Методы нарезания венцов зубчатых колес

Образование зубьев зубчатого колеса путем удаления материала впадины режущим инструментом выполняют фрезерованием, строганием, долблением, протягиванием, шевингованием и шлифованием. При этом формообразование профиля боковых поверхностей зубьев может осущест- вляться двумя методами: копированием пальцевой (рис. 1.40, а) и диско- вой (рис. 1.40, б) модульными фрезами и обкаткой (рис. 1.41).

Рис. 1.40. Схемы обработки венцов зубчатых колес методом копирования

Метод копирования характеризуется тем, что процесс фрезерования осуществляется режущим инструментом, профиль режущей кромки кото- рого соответствует профилю впадины зуба нарезаемого колеса. При изго- товлении зубчатых колес методом обкатки нарезаемому колесу и зуборез- ному инструменту сообщают кинематически согласованные движения, со- вокупность которых воспроизводит движения звеньев зубчатой, реечной или червячной передачи. В связи с этим боковая поверхность зуба на венце

заготовки образуется как огибающая последовательных положений режу- щих кромок инструмента в их движении относительно заготовки зубчатого колеса.

Нарезание зубчатого венца методом обкатки осуществляют различ- ными технологическими способами: зубодолблением (рис. 1.41, а, б), зу- бофрезерованием (рис. 1.41, в) и зубостроганием (рис. 1.41, г). Наибольшее распространение в промышленности получило зубофрезерование.

Зубофрезерованием по методу обкатки можно нарезать венцы ци- линдрических зубчатых колес с прямыми (рис. 1.41, в) и винтовыми (рис. 1.42, а) зубьями, а также венцы червячных колес (рис. 1.42, б). Режу- щим инструментом в этих случаях является червячная модульная фреза, которая представляет собой винт с одно– или многозаходной трапецеи- дальной резьбой и несколькими наклонными стружечными канавками, служащими для образования режущих лезвий и размещения стружки.

Главным движением резания при зубофрезеровании методом обкат- ки является вращение фрезы D г . Заготовка в этом случае совершает вра- щательное (круговое) движение D S кр с частотой вращения n о , об/мин, так,

что

n о = n ф k / z , (1.34) где n ф – частота вращения фрезы, об/мин; k – число заходов фрезы, z – число зубьев нарезаемого зубчатого колеса.

При изготовлении цилиндрических (прямозубых и винтовых) колес по методу обкатки фрезе наряду с главным движением резания D г сообщают

движение вертикальной подачи D S в вдоль оси заготовки. Введение этого

движения обеспечивает нарезание зубьев на всей ширине венца.

Для получения винтовых зубьев заготовке помимо движений обкат- ки (согласованных по частоте вращений фрезы и заготовки) и вертикаль- ной подачи фрезы D S в необходимо сообщить дополнительное вращение

∆DS к р. Скорость его должна быть согласована с вертикальной подачей S в

следующим образом: при опускании фрезы на шаг винтовой впадины зуб- чатого колеса заготовка должна дополнительно повернуться на один обо- рот.

t

Q :--j}J.i'5r

QE-.

Рис. 1.42. Схемы фрезерования венцов цилиндрических (а) и червячных (б)

зубчатых колес

При нарезании цилиндрических зубчатых колес фрезу устанавлива- ют так, чтобы передняя поверхность ее лезвия, образованная пересечением стружечной канавкой витка фрезы, в зоне резания была перпендикулярна направлению впадины нарезаемого колеса. В связи с этим шпиндель стан-

ка, на котором закрепляют червячную фрезу, поворачивают на угол ω, оп-

ределяемый направлениями и углами подъема (наклона) витков фрезы µф

и зубьев изготавливаемого колеса µк.

При принятом на рис. 1.42, а направлении положительных значений углов ω значение этого угла определяют по формулам, приведенным в

таблице 1.18.

Таблица 1.18

Формулы определения угла поворота червячной фрезы при нарезании колес c винтовыми зубьями

Примечание. Правое и левое направления углов определяют по пра-

вилам правого и левого буравчика.

Нарезание венцов червячных зубчатых колес зубофрезерованием ме- тодом обкатки имеет свою специфику по отношению к изготовлению ци- линдрических колес. Движение вертикальной подачи фрезы D S в в этом

случае отсутствует. Угол наклона оси фрезы ω принимают равным нулю.

Фрезу устанавливают так, что ее ось располагается на середине венца ко- леса. Заготовке при резании сообщают движение радиальной подачи D S р (рис. 1.42, б). К особенностям этого способа следует отнести и то, что чер- вячная фреза по своим размерам (диаметру), профилю режущих кромок и числу заходов должна соответствовать червяку, в зацеплении с которым будет работать изготавливаемое зубчатое колесо.