Лабораторные работы по дисциплине технология машиностроения (стр. 27 )

Реечная передача (рис. 7.1, е), од­ним элементом которой является зубчатое колесо с прямым или косым зубом, а дру­гим — зубчатая рейка, передает движение как от зубчатого колеса к рейке, так и наоборот.

ГОСТом определены степени точнос­ти, которые располагаются в порядке по­нижения точности: 1, 2, 3, 4, 5. 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 12. Для степеней точности 1, 2 и 12 допуски и отклонения в стандарте не предусмотрены. График для сопоставле­ния классов и степеней точности для цилиндрических, червячных и конических колес по различным ГОСТам представлен на рис. 7.2. Из этого графика видно, что 2-й класс точности соответствует примерно 7-й степени точности для цилиндрических и червячных колес и 8-й степени точности для конических колес, а 3-й класс соот­ветственно 8-й и 9-й степеням точности.

Кроме технических условий и норм точности на готовые зубчатые колеса име­ются технические условия на обработку заготовок до нарезания зубьев. Они харак­теризуются следующими основными дан­ными: центральное отверстие изготовля­ют по 2-му классу точности и 7-му классу чис­тоты, центровые отверстия фланцевых зубчатых колес — по 1-му или 2-му классу точности и 7-му классу чистоты, размер между торцовыми поверхностями фланца для кре­пежных отверстий — по 3-му или 3а классу точности, чистота тор­цовых поверхностей — по 7-му классу. Посадочные шейки колес валов изготовляют по 2-му классу точности и по 7 — 8-му классам чистоты.

Отклонение от перпендикулярности торцов ступицы и зубчатого венца и оси отверстия (биение торцов) задается величиной 0,15 мкм на 1 мм диаметра.

Изготовление цилиндрических зубчатых колёс. Технологи­ческий процесс механической обработки зубчатых колес разбивается на два этапа. Первый этап включает операции, связанные с образова­нием геометрической формы заготовки зубчатого колеса до наре­зания зубьев, а второй — зубонарезание и отделочные операции обработки зубьев и остальных элементов де­тали.

Характерными операциями первого этапа являются: предвари­тельная токарная обработка, обработка отвер­стия, чистовая токарная обработка.

Основная специфика изготовления зубчатых колес проявляется во втором этапе. Образование зубьев цилиндрических колес и реек производится двумя мето­дами: копированием и огибанием. Сам про­цесс зубообразования может выполняться резанием со снятием ст­ружки или путем пластической деформации материала.

Метод копирования. При нарезании колес методом копирования профиль режущей части инструмента (фрезы, резца, протяжки) пол­ностью соответствует профилю впадины зуба колеса. Профиль инс­трумента копируется на колесе.

Метод копирования в настоящее время находит применение в ремонтном производстве при отсутствии специальных зуборезных станков, при изготовлении кру­пных зубчатых колес и для предварительного нарезания зубьев.

Нарезание колес диско­выми модульными фрезами (рис. 7.3, а) производится на универсальных фрезерных станках, оснащенных дели­тельными головками или сто­лами, а также на зубофрезе­рных станках, имеющих уст­ройство для индивидуального деления.

Дисковые модульные фре­зы стандартизованы (ГОСТ 10996-64) для всего ряда модулей от 0,3 до 16 мм. Для каждого мод или 26 шт. для чисел зубьев нарезаемых колес от 12 и более. Каждая фреза, входящая в набор, нарезает несколько зубчатых колес в определенном диапазоне чисел зубьев. Так, например, фреза № 1 (из набора 8 фрез) пред­назначена для нарезания колес с числом зубьев от 35 до 54 и т. д.

Профиль фрезы каждого номера соответствует профилю впа­дины колеса, имеющего наименьшее число зубьев для этого диапа­зона. Остальные колеса данного диапазона будут нарезаться такой фрезой с некоторыми погрешностями. Чем больше фрез в наборе, тем точнее будут нарезаны колеса. Для нарезания колес с модулем до 9 используется набор из 8 фрез, а для обработки колес с модулем свыше 9 и более точных — наборы из 15 или 26 фрез.

Если степень точности нарезаемых колес по нормам плавности грубее 8-й, то дисковыми фрезами может осуществляться чистовая обработка.

Специальные дисковые фрезы могут оснащаться пластинками твердых сплавов. Такие двух - и трехрядные фрезы обеспечивают высокую производительность обработки.

Дисковыми фрезами можно нарезать короткие рейки на гори­зонтально-фрезерных станках с использованием индикаторных упоров и набора концевых мер.

Скорости резания при обработке дисковыми быстрорежущими фрезами цилиндрических и конических колес составляют 25 ч 40 м/мин. На полную глубину колеса нарезают при m < 6 мм, в два прохода — при т = 6 ч 12 мм и в три прохода — при т >12 мм.

Нарезание колес пальцевыми мо­дульными фрезами (рис. 7.3, б) про­изводится на универсальных фрезер­ных станках, оснащенных делитель­ными головками или столами, а также на зубофрезерных станках, имеющих устройство для индивидуального деления и специ­альный суппорт для установки пальцевых фрез.

Пальцевые модульные фрезы не стандартизованы и изготовля­ются по нормалям заводов. Применяются они для нарезания зубчатых колес, имеющих модуль т = 10 ч 50 мм.

Наиболее целесообразно использование пальцевых фрез при изготовлении зубчатых колес с модулем более 20 мм 8-й степени точности по ГОСТу и грубее, а также для нарезания шевронных колес без канавки. При обработке шевронных колес каждая половина шев­рона может нарезаться отдельно как косозубое колесо или же они могут обрабатываться на зубо-фрезерных станках со специальным устройством.

Протягивание зубьев осуществляется в основном при изготовле­нии открытых венцов зубчатых колес с внутренними прямыми зубьями при z<50. На ряде предприятий производят протягивание внешних зубьев.

Внешние зубья протягивают ох­ватывающими составными протяжка­ми, которые могут обрабатывать одновременно либо все зубья колеса, либо часть их (секторной протяжкой) с последующим поворотом заготовки для протягивания других зубьев. Про­тягивание производится также комп­лектом протяжек методом единичного де­ления после обработки каждой впади­ны.

Долбление зубьев методом ко­пирования осуществляется в массо­вом производстве при предваритель­ной обработке зубьев прямозубых ко­лес. Обработка производится при по­мощи многорезцовой головки, нареза­ющей одновременно все зубья колеса (рис. 7.4).

Резцы 1 расположены радиально по отношению к заготовке 2. Процесс нарезания зубьев происходит при возвратно-поступательном движении заготовки 2 и неподвижной резцовой головке. За каждый двойной ход заготовки подаются по направлению к центру колеса на определенную величину подачи. Процесс нарезания заканчивается после подачи резцов на полную глубину впадин.

Метод огибания (обкатки) — основной метод нарезания зубьев колес. В соответствии с ним зубья образуют фрезерованием червяч­ными фрезами, долблением долбяками, строганием гребенками, го­рячим и холодным накатыванием.

Фрезерование червячными фрезами является основным процес­сом предварительной и чистовой обработки зубьев. Оно применяется для нарезания эвольвентных зубьев цилиндрических колес наружного зацепления.

Схема фрезерования зубьев червячной фрезой приведена на рис. 7.5, а. Фреза 1, вращаясь со скоростью резания vфр и осущест­вляя поступательное перемещение — продольную подачу snp — пара­ллельно оси заготовки, обрабатывает зубья по всей ширине колеса. Движение круговой подачи осуществляется благодаря враще­нию заго­товки 2 со скоростью vд. Это движение точно согла­совано с числом оборотов фрезы. За время одного оборота фрезы заготовка должна повернуться на k зубьев, где k— число заходов фрезы.

Фрезу закрепляют в суппорте, который должен быть повернут таким образом, чтобы ось фрезы была накло­нена под углом б подъе­ма винтовой линии витков фрезы (рис. 7.5, б). Нарезаемое зубчатое колесо устанавливают на столе станка. Стол осуществляет переме­щение по станине для установки на глубину зуба и вращательное движение, благодаря которому производится обкатка зубчатого колеса по фрезе. Суппорт с фрезой осуществляют подачу движением вдоль оси колеса.

Число проходов фрезы зависит от величины модуля. Колеса с мо­дулем до 3 мм нарезают за один проход, а с модулем более 3 мм — за два и даже три прохода.

Червячные фрезы для нарезания цилиндрических зубчатых ко­лес с эвольвентными профилями стандартизо­ваны. Типы, параметры и размеры фрез для модулей 1—50 мм регламентируются ГОСТом.

Фрезы изготовляются трех типов и четырех классов точности: тип I — фрезы цельные прецизионные класса точности АА; тип II — фрезы цельные общего назначения классов точности А, В и С; тип III — фрезы сборные об­щего назначения классов точности А, В и С.

ГОСТ рекомендует использовать фрезы класса АА—для нареза­ния колес 7-й степени точности; класса А — 8-й степени точности; класса В — 9-й степени точности; класса С — 10-й степени точности.

Для нарезания колес 5-й и 6-й степеней точности червячные фрезы изготовляют по специальным техническим условиям или отби­рают их из фрез класса АА

Червячные фрезы бывают однозаходные и двухзаходные. Точ­ность обработки двухзаходными фрезами невысокая, но они позволя­ют увеличить производительность. Их следует применять для черно­вой и получистовой обработки зубьев.

Зубчатые колеса нарезают на зубофрезерных станках. Полу­автомат мод. 5Е32 представляет собой одну из современных моделей вертикальных зубофрезерных стан­ков с подвижной стойкой суппорта. Он предназначен для нарезания цилиндрических зубчатых колес средних размеров внешнего зацепления с прямыми и винтовыми зу­бьями, а также червячных зубчатых колес.