Зубошлифование

Зубошлифование является практически единственным методом обработки закаленных зубчатых колес 7 и выше степеней точности. Наибольшее распространение в производстве получили 4 способа шлифования зубьев цилиндрических колес:

1) Шлифование зубьев дисковым кругом с фасонной рабочей поверхностью по методу копирования с единичным делением

2) Шлифование зубьев дисковым кругом с конической рабочей поверхностью по методу обката с единичным делением

3) Шлифование двумя тарельчатыми кругами по методу обката с единичным делением

4) Шлифование зубьев червячным абразивным кругом по методу обката с непрерывным делением

При обработке зубьев по методам копирования точность зубчатых колес определяется в основном точностью эвольвентного профиля круга и точностью делительного механизма (делительного диска) станка. Производительность станков сравнительно высокая, т.к. впадина формируется одновременно по всему её периметру, потери на деление невелики . Однако, переналадка станка весьма сложная, т.к. требуется смена копиров заправочного устройства, а иногда и делительного диска. Поэтому применение этого способа шлифования целесообразно лишь в условиях крупносерийного производства.

Точность зубчатых колес, изготовленных этим способом соответствует 6-7 степени точности по ГОСТ 1643-81.

При шлифовании зубьев дисковым кругом с конической рабочей поверхностью (рис. 3.19.) воспроизводится зацепление обрабатываемого колеса 1 с производящей рейкой 2. Боковые конические поверхности шлифовального круга 3 материализуют при этом зуб производящей рейки. Если форма образования впадины происходит при прямом и обратном движении обката заготовки, то для устранения влияния зазоров (люфтов) в механизме обката на точность обработки левая и правая стороны зубьев шлифуются раздельно, поэтому толщина круга должна быть несколько меньше номинальной толщины зуба производящей рейки.

Рис. 3.19. – Схема образования эвольвентного профиля зуба.

Структурная кинематическая схема зубошлифовального станка представлена на рис. 3.20. Движение обката обеспечивается настройкой цепи обката, конечными звеньями которой являются червячная 5 и винтовая 4 передачи. Деление осуществляется за счет поворота планшайбы стола 6 на требуемый угол при разомкнутой цепи обката в конце каждого двойного хода стола станка. Таким образом, точность зуюошлифования во многом определяется точностью червячной и винтовой передач, а также точностью механизма деления станка.

Для шлифования косозубых колес ползун, несущий шлифовальную бабку поворачивается на соответствующий угол (рис. 3.20., б).

Рис. 3.20. – Структурная кинематическая схема зубошлифовального станка.

Станки, работающие дисковым кругом с конической рабочей поверхностью, наиболее универсальны, поэтому основная область их применения – единичное и мелкосерийное производства. Достижимая точность зубошлифования соответствует 6-7 степени точности по ГОСТ 1643-81.

Станки, работающие двумя тарельчатыми кругами, обеспечивают 5-6 степень точности зубчатых колес. Такая точность помимо общих требований к точности исполнения станков обуславливается минимальным числом звеньев в механизме обката станка и отсутствием в нем зазоров, а также точностью делительного диска, автоматической правкой круга и компенсацией его размерного износа.

Механизм обката станка (рис. 3.21.) содержит точный ролик 1, установленный соосно с заготовкой 2 на подвижной каретке 3. Диаметр ролика , где S – толщина стальной ленты 4, d – делительный диаметр обрабатываемого колеса.

Две стальные ленты охватывают ролик по окружности и крепятся к станине станка. При натяжении ленты материализуют начальную плоскость станочного зацепления, по которой катится без скольжения ролик и делительный цилиндр заготовки. Таким образом, имитируется зацепление заготовки с производящей рейкой 5, зубья которой материализуют 2 тарельчатых круга 6.

В процессе обработки каретка 3 получает быстрые возвратно-поступательные перемещения , при этом ролик с заготовкой совершает возвратно-вращательное движение , таким образом, реализуется движение обката. Для обработки зубьев по всей длине каретке сообщают движение подачи вдоль оси заготовки. Поскольку движение подачи осуществляется сравнительно медленно, производительность станков, работающих по этому способу, сравнительно невысока.

Рис. 3.21. – Схема механизма обката станка.

Для автоматической правки шлифовального круга используют специальный механизм, который в процессе шлифования зубьев периодически правит круг.

Весьма точными и наиболее производительными являются станки, работающие червячным шлифовальным кругом (рис. 3.22.). Их кинематическая схема аналогична кинематической схеме зубофрезерных станков.

Рис. 3.22. – Структурная схема шлифовального станка, работающего абразивным червяком:

1 – Заготовка, 2 – Абразивный червяк, 3 – Делительное колесо, 4 – Делительный червяк, 5 – Устройство согласования вращательных движений круга и стола.

Однако, создание зубошлифовальных станков с механическими кинематическими связями оказалось весьма затруднительным, вследствие недопустимо высоких скоростей скольжения делительной червячной передачи. Поэтому в зубошлифовальных станках необходимая согласованность вращательных движений круга и стола с заготовкой обеспечивается за счет так называемого жесткого элек-кого вала.

Ориентировочная производительность станков, работающих абразивным червяком, примерно 10-15 сек/зуб для колес средних модулей. Достижимая точность соответствует 5-6 степени по ГОСТ 1643-81.

Предварительная правка червячных кругов производится накатным роликом, а окончательная (чистовая) – алмазным.

Данный способ зубошлифования рекомендуется для крупносерийного производства. При изготовлении колес малых модулей (до 2 мм) предварительное зубонарезание целесообразно не производить, а вышлифовывать зубья непосредственно из целой закаленной заготовки.

Рассмотренные способы зубошлифования имеют один общий недостаток – возможное появление прижогов на боковых поверхностях зубьев и, как следствие, снижение эксплуатационных характеристик зубчатых колес. Устранить опасность прижогов можно за счет назначения рациональных режимов резания, правильного выбора характеристики шлифовального круга и применения технологической СОЖ.