Технологические основы машиностроения (стр. 23 из 24)

При горячем накатывании заготовки нагревают токами высокой частоты до 1000-1200°С за 20-30 с до накатывания зубьев. Накатывание производится двумя накатниками. Горячее накатывание производится как с продольной, так и с радиальной подачей. Схема накатывания с радиальной подачей показана на рисунке 14.10б. Накатники 2 вращаются на передвигающихся в поперечном направлении шпинделях 1. Накатываемая заготовка 3 закрепляется на оправке 4. Заготовка вращается под воздействием зубьев накатников. На обоих концах накатников имеются реборды 5, способствующие лучшему заполнению формы зубьев.

14.6. Способы чистовой отделки зубчатых колес

Отделочные виды обработки зубчатых колес подразделяют на способы обработки со снятием стружки – шевингование, шлифование, притирка и обработку без снятия стружки – обкатывание.

Шевингование

Шевингованием (от англ. глагола to shave – брить) называется процесс чистовой отделки зубьев незакаленного зубчатого колеса, заключающийся в снятии (соскабливании) очень мелких волособразных стружек, благодаря чему исправляются профиль эвольвенты, ошибки шага, экцентриситет начальной окружности. Шевингование производится круглым шевером, шевер-рейкой, шевер-червяком.

Рис.14.11. Шевер

Шевер представляет собой режущее зубчатое колесо с прорезанными на боковых сторонах каждого зуба канавками, образующими режущие кромки. Шевер для обработки прямозубых колес имеет наклон зубьев до 15°, а для обработки косозубых колес применяют прямозубые шевера.

Рис.14.12. Схема шевингования

Шевингование производят на специальном станке. Шевер 4, установленный под углом к оси обрабатываемого колеса 5, получает принудительное вращение, вызывая вращение обрабатываемого колеса, свободно установленного в центрах на оправке 6. Столу 8 сообщают продольную подачу, а в конце хода – продольную (вертикальную) подачу.

Шлифование

Шлифование зубьев производят методом копирования и методом обкатки. Станки, работающие по методу копирования, производят шлифование фасонным кругом, профиль которого соответствует впадине зубьев, аналогично дисковой модульной фрезе. Круг шлифует две стороны двух соседних зубьев.

При шлифовании по методу имеет место значительный износ круга. По сравнению с методом обкатки, этот метод дает меньшую точность.

а б

Рис.14.13. Схемы шлифования зубчатых колес

а – метод обкатки; б – метод копирования

Метод обкатки менее производителен, но дает большую точность. Шлифование методом обкатки заключается в том, что в процессе шлифования воспроизводится зубчатое зацепление пары рейка – зубчатое колесо, в котором инструментом является рейка. Шлифование производится двумя кругами 1, расположенными под углом друг к другу и образующими профиль зуба воображаемой рейки 2, находящейся в зацеплении с заготовкой 3. Круги или заготовка совершают возвратно-поступательное движение перпендикулярно оси заготовки. Кроме того, шлифуемое колесо имеет возвратно-поступательное движение вдоль своей оси, что обеспечивает шлифование зуба по всей длине.

Обкатывание и притирка

Обкатывание незакаленных зубчатых колес производят в масляной среде без абразивного порошка в паре с одним или несколькими закаленными колесами-эталонами, изготовленными с высокой точностью. В результате давления зубьев колес-эталонов на поверхности обрабатываемых зубьев сглаживаются неровности на обрабатываемых поверхностях. Профиль и шаг зубьев при этом не исправляется. Обкатывание применяют для колес невысокой точности вместо термообработки.

Притирку зубьев зубчатых колес производят после их термообработки на специальных станках с чугунными зубчатыми колесами-притирами. Притиры смазывают смесью мелкого абразивного порошка с маслом.

Лекция 15. Методы обработки шлицевых поверхностей и шпоночных пазов

Рассматриваемые вопросы: Основные виды пазов. Основные способы обработки пазов. Обработка шпоночных пазов. Обработка шлицевых поверхностей. Обработка фасонных пазов.

15.1. Основные виды пазов и способы их обработки

Пазы могут быть шпоночные, шлицевые, прямоугольные, Т-образные, типа "ласточкин хвост". Основными методами получения пазов является фрезерование и протягивание. Реже используют строгание и долбление.

15.2. Обработка шпоночных пазов

Шпоночные пазы изготовляются для призматических и сегментных шпонок. Шпоночные канавки для призматических шпонок могут быть закрытыми с двух сторон (глухие), закрытыми с одной стороны и сквозными.

Шпоночные канавки на валах выполняются фрезерованием дисковыми или концевыми (пальцевыми) фрезами на горизонтально- или вертикальнофрезерных станках общего назначения или специальных шпоночно-фрезерных станках.

Открытые пазы под призматические шпонки и пазы под сегментные шпонки обрабатывают дисковой фрезой, а закрытые пазы под призматические шпонки получают концевыми фрезами.

При фрезеровании концевой фрезой возможна обработка за один проход, когда фреза при вертикальной подаче проходит на полную глубину канавки, а затем включается продольная подача для фрезерования канавки на полную длину. В этом случае возможны неточности размера по ширине канавки, так как фреза работает в основном периферической частью и идет ее интенсивный износ.

Рис.15.1. Методы фрезерования шпоночных канавок валов

а – дисковой фрезой с продольной подачей; б – концевой фрезой с продольной подачей; в – концевой фрезой с маятниковой подачей; г – дисковой фрезой с вертикальной подачей

Наиболее рациональным является метод получения точных шпоночных канавок концевой фрезой с маятниковой подачей. При этом способе фреза врезается на 0,1-0,3 мм и фрезерует канавку на всю длину, после чего опять врезается на ту же глубину и фрезерует канавку на всю длину в обратном направлении. Отсюда и название метода – "маятниковая подача".

Шпоночные пазы в отверстиях втулок обрабатывают в единичном и мелкосерийном производствах долблением, а в крупносерийном – протягиванием.

1 – заготовка; 2 – протяжка; 3 – прокладка; 4 – направляющий палец

Рис.15.2. Обработка шпоночной канавки в отверстии протягиванием

При протягивании заготовка 1 насаживается на направляющий палец 4, внутри которого имеется паз для направления протяжки 2. Когда канавка протягивается за 2-3 прохода, под протяжку помещают прокладку 3.

15.3. Обработка шлицевых поверхностей

Шлицевые соединения применяют для посадок с натягом или зазором деталей различного назначения (зубчатых колес, шкивов, втулок и др.) на валах. По сравнению со шпоночными шлицевые соединения имеют ряд преимуществ: лучшее центрирование и направление, более высокая прочность.

Применяют прямоугольную, эвольвентную и треугольную форму шлицев. Наибольшее применение находят прямоугольные шлицевые соединения. Центрирование шлицевого вала и втулки осуществляют тремя способами: по боковым поверхностям шлицев, по внутреннему диаметру и по наружному диаметру.

Рис.15.3. Виды шлицевых соединений

а – прямоугольные; б – эвольвентные; в – треугольные

Шлицевые поверхности на валах получают в основном фрезерованием.

Реже применяют строгание и накатывание.

Фрезерование пазов осуществляют дисковыми или специальными фрезами, но более точным и производительным методом является фрезерование червячной фрезой методом обкатки.

Рис.15.4. Способы фрезерования шлицев валов

а – шлицевой дисковой фрезой; б – двумя фрезами; в – двумя фасонными фрезами; г – шлицевой червячной фрезой

В зависимости от способа центрирования требуется обработка шлифованием наружного или внутреннего диаметра и боковых поверхностей шлицев. Шлифование наружного диаметра осуществляется на обычных круглошлифовальных станках.

Рис.15.5. Шлифование шлицев валов

а – фасонным кругом; б – в две операции; в – тремя кругами

При центрировании по внутреннему диаметру наиболее производителен метод шлифования фасонным кругом или одновременное шлифование несколькими кругами.

Рис.15.6. Протягивание шлицев двумя блочными протяжками

Обработка шлицевых отверстий осуществляется протягиванием. После протягивания получается достаточная точность и шероховатость поверхности и шлифование не требуется. Только после термообработки при центрировании по внутреннему диаметру шлифуется внутренняя поверхность шлицев.