью гидроцилиндра через соединительную муфту 7, тягу 2 и прижимную крышку 1. Крышка имеет шпоночные пазы; при зажиме ее надевают через шлицы тяги 2 и поворачивают на небольшой угол. При опускании тяги торцы шлицев, опираясь на крышку, зажимают заготовки. Втулка 4 закреплена на массивной чугунной тумбе б. Это зажимное приспособление универсального типа можно использовать для широкого диапазона зубчатых колес, заменяя втулку 4, кольцо 5 и прижимную крышку 1. Оно обеспечивает точное и жесткое крепление заготовок.

Зубчатые колеса-валы небольших размеров обрабатывают от центровых фасок, вращение заготовке передается от шпинделя станка через хомутик или специальные острые стержни, которые внедряются в торец заготовки и передают вращение.

Приспособление такого типа, показанное на рис. 7, применяют на горизонтальном зубофрезерном автомате. Заготовку 5 устанавливают в центрах 3, 6 на фаски центровых отверстий. Правый центр б перемещает заготовку 5 влево, ее торец внедряется в острые стержни 4, посредством которых осуществляется вращение заготовки в процессе резания червячной фрезой 7. Левый центр 3 подпружинен пружиной 2. Поверхность 1 служит для выверки правильности установки приспособления в шпиндель станка. Колеса-валы с модулем свыше 5 мм базируют и зажимают за шейку в цанговом или кулачковом патроне.

5. Зубофрезерные станки и их основные технические характеристики

Согласно принятой в отечественном станкостроении классификации металлорежущих станков каждая модель станка обозначается шифром, состоящим из нескольких цифр в сочетании с буквами. Первая цифра шифра обозначает группу, к которой относится станок. Так, зубообрабатывающие станки Относятся к 5-й группе, поэтому первой цифрой в шифре зубообрабатывающих станков является цифра 5. Вторая цифра в шифре станка характеризует его тип.

Группа зубообрабатывающих станков подразделяется на девять типов: 1 - зубодолбежные и зубострогальные станки для обработки цилиндрических колес; 2 - зубострогальные и зуборезные станки для конических колес; 3 - зубофрезерные станки для цилиндрических и червячных колес; 4 - зубофрезерные станки для червячных колес; 5 - станки для обработки торцов зубьев (зубозакругляющие, зубофасочные); 6 - резьбообрабатывающие станки (для обработки червяков); 7-зубоотделочные (шевинговальные, зубопритирочные), контрольно-обкатные и обкатные станки;

8 - зубошлифовальные станки; 9 - зубохонинговальные и другие зубообрабатывающие станки.

Буква, стоящая после первой цифры шифра, указывает на то, что данная модель станка модернизирована. Последняя буква шифра обозначает, что данная модель является модернизацией базовой модели и имеет специальные изменения для выполнения определенных работ.

В зависимости от уровня точности нарезаемых зубчатых колес станки разделены на следующие классы точности: Н - нормальной точности; П - повышенной точности; В - высокой точности; А - особо высокой точности; С - особо точный.