Лабораторные работы по дисциплине технология машиностроения (стр. 28 )

Нарезание зубьев долбяками на зубодолбежных станках в основ­ном осуществляется при обработке закрытых венцов с внутренними зубьями и зубчатых реек.

Схема нарезания зубьев цилиндрических колес с прямыми и косыми зубьями приведена на рис. 7.6, а. При обработке долбяк 1 и заготовка 2, синхронно вращаясь, обкатываются относительно друг друга и совершают следующие движения. Долбяк, закрепленный на штосселе станка, осуществляет возвратно-поступательное и враща­тельное движения. Поступательное движение долбяка вниз является движением резания, соответствующим скорости резания vр, а поступа­тельное движение вверх — холостым ходом vх.

Во время холостого хода долбяка во избежание трения задних поверхностей его зубьев о поверхность резания долбяк отводится от обрабатываемой заготовки. Врезание зубьев долбяка в заготовку осу­ществляется подачей его в радиальном направлении (sp). Вращение заготовки вокруг своей оси является круговой подачей sк. Круговая по­дача выражается длиной дуги делительной окружности долбяка в миллиметрах, на которую он поворачивается за один двойной ход.

При нарезании косозубых колес косозубыми долбяками применя­ют винтовые копиры 3 (рис. 7.6, б), которые устанавливаются на верх­нем конце штосселя 4 станка.

Долбяки изготовляют пяти типов и трех классов точ­ности: тип I —долбяки дисковые прямозубые классов точности АА, А и В; тип II — долбяки дисковые косозубые классов точности А и В; тип III — долбяки чашеч­ные прямозубые для закрытых венцов при d = 75, 100 и 125 мм классов точности АА, А и В, при d=50 мм классов точности А и В; тип IV — долбяки хвостовые прямозубые класса точности В; тип V — долбяки хвостовые косозубые класса точности В.

При изготовлении колес 6-й степени точности рекомендуется применять долбяки класса АА; 7-й степени точности — класса А; 8-й степени точности — класса В.

Так как зубья долбяка в любом сечении, перпендикулярном оси, очерчены по эвольвенте, то одним долбяком данного модуля можно нарезать колеса такого же модуля с любым числом зубьев.

Колеса 8—9-й степеней точности с модулем до 2,5 мм нарезают за один проход (обкатку), а с модулем более 2,5 мм — за два прохода. Колеса 7-й степени точности в зависимости от модуля нарезают за 2—3 прохода.

Шероховатость поверхности обработанных долбяками зубчатых колес соответствует 6—7-му классам чистоты.

Обработка зубчатых колес долбяками производится на зубодол­бежных станках. Зубодолбежный полуавто­мат мод. 5В12 предназ­начен для нарезания цилиндрических колес с прямыми и винтовыми зубьями как наружного, так и внутреннего зацепления модулем от 1 до 4 мм. В крупносерийном и массовом производстве черновое и полу­чистовое нарезание цилиндрических зубчатых колес наружного зацеп­ления, блоков зубчатых колес, а также шлицевых валиков осуществ­ляют резцовыми головками на зубодолбежном полуавтомате мод. 5120. Промышленность выпускает также ана­логичные по принципу действия станки моделей 5110 и 5А130. Наименьший и наибольший модули нарезаемых на них зубчатых колес 2,5 и 6 мм.

Нарезание зубьев гребенками на зубострогальных станках произ­водят при изготовлении точных прямозубых, косозубых и шеврон­ных колес с внешними зубьями больших модулей, а также с зубья­ми большой длины.

Гребенки бывают прямозубые и косозубые. В торцовой плоскости зубьям гребенки приданы режущие свойства. По ГОСТу они имеют про­филь рабочей рейки.

Схема нарезания зубьев гребенкой показана на рис. 7.7. Движение резания осуществляется при возвратно – поступательном перемещении гребенки. Гребенка, установленная на заданную глуби­ну, перемещается из позиции 4 в позицию 1. Затем включается дви­жение обкатки, при котором имитируется зацепление рейки и колеса, и совершаются согласованные движения — перемещение гребенки из позиции 1 в позицию 2, а также поворот нарезаемо­го колеса на задан­ный угол. После окончания обкатки, в ходе которой ого или нескольких зубьев, происходит формирование одного или нескольких зубьев, гре­бенка отходит от колеса — из позиции 2 она перемещается в позицию 3 и затем в исходную позицию 4. После этого процесс повторяется.

Из-за наличия холостых ходов и прерывистого процесса обкатки этот способ нарезания зубьев менее производителен, чем обработка зубодолбежным дисковым долбяком и тем более фрезерованием.

Накатывание зубчатых поверхностей. Процесс накатывания на­ходит применение при изготов­лении цилиндрических колес с прямы­ми, косыми и шевронными зубьями. Колеса с модулем до 1,5 мм нака­тываются в холодном состоянии, а с модулем свыше 1,5 мм и до 10 мм— в горячем состоянии.

Основными схемами накатывания, основанными на принципе об­катки, являются: накатывание с радиальной подачей валков и накаты­вание с осевой (продольной) подачей заготовки.

Накатывание зубчатых колес можно осуществлять не только на специальных станках, но и на токарных, револьверных, резьбонакат­ных и других с помощью при­способлений.

Накатывание с радиальной подачей валков колес диамет­ром более 60 мм це­лесообразно осущест­влять двумя накатны­ми роликами (рис. 7.8). Заготовка 3 уста­навливается на опр­авку 5 и фиксируется штырями поводка 6. Оправка и поводок закреплены на стойке 12, которая свободно поворачивается на шарнире 13. Предва­рительное накатыва­ние заготовки производят роликами 2 и 9, а окончательное — калибру­ющими роликами 4 и 10. Во избежание возможного выдавливания металла в осевом направлении торцов роликов устанавливаются ограничительные диски-реборды 11.

Заготовка и накатные ролики получают принудительное враще­ние от взаимно связанных колес 1, 7 и 8. Ведомое зубчатое колесо 7, жестко связанное и синхронно вращающееся с заготовкой 3, имеет такое же число зубьев, как и обрабатываемое колесо.

Накатывание по этой схеме обычно производится на двухролико­вых гидравлических резьбонакатных станках с применением специ­ального качающегося  приспособления.

Схема накатывания колес в горячем состоянии зубчатым и гладким валками представлена на рис. 7.9. Заготовка 3, уста­новленная на оправку, принуди­тельно вращается между зубча­тым 4 и гладким 1 валками, кото­рые также получают принуди­тельное вращение. Гладкий ва­лок устраняет утечку металла с периферии зубьев, способствуя их уплотнению и калибровке. Боковые ролики 2, свободно вра­щающиеся при вращении заготовки, препятствуют осево­му выдавливанию металла у торца. Индуктор 5 обеспечивает нагрев заготовки токами высокой частоты до необходимой темпера­туры и поддержание этой температуры в процессе накатывания.

Накатывание с осевой подачей. Заготовки длиной свыше 30 мм целесообразно накатывать с осевой (продольной) подачей роликами, имеющими заборную часть.

Конструкция трехроликового приспособления для накатывания пакета заготовок на токарно-револьверном станке мод. СМ36 изобра­жена на рис. 7.10. Корпус 11 накатной головки крепится в конической втулке 12, устанавливаемой в револьверной головке станка. Каретки 4 с накатными роликами 2, которые вращаются во втулках 3 и фикси­руются гайками 1, располагаются в пазах корпуса и крепятся гайками 6. Винты 5 позволяют перемещать каретки в радиальном направле­нии. В отверстие корпуса 11 устанавливается пиноль 10. В подшипни­ках 7 ее крепится упорный центр 8. Шпонка 9 предохраняет пиноль от проворота. Штревелем 17 пиноль связана с гайкой 16, на которой крепится пружина 15. Другой конец пружины крепится на ступице контргайками 13 и 14.

В процессе накатывания заготовок, установленных на оправке 20, ролики вместе с корпусом движутся в осевом направлении, а центр с пинолью остается неподвижным, вызывая растягивание пру­жин, при этом пакет заготовок сжимается еще большим осевым усили­ем, что препятствует вытеканию металла на торцы заготовок.

На корпусе накатной головки в державке 18 закреплен резец 19, который производит наружную обработку заготовок после накаты­вания при обратном ходе головки.

Диаметр заготовки из прутка для накатывания колес в холодном состоянии можно определить по следую­щей формуле:

где dд — диаметр делительной окружности обрабатываемого зубчатого колеса, в мм;

  М — коэффициент, зависящий от числа зубьев обрабатыва­емого колеса (М — 0,965 — 0,995).

Отверстие в заготовке должно быть выполнено по 2-му классу точности. Биение наружной поверхности заготовки относительно от­верстия не должно превышать 0,03—0,04 мм, допускаемые непарал­лельность торцов — 0,02 мм, неперпендикулярность оси центрального отверстия— 0,03—0,04 мм.

При накатывании мелкомодульных зубчатых колес в холодном состоянии с осевой и радиальными подачами целесообразно работать со следующими скоростями:

  Обрабатываемый материал  Скорость  накатывания, в м/мин        

Дюралюминий, латунь, бронза  80—100

Стали марок 40, 50, 1X13, 2X13, 3X13,

4X13 и 30ХГСА  30—50

Рекомендуемые величины подач на оборот детали при накаты­вании зубчатых колес с осевой подачей при­ведены в табл. 7.1. Как видно из этой таблицы, подача зависит от длины пакета заготовок, так как при большой его длине увеличиваются осевые усилия, распираю­щие пакет.

Таблица 7.1

Рекомендуемые подачи и длины пакета при накатывании зуб­чатых колес (т=0,5 ч 0,8мм) из различных материалов