/
Author: Гинзбург Е.Г. Шаманин А.В.
Tags: машиностроение инженерное дело детали машин технология машиностроения металлообработка
Year: 1962
Text
chipmaker.ru
Е.Г.ГИНЗБУРГ, А.В.ШАМАНИН
ТИПОВЫЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ПРОЦЕССЫ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
chipmaker.ru
БИБЛИОТЕЧКА ЗУБОРЕЗА
ВЫПУСК 2
Е. Г. ГИНЗБУРГ, А. В. ШАМАНИН
ТИПОВЫЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ПРОЦЕССЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ,
ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
Под общей редакцией
заслуженного деятеля науки и техники РСФСР
д-ра техн, наук проф. И. И. КОЛЧИНА
Chipmaker.ru
МАШИ ИЗ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
МОСКВА 1 9 6 2 ЛЕНИНГРАД
I chipmaker.ru
В серии брошюр «Библиотечка зубореза» в систематизи-
рованном виде из.ложены основные вопросы из области зубо-
резного производства.
Библиотечка рассчитана на рабочих-зуборезов, наладчи-
ков зуборезных станков и мастеров, а также может быть
использована технологами зуборезного производства.
Полный перечень брошюр библиотечки публикуется
в конце каждого выпуска.
В настоящей брошюре рассматриваются вопросы, связан-
ные с технологией изготовления различных видов зубчатых
передач. Дается классификация зубчатых передач в зависи-
мости от условий их работы, приводится описание мате-
риалов, применяемых для изготовления этих передач, рас-
сматриваются типовые технологические маршруты изготов-
ления цилиндрических, конических и червячных колес и чер-
вяков, а также приводится обзор типовых конструкций при-
способлений и зуборезных инструментов.
Редактор канд. техн, наук И. Б. Фирун
ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ МАШГИЗА
Редакция литературы по конструированию и эксплуатации машин
Заведующий редакцией инж. Ф. И. Фетисов
Chipmaker.ru
ПРЕДИСЛОВИЕ
Современный уровень развития техники во всех отраслях
народного хозяйства характеризуется значительным ростом ис-
пользования механических передач. Основным видом механиче-
ских передач в настоящее время являются зубчатые передачи.
В тяжелом и транспортном машиностроении затраты на ре-
дукторные передачи составляют не менее 25% общих затрат на
машины.
Ежедневно на отечественных заводах изготовляются тысячи
разнообразных зубчатых колес, начиная от едва заметных нево-
оруженным глазом до гигантских Зубчатых венцов для шагаю-
щих экскаваторов.
Чрезвычайно разнообразны и условия работы зубчатых ко-
лес. Все это заставляет уделять большое внимание вопросам
технологии изготовления зубчатых передач.
Технологический процесс должен обеспечивать получение
деталей, соответствующих условиям работы и требованиям точ-
ности при наименьших затратах.
Точность зубчатых колес, в свою очередь, определяется нор-
мами кинематической точности, плавности зацепления, величины
и положения зоны контакта и обеспечения соответствующих
боковых и радиальных зазоров в передаче.
Технологический процесс изготовления зубчатых колес по
специфическим особенностям разбивается на два этапа.
Первый этап включает комплекс операций, связанных с об-
разованием геометрической формы заготовки зубчатого колеса до
нарезания зубьев, второй — операцию зубонарезания и все после-
дующие процессы, связанные с окончательной отделкой зубьев.
Такое разделение технологического процесса представляет
определенное удобство, так как обработка зубчатых колес по
первому этапу фактически мало отличается от обработки любых
других деталей соответствующего класса, в то время как основ-
ная специфика в изготовлении зубчатых колес как раз и прояв-
ляется во втором этапе.
Брошюра состоит из шести глав. Главы I—IV написаны
канд. техн, наук Е. Г. Гинзбургом, главы V, VI — инж. А. В. Ща-
маниным.
Авторы
chipmaker.ru
Chiomaker.ru
. . ГЛАВА I
КОНСТРУКТИВНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
1. Влияние условий работы зубчатых колес на их конструкцию
и технологию изготовления
Зубчатые колеса, используемые в современных механизмах,
можно подразделить на несколько групп. К первой группе сле-
дует отнести зубчатые колеса общего машиностроения, находя-
щие применение в редукторах общего назначения, в дорожных,
пищевых, строительных, грузоподъемных и других подобных ма-
шинах.
Эти зубчатые колеса имеют обычно твердость рабочих по-
верхностей зубьев ЯВ<300 и работают при окружных скоростях
до 15 м/сек.
Ко второй группе относятся зубчатые колеса специального
машиностроения, применяемые в станках, автомобилях, тракто-
рах, угольных, текстильных машинах. Эти колеса работают при
окружных скоростях до 25 м/сек. При этом боковые поверх-
ности зубьев имеют твердость //5^350.
Высокая твердость зубьев достигается за счет соответствую-
щей химико-термической или термической обработки. Передачи,
включающие колеса данной группы, должны обладать высокой
износоустойчивостью и бесшумностью.
Типичной особенностью второго этапа технологического про-
цесса при изготовлении подобных колес является применение
процесса шевингования.
К третьей группе могут быть отнесены зубчатые колеса, об-
ладающие особой надежностью и точностью при минимальном
весе. Колеса этой группы подвергаются термической обработке,
чем достигается твердость поверхности зубьев HRC > 60. Вы-
сокая точность колес при этом обеспечивается шлифованием
зубьев. Передачи могут передавать весьма высокие нагрузки
при окружных скоростях до 150 м/сек.
Четвертая группа включает зубчатые колеса турбинных агре-
гатов и некоторых других механизмов, работающих при окруж-
ных скоростях до 130 м/сек. Бесшумность работы и долговеч-
5
chipmaker.ru
ность этих колес обеспечиваются высокой точностью зубообра-
батывающего оборудования и инструмента. В этих передачах
боковая поверхность зубьев имеет обычно твердость НВ<300, и
обработка зубьев выполняется зубофрезерованием.
К пятой группе следует отнести приборные, эталонные ко-
леса, а также колеса делительных и точных кинематических це-
пей. Основной особенностью конструкции этих колес является
их высокая точность.
Каждая из рассмотренных выше групп имеет не только кон-
структивные, но и технологические особенности. При этом суще-
ственно отличаются сами схемы построения технологических про-
цессов изготовления зубчатых колес. Например, несмотря на то,
Фиг. 1. Конструкции двухвенцовых зубчатых колес.
что зубчатые колеса второй и третьей группы выполняются с вы-
сокой твердостью, технологические процессы их изготовления
имеют принципиальные отличия.
Вместе с тем, независимо от того, к какой группе принадлежит
данное зубчатое колесо, на характер построения технологиче-
ского процесса его изготовления влияют следующие факторы,
определяющие основную схему технологического ироцесса: кон-
струкция и габариты колеса; характер и параметры зацепле-
ния; степень точности передачи; материал колеса; термическая
и химико-термическая обработка; положение конструктивных и
технологических баз; масштаб производства.
Следует отметить, что конструкция и степень точности зуб-
чатого колеса являются основными факторами, влияющими на
выбор схемы технологического процесса.
На фиг. 1, а и б приводятся конструкции двухвенцовых бло-
ков. Обе детали изготовляются из одинакового материала с од-
ной и той же термической обработкой и к ним предъявляются
одинаковые требования в отношении точности. Однако, если оба
венца детали а можно обрабатывать методом зубофрезерова-
ния и подвергать шевингованию, то в детали б зубья только
одного из венцов могут фрезероваться с последующим шевинго-
ванием, второй же венец нарезается методом зубодолбления, а
шевингование его или невозможно, или по крайней мере затруд-
нено.
Конструкция всякого зубчатого колеса должна быть техно-
логичной. Технологичность 'конструкций определяется метал-
лоемкостью, трудоемкостью и стоимостью обработки. В каждом
6
отдельном случае технологичность конструкции обеспечирается
различными приемами.
На фиг. 1,»е и г представлены шестерни коробки скоростей
токарного станка в различных конструктивных вариантах. Кон-
струкция, изображенная «а фиг. 1, в, нетехнологичная, на
фиг. 1,г— технологичная. Для более точного и жесткого бази-
рования заготовки зубчатого колеса целесообразно торцы венца
и ступицы располагать в одной плоскости. Для обеспечения воз-
можности подрезания торцов заготовки зубчатого колеса на
шлицевой оправке в центральном отверстии зубчатого колеса
еще до протягивания шлицев следует делать выточки (или
фаски), перекрывающие высоту шлицев (или шпонки). Зубчатое
колесо, изображенное на фиг. 1, г, обладает также меньшей ме-
таллоемкостью за счет облегчений на торцовых поверхностях,
полученных при штамповке заготовки.
2. Материалы для зубчатых колес и их термическая и химико-
термическая обработка
Зубчатые колеса, применяемые в машиностроении, изготов-
ляются из конструкционных сталей, серого чугуна, бронзы и не-
металлических материалов— слоистых пластиков, капрона и т.д.
Наибольшим распространением пользуются стальные зубча-
тые колеса; при этом применяют стали следующих марок:
1) углеродистые — 40,45,50;
2) хромистые — 20Х, 35Х, 40Х;
3) хромоникелевые—42ХНЗА, 12Х2Н4А, 20ХН, 40ХН;
4) титанистые— 18ХГТ, ЗОХГТ, 40ХГТ;
5) боровые — 20ХГР;
6) стали, содержащие алюминий, — 35ХЮА, 38ХМЮА;
7) высоколегированные многокомпонентные стали — 18ХНВА,
ЗОХРТ, ОХМ, ОХВ, ОХН1М, охнзм.
Низкоуглеродистые легированные стали используются для
высокюнагруженных зубчатых колес, но требуют сложной хими-
ко-термической обработки—цементации и закалки, в резуль-
тате которой получаются значительные искажения формы зубьев
и самого колеса.
Исключение составляет широко применяемая в машинострое-
нии сталь 18ХГТ, разработанная на заводе им. Лихачева. Она
обладает повышенной прокаливаемостью и прочностью, мало
чувствительна к перегреву и незначительно деформируется во
время термической обработки. Эта сталь позволяет значительно
интенсифицировать процесс термической обработки за счет при-
менения газовой цементации, которая для получения цементиро-
ванного слоя толщиной в 1 мм длится всего 45 мин.
Процесс цементации проводится при температуре нагрева
1050° С и соединяется с отжигом в соляных ваннах. Благодаря
этому получается твердость детали порядка HRC=30, что позво-
7
chipmaker.ru
ляет вести дальнейшую механическую обработку ступицы и окон-
чательную обработку зубьев. Нагрев для объемной закалки
зубьев осуществляется обычно токами высокой частоты. Закалка
деталей из этой стали может производиться непосредственно
после цементации, без дополнительного нагрева.
Для высоконагруженных деталей, вместо легированной стали
12ХНЗА, можно использовать также цементуемую низколегиро-
ванную боровую сталь 20ХГР. Эта сталь обладает хорошей про-
каливаемостью, прочностью и вязкостью. После закалки и низ-
кого отпуска она приобретает высокие механические свойства
(ав= 140-150 кГ/мм2 и ДДС=36 -40).
В настоящее-(время получают распространение другие виды
химико-термической обработки ряда сталей. Так, стали 12ХНЗА,
18ХНВА, 20ХГР, 35Х, ЗОХГТ и некоторые другие подвергаются
цианированию. Процесс цианирования проводится в жидких
ваннах, содержащих 25% NaCN, и длится 45—50 мин. при тем-
пературе около 820° С, средняя глубина |цианирова;ния достигает
при этом 0,2-т-0,4 мм. Непосредственно с температуры циани-
рования производится закалка деталей охлаждением 'в масле
с последующим отпуском в масляной ванне при температуре
180—200° С в течение 1,5 часов.
После процесса цианирования и закалки в ряде случаев для
превращения в поверхностных слоях растягивающих остаточных
напряжений в сжимающие применяют наклеп поверхностей зу-
бьев стальной дробью, что позволяет значительно поднять дол-
говечность зубчатых колес.
Широкое распространение получил процесс азотирования
зубчатых колес, изготовляемых из недорогих азотируемых ста-
лей 35ХЮА и 38ХМЮА. Процесс азотирования заключается
в нагреве окончательно механически обработанных изделий
в среде диссоциирующего аммиака при температуре 500—600°С.
В результате сталь приобретает высокую поверхностную твер-
дость (до HRC = 60), не изменяющуюся при повторных нагревах
до 600—650° С, повышенный предел усталости и высокую кор-
розионную стойкость. Протекание процесса при сравнительно
низких температурах дает возможность исключить значительные
деформации деталей. Азотирование производится обычно на глу-
бину 0,2—0,3 мм. Азотированию могут также успешно подвер-
гаться стали 40Х, ОХМ, ОХВ и др. с получением HRC = 46-ь-50.
Хотя стоимость материалов составляет 20—50% от общей
стоимости зубчатого колеса, тем не менее во многих случаях
для увеличения сроков службы механизмов, снижения их габа-
ритов и повышения надежности целесообразно применять зубча-
тые колеса из более дорогих высоколегированных сталей.
Для зубчатых колес крупных размеров (свыше 800—1000 мм)
применяют стальное литье марок 50Л, 55Л и легированное сталь-
ное литье (марок 40ХЛ, ЗОХГСЛ, 40ХНЛ. Для зубчатых колес,
работающих при малых окружных скоростях и небольших на-
8
грузках, в некоторых механизмах используют серый чугун ма-
рок СЧ 15-32, СЧ 21-40, СЧ 28-48 и СЧ 32-52. Сплавы цветных
металлов реже используются для изготовления зубчатых колес,
однако в ряде случаев их применение оказывается неизбеж-
ным.
Для изготовления червячных колес при больших скоростях
скольжения используются бронзы разных марок. Наибольшим
распространением пользуется бронза марки Бр.АЖ 9-4, однако
при скоростях скольжения витков червяка по зубьям колеса
свыше 4—5 м/сек рекомендуется применение оловянных бронз
марки Бр.ОНФ и Бр.ОФ 10-1.
Цилиндрические и конические колеса из сплавов цветных ме-
таллов изготовляются редко и используются преимущественно
в приборах.
В малонагруженных передачах получают распространение
зубчатые колеса из неметаллических материалов — текстолита,
лигнофоля, 'полиамидных смол (капрон, нейлон, энант и др.).
3. Заготовки зубчатых колес
Стоимость каждого зубчатого колеса во многом зависит от
способа получения заготовки, который в свою очередь опреде-
ляется выбором материала, конструкцией колеса и масштабом
производства.
В качестве заготовки для стальных зубчатых колес в основ-
ном используют стальной прокат или поковки. Зубчатые колеса
диаметром до 50 мм несложной конфигурации, а также плоские
зубчатые колеса диаметром до 75 мм обычно изготовляют непо-
средственно из проката или отрезанных от прутка заготовок
штучных или определенной кратности. Зубчатые колеса диамет-
ром выше 75—100 мм — из поковок.
В зависимости от материала детали и масштаба производ-
ства могут применяться различные способы получения поковки:
свободной ковкой, штамповкой в подкладных штампах, штам-
повкой в закрытых штампах, штамповкой на кривошипных прес-
сах, штамповкой на горизонтальноковочной машине.
Изготовление заготовок свободной ковкой бывает оправдано
при мелкосерийном и индивидуальном производстве. Точность
поковок на плоских бойках лежит в пределах 8—9-го классов, что
определяет низкий коэффициент использования металла.
В серийном производстве для изготовления поковок на моло-
тах обычно применяют подкладные штампы, при этом припуск
на механическую обработку уменьшается, но коэффициент ис-
пользования металла остается весьма низким (0,3—0,4).
Более совершенной является ковка заготовок в закрытых
штампах. Появляется возможность прошивки центральных от-
верстий диаметром выше 25 мм, коэффициент использования
металла повышается до 0,35—0,55.
9
chipmaker.ru
Наиболее прогрессивным способом получения заготовок яв-
ляется ковка выдавливанием на кривошипных ковочно-штампо-
вочных прессах, при этом точность заготовок значительно повы-
шается и вдвое по сравнению с обычной штамповкой увеличи-
вается производительность. Коэффициент использования металла
растет, так как на 30—40% уменьшаются припуски на механи-
ческую обработку.
Фиг. 2. Схемы горячего накатывания цилиндрических зубчатых
колес.
Для изготовления заготовки деталей класса вала с неболь-
шими перепадами диаметров отдельных шеек широко исполь-
зуют высадку деталей на горизонтальноковочных машинах с по-
следующей их отрезкой от прутка. Находит применение штам-
повка или прокатывание заготовок зубчатых колес с образова-
нием зубьев. На зубьях таких колес, как правило, остается
минимальный припуск на чистовую обработку. Для колес 9-й и
грубее степеней точности штампованные или накатываемые зубья
можно не подвергать дальнейшей механической обработке.
Схемы горячего накатывания зубьев цилиндрических зубча-
тых колес показаны на фиг. 2. Заготовка, на которой накаты-
ваются зубья, должна иметь наружный диаметр, примерно рав-
ный диаметру делительной окружности колеса. Во время ее вра-
щения, а также вращения и поступательного движения зубчатых
валков стана или поступательного движения заготовки на ней
получается точный отпечаток зубьев.
Для осуществления пластических деформаций материала и
образования зубьев заготовка нагревается токами высокой ча-
стоты на глубину 0,8—0,9 высоты зуба.
На прокатные вальцы и нагретую заготовку подается спе-
циальным устройством охлаждающая жидкость, в результате
10
чего прокатанные шестерни получают соответствующую закалку.
Прокатные валки вращаются со скоростью 2—60 об/мин. с ре-
версированием через установленное число оборотов. Радиальная
подача валков устанавливается от 0,1 до 0,2 на оборот заго-
товки. Горячая прокатка позволяет в 8—10 раз повысить произ-
водительность изготовления зубчатых колес при рациональном
использовании металла и получении зубьев с высокими механи-
ческими свойствами. Последнее объясняется тем, что волокна
металла не перерезаются, как это имеет место при зубофрезеро-
вании, а располагаются по профилю зубьев, при этом за счет
уплотнения металла прочность зубьев на разрыв увеличивается
на 35—40%, а на срез — на 25—30%.
Фиг. 3. Переходы при штамповке конической шестерни.
Существует схема и станок для горячего* накатывания
зубьев конических зубчатых колес с прямыми и спиральными
зубьями.
В последние годы на ряде заводов освоена штамповка пря-
мозубых конических колес, входящих в дифференциал автомо-
биля (сателлиты и шестерни полуосей). Штамповка произво-
дится на кривошипных прессах. По литературным данным точ-
ная штамповка шестерен с зубьями позволяет снизить расход
металла на 38—65% и трудоемкость механической обработки на
15—20%.
На фиг. 3 показаны переходы при опытной штамповке ше-
стерни-полуоси для автомобиля.
Поковки независимо от способа их получения подвергаются
термической обработке, заключающейся в нормализации или от-
жиге для снятия напряжений и улучшения обрабатываемости.
В зависимости от требуемых механических свойств поковки
могут подвергаться соответствующей закалке и отпуску.
Зубчатые колеса подъемных и транспортных машин часто
изготовляются бандажированными. В этом случае заготовки
зубчатых ।венцов выполняются как поковки, а ступицы — в виде
чугунного, а иногда и стального литья.
Способ получения заготовок зубчатых колес из цветных ме-
таллов и их сплавов зависит от свойств самого материала.
Заготовки венцов червячных колес из бронзы марки
Бр. ОФ 10-1 получают обычно литьем в кокиль, из бронзы марки
Бр.АЖ 9-4 — литьем в песчаные формы.
П
chipmaker.ru
Заготовки зубчатых колес из текстолита или лигнофоля по-
лучаются вырезкой из листа и из прутков. Полиамидные смолы
отливают в специальные формы под давлением.
Для масляных насосов транспортных двигателей, станков и
в ряде других механизмов находят применение металлокерами-
ческие шестерни. Шестерни прессуются в пресс-формах и под-
вергаются финишной механической обработке и термической
обработке. Смесь для прессования состоит из 1 % углерода,
3% меди и 96% железа. Смесь прессуется в пресс-формах, полу-
чившиеся заготовки спекаются в печи при температуре
1150—1180° С в защитной атмосфере, а затем подвергаются от-
жигу. Окончательная механическая обр.аботка таких шестерен
заключается в шевинговании зубьев. Метод прессования и спе-
кания шестерен из порошковой смеси вдвое уменьшает их стои-
мость по сравнению с изготовлением из проката.
№
Chipmaker.ru
ГЛАВА II
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ цилиндрических
ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
Независимо от конструктивных особенностей и размера зуб-
чатых колес технология их механической обработки включает
определенный комплекс специфических операций, входящих соот-
ветственно в первый и второй этапы технологического процесса.
4. Первый этап обработки зубчатых колес
Первый этап включает следующие характерные операции по
изготовлению заготовки зубчатого колеса:
а) предварительная токарная обработка; б) обработка от-
верстия (для деталей класса втулки); в) чистовая токарная об-
работка.
Требования, предъявляемые к заготовкам зубчатых колес, оп-
ределяются точностью эксплуатационных базовых поверхностей
(центральное отверстие и торец у деталей класса втулки и ци-
линдрические наружные поверхности и торец у деталей класса
вала), а также точностью технологических баз (цилиндр высту-
пов и торцы зубчатого венца, центровые отверстия у валов и
ДР-).
В зависимости от конфигурации детали и масштаба произ-
водства различают четыре варианта технологических процессов
обработки зубчатых колес по первому этапу. Первый вариант при-
меняется при мелкосерийном и индивидуальном производстве и
предусматривает выполнение всех операций первого этапа на ре-
вольверных или токарных станках.
Второй вариант находит применение в крупносерийном про-
изводстве при токарной обработке зубчатых колес с диаметром
гладкого отверстия более 80 мм и шириной не более величины
диаметра отверстия. По этому варианту токарная обработка ве-
дется на вертикальных многошпиндельных полуавтоматах моде-
лей 1272, 1282, 1283, 1284.
Третий вариант предусматривает выполнение предваритель-
ной токарной обработки на горизонтальных токарных автома-
тах , обработку отверстия на протяжном станке и чистовую
13
chipmaker.ru
токарную обработку на многорезцовом токарном станке или вер-
тикальных многошпиндельных автоматах.
Четвертый вариант находит применение при массовом изго-
товлении зубчатых колес на поточных линиях, при этом преду-
сматривается .использование штучной точной штамповки. Меха-
ническая обработка начинается с предварительной обработки от-
верстия на вертикальных сверлильных станках, затем произво-
дится чистовое протягивание отверстия и последующая чисто-
вая обработка на многорезцовых токарных станках.
Рассмотрим более подробно способы выполнения отдельных
операций.
Обработка центрального отверстия. Обработка центрального
отверстия является наиболее ответственной операцией первого
этапа, так как отверстие в большинстве случаев является и
конструктивной, и технологической базой зубчатого колеса. Об-
работка гладкого отверстия выполняется следующими спосо-
бами:
В сплошном металле: а) сверлением, зенкерованием,
развертыванием; б) сверлением и растачиванием; в) сверлением
и протягиванием.
В штампованных заготовках с прошитым от-
верстием: а) первым зенкерованием зенкерами, оснащенными
пластинами твердого сплава (при этом зенкеруется или подре-
зается базовый торец), вторым зенкерованием зенкерами из
быстрорежущей стали и развертыванием; б) предварительным
зенкерованием или растачиванием с одновременной обработкой
базового торца, вторым зенкерованием и протягиванием.
Для протягивания применяются горизонтальные протяжные
станки модели 7А520, 7540, 720 или вертикальные модели МА-1.
Экономически целесообразно протягивать гладкие отверстия
диаметром до 80 мм ,и шлицевые отверстия диаметром до
125 мм.
Для протягивания гладких отверстий в настоящее время
преимущественно используют протяжки, работающие по прогрес-
сивной схеме. При обычном протягивании каждое последующее
режущее кольцо протяжки имеет диаметр на 0,03—0,05 мм боль-
ший, чем у предыдущего; при прогрессивном протягивании не-
сколько колец, составляющих группу, имеют одинаковые диа-
метры, но резание происходит каждой группой только по части
периметра протягиваемого отверстия. Рабочие размеры каждой
группы последовательно увеличиваются. Прогрессивное протяги-
вание улучшает чистоту и точность обработки и значительно по-
вышает стойкость протяжек.
Протягивание шлицевых отверстий может производиться раз-
дельным протягиванием круглого отверстия и шлицев. Однако
такой метод протягивания не гарантирует соосности внутренней
и наружной поверхности шлицев, поэтому более целесообразно
протягивание шлицевых отверстий комбинированной протяжкой,
14
которая одновременно обрабатывает шлицы и отверстие. При
комбинированном протягивании можно уменьшить длину про-
тяжки по сравнению с обычными методами ведения работы.
Для обеспечения возможности чистового подрезания торцов
на (шлицевой оправке с базированием от шлицев следует перед
протягиванием на торцах детали делать выточки или фаски, пе-
рекрывающие высоту шлицев (фиг. 1, г).
Чистовая обработка наружных поверхностей зубчатых колес.
Обработка наружной поверхности зубчатых колес выполняется
обычно в две операции — получистовую и чистовую. Если деталь
Фиг. 4. Центровая оправка и шпиндельная оправка с разжим-
ной цангой.
относится к классу вала, то обработка ее выполняется с базиро-
ванием на центровые отверстия.
Детали класса втулки базируются на центральное гладкое или
шлицевое отверстие.
Весьма важно при чистовой обточке детали выдержать перпен-
дикулярность торцов оси центрального отверстия. Невыполнение
последнего требования при закреплении детали на зубообрабаты-
вающем станке приведет к деформации оправки, что вызовет в ко-
нечном счете погрешности, приводящие к радиальному биению
зубчатого венца и искажению формы и положения пятна контакта.
Существует много различных конструкций центровых и консоль-
ных шпиндельных оправок для базирования зубчатых колес в
операции обработки торцов и наружных поверхностей. Вместе
с тем наилучшей конструкцией таких оправок следует считать
конструкцию, обеспечивающую точное центрирование деталей без
зажима по торцовым поверхностям.
На фиг. 4, а показана конструкция центровой оправки, полу-
чившая распространение на станкостроительных заводах. Оп-
равка состоит из центрального стержня, имеющего центровые
15
chipmaker.ru
Фиг. 5. Шпиндельная оправка с разжиМиым конусом.
Фш. 6. Наладка восьмишпиндельного полуавтомата на
двухцикловую токарную обработку зубчатого колеса.
16
отверстия. Стержень имеет прямоугольную резьбовую нарезку и
гладкую шейку, на которые соответственно надеваются две ко-
нические втулки с Прорезями. Втулка, надетая на гладкую
шейку, стопорится. Закрепление детали на оправке производится
с помощью гайки, перемещающей по оправке одну из кониче-
ских втулок. При закреплении коротких деталей выступы одной
из втулок заходят в прорези другой [1].
На фиг. 5 показаны шпиндельные оправки с разжимным ко-
нусом. Шпиндельные оправки с разжимными цангами показаны
на фиг. 4, б. При поворачивании гайки цанга надвигается на ко-
ническую часть стержня, что заставляет ее разжиматься и за-
креплять деталь. Передвижение цанги может- осуществляться
также от пневматического или гидравлического привода. Ука-
занная конструкция оправок позволяет производить на них точ-
ное тонкое подрезание или шлифование торцов. В последние
годы при производстве точных колес тонкую обработку торцов
производят хонингованием.
На фиг. 6 показан пример выполнения первой токарной обра-
ботки зубчатых колес по третьему варианту технологического
процесса. Операция выполняется за два цикла на вертикальном
вос.ъм'й’Щ'П'йнделъ'йом токарном полу актом ато модели WBQ..
Первый цикл производится в I, III, V и VII положениях
шпинделя, второй цикл—во И, IV, VI и VIII положениях.
I и II положения нерабочие, в них производится установка и
снятие детали.
После окончания первого цикла и прихода детали в положе-
ние I, рабочий переставляет заготовку в положение II. Второй
цикл заканчивается в положении VIII, после чего деталь опять
приходит в положение //и снимается со станка.
При обработке зубчатых колес по первому варианту техно-
логического процесса, когда отношение длины центрального от-
верстия к его диаметру не более 0,8, производят за одну уста-
новку расточку отверстия, обточку наружного диаметра, подре-
зание одного торца. Второй торец в этом случае может просто
шлифоваться на плоскошлифовальном станке.
5. Второй этап обработки зубчатых колес
Ниже приводятся различные методы обработки и схемы по-
строения технологических процессов изготовления зубчатых ко-
лес, поэтому в данной главе остановимся только на способах вы-
полнения отдельных операций второго этапа.
Нарезание зубьев цилиндрических зубчатых колес. Зубофре-
зерование червячными фрезами является основным процессом
предварительной и чистовой обработки зубьев.
В настоящее время типаж зубофрезерных станков отечествен-
ного производства полностью обеспечивает обработку зубчатых
колес диаметром от 2 до 5000 мм.
17
chipmaker.ru
Современные зубофрезерные станки характеризуются весьма
высокой жесткостью, что позволяет вести на них зубофрезерова-
ние с подачами до 15 мм/об заготовки и скоростью резания до
300 м/мин. Большинство станков обладает механизмами, обеспе-
чивающими использование различных методов фрезерования:
встречного фрезерования, попутного фрезерования, фрезерова-
ния с радиальным врезанием и автоматическим переключением
на продольную подачу, фрезерованием с радиальной подачей.
Ряд современных станков имеет механизмы для периодиче-
ской или плавной осевой передвижки фрез во время работы,
что позволяет более- полно использовать всю длину фрезы
и за счет этого повысить период между ее переточками в 5—
7 раз.
Наиболее распространенными отечественными зубофрезер-
ными станками для нарезания зубчатых колес модуля т>2 мм
являются станки следующих моделей: 5320, 5Д32, 5А32Б, 5342,
5330, 5355. Особый интерес для массового производства пред-
ставляют зубофрезерные станки типа 5313, рассчитанные на
обработку цилиндрических зубчатых колес диаметром до 200 мм
и модулем до 6 мм. На этих станках эффективно применялись
острозаточенные червячные фрезы со скоростью резания до
250 м/мм и подачами до 8 мм/об заготовки. Эти станки дают
возможность значительно повысить производительность зубо-
фрезерования. Нарезанные на них зубчатые колеса легко ше-
вингуются и имеют высокую точность.
Для высокопроизводительного предварительного нарезания
зубчатых колес т^>2,5 мм применяется скоростное зубофрезеро-
вание по методу деления [3]. Фрезерование производится спе-
циальными дисковыми однорядными или двухрядными фре-
зами со вставными зубьями, оснащенными пластинками твер-
дого сплава. Для получения на зубчатом колесе зубьев с равно-
мерным припуском на чистовую обработку сборные фрезы со-
стоят из нескольких секций резцов, каждая из которых имеет
два или три резца различной формы.
Скоростное фрезерование ведется со скоростью резания
180—200 м/мин и подачами '175—200 мм/мин. При этом (по дан-
ным ЧТЗ) достигается повышение производительности по срав-
нению с обычным фрезерованием в 3—4 раза.
В последние годы на многих предприятиях получили рас-
пространение многозаходные червячные фрезы, позволяющие
значительно повысить производительность предварительного зу-
бофрезерования.
На основании опыта ряда предприятий определено, что при-
менение двухзаходных фрез позволяет увеличить производитель-
ность зубофрезерования на 60—70%. При одинаковых условиях
работы производительность фрезерования при трехзаходной
фрезе увеличивается примерно на 80%, а при четырехзаходной —
более чем в 2 раза. Однако возрастание числа заходов услож-
18
Фиг. 7. Схема процесса зубо-
точения.
няет технологию изготовления фрез и их стоимость, одновре-
менно ухудшая условия резания, поэтому целесообразно реко-
мендовать применение двухзаходных фрез.
Увеличение числа заходов фрезы можно совместить с увели-
чением диаметра фрезы. В этом случае становится возможным
повысить число канавок то 'периме-
тру фрезы и за счет этого работать
на (повышенных /подачах.
Существует новый метод наре-
зания цилиндрических зубчатых ко-
лес на зубофрезерных станках, по
лучивший название зуботочение.
При этом методе нарезание зубча-
тых колес с прямыми и косыми
зубьями производится режущими
шестернями — чашечными рез-
цами.
Зацепление резца с нарезаемым
колесом рассматривается, как за-
цепление двух винтовых .колес, при
котором одно из колес может иметь
прямые зубья (фиг. 7). Так как
в передачах с винтовыми колесами
имеет место продольное скольжение
поверхностей зубьев, то это сколь-
жение при зацеплении нарезаемого
колеса с резцом будет являться
движением резания. Для осущест-
вления процесса чашечный обка-
точный резец устанавливается на суппорт зубофрезерного станка
вместо червячной фрезы, суппорту же дается соответствующий
разворот.
Чашечный обкаточный резец для обработки зубчатых колес
конструктивно оформлен так же, как зуборезный долбяк. Для
обработки зубчатых колес могут быть применены чашечные
резцы с прямыми и с винтовыми зубьями.
Нарезание цилиндрических зубчатых колес методом зубото-
чения можно производить на обычных шлицефрезерных стан-
ках, приспособленных к малым передаточным отношениям
между .инструментом и заготовкой (4 : 6) или на специальных
станках модели E3-13.
Преимущество зуботочения по сравнению с зубофрезерова-
нием выражается в /повышении производительности зубонаре-
зания в 2,5—3 (раза и значительном снижении расхода инстру-
мента на одну шестерню.
Зубодолбежные станки в массовом и крупносерийном произ-
водстве применяются в основном для чистовых работ или в тех
случаях, когда конструкция зубчатого колеса не позволяет
1Р
chipmaker.ru
Фиг. 8. Зубодолбежная головка к станку
модели 5120.
производить его нарезание зубофрезерованием. К таким конст-
рукциям относятся блочные шестерни и зубчатые колеса с внут-
ренним зацеплением.
Отечественная промышленность выпускает зубодолбежные
станки моделей 5А12, 514, 5150, 5162 и др. для нарезания зубча-
тых колес диаметром от 80 до 1250 мм. Кроме зубодолбежных
станков обычного типа, в массовом производстве находят при-
менение высокопроизводительные станки моделей 5110, 5120,
5130, производящие
долбление одновремен-
но всех впадин зубча-
того колеса специаль-
ными зуборезными го-
ловками.
На фиг. 8 изобра-
жена многооезцовая
зуборезная головка к
станку модели 5120.
Станки указанного ти-
па позволяют получать
исключительно высо-
кую производитель-
ность зубонарезания.
Так, например, по дан-
ным ЧКТЗ, зубчатое
колесо ms = 10,5 мм, z=
• =12, шириной в 100 мм
нарезается на станке
модели 5130 за 40 ходов
головки в течение 6 мин.
Колеса коробок .пере-
мены передач транс-
портных машин и станков обычно 'подвергаются обработке по
торцовым поверхностям зубьев с целью облегчить введение
в зацепление пары зубчатых колес осевым перемещением од-
ного из них. В современном машиностроении применяется не-
сколько видов закругления торцов зубьев [5]:
а) закругление конической формы;
б) в виде конических скосов;
в) в виде эвольвентных скосов;
г) в виде цилиндрических скосов.
Закругление торцов зубьев производится непосредственно
после зубонарезания, перед выполнением зубоотделочных опера-
ций и термической обработки.
Отечественная промышленность выпускает высокопроизво-
дительные зубозакругляющие станки .моделей 5А570, 377, 550,
5580, 5582.
20
Зубоотделочные операции при изготовлении цилиндрических
зубчатых колес. К зубоотделочным операциям относятся опера-
ции шевингования, шлифования и притирки зубчатых колес.
Шевингование зубьев производится обычно перед термиче-
ской или между термическими обработками. Шлифование про-
изводят после термической обработки. Притирка зубьев может
выполняться при изготовлении зубчатых колес из улучшенных
сталей после зубонарезания и из сталей, подвергающихся закалке
на высокую твердость, после закалки.
Шевингование зубьев. Отечественная промышлен-
ность выпускает высокопроизводительные шевинговальные
станки моделей 5712, 571Б, 5714, 5716, 5717, Е-38 для ше-
вингования зубчатых колес диаметром от 50 до 1250 мм.
В качестве инструмента на этих станках используют цилинд-
рические шеверы из быстрорежущей стали. При обычном методе
шевингования подача осуществляется перемещением заготовки
параллельно своей оси.
В последние годы техника шевингования обогатилась новыми
методами, позволяющими увеличить производительность и стой-
кость инструмента. К таким методам относится шевингование
при диагональной, тангенциальной или поперечной подачах.
При диагональной подаче направление подачи перемещения
изделия не совпадает с осью изделия, что значительно сокра-
щает ход шевера в относительном движении и калибрующая
точка на шевере непрерывно меняет свое положение, вследствие
чего износ шевера равномерно распространяется по всей длине
зубьев. Диагональное шевингование можно производить на
станке модели 5А714 или на обычных станках с применением
специального переходного столика.
Метод тангенциальной подачи более производителен, чем
диагональный, но требует использования специальных шеверов
шириной не менее шевингуемой детали. Подача шевера произ-
водится перпендикулярно оси шевера. Цикл шевингования 'при
этом состоит из одного двойного хода. Износ шевера получается
равномерным по его ширине.
Метод поперечной подачи похож на метод тангенциальной
подачи, но направление движения подачи шевера перпендику-
лярно оси изделия. Цикл обработки также состоит из одного
двойного хода. На фиг. 9 схематически представлены различные
методы шевингования. Применение новых методов шевингова-
ния позволяет в 2—3 раза повысить производительность про-
цесса.
Все современные зубошевинговальные станки позволяют вы-
полнять на них шевингование бочкообразных зубьев.
Широкое распространение горячей накатки зубьев вызвало
необходимость разработки новых методов их чистовой обра-
ботки, так как использование для этой цели зубофрезерования
сводит до минимума экономический эффект от применения
21
chipmaker.ru
горячей накатки, а шевингованием не могут сниматься остающи-
еся после накатки сравнительно большие припуски (0,3—0,5 лш).
В качестве инструмента для чистовой обработки горяченака-
танных зубчатых колес целесообразно применение кромочных
шеверов. Кромочный шевер представляет собой зубчатое колесо,
сопрягаемое с обрабатываемым колесом и составляющее с ним
винтовую пару (т. е. оси шевера и обрабатываемого колеса скре-
Фиг- 9. Схемы различных методов шевингования:
а — продольной подачи; б — диагональной подачи; в — поперечной по-
дачи; г — тангенциальной подачи.
щиваются). При этом теоретические контактные линии на зубьях
шевера превращены в режущие кромки за счет удаления части
зубьев шевера специально заправленным по расчетной кривой
шлифовальным кругом. Общий вид сборного шевера для обра-
ботки обеих сторон зубьев показан на фиг. 10.
Наличие непрерывной режущей кромки, что обеспечивает
повышение производительности обработки и стойкости инстру-
мента, простота конструкции шевера и более высокая точность
обработки делают применение кромочных шеверов весьма перс-
пективным (6].
В отличие от обычного шевингования метод обработки кро-
мочными шеверами выполняется при жесткой кинематической
связи между инструментом и обрабатываемым колесом. Полная
22
обработка зубчатого колеса завершается за один возвратно-по-
ступательный ход.
При переходе от обработки одной стороны зубьев к другой
происходит реверсирование вращения. За границей метод работы
кромочными шеверами получил название «Джерак». Шевинго-
вание кромочными шеверами .выполняется или на специальных
станках, или на модер-
низированном зубодол-
бежном станке модели
514 [1].
Шлифование
зубьев. Зубчатые ко-
леса 5—6-й степеней
точности после терми-
ческой обработки под-
вергаются шлифова-
нию.
Шлифованием уда-
ется устранить значи-
тельные поспешности
зубчатых колес, возни-
кающие в результате
их коробления при тер-
мической обработке.
Существуют три ме-
тода шлифования зу-
бьев:
а) шлифование ме-
тодом |Копи1рова(ния с
Фиг. 10. Кромочный шевер в собранном виде:
1,6 — шеверы; 2, 5 — диски с торцовыми зубьями; 3 —
кольцо; 4 — промежуточный диск с торцовыми зубьями.
единичным делением;
б) шлифование ме-
тодом обкатки с еди-
ничным делением;
в) шлифование непрерывной обкаткой абразивным червяком.
Шлифование методом копирования осуществляется на стан-
ках модели 5861, типа Гнргрейдинг, Оркут и др. Этот метод
весьма производителен, но не обеспечивает стабильную точность
зубчатых колес.
Шлифование методом обкатки с единичным делением осуще-
ствляется на станках моделей 584, 5831, типа Мааг, Найльс и не-
которых других.
Этот метод менее производителен, чем первый, но обеспечи-
вает получение высокой точности зубчатых колес.
Наиболее высокой производительностью и точностью обла-
дает метод шлифования зубьев непрерывной обкаткой абразив-
ным червяком на станках моделей 5830, 5832, 5833, типа Рейс-
хауэр, Матрикс и др. Однако этот метод эффективен пока только
для зубчатых колес с модулем меньше 4 мм.
23
chipmaker.ru
Окончательная обработка дна впадин. В це-
лях повышения предела выносливости термически обра-
ботанных зубьев на изгиб в особо ответственных передачах
в ряде отраслей промышленности применяется окончательная
обработка дна впадин между зубьями.
При нарезании прямозубых колес червячными фрезами с ис-
ходным контуром по ГОСТ 3058—54 создается возможность
производить окончательную обработку впадин пальцевым цилин-
дрическим режущим инструментом и дисковым или пальцевым
абразивным инструментом, так как с достаточной точностью дно
впадины может быть очерчено кривой постоянной кривизны. Ра-
диус инструмента подбирается в каждом отдельном случае и
должен быть примерно равен 0,5т„. Задачей этой обработки
является полное уничтожение продольных рисок на дне впа-
дины, получившихся при зубофрезеровании. Обработка произ-
водится в две операции. Первая—фрезерование впадины кон-
цевой фрезой соответствующего диаметра при радиальной по-
даче или шлифование на шлицешлифовальчом станке; вторая —
полирование дна впадины чугунным притиром с абразивным ма-
териалом. Притиру, кроме основного вращательного движения,
придается медленное возвратно-поступательное движение вдоль
его оси.
У деталей, подвергающихся цементации и закалке, как пра-
вило, фрезерование или шлифование дна впадин осуществляется
до цементации, а полирование—после закалки и отпуска.
Притирка зубьев. В ряде случаев в качестве отделоч-
ной операции для термически обработанных зубчатых колес при-
меняют притирку.
Притирка зубчатых колес производится чугунными прити-
рами с использованием абразивных материалов. Для притирки
зубчатых колес применяются специальные станки, работающие
двумя методами:
1) методом параллельных осей, когда оси обрабатываемого
зубчатого колеса и притира параллельны и процесс притирки
осуществляется за счет вращения детали в зацеплении с при-
тиром при осциллирующих1 радиальных перемещениях детали и
осевых перемещениях притира;
2) методом скрещивающихся осей, когда оси обрабатывае-
мой детали и притиров (обычно трех) скрещиваются под не-
большим углом. Каждый из трех притиров имеет различное сме-
щение исходного контура. По этому методу работают станки мо-
делей 5735, 573, фирмы «Мичиган-Тул», «Феллоу» и др.
Как показывает ряд исследований, процесс притирки целе-
сообразно применять для снятия весьма незначительного слоя
металла (3—5 мк) с целью удалений мелких шлифовочных тре-
щин, повышения чистоты поверхности и уменьшения гранено-
1 Возвратно-поступательное повторяющееся движение.
24
сти профилей Такая притирка повышает плавность работы зуб-
чатых колес (снижает шум и устраняет резкие отклонения
в профиле зубьев).
Стремление превратить притирку из зубоотделочной опера-
ции в операцию для снятия большого слоя металла (0,2—
0,3 мм) или операцию исправления брака приводит к разладке
станка и потере эффективности от применения процесса при-
тирки. В отдельных случаях при наличии коробления от терми-
ческой обработки, приводящего к отклонениям основного шага
в пределах 0,06—0,05 мм, использование притирки оказы-
вается целесообразным и позволяет на 0,02—0,03 мм уменьшить
колебание основного шага, однако при этом величина самого
основного шага также уменьшается на 0,03—0,05 мм.
В качестве абразивной среды при притирке используют
обычно электрокорунд зернистостью 60—100 с машинным мае
лом или абразивные пасты.
Операция притирки весьма производительна. Так, например,
процесс .притирки колес по обоим профилям для модуля 9 мм
длится 10—15 мин.; для модуля 5 мм — 8—10 мин. (при
300 об/мин. шпинделя изделия и 100—200 двойных ходах ради-
ального осциллирования).
Хонингование зубьев. В зарубежной практике при-
меняется новый метод отделки рабочих поверхностей зубьев ци-
линдрических колес хонингованием.
Хонингование зубьев позволяет не только устранять види-
мые дефекты поверхности зубьев (забоины, заусенцы), но и
снизить погрешности основного шага и профиля, уменьшить бие-
ние, а также повысить чистоту поверхности зубьев. В ка-
честве инструмента используется косозубое цилиндрическое
колесо из специальной пластмассы, пропитанное абразивной
смесью.
Станки для хонингования аналогичны по конструкции шевин-
говальным. Процесс хонингования производится при плотном за-
цеплении хона с обрабатываемым колесом при его осевом воз-
вратно-поступательном движении. Припуск под хонингование не
должен превышать 0,025—0,05 мм, процесс должен вестись при
обильном охлаждении для смывания металлической пыли. Про-
цесс хонингования осуществляется очень быстро. По данным
фирмы «Нейшнл Броуч», хонингование зубчатого колеса мо-
дуля 2 мм и z=29 производится всего за 25 сек.
Восстановление конструкционных баз. Зубчатые колеса
класса втулки, подвергающиеся шевингованию как отделоч-
ной операции, после закалки и отпуска требуют кали-
бровки отверстия. Если закалка зубьев производится нагревом
т. в. ч., то калибровка гладкого и шлицевого отверстия произ-
водится короткими калибровочными прошивками.
В случае объемной закалки (при изоляции шлицевого отвер-
стия во время цементации) после закалки также производится
25
chipmaker.ru
Фиг. 11. Четырехкулачковый патрон с самостоятельным приводом каждой пары кулачков.
прошивка отверстия короткими протяжками, твердость которых
должна быть не менее /7/?С=65:68.
В некоторых случаях, когда требуется высокая твердость
боковых поверхностей шлицев, шлицевое, отверстие не изоли-
руется при цементации и после закалки поверхности шлицев по-
лучают твердость не менее HRC = 50. Калибровка таких шлице-
вых отверстий производится калибровочной прошивкой с напа-
янными пластинками твердого сплава. Однако такой процесс
допустим при стабильной объемной деформации детали, что
обуславливается особыми требованиями к материалу деталей.
Гладкие отверстия в цилиндрических зубчатых колесах после
термообработки могут подвергаться шлифованию.
Существует большое количество конструкций патронов для
установки и закрепления зубчатых колес в операции шлифова-
ния отверстия. Обычно закрепление детали производится тремя
симметрично расположенными кулачками с помощью роликов,
шариков или гибких элементов, закладываемых во впадины ме-
жду зубьями.
ями, мембраной или эксцентриками [11], при этом деталь может
центрироваться только по элементам зубьев или по элементам
з\бьев и по торцу.
В настоящее время находят применение патроны с четырьмя
кулачками, в которых центрирование детали производится по
двум вазимно перпендикулярным направлениям, гири этом точки,
находящиеся на концах одного диаметра, могут располагаться
на одинаковом расстоянии от оси шпинделя независимо от пары
точек, расположенных на перпендикулярном диаметре [10].
Конструкция такого патрона показана на фиг. 11. Каждая
пара кулачков 8, расположенная на одном диаметре, смещается
синхронно к оси патрона с помощью клиньев 6. Клинья в ради-
альном направлении центрируются втулкой 3 и в осевом на-
правлении перемещаются: два противоположных клина втул-
кой 10 и два других втулкой 11. Перемещение втулок 10 и 11
происходит набором шариков 13, на которые воздействует через
фланец 12, связанный со штбком 1, пружина 2.
На кулачках 8 закрепляются сменные кулачки 4. В пазах
кулачков свободно перемещаются точные рейки, с помощью ко-
торых и происходит закрепление зубчатого венца. После того,
как зубчатый венец зажмется двумя кулачками по наибольшему
диаметру и одна из втулок 10 или 11 прекратит осевое переме-
щение, шарики, скатываясь по конусу остановившейся втулки,
продолжат перемещение второй втулки до зажима детали вто-
рой парой кулачков. Развод кулачков при освобождении детали
производится пружинами 5 с помощью втулки 7 и штифтов J).
Отвод штока 1 при этом осуществляется пневматическим при-
водом. Патрон обеспечивает точное центрирование зубчатых
венцэв с оллипсностью до 0,6 мм.
27
chipmaker.ru
Применение патронов описанной конструкции по сравнению
с трехкулачковыми позволяет на 0,05—0,15 мм уменьшить ко-
лебание межцентрового расстояния за оборот обрабатываемого
колеса с шевингованными зубьями при его плотном сопряжении
с эталонной шестерней.
Если применить патрон для шлифования отверстия зубчатых
колес с последующим шлифованием зубьев, можно значительно
уменьшить припуски на шлифование зубьев за счет снижения
неравномерности этих припусков на данное колесе на 0,08—
0,15 мм.
В зубчатых колесах, имеющих шлицевое отверстие и под-
вергающихся операции шлифования зубьев 'после цементации,
объемной закалки и отпуска, шлицевое отверстие перед шлифо-
ванием зубьев также подвергается соответствующей обработке.
Если шлицевое соединение центрируется по наружному диа-
метру шлицев, то предварительно протянутые шлицевые пазы
подвергаются шлифованию на специальных станках.
При использовании шлицевого соединения с посадкой по
внутреннему диаметру шлицевое отверстие может шлифоваться
как обычное цилиндрическое на внутришлифовальном станке
или хонинговаться.
Опыт ряда отечественных и зарубежных предприятий пока-
зывает, что процесс хонингования успешно может применяться
для чистовой обработки как гладких, так и шлицевых отвер-
стий второго и первого класса точности (при посадке по внут-
реннему диаметру зубчатых колес).
Хонинговаться могут отверстия зубчатых колес, зубья кото-
рых обработаны начисто, при этом легко устраняются погреш-
ности, возникшие в результате коробления при термической об-
работке, сохраняется необходимая концентричность обрабаты-
ваемого начисто отверстия оси предварительно выполненного
отверстия.
Применение хонингования также весьма целесообразно и при
чистовой обработке отверстия в зубчатых колесах, подвергаю-
щихся операции шлифования зубьев. Хонингованием более про-
изводительно и более точно, чем (шлифованием, можно снимать
весьма большие припуски.
Для хонингования шлицевых отверстий необходимо, чтобы
ширина каждого из брусков хона обеспечивала определенное
перекрытие ширины шлицев.
I
6. Типовые технологические маршруты изготовления
цилиндрических зубчатых колес
Анализ схем технологических процессов и технологических
маршрутов изготовления цилиндрических зубчатых кодес позво-
ляет выделить несколько типовых маршрутов, которые могут
лечь в основу большинства технологических процессов.
I 28
Если в первом этапе технологического процесса изготовле-
ния зубчатых колес выбор маршрута и вида обработки опре-
деляется в основном масштабом производства, то последова-
тельность операции во втором этапе зависит от точностной ха-
рактеристики того или иного колеса.
Технологический маршрут изготовления зубчатых колес об-
щего машиностроения из улучшенных сталей твердостью до
//Ж 300 будет весьма простым и коротким. Более сложным и
длинным будет маршрут изготовления зубчатых колес, подвер-
гающихся термической или химико-термической обработке, при
этом повышение требований к точности или долговечности зуб-
чатых колес приведет к дальнейшему удлинению процесса.
В маршрут .вводится несколько операций шлифования тор-
цов и базового отверстия, шлифования зубьев, 'промежуточные
термические .и целый ряд контрольных операций. Операции мо-
гут укрупняться или расчленяться в зависимости от масштаба
производства.
В упрощенном виде схема и маршрут второго этапа техно-
логического процесса изготовления зубчатых колес, твердость
которых НВ < 300, выглядит следующим образом:
а) зу'бонарезание, зачистка заусенцев, контроль или
(б) зубонарезание, контроль, закругление торцов, шевингова-
ние, зачистка заусенцев, контроль.
Большое распространение в автомобильной, тракторной и
станкостроительной промышленности получила схема техноло-
гического процесса изготовления цементируемых и закаливае-
мых зубчатых колес, в которой в качестве отделочных приме-
няются операции шевингования и притирки.
Эта схема весьма прогрессивна, однако целесообразна для
симметричных зубчатых колес диаметром до 300—400 мм и мо-
дулем до 12 мм.
Многочисленными экспериментами установлено, что основ-
ная деформация зубчатых колес происходит в процессе цемен-
тации и нормализации. Деформации, получаемые деталью в про-
цессе закалки, относительно малы и лежат в пределах 7—8-й
степени точности изготовления зубчатых колес. Поэтому оказы-
вается целесообразным операции цементации .и нормализации
производить до шевингования зубьев и операцию закалки после
шевингования.
Естественно, что при такой схеме обработки зубчатых ко-
лес большое значение приобретает изучение величин и харак-
тера деформаций при термической обработке, а также выбор
условий предварительной обработки зубьев под шевингование
и условий самого шевингования, которые позволили бы ста-
бильно сохранить полученную при шевинговании точность зубча-
того венца и после термической обработки.
Опыт автомобильных и тракторных заводов показывает,
что стабилизация объемных деформаций деталей и процессе
29
chipmaker.ru
термической обработки может .быть достигнута при следующих
условиях:
1) сталь должна быть с суженными против стандарта преде-
лами колебания содержания углерода в 0,05%;
2) строго должны соблюдаться размеры зерна в стали;
3) должен строго контролироваться химический состав стали
и подобранные для этого состава режимы термической обра-
ботки;
4) предварительной термической обработкой должна быть
создана оптимальная для механической обработки микрострук-
тура стали с тем, чтобы после механической обработки не во-
зникали большие внутренние напряжения, приводящие к короб-
лению зубчатых колес;
5) должен систематически осуществляться контроль за
короблением зубчатых колес в результате термической об-
работки.
Большое значение для стабилизации процесса и сохранения
точности играют также правильный выбор модификации инстру-
мента для нарезания зубьев под шевингование и выбор опти-
мальной величины припуска под шевингование.
Рассмотренную схему технологического процесса с примене-
нием шевингования можно использовать при твердости деталей
до термической обработки HRC 30. Нагрев зубчатых колес по-
сле шевингования под закалку обычно производят токами высо-
кой частоты.
В упрощенном виде технологический маршрут второго этапа
изготовления зубчатых ,колес из цементируемых сталей с при-
менением шевингования и притирки выглядит следующим обра-
зом: 1) зубонарезание; 2) контроль; 3) закругление зубьев;
4) цементация (с изолированием отверстия); 5) шевингование;
6) контроль; 7) закалка; 8) калибрование шлицевого отвер-
стия; 9) притирка; 10) контроль.
Существуют несколько вариантов шевинговально-притироч-
ной схемы. Цилиндрические зубчатые колеса, обрабатываемые
на автоматизированных поточных линиях, для сокращения ци-
кла обработки обычно изготовляются из высокоуглеродистых
сталей марок 45, 40Х и др. В этом случае устанавливается сле-
дующий технологический маршрут обработки зубчатых колес
по второму этапу: 1) зубонарезание; 2) закругление зубьев;
3) шевингование; 4) снятие заусенцев; 5) контроль; 6) про-
мыька; 7) закалка т. в. ч.; 8) отпуск; 9) калибрование шлице-
вого отверстия; 10) обкатка; 11) промывка; 12) контроль;
13) проверка на шум.
На ряде автомобильных и тракторных заводов зубчатые ко-
леса из сталей 20Х, 18ХГТ, 12ХНЗА изготовляются по упрощен-
ному маршруту: 1) зубонарезание; 2) закругление зубьев; 3) ше-
вингование; 4) контроль, 5) термическая обработка; 6) кали-
брование шлицев; 7) контроль.
30
Термическая обработка заключается в цементации и за-
калке, причем закалка может производиться сразу после цемен-
тации в ванне или в прессах. Наиболее сложные по конфигура-
ции детали после цементации подвергаются нормализации, на-
грев деталей для закалки осуществляется токами высокой ча-
стоты.
Применение упрощенного маршрута допустимо при увеличе-
нии точности обработки базовых отверстий и торцов в первом
этапе технологического процесса и предъявлении указанных вы-
ше особых требований к материалу деталей. Выбору этого мар-
шрута обычно предшествует тщательное изучение характера ко-
робления деталей при термической обработке и выбор рацио-
нальной технологии термической обработки.
Упрощенный маршрут иногда применяется и при изготовле-
нии высоконагруженных зубчатых колес различных транспорт-
ных машин из легированных низкоуглеродистых сталей
20Х2Н4А и 13ХНВА.
В этом случае совершенно необходимо производить компен-
сацию изменения формы и размеров зубьев колеса перед тер-
мической обработкой за счет модификации геометрии зубообра-
батывающего инструмента. В маршрут изготовления таких зуб-
чатых колес включается операция притирки, производимая после
термической Обработки, и ‘восстановления геометрии централь-
ного отверстия.
Состояние производства термической обработки в настоя-
щее время не позволяет еще использовать технологический про-
цесс, основанный на применении шевингования для обработки
зубчатых колес высоких степеней точности (5 -6-й степени),
имеющих сложную конфигурацию, изготовляемых из высоколе-
гированных и закаленных до большой твердости сталей. Это
объясняется тем, что при термической обработке теряется точ-
ность, полученная шевингованием. Такого вида колеса имеют
распространение в механизмах станков, некоторых транспорт-
ных машин и др.
Так как единственным методом чистовой обработки зубьев,
позволяющим устранить ошибки предварительного нарезания и
погрешности, вызванные деформацией при термической обра-
ботке, является шлифование, то для производства особо точных
зубчатых колес с зубьями высокой твердости применяется схема
технологического процесса с использованием операции зубошли-
фования.
В упрощенном виде технологический маршрут изготовления
зубчатых колее по второму этапу, основанный на применении
процесса зубошлифования, будет выглядеть следующим обра-
зом: 1) зубонарезание; 2) промежуточный контроль; 3) терми-
ческая обработка (цементация); 4) механическая обработка
(снятие слоя цементации с незакаливаемых повепхностей
Детали); 5) термическая обработка (закалка, отпуск); 6) шли-
3t
chipmaker.ru
фоеание центрального отверстия <и торцов; 7) зубошлифование;
8) окончательный контроль.
Необходимо отметить, что для зубчатых колес, подвергаю-
щихся термической обработке (цементация и закалка), целесо-
образно применение шлицевых соединений с посадкой по внут-
реннему диаметру шлицев.
7. Примеры построения технологических процессов изготовления
цилиндрических зубчатых колес
На фиг. 12 приведен чертеж шестерни одного из ответствен-
'ных транспортных механизмов. Данная деталь имеет централь-
ное отверстие с эвольвентными шлицами. Материал шестерни —
6 остальное
Фиг. 12. Цилиндрическое зубчатое колесо.
Характеристика внешнего зацепления: модуль т-4 льм, число зубьев z = 40, угол наклона зубьев
п- <= 0, исходный контур — ГОСТ 3058—54, коэффициент смещения исходного контура 5=0,
—0,14
длина общей нормали при охвате пяти зубьев L = 55,38__^ .
Характеристика эвольвентных шлицев: модуль т - 2,5 мм, число шлицев z = 38, угол профиля
исходного контура = 30°.
высоколегированная низкоуглеродистая цементируемая сталь
20Х2Н4А. Все поверхности детали подвергаются механической
обработке, цементируются и "закаливаются. По’ точности ше-
стерня соответствует 6-й степени. Требование высокой точно-
сти и особой надежности детали в работе накладывает опреде-
ленный отпечаток на схему и характер технологического про-
'32
цесса ее изготовления. В целях повышения прочности шлифо-
ванию подвергаются не только боковые поверхности зубьев, но
и дно впадины между зубьями, все острые кромки закругля-
ются, тщательно зачищаются и заполировываются. Для выяв-
ления шлифовочных трещин и возможных других пороков ме-
талла шестерня подвергается магнитной дефектоскопии (магно-
флокс), а также тщательной проверке на наличие прижогов по-
сле шлифования. Для уменьшения деформаций и снятия напря-
— с‘в,г— Цементовать на глубину 1^1,5 мм только
_. v, „,_J зубчатый венец. КаЛить do твердости на
I—зубеННС-бб+бЗ ’
Фиг. 13. Зубчатое колесо
Характеристика гацепленмя: модуль т = 4 мм, число зубьев z - 41, угол накло-
на зубьев рф = 0, исходный контур — ГОСТ 3058—54, коэффициент смещения ис-
ходного контура $ = —0,375, длина общей нормали при охвате пяти зубьев
L = 54,475~q*25 .
-женин, возникающих в металле при механической обработке, де-
таль подвергается ряду термических обработок, выполнение ко-
торых должно производиться в заданные технологией отрезки
времени. В процессе обработки шестерня неоднократно контро-
лируется по различным элементам. Технологический процесс
изготовления рассматриваемой шестерни построен по схеме,
предусматривающей применение шлифования зубьев (табл. 1).
Зубчатое колесо, чертеж которого приведен на фиг. 13, при-
меняется в механизмах самоходного комбайна. Колесо имеет
8-ю степень точности. Материал зубчатого колеса — низкоугле-
родистая сталь марки 18ХГТ. Деталь подвергается газовой це-
ментации и закалке. Внутреннее отверстие и торцы ступицы во
время цементации изолируются. Технологический процесс 'из-
готовления зубчатого колеса предусматривает применение ше-
вингования и притирки. Схема процесса представлена в табл. 2.
83
chipmaker.ru
Таблица Z
Технологический процесс изготовления прямозубой
цилиндрической шестерни (фиг. 12)
№ опе-
рации
Содержание операции
Эскиз
Оборудование
Центровать сту-
пицу (для поджатия
центром), обточить
наружную поверх-
ность до кулачков,
подрезать торцы
Обточить вторую
сторону, расточить
внутреннюю поверх-
ность, подрезать
второй торец
3
Термическая об-
работка
Обточить наруж-
ную поверхность,
расточить отвер-
стия и выточки
Обточить наруж-
ную поверхность
со второй стороны,
расточить выточки
Револьвер-
ный станок,
модель 1П365
i
I
I
Револьвер-
ный станок,
модель 1П365
34
Продолжение табл. 1
М» опе- рации Содержание операции Эскиз Оборудование
6 Шлифовать от- верстие и торец ✓ /77 ЬО,Ь0,26 ~ ,.у 77 Внутришли- фовальный станок, мо- ; дёль ЗА240
— 1
1.
7 Шлифовать кто- рой торец VI ПЛОСКОШЛИ- : фокальный ! станок, мо- , дель 371М-1
V/A 1
- э
8 Шлифовать на- ружную поверх- ность \77 Круглошли- фовальный . станок, мо- дель 312М
~7а/-
Л У'/Л 77/ в
9 Начисто обточить уступ фаски и рас- точить выточки с образованием гал- телей и скруглений ~~ -^-9^31 77*^ T?jtO,Z Токарный станок, , мо- дель 1К62
J 1
«О сг> <=Г $1*
жч--*-
10 Начисто обто- чить выемки и фас- ки по наружной поверхности, обто- чить уступ и рас- точить выточки с образованием гал- телей и радиусов (вторая сторона) • Ч8±0,‘ 1 46tQfi - MtOfi Токарный станок, ' мо- дель 1К62
*£й
L. > (77/7 1 1
1 (
(7 ; Г । ^7,5 / ЩЗ-дгв
35
1 chipmaker.ru
Продолжение табл. 1
I
№ опе- рации Содержание операции Эскиз Оборудование
11 Долбить ЭВОЛЬ- вентные шлицы — К 100,б" >. 1 J s- ~ г“"г К Зубодол- бежнын ста- нок, модель 514
12 Фрезеровать зубья ~ч>ю 1 ^-0,5- i \76 Зубофре- зерный ста- нок,, модель 5Д32
Г / / Г
1 I
- _А_.
1’3 'Предварительно шлифовать шлицы / \ - / ~ Ч- V7 Специаль- ный зубошли- фовальный станок
г <s
1
14 Слесарная обра- ботка (снять фаски и скруглить острые кромки на наруж- ных и внутренних зубьях) °>8 х 45 z> Слесарный верстак
15 г Шлифовать впа- дины между зубья- ми (Z V6 з,^0,2 Шлицешли- фовальнын станок
-
36
Продолжение табл. 1
№ опе- рации Содержание операции Эскиз Оборудование
16 Слесарная обра- ботка (скруглить острые кромки на торцах впадин и полировать впади- ны) V7 Слесарный верстак
17 Промежуточный контроль геометри- ческих размеров Контроль- ный стол
18 Термическая об- работка (цементи- ровать и закалить зубья) —
19
20
Притереть торец
Шлифовать вто-
рой торец
11лита
11ЛОСКОШЛИ- ।
фовальный
ста нок, мр-
дель 361М-1
'1 —I/
Термическая об- !
работка — низкий
отпуск (произво-
дить не позднее
чем через 1,5 часа
после операции 20)
37
chipmaker.ru
Продолжение табл. 1
№ опе- Р&ЦИИ- Содержание операции Эскиз Оборудование
22 Шлифовать на- ружную поверх- ность S' Круглошли- фовальный станок, мо- дель 3I2M
г. 1
23 Шлифовать про- филь и дно впади- ны шлицев л Л 7 Специаль- ный зубошли- фовальный станок
—
1 1
1
• —<1 —
24 Шлифовать боко- вую поверхность зубьев (с провер- кой профиля) Я.. 77 Зубошлифо- вальный ста- нок, модель 5861
у i 1?
1 и
Н(•
25 Термическая об- работка — низкий отпуск (произво- дить не позднее чем через 1,5 часа после операции 24) —
26 Травить для вы- явления прижогов Ванна
27 Слесарная обра- ботка (скруглить все острые кромки на зубьях и шли- цах) Л 0,4*^ 0,4*^° Слесарный верстак
38
Продолжение табл. 1
№ опе- рации Содержание операции Эскиз Оборудование
28 Полировать про- фили зубьев и дно впадин — Полироваль- ная бабка
29 Проверить деталь на магнофлоксе Магнофлокс
30 Полный оконча- тельный контроль детали Комплект приборов
Таблица 2
Технологический процесс изготовления цилиндрического
зубчатого колес а (фиг. 13)
№ опе- рации Содержание операции Эскиз Оборудование
1 Подрезать торцы 1 и 2, сверлить отверстие 3 <? 20 и 0 41АЬ), зенкеровать фаску 4, обточить до кулачков наружную поверхность 5 КЖС''' Револьвер- ный станок
1 ) Подрезать торцы 6 и 7, зенкеровать фаску 8, обточить наружную по- верхность 5 KZjl.a
3 i 1 Протянуть одновре- менно круглое и шли- цевое отверстие 9 и 10 ) 1 и ‘5; Протяжной станок, модель МА-1
39
chipmaker, ru
Продолжение табл. 2‘
№ опе- рации Содержание операции Эс КИЗ Оборудование 1 i
4 1 i
Подрезать торцы 1, 2, 6, 7, обточить на- ружную поверхность 5, обточить фаске 11 и 12 | 7 6 11 I /— 7 7 ? ;7 Многорез- цовый токар- ный станок, модель 1720 (
5 Нарезать зубья с припуском по толщине __д 1 1^ Зубофрезер- ный станок, тмделъ 1
к1 н
6 Закруглить зубья к ' > Зубозакруг- ляющий ста- । но к, модель 5А570 !
7 Термическая обра- ботка цементировать зубья (внутреннее от- верстие изолировать) i —
8 Шевинговать зубья - Шевинго- вальный ста- нок, модель 5714 1 i 1
2х/~ в
Ю
Продолжение табл 2
№ опе- рации Содержание операции Эскиз Оборудование
9 Термическая обра- ботка (закалить и от- пустить деталь) —
10 Калибровать шлице- вое отверстие Пресс
Притереть зубья
Зубоприти-
рочиый ста-
нок, модель
573
12 Промыть детали
13 , Окончательный кон-
троль
Рассмотрим также пример схемы технологического процесса
с применением шевингования для деталей, изготовляемых из
высокоуглеродистых легированных сталей.
На фиг. 14 изображено зубчатое колесо 7-й степени точности
токарного станка, изготовляемое на автоматической линии. Ма-
териал детали—сталь марки 40Х. Закалка зубьев детали про-
изводится с нагревом т. в. ч. Твердость после закалки должна
быть в пределах HRC=48^-50.
Автоматическая линия скомплектована из новых рысокопро
изсоцительных станков, приспособленных для автоматизации
процесса обработки деталей. Линия быстро переналаживается
и предусматривает обработку на ней десяти различных наиме-
нований зубчатых колес [1].
Токарная обработка деталей автоматической линии выпол-
няется на вертикальных одношпиндельных многорезцовых -дв-
юматах модели Э101 с использованием твердосплавных резвдс
чашечного типа, обладающих высокой стойкостью и длительно'
сохраняющейся геометрией.
41
chlpmaker.ru
Технологический процесс изготовления детали предусматри-
вает применение в качестве отделочной операции шевингования.
Схематично процесс представлен в табл. 3.
Фиг. 14. Зубчатое колесо.
Характеристика зацепления: модуль т = 3 мм, число зубьев г — 45, угол наклона зубьев
р = О, исходный контур — ГОСТ 3058—54, коэффициент смещения исходного контура 5=0,
___________________________________________________________________Q
длина общей нормали при охвате пяти зубьев L = 16,87_р’205.
Таблица 3
Технологический процесс изготовления зубчатого колеса
на автоматической линии (фиг. 14)
М опе- рации Содержание операции Эскиз Оборудование
1 Обточить предва- рительно поверх- ность /, расточить предварительно от- верстие — поверх- ность 2—с образова- нием фаски 3, под- резать торцы — по- верхности 4 и 5 2 3 “ \ ' I / Токарный автомат, мо- дель 3101
1 i
2 Обточить предва- рительно поверх- ность 1, расточить начисто отверстие — поверхность 2—с об- разованием фаски 5, подрезать торец — поверхность 7, то- чить фаску — поверх- ность 8 8 7 2 3 |^|/ \ \
42
Продолжение табл. 3
№ опе- рации Содержание операции Эскиз Оборудование
3 1 Протянуть шлице- вое отверстие _/Кт f Протяжной] станок, мо- дель Э103
1 1 4 , 1 Обточить начисто поверхность 1, под- 'резать торцы — по- верхности 4 и 5 1 5 4 \ / / 1 L Токарный автомат, мо- дель Э101
5 Фрезеровать зубья Зубофрезер- ный станок, модель Э104
6 Закруглить зубья - Зубозакруг- ляющий ста- нок, модель 5А570
1 7 Шевинговать зубья —- Шевинго- вальный ста- нок, модель 5А714
S Снять заусенцы и промыть деталь — Специаль- ный станок
9 Закалка т. в. ч. и низкий отпуск — Установка т.в.ч. с лампо- вым генера- тором
10 Калибровать шлицы — Калибро- вочный ста- нок Э107
11 Обкатать с эталон- ным колесом — Обкатной станок
12 I- Промывка — — •
13 Контроль — —
chipmaker.ru
Chipmaker.ru
ГЛАВА III
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ.
КОЛЕС
Конструкция конических зубчатых колес, так же, как и ци-
линдрических, является основным фактором, определяющим вы
бор схемы технологического процесса их изготовления. В зна-
чительной мере -к изготовлению конических зубчатых колес
относятся (положения, изложенные в предыдущей главе.
Вместе с тем конструкция конических колес и их зацепление
имеют свою особую специфику, существенно влияющую на под-
строение отдельных операций технологического процесса.
В отличие от цилиндрических зубчатых колес с прямыми и
спиральными зубьями, у которых осевые смещения деталей пары
не влияют на правильность зацепления, осевое положение кони-
ческих зубчатых колес как в процессе изготовления, так и в
сборке должно быть строго определенным. Всякое осевое сме-
щение одного из колес конической зубчатой пары вызовет нару-
шение равномерности вращения и искажение формы и положе-
ния пятна контакта. Поэтому весьма желательно, чтобы конст-
рукционные радиальные .и торцовые базы совпадали бы с базами-
для нарезания зубьев.
Наибольшим распространением в отечественной промышлен-
ности пользуются конические зубчатые передачи с линией зуба,
на плоском производящем колесе:
а) >в виде (прямой, проходящей через центр колеса, — .прямые
зубья;
б) в виде прямой, касательной к профильной окружности ра-
диуса р, — косые или тангенциальные зубья;
в) в виде дуги окружности — круговые зубья;
г) в виде эвольвенты—паллоидные зубья.
Плоским колесом называется такое колесо, у которого угол
делительного конуса равен 90° и делительный конус обращается,
в плоскость.
Особой разновидностью конических передач являются гипо-
идные передачи, в которых оси колес не пересекаются, а скрещи -
ваются в пространстве.
41
Геометрии и конструкции конических зубчатых передач1 по-
священа специальная литература [9] и поэтому в настоящем вы-
пуске целесообразно осветить только принципиальные вопросы
технологии изготовления конических зубчатых колес.
8. Первый этап обработки конических зубчатых колес
Эта часть технологического процесса включает предваритель-
ную токарную обработку, обработку центрального отверстия,
чистовую обработку заготовок под нарезание и не имеет суще-
ственного отличия от аналогичных (видов обработки при изготов-
лении цилиндрических колес. Основной спецификой изготовле-
ния конических зубчатых колес по первому этапу является необ-
ходимость соблюдения точного относительного положения на-
ружной конической поверхности и базового торца.
В большинстве случаев чистовая токарная обработка кониче-
ских колес .производится или в две операции, или, по крайней
мере, за две установки.
Первая чистовая токарная операция (или первая установка)
включает обработку базового отверстия и торца, а также на-
ружной поверхности колеса; во второй токарной операции (или
второй установке) производится обточка конусов и других по-
верхностей. При этом за базу принимаются торцовые поверх-
ности, обработанные в первой операции. Для зубчатых колес,
нарезаемых на станках типа Рейнекер — Бильграм, или колес
со спиральными зубьями, имеющих опорный монтажный торец
со стороны малого дополнительного конуса, обработка этих
опорных поверхностей производится во второй чистовой опера-
ции. . Для уменьшения перестроек резцов на размер иногда
обтачивание наружного конуса выделяется в отдельную опе-
рацию.
В некоторых случаях, когда обработка наружных поверх-
ностей конического зубчатого колеса выполняется с использова-
нием гидрокопировальных устройств, допускается одновремен-
ная обработка конусов и опорных торцов.
Правильность угла и расстояние вершины наружного конуса
•от монтажного торца Н проверяется в массовом и крупносерий-
ном производстве предельными скобками — «проймами»
(фиг. 15,а); в мелкосерийном и индивидуальном производст-
ве — шаблонами.
Для индивидуального производства может быть рекомендо
ван способ проверки расположения наружного конуса с помощью
штангензубомера (фиг. 15,6). В этом случае работа произво-
дится следующим образом: во второй чистовой операции, уста-
новив по шкале разворот верхнего суппорта на угол наружного
конуса зубчатого колеса, делают пробную предварительную
См. выпуски 1, 4, 5 Библиотечки зубореза
15
chipmaker.ru
проточку .конуса, проверяя угол с помощью угломера от л а чисто-
проточенной наружной поверхности; убедившись в правильности’
угла, продолжают производить проточку, контролируя положе-
ние конуса по отношению к торцовой базе зубомером; после
окончательной проточки наружного конуса обтачивается боль-
шой дополнительный конус колеса.
Фиг. 15. Различные способы контроля расположения конуса
выступов конического зубчатого колеса
На шкале «высоты» зубомера устанавливается любой целый
размер Т. Величина размера А, контролируемого шкалой «тол
шины», подсчитывается по формуле
Л 7 ctg®,
где К — расстояние от опорного торца до наибольшей окруж-
ности выступов;
— угол наружного конуса колеса.
Конические зубчатые колеса класса втулки по первой чисто-
вой токарной операции обтачиваются обычно на разжимной
шпиндельной оправке, вторая чистовая операция выполняется
также на шпиндельной разжимной или центровой с упором оп-
равке.
Следует остановиться на выборе наиболее целесообразного
оборудования для чистовой токариой обработки конических зуб-
чатых колес в массовом и крупносерийном производстве. К та-
кому оборудованию относятся многорезцовые станки моделей
J16, 1720, 1730 и особенно станки моделей 1722: кроме того,
46
весьма целесообразно применение вертикальных многошпиндель-
ных токарных автоматов моделей 1282, 1А283, 1284.
На фиг. 16 дано сравнение настройки многорезцовых станков-
моделей 116 и 1722 для обработки правой части конической
вал-шестерни.
Использование станка модели 1722, имеющего гидрокопиро-
вальное устройство, дает возможность получения более точных
деталей, чем на станках, имеющих механические копировальные-
устройства при удешевлении стоимости обработки.
Фиг. 16. Наладка токарных полуавтоматов моделей 116 и 1722
на обработку конической шестерни.
На станке модели 116 обработка ведется пятью резцами, при
этом резцы для обработки поверхностей 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
(фиг. 16, а) трудоемки в заточке и при наладке станка требуют
весьма точного взаимного расположения.
На станке 1722 (фиг. 16,6) обработка ведется всего тремя
резцами, из которых один — .верхний — обтачивает за один про-
ход сразу шесть поверхностей, при этом заточка и установка
его весьма просты, а точность относительного расположения об-
рабатываемых поверхностей всегда стабильна и зависит только'
от точности изготовления копирной линейки.
Так как точность изготовления заготовки конического колеса
в значительной мере влияет на точность зубонарезания, заго-
товки конических колес обычно подвергаются тщательному конт-
ролю. В крупносерийном производстве для этой цели создаются
комплексные контрольные приспособления, настраиваемые по
эталону и показывающие отклонения основных размеров заго-
товки от номинальных.
47
chipmaker.ru
Фиг. 17. Нарезание коническо-
го колеса двумя дисковыми
фрезами методом обкатки.
9. Второй этап обработки конических зубчатых колес
Нарезание зубьев конических колес. Большинство зубообраба-
тывающих станков для нарезания зубьев конических колес (как
с прямыми, так и с непрямыми зубьями) работают по принципу
нарезания зубьев инструментом, режущие кромки которого при
своем движении образуют боковую поверхность воображаемых
зубьев плоского или конического производящего колеса, которое
находится в зацеплении с нарезаемым колесом.
Для нарезания конических ко-
лес с прямыми зубьями в отече-
ственной промышленности имеют
распространение следующие
станки.
1. Моделей 523, 5П23Б, 526,
5А26, 5282, а также фирмы «Гей-
денрейх — Гарбек» 12КН, 15КН,
25КН, 50КН, 75КН, фирмы «Гли-
сон» 12" и др., работающие дву-
мя резцами методом обкатки с
периодическим делением.
2. Модели 5А283, работающие
двумя резцами по шаблону.
3. Моделей 5П23 и 5236, работающие двумя дисковыми фре-
зами методом обкатки. Расположение фрез во впадине зубьев
нарезаемого колеса показано на фиг. 17. Станки, работающие
дисковыми фрезами, в 5—6 раз производительней аналогичных
-станков, работающих друмя резцами.
4. Моделей 5245, СТ-1222, осуществляющие круговое протя-
гивание дисковой протяжкой. Эти станки широко применяются
в автотракторной промышленности..
На фиг. 18 показан момент Протягивания зубьев конической
.шестерни автомобильного дифференциала.
Дисковая фреза-протяжка большого диаметра производит за
один оборот окончательную обработку одной впадины колеса.
При вращении протяжка получает подачу вдоль прорезаемой
впадины В течение половины оборота работают предваритель-
ные зубья и протяжка подается по направлению от вершины ко-
нуса; за вторую половину оборота происходит чистовое нареза-
ние с подачей протяжки в обратном направлении. Поворот изде-
лия на один угловой шаг происходит в момент, когда мимо де-
тали проходит участок протяжки, не имеющий зубьев.
Время обработки одного зуба устанавливается от 1,9 до
6 сек.
Для нарезания конических колес с непрямыми зубьями
в отечественной промышленности используются следующие
станки:
1) моделей 5П23А, 525, 528, 5А27С-1, 5227С-3. 5А27С-2, а
также фирмы «Глисон» 3", 15", № 16, 16R, 26, фирмы’«Модуль»
•48
(ГДР) ZFWKK и др., на которых нарезаются конические колеса
г круговыми зубьями;
2) модели 5284, на котором нарезаются колеса со спираль-
ными зубьями;
3) фирмы «Гейденрейх—Гарбек» моделей 15KHS, 25KHS,
50KHS, 75KHS, на которых нарезаются конические колеса с ко-
сыми (тангенциальными) зубьями;
4) фирмы «Клингельнберг», на которых нарезаются кониче-
ские колеса с паллоидными зубьями, и некоторые другие.
Фиг. 18. Протягивание зубьев конической шестерни.
Следует отметить, что наибольшим распространением поль-
зуются конические колеса с круговыми зубьями и соответствую-
щее оборудование для их изготовления.
Обычно конические колеса модуля 2 мм и выше нарезаются
в две операции: предварительную и чистовую. Предварительное
нарезание прямозубых конических колес целесообразно вести
дисковыми фрезами на станках модели ЕЗ-1 или на обычных го-
ризонтальнофрезерных станках.
Основным методом контроля конических зубчатых колес яв-
ляется проверка их зацепления в паре или с эталоном на конт-
рольнообкатных станках. При этом зубчатые колеса устанав-
ливаются на станке в соответствии с монтажными дистан-
циями.
Расположение и форма пятна контакта регламентируются
ГОСТ 1758—,56. Для 'конических зубчатых колес как с прямыми,
так и непрямыми зубьями рекомендуется небольшое смещение
пятна контакта в сторону малого дополнительного конуса, так
как при нагружении передачи происходит некоторая деформа-
ция зубчатого колеса и соответствующее смещение пятна кон-
такта к середине зуба.
Характер, величина и положение пятна контакта на боковых
поверхностях зубьев используются при этом для оценки каче-
ства зацепления и введения соответствующих коррективов в на-
ладку станка или в технологический процесс.
49
chipmaker, ru
Как правило, подналадка производится при нарезании шес-
терни, т. е. меньшей из пары конических колес.
Колесо —большее из пары — нарезается начисто без подна-
ладки. После чистового нарезания первой шестерни из партии
или части партии, обрабатываемой с одной установки инстру-
мента, шестерня обкатывается с колесом на контрольнообкат-
ном станке, и по результатам обкатки производится соответст-
вующая подналадка станка. После подналадки производится на-
резание второй' детали, проверка ее на контрольнообкатном
станке и, в случае необходимости, дополнительная подналадка.
Первое колесо и первая шестерня из партии должны также
подвергаться поэлементной проверке по нормам точности ГОСТ
1758—56.
Оценка качества зацепления производится также по тону и
уровню шума, издаваемого колесами при обкатке.
Подгонка формы и положения пятна контакта для колес,
подвергающихся последующей термической обработке, произво-
дится с учетом возникающих при термической обработке де-
формаций.
Закалка конических колес и восстановление конструктивных
баз. Конические зубчатые колеса, относящиеся ко второй и
третьей группе, согласно классификации, 'приведенной на стр. 5.
подвергаются после зубонарезания термической обработке. За-
калка конических колес нежесткой конструкции кольцевого типа,,
а в последние годы . и конических вал-шестерен производится
в штампах на специальных закалочных станках. При примене-
нии закалочных штампов очень важно, чтобы во избежание про-
гиба детали в момент приложения давления контактирующие
со штампом поверхности заготовки были бы правильной геомет-
рической формы и точно расположены по отношению друг
к другу.
После закалки зубьев конические колеса обычно проходят
операцию восстановления или создания конструктивных баз. От
того, как будет выполнена эта операция, зависит концентрич-
ность посадочных отверстий или шеек зубчатой нарезке, а также
правильность положения монтажных торцов.
В индивидуальном и мелкосерийном производстве на заго-
товках конических колес, подвергающихся термической обра-
ботке, обычно делают дополнительные точные ’ торцовые и
радиальные поверхности, по которым с помощью индикатора вы-
веряют деталь в патроне внутришлифовального станка. При из-
готовлении конических колес большими партиями целесообразно
применять специальные приспособления для установки деталей
на шлифовальном станке.
Существуют четыре способа базирования конических зубча-
тых колес при шлифовании:
а) по конусу выступов;
б) по конусу впадин;
50
в) по боковым поверхностям зубьев;
г) по боковым поверхностям зубьев и торцу.
Последние два способа наиболее точные и применяются
в большинстве случаев.
На фиг. 19 приведена конструкция патрона для шлифования
отверстия и торна тпакторного конического колеса. Корпус пат-
рона 2 для облегчения вы-
полнен из алюминиевого
сплава. Центрирование
детали (производится ше-
стью шариками 12. Шари-
ки с помощью лент 10
удерживаются ib кониче-
ских гнездах стоек 9. Кон-
цы лент, (проходящие че-
рез пазы стоек, закрепле-
ны в гайках 7, которые
винтами 6. натягивают
ленты.
Фиг. 19. Патрон для шлифова-
ния отверстия и торца кони-
ческого зубчатого колеса.
Предварительное центрирование детали , осуществляется
тремя планками 13, прикрепленными к корпусу. Деталь прижи-
мается к центрирующим элементам тремя прихватами 11, имею-
щими возможность качаться вокруг осей 3 и 5. До закрепления
детали прихваты отведены в крайнее правое положение и раз-
ведены пружинами 4. При закреплении детали прихваты сво-
дятся с помощью упоров 8. Усилие прижима от пневматического
привода передается прихватам через шток со сферической
31
chipmaker.ru
головкой 14 и самоустанавливающееся коромысло /, чем дости-
гается 'равномерный прижим детали в трех точках.
На размер А задается допуск 0,01 мм, что легко дости-
гается за счет пригонки шлифованием опорных торцов стоек 9.
Для проверки положения патрона на станке в корпусе делается
специальная выточка М [7].
Если коническое колесо имеет шлицевое внутреннее отверстие
с посадкой по внутреннему диаметру, то протягивание шлицев
может производиться после шлифования внутреннего отверстия.
У колес, подвергающихся закалке и в области внутреннего от-
верстия, протягивание шлицев производится до закалки, а после
закалки и шлифования отверстия выполняется калибрование
шлицев 'прошивкой, как и при 'изготовлении цилиндрических
колес.
Окончательная обработка зубьев конических колес. Зубья ко
нических зубчатых колес в процессе термической обработки (це-
ментации и закалки) деформируются, что вызывает необходи-
мость введения в технологию их изготовления отделочных опе-
раций.
Конические зубчатые колеса станков, легковых автомобилей
и некоторых других механизмов в качестве отделочной операции
подвергаются шлифованию зубьев. Шлифованием удается полу-
чить высокоточные конические колеса.
Для шлифования зубьев прямозубых конических колес при-
меняются, станки моделей 5870 и KS-42 (фирмы «Маат»).
На некоторых заводах шлифование прямозубых колес произво-
дят на модернизированных зубострогальных станках модели 526.
Для шлифования зубьев конических зубчатых колес с кру-
говыми зубьями используется станок модели 5872.
Вместе с тем процесс шлифования зубьев конических колес
обладает низкой производительностью и целесообразен для от-
делки конических колес 5—6-й степеней точности и в отдельных
случаях при индивидуальном производстве колес 7-й степени
точности.
При крупносерийном производстве и применении закалочных
штампов имеется возможность значительно уменьшить термиче-
ские деформации или даже учесть их при нарезании путем прак-
тического подбора радиусов резцовых головок и корректировки
наладочных установок станка. Поэтому в крупносерийном про-
изводстве процесс шлифования зубьев применяется редко и окон-
чательная отделка зубьев производится притиркой.
Притиркой называется приработка боковых поверхностей
зубьев конических колес в паре или одного колеса с притиром
за счет использования явления скольжения в зацеплении. При
этом в зону зацепления подается абразивнад смесь. Для сохра-
нения в процессе притирки локализации контакта, полученной во
время нарезания колеса, притирочные станки снабжаются ме-
ханизмом качания одного из шпинделей. Отечественная про-
52
мышленность выпускает притирочные станки моделей 572СПО
и 572СНО. Следует отметить, что притирку нельзя рассматривать
как операцию, предназначенную для исправления 'больших де-
формаций, возникающих 'при закалке, или для уменьшения оши-
бок в шаге и устранения биения, полученных в результате
неправильного зубонарезания.
Притирка должна применяться как средство повышения плав-
ности работ, улучшения чистоты поверхности, исправления не-
значительных термических деформаций, улучшения пятна кон-
такта и снижения уровня шума в передаче.
Другим отделочным процессом для конических колес является
прикатка. Прикаткой называется обкатывание мягкого кониче-
ского колеса с твердым эталонным колесом; при этом обрабаты-
ваемое колесо прижимается к эталонному, а в зону зацепления
подается противозадирная смесь. В результате прикатки зубья
обрабатываемого колеса нагартовываются и приобретают блеск.
10. Типовые технологические маршруты изготовления
конических зубчатых колес
Технологические маршруты изготовления конических зубча-
тых колес, как и цилиндрических, зависят от многих факторов, и
выбор полной схемы построения технологического процесса дол-
жен производиться на основе тщательного анализа требований
чертежа и возможностей производства.
При изготовлении конических колес используют две основные
схемы построения технологического процесса. Первая схема при-
меняется для колес с твердостью зубьев HRC > 48 и предусматри-
вает обеспечение заданной точности за счет введения операции
шлифования зубьев. Вторая схема наиболее распространена для
колес как с твердостью НВ^.050, так и с твердостью HRC >48.
В этой схеме-точность элементов зацепления определяется
результатами чистового нарезания и последующих деформаций
в случае применения термической обработки. Однако использова-
ние закалочных штампов и материалов конических колес с более
узким, чем предусмотрено ГОСТ, ограничением по химическому
составу сводит влияние деформаций при термической обра-ботке
до минимума.
При этой схеме в качестве отделочной операции применяют
для твердых колес притирку и для мягких колес—прикатку.
Технологический маршрут второго этана изготовления зубча-
тых колес из цементируемых сталей с использованием шлифова-
ния зубьев в упрощенном виде выглядит Уак: 1) зубонареза-
ние; 2) контроль; 3) цементация; 4) механическая обработка
(снятие слоя цементации с незака.ливаемых поверхностей);
5) закалка и отпуск; 6) шлифование центрального отверстия
и торцов; 7) калибрование шлицев; 8) зубошлифование;
9) окончательный контроль.
53.
chipmaker.ru
Остальное \73
УЧд 390 ПЬ
Фиг. 20. Коническая шестерня.
Характеристика зацепления: модуль ms - 11.2 мм. число зубьев гш = 16, угол наклона
зубьев В = 25°, исходный контур — ГОСТ 3058-54.
ср
189,05-(ц&
Фиг. 21. Коническое зубчатое колесо.
Характеристика зацепления: модуль ms = 11,2 мм, число зубьев гк = 55, угол наклона
зубьев р = 25°, исходный контур — ГОСТ 3058—54.
54
В случае, если конические .колеса изготовляют из сталей ма-
рок 40Х, 45 и др., используется маршрут, из которого .исключа-
ются 3 и 4-я операции. Технологический маршрут второго этапа
изготовления конических колес из цементируемых сталей без
применения шлифования зубьев будет иметь следующую после-
девател! иость операций: 1) зубонарезание; 2) контроль; 3) це-
ментация; 4) механическая обработка незакаливаемых поверх-
ностей; 5) закалка и отпуск; 6) шлифование центрального от-
верстия и торцов; 7) калибрование шлицев (шлифование шли-
цев);#) /притирка; 9) окончательный контроль.
Для высокоуглеродистых сталей маршрут второго этапа без
применения шлифования в упрощенном виде будет: 1) зубона-
резание; 2) контроль; 3) закалка и отпуск; 4) шлифование цент-
рального отверстия; 5) калибрование шлицев (шлифование);
б) притирка; 7) окончательный контроль.
11. Примеры построения технологических процессов изготовления
конических зубчатых 'колес
На фиг. 20 .и 21 приведены чертежи конических шестерни и
колеса крупного серийного редуктора KLL-500.
Редуктор изготовляется небольшими сериями. Материал ше-
стерни —сталь (марки 34ХМ, колеса — сталь марки 40Х.
Заготовки шестерни и колеса—поковки, изготовленные ме-
тодом свободной ковки. Твердость зубьев шестерни после за-,
калки и отпуска должна быть в пределах /7Д = 321: 341, твер-
дость вала НВ=223. Колесо должно обладать твердостью в пре-
дел ах НВ = 252 248.
Коническая пара имеет круговыр зубья, нарезаемые простым
двусторонним способом на станке модели 528. Точность зубча-
той пары степень 8-Х обеспечивается нарезанием.
Схема технологического процесса изготовления шестерни
представлена в табл. 4 и колеса — в табл. 5.
Таблица 4
Технологический процесс изготовления конической шестерни (фиг. 20)
№ опе- рации Содержание операции Эскиз Оборудование
1 Разметить и на- кернить центровые отверстий с двух сторон — Разметоч- ная плита
9 Сверлить центро- вые отверстия с двух сторон по разметке Сверлиль- ный сТанцк, модель 255
55
chipmaker.ru
Продолжение табл. 4
№ опе- рации Содержание операции Эскиз Оборудование
3 Обточить поверх- ности 1, 2, 3, 4, ,5 1 2 3 4 5 Токарный станок, мо- дель 163
L-P i 1 u
4 Подрезать торцы — поверхности 1, 2— и перецентровать де- таль с двух сторон 1 2 ---4- -V
5 Обточить поверх- ность 3, подрезать торец 7, промочить канавки 2 и 4, обто- чить хвостовик и нарезать технологи- ческую резьбу 5 12 3 4 5 Токарный станок, мо- дель 1К62
6 Обточить наруж- ный и дополнитель- ный конусы • 1—
в = -НИ-
7 Нарезать зубья предварительно Зуборезный станок, мо- дель 528
8 Закалить и отпу- стить деталь (НВ вала 223; НВ зубьев 321—341) —
9 Пескоструить деталь Пескоструй- ная камера
10 Зачистить центро- вые отверстия — Токарный станок, мо- дель 1К62
11 Обточить наруж- ный конус начисто
56
Продолжение табл. 4
№ опе- рации Содержание операции Эскиз | Оборудование
12 Обточить поверх- ности 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, нарезать резьбу 1 2 3 4 56 1 8ею Токарный станок, мо- дель 1К62
13 Точить конус (1 : Ю)
14 Шлифовать по- верхности 1, 2, 3 1 2 3 Шлифовал ь- j ный станок
15 Шлифовать конус (1 : Ю) JJesees8-
16 Фрезеровать шпо- ночный паз i Фрезерный ;
17 Фрезеровать паз станок, мо- дель 6Н12
18 Снять заусенцы, зачистить резьбу — Слесарный : верстак
19 Контроль Плита
20 Нарезать зубья окончательно Зуборезный | станок, мо- дель 528
21 Зачистить заусен- цы, запилить фаски на зубьях — Слесарный верстак
22 Обкатать шестер- ню в паре с коле- сом, клеймить пар- 1ОСТЬ — 1 Обкатной 1 станок, мо- | дель 5726 |
23 Окончательный контроль — Контроль- | ная плита
57
chipmaker, ru
Таблица 5
Технологический процесс изготовлеция конического
зубчатого колеса (фиг. j>i)
Ле опе- рации Содержание операции Эскн Оборудование
1 Проверить поков- ку по размерам и разметить централь- ное отверстие Разметоч- ная плита
Радиально*-
2 Сверлить цент- ральное отверстие -- сверлильный станок, мо- дель 255
3 Подрезать торцы— поверхности 2,3, 8,9, обточить поверхно- сти 1, 5, 7, расточить .пякфжняглт' 4 З' f 2 3 \iA4 ? б е
* 9 <1 РУ V.all Г> иый станок, модель 1508
4 Закалить и отпу- стить деталь 7/73=262—284 — —
5 Обточить поверх- ности 1, 7, расточить отверстие начисто (поверхность 9), под- резать торцы — по- верхности 4, 5, 6, 10, снять фаски — по- верхности 2, 3, 8, 11 { 2 3 / / \ ' £78 и 8 101; Карусель- ный станок, модель 1598
6 Разметить два отверстия 0 30 — Разметоч- ная плита
7 Сверлить два отверстия но раз- метке к Радиально- сверлильный станок, мо- дель 255
•5b
Продолжение табл. 5
Лй> one рации Содержание операции Эскиз Оборудование
8 I 1 Протянуть шпо- ночный паз 1 • Протяжной станок, мо- дель 7540
9 Точить начисто поверхность 1 и ко- нус — поверхность 2 7 г Токарный станок, мо- дель 1Д65
10 Точить дополни- тельный коиус и за- кругление — поверх- ность /; точить вы- точку —поверх- ность 2 4 г//с * 4 2
П\ Контроль Контроль- ная плита
12 Нарезать зубья Зуборезный станок, мо- дель 528
5't
chipmaker.ru
Продолжение табл. 5.
ОС орудование
№ опе- рации Содержание операции Эскиз
Слесари ли верстак
13 Запилить заусенцы и фаски па зубьях —
...... ....— —- Обкатной станок, мо- дель 57.6
11 Обкатать колесо в паре с шестерней, клеймить парность —
Контроль- ная плита -
15 Контроль оконча- тельный —
_— _—_——.
Chiomaker.ru
ГЛАВА IV
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ
Червячная передача состоит из червяка и червячного колеса.
Как червяк, так и червячное колесо могут иметь различное кон-
структивное оформление, влияющее на характер технологиче-
ского процесса их изготовления.
Червяк может быть насадным на вал или выполняется в виде
вала.
жжхл'б’й'зжгхчж жь 'де-
талей: венца и ступицы. Только в передачах малых размеров
встречаются червячные колеса, выполненные в виде одной де-
тали. Сборная конструкция червячных колес оправдывается тем,
что венец изготовляется обычно из дефицитных антифрикцион-
ных металлов, в то время как для ступицы могут 'быть использо-
ваны менее дефицитные и более дешевые материалы.
Червячные передачи находят значительное распространение
в точных делительных и отсчетных (механизмах, и точностные ха-
рактеристики сильно влияют на технологию изготовления пере-
дач.
12. Технология изготовления червяков
В зависимости от формы боковой поверхности витков чер-
вяки могут разделяться на линейчатые и нелинейчатые. Линей-
чатыми червяками называют червяки, боковая поверхность вит-
ков которых является линейчатой поверхностью или, иными
словами, 'поверхностью, образованной движением прямой линии.
К линейчатым червякам относятся: 1) архимедовы; 2) конволют-
ные; 3) эвольвентные и 4) глобоидные червяки.
В большинстве случаев червяки, применяемые в общем ма-
шиностроении, выполняются в виде вала-червяка. Обработка кон-
структивных баз таких червяков (шеек под подшипники), а
также нарезание витков производится от специально создаваемых
технологических баз — центровых отверстий. От того, как будут
выполнены центровые отверстия и как будет поддерживаться их
состояние на протяжении всего технологического процесса, в зна-
чительной мере зависят точность и чистота поверхности элемен-
тов зацепления.
61
Центровые отверстия рекомендуется выполнять согласно
ОСТ 3725 (типа Б с предохранительным конусом). В заготовках
особо точных червяков из улучшенных сталей с длительным
технологическим маршрутом на торцах растачивают глухие от-
верстия, в которые запрессовывают предварительно обработан-
ные закаленные втулки с центровыми отверстиями. После за-
прессовывания втулок на заготовке червяка протачивают две
технологические шейки и выполняют шлифование центровых
отверстий, с установкой заготовки в люнете.
червяки могут фрезероваться дисковыми и пальцевыми фрезами
с криволинейными режущими кромками.
Шлифование архимедовых червяков производится также ди-
сковыми или пальцевыми кругами, при этом правка этих кругов
осуществляется по специально рассчитываемым шаблонам.
Шлифование отдельно каждой стороны витков архимедовых чер-
вяков можно производить коническими чашечными кругами, при
этом круг контактирует с червяком по прямолинейной образую-
щей конической поверхности круга.
Фиг. 22. Схема расположения инструмента при нарезании червяков в раз-
личными винтовыми поверхностями на токарном станке.
Червяки, подвергающиеся закалке или цементации и закалке,
после термической обработки подвергаются операции притирки
центровых отверстий чугунным конусом с использованием абра-
зивных паст и в некоторых случаях операции шлифования цент-
ровых отверстий.
За базу для обработки шеек под подшипники и для нареза-
ния витков червяков типа втулки применяют центральное отвер-
стие, которое у червяков, подвергающихся закалке, шлифуется
после термической обработки перед шлифованием витков.
Обработка витков червяка. Обработка витков червяка вклю-
чает нарезание и отделку витков. В зависимости от геометрии
боковых поверхностей витков могут быть применены различные
методы их обработки.
Архимедрвы червяки чаще всего нарезаются на то-
карных станках, при этом прямолинейные режущие кромки рез-
цов располагаются в осевом сечении (фиг. 22, а). Архимедовы
62
Фиг. 23. Нарезание червяка обкаточным резцом.
Эвольвентные червяки могут нарезаться на токар-
ных станках с раздельной обработкой каждой стороны витка при
определенном смещении прямолинейных режущих кромок рез-
цов (/, 2) от оси червяка (фиг. 22,6); их можно фрезеровать
дисковыми и пальцевыми фрезами с криволинейными режущими
кромками, .а также червячными фрезами и фрезами-улитками.
В настоящее время получил распространение метод нареза-
ния эвольвентных и архимедовых червяков обкаточными диско-
выми резцами на зубофрезерных или специальных станках с ис-
пользованием осевой подачи заготовки червяка (фиг. 23).
Шлифование эвольвентных червяков можно производить ди-
сковыми и пальцевыми кругами с криволинейными образую-
щими, однако при определенном расположении оси круга и раз-
дельном шлифовании боковых поверхностей витков червяка
можно производить шлифование дисковыми и пальцевыми кру-
63
chipmaker, ru
тами с прямолинейными образующими шлифующих конических-
поверхностей.
Эвольвентные червяки можно шлифовать также дисковыми
кругами с плоским торцом и чашечными коническими кругами
с прямолинейной образующей конуса.
Конволютные червяки нарезаются на токарном
станке резцами, передняя грань которых (с прямолинейными ре-
жущими кромками) расположена в нормальном сечении впа-
дины или витка червяка (фиг. 22, в и г).
Фиг. 24. Притир для червяков.
Конволютные червяки можно фрезеровать дисковыми и паль-
цевыми фрезами с криволинейными режущими кромками; они
также шлифуются аналогичными дисковыми и пальцевыми кру-
гами.
Н е л и н е й ч а т ы е червяки могут фрезероваться и шли-
фоваться дисковыми и пальцевыми инструментами, производя-
щие конические поверхности которых имеют прямолинейные об-
разующие.
Для улучшения чистоты поверхности витков производится
притирка червяков. Притирка осуществляется на специальных
станках или обычных токарных. В качестве притира исполь-
зуется чугунное или текстолитовое червячное колесо, вводимое
в зацепление с вращающимся червяком и совершающее воз-
вратно-поступательное движение вдоль оси червяка. На фиг. 24
показан притир с державкой, устанавливаемой на призму в рез-
цедержатель токарного станка.
64
Для ускорения процесса притирки притир слегка приторма-
живается. В зону зацепления при притирке подается абразив-
ная жидкость, 'В состав которой входят электрокорунд зер-
нистостью 150—200 4%, крокус 4%, парафин 2% и машинное
масло 90%.
Съем металла в процессе притирки не должен превышать
0,01—0,02лыи. Процесс притирки не следует применять для ис-
правления погрешностей профиля и шага червяков. Длитель-
ность притирки 2—5 мин.
Витки червяков сильно нагруженных, быстроходных червяч-
ных редукторов подвергаются тщательному полированию для
достижения высокой чистоты поверхности (v9—V10).
Полирование производится быстровращающимся войлочным
другом, шаржированным • абразивной пастой. Войлочный круг
принудительно перемещается вдоль оси медленно вращающе-
гося червяка.
После полирования войлочным кругом рекомендуется произ-
вести финишное полирование матерчатым кругом, шаржирован-
ным пастой ГОИ.
13. Технология изготовления червячных колес
Обработка червячных колес по первому этапу не имеет осо-
бенностей, отличающих ее от обработки обычных цилиндриче-
ских колес аналогичных размеров.
На втором этапе технологического процесса производится на-
резание и шевингование червячных колес. Зубонарезание осуще-
ствляется на универсальных зубофрезерных или специальных
станках.
Для получения червячного колеса, правильно сопрягающе-
гося с червяком, должен быть выдержан принцип максималь-
ного сходства боковых поверхностей червяка и инструмента, на-
резающего колесо. Таким инструментом является:
а) червячная фреза, изготовленная по номинальным разме-
рам червяка с учетом припуска на шевингование;
б) червячный шевер, выполненный также по номинальным
размерам червяка;
в) резец-летучка, профилированный по осевому или нормаль-
ному сечению витков червяка.
Червячные фрезы обладают высокой производительностью и
могут обеспечить точное нарезание червячных колес, но вслед-
ствие изменения их диаметра после переточек срок службы их
и точность ограничены.
Окончательную доводку зубьев червячного колеса целесо-
образно производить червячными шеверами, которые шлифу-
ются тем же методом и при той же настройке, что и червяк.
Резцы-летучки также могут быть использованы для чистового
нарезания; они имеют преимущество перед червячным инстру-
65
chipmaker.ru
ментом в меньшей трудоемкости их изготовления, но уступают
последним в производительности и точности и могут приме-
няться только при наличии тангенциального суппорта.
14. Особенности технологии изготовления глобоидных червячных
передач
По характеру зацепления глобоидная передача существенно
отличается от червячной передачи с цилиндрическим червяком.
Если цилиндрический червяк и червячное колесо в осевом сече-
нии червяка, перпендикулярном оси колеса, зацепляются как
рейка и зубчатое колесо, то зацепление глобоидной червячной
Фиг. 25. Схема нарезания глобоидного червяка и червячного ко-
леса.
пары напоминает сопряжение винта и гайки, причем боковые
профили червяка и колеса в этом сечении контактируют по
всей длине. В случае, если образующие профилей в осевом се-
чении прямолинейны, то они при своем продолжении будут ка-
саться определенной окружности (фиг. 25), носящей название
профильной. Радиус профильной окружности зависит от
габаритов передачи и выбранного профильного угла (обыч-
но 20°).
Разработанные в последние годы в СССР и за «рубежом ме-
тоды модификации элементов зацепления глобоидной передачи,
заключающиеся в изменении по определенному закону шага
червяка по его длине, позволяют создавать сильно нагружен-
ные глобоидные редукторы с применением малодефицитных ма-
териалов. Немодифицированные червяки носят название «клас-
сических» глобоидных червяков и при применении в механизмах
66
в процессе приработки теряют первоначальную форму по-
верхности витков и приобретают естественную модифика-
цию.
Глобоидные червяки могут изготовляться начисто из терми-
чески улучшенной стали с твердостью на .поверхности (витков
Я/?С=30н- 39 или подвергаться закалке с последующим шли-
фованием или притиранием витков.
Предварительно глобоидные червяки нарезают многорезцо-
выми головками при радиальной подаче или резцовыми го-
лоБкаминпротяжками при номинальном межосевом рас-
стоянии.
Опытом установлено, что при чистовом нарезании для обес-
печения чистоты поверхности витков червяка, имеющего твер-
дость 7У7?СС35, резцом, изготовленным из стали Р18, ско-
рость резания должна быть около 1 м!мин.
На чистоту поверхности витков червяка при чистовом наре-
зании в значительной мере влияет состав охлаждающей жид-
кости. Наилучшие результаты дает применение эмульсии,
в состав которой входят олеиновая (кислота, мыло, касторовое
масло, спирт.
При доводке резца пастой ГОИ и (Применении указанной
эмульсии достигается чистота поверхности витков червяка, со-
ответствующая V?—V8.
Глобоидные червяки, подвергающиеся закалке, имеют пони
женные требования к чистоте поверхности витков до шли-
фования и нарезаются с нормальными скоростями реза
ния.
Шлифование поверхности витков таких червяков после за-
калки производится с применением специальных шлифовальных
головок.
Шлифование глобоидных червяков является весьма трудоем-
ким процессом и в большинстве случаев позволяет получать
червяки только с измененной геометрией.
На ряде заводов в качестве отделочной операции для зака-
ленных червяков применяют абразивную притирку червяков
с макетными чугунными или деревянными колесами, а также
притирку в паре со штатным колесом. Как изготовление гло-
боидных червяков, так и глобоидных червячных колес основы-
вается на следующих технологических принципах.
1. Принцип нарезания глобоидных червяков — обратный
принципу нарезания зубчатых колес на зубофрезерных станках
при неизменной кинематике станка. Нарезаемая заготовка чер-
вяка закрепляется в суппорте станка, а на стол ставится фре-
зерная или резцовая головка.
2. И червяк, и червячное колесо должны иметь выбранные
конструктивные или технологические базы, которые сохраня-
ются в процессе изготовления и сборки пары. Такими базами
Для червяка и шестерни могут быть или внутренние цилиндри
67
chipmaker.ru
ческие поверхности, или поверхности шеек и обязательно опор-
ные торцы. В чертежах червяка и колеса особо указываются
эти базовые поверхности и базовые размеры. •
3. Нарезание витков червяка ведется инструментом, режу-
щие кромки которого совпадают с профилем зуба червячного
колеса в осевом сечении червяка, перпендикулярном оси чер-
вячного колеса (фиг. 25, а).
Нарезание зубьев червячного колеса ведется инструментом:
пространственным (червячные фрезы, шеверы), совпадающим
по геометрическим размерам и форме с глобоидным червяком,
или плоским (резцы-летучки, гребенки),« совпадающим по гео-
метрическим размерам с осевым сечением витков глобоидного
червяка (фиг. 25, б).
4. Расположение геометрических осей'вращения нарезаемых
червяков и червячных колес и режущего инструмента, а также
положение базовых торцов деталей и инструмента в процессе
нарезания должны с большей точностью соответствовать рабо-
чему положению деталей.
5. Конструкция и размеры шаблонов и калибров, применяе-
мых для проверки установки деталей пары, при нарезании дол-
жны совпадать с конструкцией и размерами калибров и шабло-
нов, используемых при монтаже пары в корпусе редуктора [10].
15. Оборудование, применяемое при изготовлении червяков и
червячных колес
^Токарная обработка червяков и червячных колес произво
дится на универсальных токарных и карусельных станках. Для
обточки глобоидных червяков целесообразно использование гид-
рокопировальных устройств или специальных поворотных суп-
портов.
Обработка червяков и колес по второму этапу, кроме уни-
версальных токарных и зубофрезерных станков, требует
применения специализированного оборудования. Для обра-
ботки витков червяков используются следующие типы стан-
ков:
1) токарные универсальные станки соответствующих габа-
ритов;
2) станки для фрезерования витков червяка моделей 561
« ДР-; .
3) универсальные токарные станки с приспособлением для
вихревого нарезания червяков и резьб;
4) резьбошлифовальные станки моделей ММ-582 и др.;
5) специальные станки для шлифования червяков типа Клин-
гельнберг, модели HSF-33 и HSS-33 и др.;
6) зубофрезерные, имеющие осевую подачу шпинделя фрезы
для нарезания червяков обкаточными резцами;
68
7) зубофрезерные моделей WFS-8, 547 и др., а также уни-
версальные зубофрезерные станки с дополнительным редукто-
ром для получения скорости резания 1—4 м!мин.
Для нарезания червячных колес могут применяться любые
зубофрезерные станки, имеющие осевую подачу шпинделя
фрезы.
16. Типовые технологические маршруты изготовления червяков и
червячных колес
На выбор схемы технологического процесса изготовления
червяка определяющее влияние оказывает его качественная
характеристика. В самом деле, по конструктивному оформле-
нию червяки класса вала обычно похожи друг на друга и отли-
чаются только размерами, количеством и положением шеек
под подшипники ,и по некоторым другим элементам. Так же
схожи по конструктивному оформлению и насадные червяки.
Вместе с тем точность червяков, характер их термической
обработки и режимы работы оказывают существенное влияние
на схему и । маршрут технологии их изготовления.
Червяки класса вала из легированных улучшенных сталей
твердостью HRC 35 изготовляются по укороченному мар-
шруту, включающему > в определенной последовательности сле-
дующие операции: 1) центрование заготовки; 2) предвари-
тельная токарная обработка; 3) предварительное нарезание
витков червяка; 4).термическая обработка (отпуск в масляной
ванне) для снятия напряжений; 5) чистовая токарная обра-
ботка нарезаемого участка червяка и обработка с припуском
остальных поверхностей; 6) заделка концов витков; 7) чи-
стовое нарезание витков червяка; 8) чистовая токарная
обработка остальных поверхностей, нарезание наружных
резьб; 9) шлифование шеек; 40) притирка витков червяка.
Операция 4 необходима, так как перерезание винтовой на-
резкой на значительной глубине продольных волокон металла
неизбежно вызывает перераспределение внутренних напряжений
и как следствие деформации червяка.
Для червяков тихоходных передач низкой точности опера-
ции 4 и 9 могут не .выполняться. Наоборот, в технологический
процесс обработки червяков высокой точности включаются не-
сколько промежуточных токарных и промежуточных термиче-
ских операций, а также операция шлифования витков.
По такой же схеме обрабатываются азотируемые детали.
Процессу азотирования подвергаются механически оконча-
тельно обработанные червяки.
Более длинным оказывается маршрут изготовления закален-
ных червяков с твердостью витков /7/?С=56н-62.
Типовой маршрут изготовления закаленных червяков имеет
следующий вид: 1) центрование заготовки; 2) предварительная
60
chipmaker.ru
токарная обработка; 3) черновое нарезание витков червяка;
4) токарная обработка с припуском на шлифование; 5) чистовое
нарезание витков червяка с припуском на шлифование; б) за-
делка концов витков; 7) термическая обработка (закалка и от-
пуск); 8) притирка центров; 9) шлифование наружного диа-
метра нарезаемой части; 10) шлифование витков червяка;
11) шлифование шеек; 12) полирование витков; 13) проверка
на магнитном дефектоскопе.
Типовой маршрут изготовления цементируемых и закаливае-
мых червяков включает еще ряд дополнительных операций:
1) центрование заготовки; 2) предварительная токарная об-
работка; 3) черновое нарезание (витков червяка; 4) чистовая то-
карная обработка закаливаемых поверхностей с припусками под
шлифование; 5) чистовое нарезание витков червяка с припу-
ском под шлифование; 6) заделка концов витков; 7) цемента-
ция; 8) правка центров; 9) снятие слоя цементации с незака-
ливаемых поверхностей; 10) закалка и отпуск; 11) притирка
центров; 12) шлифование наружной поверхности участка на-
резки; 13) шлифование витков червяка; 14) шлифование шеек;
15) полирование витков червяка; 16) проверка на магнитном
дефектоскопе.
Насадные червяки, имеющие отверстие (гладкое со шпоноч-
ным пазом или шлицевое), обрабатываются по аналогичной тех-
нологической схеме.
При изготовлении прецизионных червяков для делительных
и отсчетных .механизмов в технологический маршрут включают
целый ряд промежуточных механических и термических (для
снятия внутренних напряжений) операций1.
Типовой технологический маршрут изготовления червячных
колес по второму этапу весьма прост и состоит из двух опера-
ций;
1) нарезание зубьев колеса с припуском под шевингование;
2) шевингование зубьев.
17. Примеры построения технологических процессов изготовления
червяков и червячных колес
Червяк серийного редуктора, изготовленный из стали
12ХНЗА (фиг. 26), цементируется и закаливается до твердости
HRC = 56-Г-62. Заготовка — штамповка. Червяк имеет 7-ю сте-
пень точности. Сопрягаемое червячное колесо — составное
(фиг. 27). Ступица .изготовляется из чугуна марки СЧ 15-32, ве-
нец из бронзы Бр. АЖ9-4. Технологические процессы изготовле-
ния червяка и сопрягаемого червячного колеса даны в табл. 6
и 7.
1 См. выпуск 10 Библиотечки вубореза.
70
V 5 остальное
|<г>Ж
А-А
Фиг. 26. Червяк.
Характеристика зацепления: модуль осевой т$ = 5 мм, число заходов г, =
= 2, тип червяка — архимедов, угол подъема витка X = 14с02', угол профи-
ля в осевом сечении as = 20°.
Фиг. 27. Червячное колесо.
Характеристика зацепления: модуль осевой ms « 5 мм, число зубьев = 39.
71
chipmaker.ru
Таблица 6
Технологический процесс изготовления червяка
серийного редуктора (фиг. 26)
№ опе- рации Содержание операции Эскиз Оборудование
.1 Фрезеровать и центровать заготовку ll -Jur~ Фрезерно- центровочный полуавтомат, модель 4815
ij \ г-
2 Обточить поверх- ности 1, 2,3 (поверх- ность 1 обточить с припуском на шли- фование), снять фас- ки 4, 5, прорезать канавку 6, подрезать торец с образова- нием радиуса 7 * / 2 1 1 1 \\ L 5 3 г-Д i i Токарный многорезцо- вый станок, модель 1720
// в 7
3 Обточить поверх- ности 8, 9, 70 с при- пуском на шлифова- ние, поверхность 11 начисто, снять фас- ки 12, 13, 14, проре- зать канавку 15, подрезать торцы с образованием галте- лей 16, 17 — 1211 10 9 8
- \\ \ \ \ 17 15 П К 13
4 Фрезеровать витки червяка предвари- тельно (инструмент— специальная диско- вая фреза) х. 1 |1 1 Червячно- фрезериый станок, мо- дель 561
Г
5 Зачистить и запи- лить концы витков — Слесарный верстак
72
Продолжение табл. 6
№ опе- рации Содержание операции Эскиз Оборудование j -!
6 Цементировать и закалить, поверх- ность 8 и центры изо- лировать (см. опе- рацию 3) — 1 ।
7 Притереть центры — Сверлиль- ный станок, модель 2А115
8 Шлифовать по- верхности 1, 8, 9, 10 1 ? 9 10 7 I Круглошли- । фовальный 1 станок, мо- 1 дель 312М i
9 Фрезеровать шпо- ночную канавку 1 ! Шпоночно- | фрезерный | автомат, мо- 1 дель 692А 1
10 Шлифовать витки ( Резьбошли- фовальный станок, мо- дель 5822Б
11 Зачистить заусенцы — Слесарный верстак
12 Контроль — —
73
chipmaker.ru
Таблица 7
Технологический процесс изготовления червячного колеса
серийного редуктора (фиг. 27)
№ опе- рации Содержание операции Эскиз Оборудование
1 Ступица Расточить и раз- вернуть отверстие 1, подрезать торец 2, снять фаски 3 и 4 / 4 Токарно- револьверный станок, мо- дель 1340
2 Подрезать торцы 5, 6, 7, снять фаски 8, 9, обточить на- ружную поверх- ность 10 предвари- тельно и начисто 5 Ю 68 7 9 ^\/
1 / / Токарный станок, мо- дель 1К62
>
3 Протянуть шпо- ночный паз 11 !> 1 и 11 L Протяжной станок, мо- дель МА-1
4 Запилить заусен- цы и острые кром- ки — Слесарный верстак
74
Продолжение табл. 7
№ опе- рации Содержание операции Эскиз Оборудование
1 Венец Подрезать торец 1, обточить наружную поверхность 2 2 1 * Токарный станок, 1К62
2 Подрезать второй торец 3, расточить внутреннюю поверх- ность 4, снять фас- ку 5 ч £ к, 3 Токарный станок, мо- дель 1К62
3 Запилить заусен- цы и острые кром- ки — Слесарный верстак i
1 Червячное колесо в собранном виде Напрессовать ве- нец на ступицу — Индукцион- ная печь, пресс
2 Подрезать торцы ступицы и обода с двух сторон на- чисто и обточить наружные поверхно- сти (выточку, выем- ки и закругления) “L 1 1 ( Токарный станок, мо- дель 1К62
75
chipmaker.ru
Продолжение табл. 7
Лз опе- рации Содержание операции Эскиз Оборудование
3 Сверлить шесть отверстий с двух сторон детали (с по- воротом детали) и нарезать резьбу Вертикаль- носверлиль- ный станок, модель 2AI25
4 Ввинтить стопоры — Слесарный верстак
5 Нарезать зубья (предварительно) Зубофре- зерный ста- нок, модель | 5Д32 ! 1
Шевингсвать зубья
6 । -г
7 Запилить заусен- цы и острые кромки — Слесарный верстак
8 Контроль — 1 I I
Chipmaker.ru
ГЛАВА V
КОНСТРУКЦИИ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ ДЛЯ УСТАНОВКИ
ДЕТАЛЕЙ НА ЗУБОРЕЗНЫХ СТАНКАХ
Конструкции приспособлений для установки и крепления зуб-
чатых колес на зуборезных станках в значительной степени вли-
яют на технологический процесс зубообработки. Правильней
выбор конструкции, тщательность изготовления и установки при-
способлений определяют максимальное использование точнорт-
vak возможностей вуборезнъпь станков и производительность
зубонарезания.
В настоящей главе будут показаны типовые рекомендуемые
конструкции установочных зуборезных приспособлений.
18. Основы классификации приспособлений и принципы
базирования зубчатых колес
Конструкции приспособлений определяются:
1) способом обработки, типом станка и конструкцией режу-
щего инструмента;
2) конструкцией обрабатываемой детали и связанными с ней
базами, используемыми для установки в приспособление.
Известное влияние на конструкцию зуборезных приспособле-
ний оказывает характер производства — массовый, серийный или
индивидуальный. На конструкцию приспособлений влияет также
степень точности обрабатываемых зубчатых колес. Чем выЩе
степень точности нарезаемых колес, тем более специализиро-
ванными выполняются приспособления, и, наоборот, чем ниже
степень точности, тем более универсальными могут быть при-
способления.
Конструкции зуборезных приспособлений могут быть раз-
биты на ряд типовых групп. Такая классификация облегчает
подбор приспособлений для обработки сходных по типоразМе-
мерам зубчатых колес, а также разработку групповых и универ-
сально-групповых приспособлений. В производственной" прак-
тике существуют подробно разработанные классификаторы при-
способлений к зуборезным станкам, в которые включаются как
77
chipmaker.ru
типовые конструкции, так и специальные приспособления для
зуборезных работ.
В табл. 8 представлены основные группы установочных зубо-
резных приспособлений, которые определяются способом обра-
ботки,, типом станка, положением детали на станке, её конст-
рукцией, размерами и общим технологическим планом обра-
ботки, влияющим на технологические базы для зуборезных
операций. Конкретные конструктивные формы приспособлений
Таблица 8
Основные признаки разбивки зуборезных приспособлений
на типовые группы
Типы станков Положение ссн обра- батываемой детали Конструкция летали Технологические базы j
I вариант П вариант III вариант
Зубодол- бежные и зубостро- гальные Верти- кальное располо- жение оси Цилиндрические зубчатые колеса с прямыми зубья- ми наружного и внутреннего за- цепления Главная база —
плос- кость цилиндр
Зубо фре- зерные Цилиндрические прямозубые и ко- созубые колеса, червячные колеса Дополнительная база Уста- новка по центро- вым отвер- стиям
цилиндр плоскость
Зубодол- бежные и зубостро- гальные Горизон- тальное располо- жение оси Цилиндрические и конические зуб- чатые колеса Плос- кость И отвер- стие Плоскость и наружная цилиндри- ческая поверхность
Зубофре- зерные
зависят также от способа центрирования заготовок на станке и
принятой системой закрепления детали в приспособлении. При-
способления с вертикальной осью центрируются на столах стан-
ков следующими способами:
а) цилиндрическим выступом в основании приспособления
по выточке или отверстию в столе станка;
б) конусным хвостовиком оправки по конусному отверстию
стола;
в) выверкой приспособления с помощью индикатора;
г) установкой в центрах.
74
Выверка с помощью индикатора применяется тогда, когда
необходимо достигнуть высокой точности центрирования при-
способления (0,005—0,03 мм).
Приспособления с горизонтальной осью центрируются, как
правило, по отверстию шпинделя изделия станка.
19. Основные типы установочных приспособлений и подставок
Основные типы установочных приспособлений приведены на
фиг. 28.
На фиг. 28 а, б ив представлены приспособления, устанавли-
ваемые на столы станков, центрируемые с помощью обратного
конуса. Затягивание конуса и закрепление обрабатываемой де-
тали производится гайкой.
На фиг. 28, ж, з, и, к, л, м, н ио изображены приспособления
с вертикальной осью изделия, устанавливаемые на столы стан-
ков и центрируемые по отверстию в столе. Приспособления
обычно крепятся болтами к пазам столов. На фиг. 28, з пока-
зан другой способ крепления приспособления к столу — с помо-
щью тяги. Оригинальная конструкция установочного приспособ-
ления изображена на фиг. 28, м. Здесь деталь крепится за резь-
бовой конец, а под зубчатый венец с помощью маховика
подводится опорная втулка. На фиг. 28, н деталь поджимается
центром; на фиг. 28, о деталь установлена в центрах и вра-
щается поводком.
На фиг. 28, у, ф, х представлены приспособления с горизон-
тальной осью, которые устанавливаются и центрируются по от-
верстию шпинделя станка и крепятся болтами либо с помощью
тяг. В первых двух случаях длинные оправки 1 приспособлений
поджимаются центрами, в третьем —сама деталь установлена
в центрах с поводковым хомутиком.'.
На фиг. 28, п, р, с и т изображены приспособления для на-
резания конических колес, которые центрируются при помощи
прямого конуса и закрепляются тягой через шпиндель станка.
В некоторых случаях корпус приспособления — оправка с ко-
нусным хвостовиком — дополнительно крепится винтами к шпин-
делю станка (фиг. 28, пир). При этом обрабатываемая деталь
крепится либо непосредственно тягой за резьбовой конец изде-
лия (фиг. 28, с), либо тягой за наружный торец колеса че-
рез гайку и шайбу или диск с пушечным замком (фиг. 28, п
и р).
Наконец, возможно крепление изделия со стороны внешнего
торца, без применения тяги, как показано на фиг. 28, т.
Приведенные на фиг. 28 цилиндрические зубчатые колеса
с наружными и внутренними зубьями и конические зубчатые ко-
леса классов валов, дисков и втулок и приспособления к ним
являются наиболее типовыми. На колесах указаны места об-
работки, оттененные утолщенной контурной линией.
79
Фиг. 28. Типовые образцы установочных приспособлений.
оо
Фиг. 29. Типовые образцы подставок:
а — со сменной оправкой; 6 — со сменной втулкой; в и д —со сменными дисками; е — со сменным корпусом; г и ж —
для деталей средних размеров; з — для крупных деталей. ,
chipmaker.ru
По виду оборудования рассмотренные приспособления раз-
биваются на группы: приспособления на фиг. 28, а, б, в, г из —
зубодолбежные, на фиг. 28, д, е, ж, и, к, лу м, н, о — зубофре-
зерные с вертикальной осью, на фит. 28, п, р, с и т — зубостро-
гальные, на фиг. 28, у, ф их — зубофрезерные с горизонтальной
осью.
На фиг. 28, г и е представлены приспособления, выверяемые
индикатором.
Особенность рассмотренных выше приспособлений состоит
в том, что обрабатываемые детали центрируются приспособле-
нием, однако в некоторых случаях по индикатору выверяется
сама деталь. Такой способ выверки целесообразен при уста-
новке крупных зубчатых колес (1000—3000 мм), однако, в инди-
видуальном и мелкосерийном производстве этот способ центри-
рования применяется для колес средних и мелких размеров.
Выверка по индикатору допускает некоторое упрощение конст-
рукции приспособлений, не исключая возможности использова-
ния сменных деталей ,в виде оправок, втулок и дисков для уста-
новки и центрирования разных по конструкции и размерам из-
делий, при этом приспособления превращаются в. групповые и
универсально-групповые, пригодные для группы типоразмеров
обрабатываемых деталей.
Основной деталью таких приспособлений являются подставки
(тумбы), которые в зависимости от типа станка, типоразмеров
деталей и других условий могут быть разными по конструктив-
ному оформлению. Некоторые типы подставок представлены на
фиг. 29. На фиг. 29, а изображена сварная подставка, в кото-
рую можно устанавливать сменные оправки в зависимости от
посадочных диаметров центрируемых изделий; на фиг. 29, б
представлена подставка, у которой сменным является центри-
рующее кольцо с опорным буртиком для изделий типа втулок.
Рассмотренные на фиг. 29, о и б конструкции при установке на
стол станка выверяются по индикатору.
Подставка, изображенная на фиг. 29, д, не требует тщатель-
ной выверки, так как выверяется непосредственно обрабатывае-
мая деталь. Опорное кольцо делается сменным в зависимости
от конструкции и габаритов изделия. Подставки, показанные на
фиг. 29, в и е, имеют общие детали и отличаются тем, что в пер-
вой конструкции, предназначенной для изделий диаметром 150—
300 мм, сменным является опорное кольцо, а во второй конст-
рукции для обработки мелких деталей диаметром до 150 мм
оказалось целесообразным сделать сменным корпус приспособ-
ления. Конструкции, изображенные на фиг. 29, г и ж, применя-
ются для обработки деталей средних размеров. Эти приспособ-
ления конструктивно очень просты и надежны в работе.
К приспособлениям, рассмотренным на фиг. 29, а, б, ь, г, д,
е и ж, обычно предъявляются специфические технические тре-
бования. Так, сварные и литые корпуса должны быть отожжены
82
для снятия внутренних напряжений во избежание возможных
короблений. Параллельность верхней опорной поверхности и
плоскости основания задается в пределах 0,02—0,1 мм в зави-
симости от точности обрабатываемых зубчатых колес.
Более сложные технические требования предъявляются
к подставке, изображенной на фиг. 29, з, используемой для обра-
ботки крупных дорогостоящих деталей ответственного назначе-
ния. Снижение качества обработки таких деталей из-за неудов-
летворительного состояния приспособления совершенно недопу-
стимо. Поэтому отливка, изготовляемая из чугуна марки
СЧ 12-24, подвергается отпуску для снятия внутренних напря-
жений, являющихся причиной короблений. Нижняя пръвалоч-
ная поверхность обрабатывается с чистотой V6 и после этого
шабрится по краске. Во время эксплуатации эта поверхность
периодически проверяется на плоскостность и шабрится не реже
чем один раз> в год для исключения перекосов при креплении
подставки и предохранения поверхности стола станка от по-
вреждений. Верхняя опорная поверхность также обрабаты-
вается с чистотой \7би шабрится. Параллельность верхней опор-
ной плоскости по отношению к основанию предварительно вы-
держивается с точностью до 0,1 мм в пределах габаритов, и за-
тем при эксплуатации опорная плоскость подвергается перио-
дической проточке резцом непосредственно на станке. Такая же
проверка резцом производится в необходимых случаях при по-
вторной установке подставки на стол станка.
Приведенные на фиг. 29 типы подставок обладают в той или
иной мере универсальностью, обеспечивающей возможность об-
работки группы типоразмеров изделий без существенных пере-
наладок.
Рассмотренные конструкции установочных приспособлений
прошли проверку в производстве и могут быть рекомендованы
для применения.
Имеются .и другие конструкции зуборезных приспособлений.
Некоторые из них должны будут получить широкое распростра-
нение: например, приспособления с (применением (пневматики,
групповые и универсально-групповые, созданные на основе клас-
сификации зубчатых колес и других деталей, имеющих зубья.
20. Особые конструкции приспособлений
В настоящей работе не представляется возможным показать
многие известные конструкции зуборезных приспособлений, по-
этому будут рассмотрены только некоторые из них.
На фиг. 30 изображено приспособление для чистового фрезе-
рования, в котором для предварительного зажима и центриро-
вания используется гидропластическая масса. Давление на гид-
ропластическую массу производится ввертыванием винта 5.
Масса под давлением разжимает тонкие упругие стенки втулки 4
83
chipmaker.ru
и центрирует изделие. Окончательный зажим производится гай-
кой с применением сменных чашек / и 3.
Шестерни с предварительно прорезанными зубьями устанав-
ливаются при помощи шарикового фиксатора 2 симметрично
относительно зубьев чистовой червячной фрезы, что обеспечи-
вает равномерное распределение припуска. Корпус приспособ-
Фиг. 30. Зубофрезерное приспособление с гидропластом.
ления универсальный и может быть использован для других на-
ладок.
Переналаживаемые универсальные и универсально-группо-
вые приспособления находят все более широкое применение
в мелкосерийном производстве. Работа по созданию универ-
сально-групповых переналаживаемых приспособлений была
проведена на Ленинградском металлическом заводе имени
XXII съезда КПСС. На фиг. 31 приведен пример подобной кон-
струкции— универсальная планшайба 1 к зубодолбежному
станку для обработки колес диаметром 25—500 мм. Здесь смен-
ными деталями являются оправка 4, опорное кольцо 2 и нажим-
ное кольцо 3. Для центрирования колес с большими диамет-
рами посадочных отверстий на центрирующую оправку 4 наса-
живаются промежуточные втулки.
84
В зуборезном производстве находят применение быстродей-
ствующие приспособления с механизированным приводом, в ко-
Фиг. 31. Универсальная планшайба к зубодол-
бежному станку для обработки колес 0 25—
— 500 мм.
торых в качестве зажимного усилия используется давление сжа-
того воздуха. На фиг. 32 изображено пневматическое приспо-
Фиг. 32. Пневматическое зубофрезерное приспособле-
ние.
собление для фрезерования зубьев, применяемое на Харьков-
ском тракторном заводе. Приспособление монтируется на'нор-
мализованном пневматическом столе 6 с диафрагменной каме-
рой А. Зубчатое колесо устанавливается отверстием на шлиие-
85
chipmaker.ru
вый палец 2 и шрижимается к кольцу 3 при подаче воздуха
в полость А перемещением резиновой диафрагмы 7, штоком 5
и тягой 4 через съемную шайбу /. При выпуске воздуха из ка-
меры А пружина 8 поднимает диафрагму, шток и тягу, и де-
таль освобождается вместе со съемной шайбой.
В целях повышения производительности и уменьшения вспо-
могательного времени цилиндрические зубчатые колеса типа
втулок и дисков часто устанавливаются в приспособления по
2—3 шт., а иногда по 5, 10 и даже 20 шт. На фиг. 28, г, к йу
But
Фиг. 33. Зубофрезерное приспособление для нарезания зубчатых колес
пакетом.
представлены приспособления, предназначенные для установки
нескольких деталей. Пакет из 5—10 деталей закрепляется в при-
способлении, показанном на фиг. 33. Детали устанавливаются
на опорное кольцо корпуса 2, накрываются кольцом 3 и закреп-
ляются планками 4 в трех местах. Детали центрируются двумя
неподвижными кулачками 1 и одним подвижным кулачком 6,
который передвигается винтом 5 до каленого упора 7, обеспе-
чивая необходимую посадку. Подвижной кулачок сделан для
удобства снятия тонких изделий, которые иначе «закусывают»
от перекосов при съеме. На столе станка приспособление цент-
рируется цилиндрическим выступом или выверяется по индика-
тору.
Особого внимания заслуживает конструкция, изображенная
на фиг. 34. Приспособление состоит из двух основных узлов —
подставки А и съемной оправки В. Подставка А центрируется
на столе станка втулкой / и крепится к нему болтами. Оправка
устанавливается на каленые кольца 3, центрируется втулкой 7
на пальце 6. Для угловой ориентировки служит ромбический
86
палец 2. Оправка крепится к подставке тремя откидными бол-
тами 4 с гайкой 5. Обрабатываемые зубчатые колеса устанав-
ливаются на каленое кольцо 8, центрируются по каленым пла-
Фиг. 34. Зубофрезерное приспособление со съемной оправкой для наре-
зания зубчатых колес пакетом.
тикам 9 и крепятся через съемный диск 10 тремя шпильками 13
с гайками 11.
Обработка в приспособлениях подобного типа производится
в две операции: 1) предварительное прорезывание и 2) оконча-
тельное фрезерование зубьев. Имея две одинаковые подставки и
две-три переносные оправки, .можно после предварительного
87
chipmaker.ru
прорезывания зубьев оправку с пакетом деталей перенести за
рым 12 на подставку другого станка, где и производится окон-
чательное фрезерование. Рассмотренное приспособление - яв-
ляется высокопроизводительным, пригодным для обработки
деталей 8 и 9-й степенен точности. Вспомогательное время на
единицу изделия здесь незначительно .и может быть еще умень-
шено,, если устанавливать и закреплять детали в третью оп-
равку в то время, когда первая и вторая находятся в работе.
Для многих случаев зуборезных работ имеются типовые кон-
структивные решения, однако технологическая и конструктив-
ная отработка их все же должна продолжаться. Наиболее inepc-
пективным для мелкосерийного производства является направ-
ление развития универсально-групповых приспособлений с при-
менением пневматики.
21. Особенности зуборезных приспособлений и требования к ним
Выше были показаны наиболее типовые установочные зубо-
резные приспособления,
станках, базирования и
Фиг. 35. Поводковое приспособ-
ление, разгружающее центры от
радиальных усилий:
1 — поводковая планка; 2 — стойка.
рассмотрены методы установки их на
крепления обрабатываемых деталей.
Необходимо сделать еще несколь-
ко замечаний в отношении кон-
струкции приспособлений и их
эксплуатации.
1. Зуборезные приспособле-
ния должны быть жесткими,
исключающими деформации и
вибрации при обработке дета-
лей.
2. В приспособлениях необ-
ходимо располагать опорные по-
верхности по возможности бли-
же к месту обработки зубьев,
а усилие зажима прикладывать
против опорных поверхностей
приспособлений, чтобы исклю-
чить деформацию колес. Еще
лучше, если крепление произво-
дится со стороны опорных по-
верхностей (см. фиг. 36).
в центрах конструкции поводков
3. При установке деталей
должны быть такими, при которых исключалось бы радиальное
давление на центры, при несоблюдении этого условия снижается
точность нарезания зубьев. На фиг. 35 схематически показан
пример правильного решения этого вопроса. Здесь поводковая
планка закрепляется гайкой после установки детали в центры
и предварительного прикрепления поводковой планки болтом.
4. Конструкции приспособлений должны по возможности
88
допускать одновременную установку нескольких деталей, чтобы
уменьшить вспомогательное и машинное время и тем самым по-
высить производительность зуборезных работ.
5. Приспособления со съемной частью допускают установку
зубчатых колес на приспособления вне станка, что существенно
уменьшает вспомогательное время. Однако точность обработки
в таких приспособлениях получается пониженной из-за наличия
дополнительных элементов центрирования съемной части.
6. Зуборезные приспособления должны быть по возможно-
сти универсальными, универсально-групповыми и переналажи-
ваемыми за счет смены отдельных деталей. Универсальность
конструкции позволяет производить обработку разных по кон-
фигурации и размерам деталей без существенных дополнитель-
ных затрат на специальные сменные установочные или зажим-
ные части.
22. Примеры из зарубежной практики
Для полноты рассмотренных вопросов о типовых конструк-
циях зуборезных приспособлений и их эксплуатации ниже при-
водится несколько примеров из зарубежной практики.
Фиг. 36. Схема выверки зубчатого колеса на зу-
бофрезерном станке.
На фиг. 36 представлен случай точной выверки установки
крупногабаритного зубчатого колеса, насаженного на вал. Вы-
верка производится индикаторами, деталь крепится болтами за
89
chipmaker.ru
торец колеса через фланец подставки, со стороны опорной по-
верхности детали, что уменьшает деформацию от зажима.
Оригинальное приспособление для фрезерования зубьев па-
кета из десяти деталей изображено на фиг. 37. В этом приспо-
соблении центрирование и зажим происходят одновременно за-
жимной гайкой 5. При зажиме гайка давит на втулку, прива-
ренную к фигурной планке 6, в которую врезаны три качалки 3.
Фиг. 37. Зубофрезерное приспособление для на-
резания зубчатых колес пакетом.
Качалки одним концом нажимают на плунжеры 4, которые упи-
раются в диск 7. Диск при зажиме перемещается вниз и пере-
мещает три длинных пальца 8, поставленных под углом к оси
приспособления. Пальцы своими скосами центрируют детали.
Другим концом качалки нажимают на тарелку 2, которая про-
изводит закрепление деталей. При раскреплении диск 7 подни-
мается вверх сильными тарельчатыми пружинами 1 и выводит
пальцы, облегчая съем деталей.
Представляет интерес устройство, изображенное на фкг. 38.1
Оно состоит из трех основных частей, каждая из которых имеет
свой пневматический привод. Часть А служит для установки и
центрирования трех шестерен. Шестерни устанавливаются на
тумбу 3 и центрируются оправкой 4, которая связана с порш-
нем 2. При подаче воздуха' в нижнюю половину цилиндра 1
1 Патент ФРГ, № 1035450.
ГО
91
chipmaker.ru
оправка поднимается вверх и «прошивает» шестерни через базо-
вое отверстие так, что ее конец с конической проточкой Г не-
сколько выступает над верхней шестерней. Вторая часть (узел
деталей 11—13) предназначена для закрепления шестерен. При
подаче воздуха в верхнюю часть цилиндра 13 поршень 12 опу-
скается вниз и тянет за собой кронштейн станка 11, вместе с ко-
торым опускается верхнее устройство Б. При опускании крон-
штейна станка детали надежно закрепляются вращающейся
контрподдержкой 5. Вслед за этим подается воздух в ци-
линдр 10 устройства Б и поршень 9 опускается. Вместе с порш-
нем опускается втулка 8 с внутренней конусной поверхностью,
внутри которой имеется конус 7, жестко связанный с втулкой
и поршнем. Между втулкой и конусом размещены три кулачка 6,
удерживаемые От осевого перемещения винтами 14 и двигаю-
щиеся только радиально. При опускании втулки с конусом ку-
лачки своими выступами В входят в проточку Г оправки, окон-
чательно закрепляя шестерни, при этом усилие на кронштейн
от второго цилиндра снимается усилием от третьего цилиндра
при совместном действии кулачков 6 и оправки 4. Силы зажима
шестерен становятся «внутренними» и кронштейн станка и ста-
нина при этом почти не подвергаются деформации от зажима.
Раскрепление производится в обратном порядке.
Имеются и другие примеры применения в массовом произ-
водстве различных устройств для автоматической загрузки де-
талей на зубофрезерных станках и станках для нарезания ко-
нических колес.
Chipmaker.ru
ГЛАВА VI
КОНСТРУКЦИИ ЗУБОРЕЗНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
Зуборезный инструмент для обработки цилиндрических, ко-
нических и червячных колес и шлицевых валов имеет вполне
установившиеся конструкции.
Конструкции инструментов определяются методом обра-
ботки зубьев и видом рабочих движений инструмента.
Различают два метода изготовления зубьев — метод копи-
рования и метод обкатывания.
Метод копирования применяется как для нарезания зубьев,
так и для зубоотделочных операций. Нарезание зубьев поэтому
методу производится модульными дисковыми и пальцевыми
фрезами, протяжками, специальными зубодолбежными голов-
ками. Зубоотделочные операции выполняются профильными
шлифовальными кругами и притирами.
По методу обкатывания также производится как нарезание
зубьев, так и их отделка. Для нарезания зубьев по методу об-
катывания применяется:
1) инструмент типа зубчатого колеса—долбяки;
2) инструмент реечного типа — червячные фрезы, гребенки
и зубострогальные резцы.
Зубоотделочные операции по методу обкатывания выпол,-
няются шевером-рейкой, шевером-колесом, шлифовальными кру-
гами, колесом-притиром.
Ниже будут рассмотрены основные типы зубонарезного ин-
струмента и шеверы для отделки зуба.
23. Модульные дисковые и пальцевые фасонные фрезы
Нарезание зубьев цилиндрических колес по методу копиро-
вания может производиться модульными дисковыми фрезами
(фиг. 39) и пальцевыми фасонными фрезами (фиг. 40). У этих
инструментов режущая кромка представляет копию очертания
впадины нарезаемого колеса.
Модульные дисковые фрезы являются наиболее распростра-
ненным инструментом для нарезания цилиндрических зубчатых
колес 8—9-й степеней точности по методу копирования.
93
chipmaker.ru
личинои при точном нарезании для
Фиг. 39. Дисковая модульная фреза.
Ввиду того, что трофиль зуба, эвольвента, определяется ра-
диусом основной окружности, который является переменной ве-
каждогО обрабатываемого
колеса в зависимости
от модуля и числа зубь-
ев требуется, строго го-
воря. свой, особый ин-
струмент. Для нарезания
цилиндрических зубчатых
колес с исходным профи-
лем по ГОСТ 3058—54*1 и
модулями по ГОСТ 9563—
60 понадобилось бы ог-
ромное количество ин-
струментов.
Вопрос об уменьше-
нии количества требуе-
мого инструмента решает-
ся за счет допущения не-
которых погрешностей в профиле. Согласно ОСТ 20181—40* для
каждого модуля применяют комплекты из 8 или 15 дисковых
фрез, при помощи которых нарезают все колеса наружного за-
5°
Фиг. 40. Черновая пальцевая фреза, оснащенная пластинками из твердого
сплава Т5К10.
цепления данного модуля, если это не исключается какими-либо
другими условиями, например наличием на обрабатываемой
детали конструктивных элементов, мешающих производить
обработку этими фрезами. Каждая из фрез комплекта нарежет
1 Здесь и в дальнейшем в стандартах, отмеченных звездочкой, имеются
изменения.
94
точно то колесо, на /которое она по числу зубьев рассчитана,
п!ри другом числе зубьев профили будут получаться с ПОГреШНО-
СТЯМИ.'
В табл. 9 представлена разбивка чисел зубьев шестерен по-
номерам фрез для любого модуля в соответствии с ОСТ
20181—40*.
Такие комплекты изготовляются для каждого стандартного'
модуля, начиная с т=0,3 до т=16 мм (восьмиштучный набор
фрез для шестерен только до модуля 8 включительно). Основные
размеры фрез должны соответствовать ОСТ 20181—40*, техниче-
ские условия определяются ГОСТ 1678—53*.
Фрезы изготовляются из стали 9ХС или У12А и термически
обрабатываются до твердости по рабочей части HRC — 61-:-64>
Применяют для фрез также и стали 9ХВГ, Р9 и Р18.
Пальцевые модульные фрезы находят применение при ре-
монтных неответственных работах (8—9-й степени точности),
а также в тяжелом машиностроении для нарезания валов-ше-
стерен клетей прокатных станов, многошевронных колес с не-
прерывным зубом, венцов внутреннего зацепления, крупномо-
дульных червяков, реек, конических шестерен с модулями от
20 .мм и выше. Обычно их изготовляют для фрезерования шев-
ронных колес с модулем от 10 до 45 мм из стали 9ХВГ и P9i
Термическая обработка до твердости HRC = 62-4-65.
Пальцевые фасонные фрезы не стандартизованы и изготов-
ляются по 'ведомственным нормалям. Числа зубьев у пальцевых
фрез в зависимости от диаметра следующие:
d, мм......... 40—45 50—70 75—140 150—220
z............... 2-^ <±- *4 6 8
На фиг. 40 представлена черновая пальцевая фреза, осна-
щенная пластинками твердого сплава Т5К10, конструкция ко-
торой разработана и испытана в ЦНИИТмаше. Здесь кривая
профиля заменена ломаной линией из двух прямых, что дает
возможность затачивать зубья по задней грани на универсально-
заточном станке. У этих фрез число зубьев берется наимень-
шим возможным для увеличения пространства размещения
стружки.
Наряду с черновыми изготовляются чистовые пальцевые
фрезы, которые выполняются с затылованным профилем в соот-
ветствии с профилем впадины. Число зубьев таких фрез больше,
чем у черновых, стружкоразделительные канавки не делаются,,
передний угол и угол наклона зубьев равны нулю, материал —
сталь Р18.
Производительность чернового нарезания зубьев фрезами
приведенной конструкции по сравнению с существующими заты-
лованными фрезами повышается в 1,5—2 раза.
95-
chipmaker, ru
Таблица 9
Наборы модульных дисковых фрез
Номер фрезы Число зубьев шестерни । Номер фрезы Число зубьев шестерни
1 12—13 5 26—33
12 26—29
1,5 — 5,5 —
<3 30—34
2 14—16 6 35—54
14 35—41
2,5 — 6,5 —
15—16 42—54
3 17—20 7 55-134
17—18 55—79
3,5 — 7,5 —
19—20 ♦ 80—134
4 21-25 8 135 и зубчатая рейка
21—22
4,5
23—25
Примечание, Верхний ряд чисел зубьев инструмента соответствует комплекту из 8 шт. дисковых фрез, нижний ряд — из 15 шт.
96
24. Зуборезные долбяки и гребенки
Зуборезные долбяки применяются для нарезания прямозу-
бых и косозубых цилиндрических зубчатых колес с внешним
и внутренним зацеплением.
Долбяки изготовляются трех классов: чистовые класса АА—
для обработки колес 6-й степени точности; чистовые класса А—
для обработки колес 7-й степени точности; чистовые класса В—
для обработки колес 8-й степени точности.
На фиг. 41 представлены стандартные типы долбяков по
ГОСТ 9323—60. На фиг. 41, а изображены дисковый и чашеч-
ный долбяки, предназначенные для нарезания прямозубых ци-
линдрических зубчатых колес наружного и внутреннего зацеп-
ления.
Стандартные дисковые долбяки с делительным диаметром
75 мм изготовляются для модулей от 1 до 4,5 мм, с делитель-
ным диаметром 100 мм — для модулей от 1 до 8 мм-, чашечные
долбяки — соответственно до m == 3,5 мм и tn = 7 мм.
Дисковые и чашечные долбяки изготовляются для колес
с нормальной (f — 1) и укороченной (/ = 0,8) высотой зуба.
На фиг. 41, б представлены втулочные долбяки, а на
фиг. 41, в — хвостовые долбяки. Эти долбяки предназначаются
главным образом для нарезания прямозубых цилиндрических
зубчатых колес внутреннего зацепления. Втулочные долбяки из-
готовляются для модуля от 1 до 3,5 мм, хвостовые — до
гп = 2,75 мм.
На фиг. 41, г представлены косозубые дисковые зуборезные
долбяки для нарезания косозубых цилиндрических колес на-
ружного зацепления. Стандартными углами наклона винтовой
линии являются 15 и 23°. Долбяки с другим наклоном выпол-
няются как специальные. Стандартные долбяки изготовляются
с модулем от 1 до 7 мм.
На фиг.41, д представлены косозубые хвостовые зуборезные
долбяки для нарезания косозубых цилиндрических зубчатых ко-
лес внутреннего зацепления с углом наклона винтовой линии
15 и 23°. Стандартные долбяки распространяются на модули
1—4 мм.
Долбяки изготовляются из быстрорежущих сТалей Р18 и Р9.
При выполнении долбяков сварными или сборными хвостовая и
втулочная части назначаются из конструкционной стали. Твер-
дость режущей части долбяков на передней грани должна быть
в пределах HRC = 62-е-65, хвостовой и втулочной—не ниже
HRC = 40.
Для обеспечения точного нарезания зубьев необходимо про-
изводить правильную заточку долбяков. Долбяки затачиваются
только по передней грани на заточных станках Рейнекер, Фел-
лоу и др.
97
chipmaker.ru
На фиг. 42 показана установка дискового косозубого дол-
бяка на заточном станке. С помощью головки долбяк повернут
на угол р наклона винтовой линии и угол 5° — по торцу зуба.
Исходное долояк _
гарнир чашечный
Фиг. 41. Конструкция стандартных зуборезных долбяков.
Долбяки с прямым зубом устанавливаются только на угол за-
точки 5 .
На некоторых заводах имеются станки для нарезания пря-
мозубых и косозубых цилиндрических колес наружного зацепле-
ния зуборезными гребенками.
Прямозубые гребенки (фиг. 43) применяются для нарезания
колес с прямым зубом; стандартные гребенки изготовляются
S3
Фиг. 42. Схема установки и заточки долбяков на заточном станке.
Гребенка типа I Гребенка типа Ш
Зубья с фланкированным профилем Зубья с нефланкиробанным профилем
Фиг. 43. Прямозубые зуборезные гребенки.
99
chipmaker.ru
с модулем от 1 до 20 мм. Косозубые пребенкй (применяются для
нарезания шевронных колес. .
При изготовлении гребенок сварными режущая часть выпол-
няется из быстрорежущей стали Р18 и ЗХВГ, державочная
часть — из стали ШХ15, стали 45 и др. Термообработка рабо-
чей части HRC = 62 : 64, державки — не ниже HRC = 35.
25. Модульные червячные фрезы
Для нарезания зубьев цилиндрических колес червячными
фрезами применяются модульные червячные фрезы. Фрезы из-
готовляются одно-, двух- и трехзаходными для черновой и чи-
стовой обработки.
Многозаходные фрезы более производительны, однако они
не позволяют получить высокую точность и применяются для
чернового фрезерования. Однозаходные фрезы с модулем от 1 до
20 мм стандартизованы, многозаходные—являются специаль-
ным инструментом и изготовляются по ведомственным черте-
жам.
Фрезы по ГОСТ 9324—60 предназначаются для нарезания
зубьев на цилиндрических зубчатых колесах с эвольвентным про-
филем и изготовляются четырех классов: АА, А, В и С. Фрезы
класса АА — для нарезания колес 7-й степени точности;
класса А — для колес 8-й степени точности, класса В — для ко-
лес 9-й степени точности и, наконец, фрезы класса С — для наре-
зания колес 10-й степени точности.
Фрезы по ГОСТ 6637—53 предназначаются для нарезания
зубьев на валах зубчатых (шлицевых) эвольвентных соедине-
ний по ГОСТ 6033—51.
На фиг. 44 показана специальная фреза с заборным кону-
сом для нарезания косозубых колес с большим углом наклона
зубьев. Рекомендуемый материал для изготовления фрез —
стали Р18, Р9 и 9ХС. Твердость фрез из быстрорежущей стали
и ее заменителей в пределах HRC = 62 -:-65, твердость для
стали 9ХС в пределах HRC = 61 -4-63.
Обычно червячные фрезы изготовляются целиком из быстро-
режущей стали или ее заменителей, на что требуется много
дорогостоящих сталей. Так, например, для цельной фрезы с мо-
дулем 5 мм расходуется 10 кг быстрорежущей стали. В связи
с этим создаются новые конструкции червячных фрез, в кото-
рых быстрорежущая сталь применяется только на рабочие ча-
сти зубьев фрез. К таким конструкциям относятся различные
сборные червячные фрезы, которые еще не нашли достаточно
широкого распространения в производстве из-за технологиче-
ских трудностей и высокой стоимости изготовления. У сборных
фрез с модулем 5—15 мм режущая часть выполняется в виде
вставных гребенок. Окончательное шлифование таких фрез про-
изводится в собранном виде.
100
Фрезы с модулем более 15 мм изготовляются со вставными
зубьями, что дает возможность увеличить задние углы заточки
по профилю и при вершине. Увеличение задних углов обеспе-
чивает высокие эксплуатационные качества и повышение про-
изводительности зубонарезания более чем на 40%.
Шлифование ножей для сборных фрез производится в спе-
циальных приспособлениях. В результате особой технологии из-
Прориль зубьев фрез
Тип I Тип П ТипШ Гип 17
Нефланкированный Фланкированный Нефланкированный
Фиг. 44. Червячные фрезы для нарезания цилиндрических зуб-
чатых колес.
готовления ножей и конструкции фрез становится возможным
производить замену отдельных ножей при их поломке без сня-
тия фрез со станка. Корпус фрезы может иметь более продол-
жительный срок службы.
В настоящее время применяются сборные фрезы малых мо-
дулей. Считается целесообразны'М изготовлять такие фрезы, на-
чиная с модуля 2 мм.
Червячные фрезы с пластинками из твердого сплава приме-
няются для скоростного нарезания зубчатых колес, причем для
стальных изделий ставятся пластинки марки Т5К10, для чу-
гунных— марки ВК8. Однако ввиду больших трудностей при
101
chipmaker.ru
шлифовании задних углов и получающихся при этом трещин
червячные фрезы с пластинками из твердого сплава еще не по-
лучили широкого распространения.
Данные о заточке червячных фрез приводятся в выпуске 6
Библиотечки зубореза.
26. Инструмент для нарезания червячных колес
Червячные колеса нарезаются червячными фрезами, лету-
чими резцами и специальными головками. Червячные фрезы мо-
гут работать с радиальной или тангенциальной подачами. С ра-
диальной подачей могут работать фрезы: однозаходные, двух-
заходные для колес с четным числом зубьев более 60 и много-
заходные, когда число зубьев нарезаемого колеса и число захо-
дов червяка не имеют общих множителей.
С тангенциальной подачей работают все фрезы независимо
от заходности, однако их применение ограничивается условием
возможности радиальной сборки червячного колеса с червяком,
что выражается неравенством
где аа — профильный угол исходного контура;
ш— угол подъема винтовой линии по делительному ци-
линдру;
dY— диаметр делительного цилиндра основного червя-
ка, ММ\
Dei — наружный диаметр основного червяка, мм.
В отличие от червячных фрез для нарезания цилиндриче-
ских колес, фрезы для червячных колес изготовляются с ненор-
мализованным значением осевого модуля.
В случае выполнения единичных заказов по нарезанию чер-
вячных колес или при изготовлении особо точных червячных пе-
редач применяются так называемые летучие резцы. На фиг. 45
представлено несколько типов резцов и наладок для нарезания
червячных колес.
На фиг. 45, а представлен резец для нарезания червячных
•колес с модулем т = 2 мм, а на фиг. 45, б — резец, заточенный
с обоих концов, для нарезания червячных колес с модулем
т = 5,34 мм, числом заходов 4 и числом зубьев 34. Резцы изго-
товляются из быстрорежущей стали Р18 и термически обраба-
тываются до твердости HRC = 62 -ь 64. Профили резцов шли-
фуются и проверяются специальными шаблонами, один из
которых изображен на фиг. 46.
Резцы-летучки не стандартизированы и изготовляются по
специальным чертежам. Профиль резца выполняется как про-
филь впадин нормального сечения основного червяка для каж-
дой конкретной червячной пары.
102
Фиг. 45. Типовые конструкции резцов-летучек для нарезания червячных колес:
резец; б — резец, заточенный с двух концов; в — однорезцовая наладка; г — двухреэцовая наладка; д — наладка
с двусторонним резцом; е — шаблон для проверки заточки резцов.
103
chipmaker.ru
нарезания червячных колес.
Фиг. 46. Трехрезцовая головка для
104
На фиг. 45, в, г и д показаны некоторые случаи наладок и
установок резцов. На фиг. 45, в изображена оправка с одним
резцом. Обработка одним резцом применяется в двух случаях:
а) при однозаходных червяках; б) при числе заходов, не крат-
ном числу зубьев. При числе заходов, кратном числу зубьев
(с четными числами), резцы устанавливаются, как изображено
на фиг. 45, г и д. На фиг. 45. г два резца поставлены вдоль оси
оправки с расстоянием между осями резцов, равным нечетному
числу осевых шагов, например, на расстоянии 3t (три шага).
Такое расположение резцов обеспечивает нарезание обоими рез-
цами методом обкатки всех зубьев колеса. На фиг. 45, д постав-
лен один резец, но имеющий режущую часть на обоих концах;
эта наладка равнозначна предыдущей.
Хорошие результаты дают головки, изготовленные за одно
целое с резцами, хотя они и дороже в изготовлении. На фиг. 46
представлен пример трехрезцовой головки для обработки колеса
с модулем 4,75 мм, числом заходов Zi=3 и числом зубьев
Z2 = 30. Трехрезцовые головки применяются, когда число захо-
дов и число зубьев кратно трем.
На фиг. 47 изображена головка с четырьмя вставными рез-
цами для обработки колеса с модулем 11 мм, числом заходов
zj = 4 и числом зубьев z2 = 32. Четырехрезцовые головки при-
меняются, когда число заходов и зубьев кратно четырем.
27. Зуборезные резцы
Стандартные зубострогальные резцы по ГОСТ 5392—
предназначаются для нарезания конических колес с прямым
Фиг. 48. Зубострогальный резец.
зубом. Таких резцов по стандарту четыре типа, которые кон-
структивно совершенно одинаковы и отличаются друг от друга
105
chipmaker.ru
габаритами, некоторыми другими размерами и способом креп-
ления к резцедержателю. Зубострогальные резцы (фиг. 48)
первого типа охватывают модули от 0,3 до 3,25 мм, второго
типа от 0,5 до 5,5 мм, третьего типа от 1 до 10 мм, четвертого
типа от 3 до 20 мм.
Резцы изготовляются сварными, причем режущая часть —
из быстрорежущей стали Р18, Р9 и 9ХВГ, державочная часть—
из стали 45Х. Режущая часть термически обрабатывается на
твердость HRC = 62 -ь 65, державочная часть—в пределах от
HRC — 30-н35 до HRC = 40. Технические условия должны со-
ответствовать ГОСТ 5392—50*.
Для обеспечения правильной геометрии режущих кромок
заточка резцов контролируется специальным шаблоном.
28. Зуборезные головки для нарезания конических зубчатых
колес <с круговыми зубьями
За последние годы широкое распространение получили в раз-
личных отраслях промышленности, в том числе в автомобиле-
строении, тракторостроении, станкостроении и др., конические
колеса с круговыми зубьями. Круговые зубья на конических ко-
лесах нарезаются специальными зуборезными головками. При-
меняются головки следующих номинальных диаметров:
IVw", IV2", 2", З'/г", 6", 772", 9", 12" и 18". Головки диаметром
до 2" включительно изготовляются цельной конструкции, а го-
ловки диаметром свыше 2" — сборкой конструкции. Головки
бывают праворежущими и леворежущими, для черновой и чи-
стовой обработки.
На фиг. 49 изображена зуборезная праворежущая головка
для чистового иарезания. Головка состоит из корпуса 7 и две-
надцати резцов, из них шесть резцов 1 наружных и шесть вну-
тренних 2, устанавливаемых вперемежку.
Регулирование резцов производится подкладками 3 и клинь-
ями 4. Для контроля установки два резца (один наружный и
один внутренний) устанавливаются на нерегулируемых
клиньях 5, закрепленных штифтами 6. Материал резцов — Р18;
по бокам и вершине профиля резцы затылуются; корпус изготов-
ляется из стали 45Х, подкладки и клинья—из стали У8А.
Более подробные сведения о конструкции зуборезных голо-
вок и их заточке приводятся в выпуске 5 Библиотечки зубо-
реза.
29. Шеверы
Шеверы являются режущим инструментом, применяемым
для окончательной отделки незакаленных, предварительно об-
работанных зубчатых колес.
106
Фиг. 49. Зуборезная головка для нарезания конических зубчатых колес с круговыми зубьями.
107
108
Дисковые шеверы изготовляются в соответствии с ГОСТ
8570__57. Этот стандарт распространяется на дисковые шеверы
общего назначения классов А, В и С для цилиндрических колес
с некорригированным профилем зуба.
Шеверы класса А назначаются для колес 6-й степени точ-
ности, класса В — для колес 7-й степени точности, класса С —
для колес 8-й степени точности.
Режущим элементом шеверов являются острые кромки уз-
ких канавок на наклонных зубьях; как показано на фиг. 50,
имеется три вида исполнения этих канавок: на шеверах моду-
лей 1—1,75 мм канавки делаются сквозными, на шеверах моду-
лей 2—8 мм — несквозными (два варианта исполнения). По
диаметрам шеверы имеют три номинальных делительных диа-
метра: 85 мм—для модулей <1—11,5 мм, 180 мм — для модулей
1,25—6 мм и 240 мм — для модулей 2—8 мм.
В результате шевингования увеличивается степень точности
обрабатываемого зубчатого колеса. Для повышения точности
шевингуемых колес число зубьев у шеверов берется некратным
числу зубьев колеса, при шевинговании широких косозубых
колес для перекрытия по шагу циклической ошибки вдоль зуба
ширина шевера берется до 40 мм, вместо 20—25 мм по
ГОСТ.
Шеверы изготовляются из стали Р18 и термически обраба-
тываются на твердость HRC = 62-^-65.
30. Специальные фрезы, работающие методом обкатки
и методом фасонного фрезерования
Кроме зуборезных инструментов, для обработки эвольвент-
ного профиля имеется большая группа инструментов, работаю-
щих также методом обкатки на зуборезных станках, но предна-
значенных • для получения на деталях зубьев неэвольвентного
профиля. К изделиям, обрабатываемым этими инструментами,
можно отнести червяки, рейки с трапециевидным зубом, шлице-
вые валики (многошпопочные) с параллельными сторонами шли-
цев, различные храповые колеса с внутренними и наружными
зубьями и т. д.
Для обработки зубьев перечисленных деталей применяются
различного вида инструменты, которые разделяются на три ос-
новные группы: а) червячные фрезы, б) долбяки и в) обкатные
зубчатые фасонные резцы. Характерной для всех этих инстру-
ментов является та особенность, чт( каждое зубчатое изделие,
отличное по конструкции зубьев и размерам от других им по-
добных, требует изготовления своего, специального зубообра-
батывающего инструмента.
Несмотря на это, применение такого инструмента в массовом
производстве целесообразно, что объясняется высокой Точ-
ностью размеров и элементов формы зубьев, получаемой при
109
chipmaker.ru
обработке, й непрерывностью процесса, обеспечивающей высо-
кую производительность.
Применение указанных инструментов дает возможность
в одних случаях получить простым фрезерованием сложную
конфигурацию, в других случаях — заменить простым инстру-
ментом, например долбяком, сложный и дорогостоящий инстру-
мент — комплект протяжек.
Для некоторых инструментов фасонного фрезерования ха-
рактерным является еще один признак — установка на станке
относительно зуба изделия в одном определенном и постоянном
положении, как и для фасонных фрез. К ним относятся некото-
рые червячные фрезы, фрезы-улитки и др. Эти фрезы имеют один
или несколько чистовых зубьев, профили которых точно совпа-
дают с профилем впадины изделия и являются чистовыми,
остальные зубья являются черновыми и обрабатывают впадину
предварительно. Подобные инструменты называются инструмен-
тами постоянной установки.
Ниже приведено несколько типов инструментов фасонного
фрезерования, работающих при сочетании вращения червячной
фрезы и вращения изделия. На фиг,- 51 изображена фреза-
улитка для нарезания одно- и многозаходных червяков на зу-
бофрезерных станках. Как видно из фигуры, зубья фрезы-улитки
расположены на конической винтовой линии. Фрезы-улитки бы-
вают двух типов: у одного типа передние грани обращены в сто-
рону возрастающих по высоте зубьев, у другого типа — в сто-
рону убывающих по высоте зубьев. Последние применяются при
нарезании зубчатых шестерен больших диаметров с внутренними
зубцами.
Червячная фреза, изображенная На фиг. 52, служит для на-
резания многошпоночного валика по методу обкатки. Фреза
имеет на каждом полном зубе по два усика, которые делаются
для увеличения прямолинейного профиля дна шлицев. От этих
усиков на изделии образуются переходные закругления ниже
окружности впадин. Такого типа фрезы применяются для шли-
цевых валиков с центрированием шлицевого соединения по диа-
метру впадин. В случае центрирования .по наружному диаметру
вала усы на фрезе не делаются.
Для фрезерования многошлицевых валиков с симметричной
остроугольной формой зубьев применяются червячные
фрезы, изображенные на фиг. 53. На фигуре представлен
профиль изделия и требуемый для этого случая профиль
зуба фрезы.
Имеется соответствующий инструмент и для обработки зуб-
чатых деталей с внутренним зубом, шлицами, пазами, а также
многогранных отверстий методом обкатки.
Из рассмотренных примеров инструментов, работающих ме-
тодом обкатки, видно, насколько широки возможности об-
работки зубчатых деталей с наружным и внутренним зубом.
ПО
Ill
chipmaker.ru
При проектировании этих инструментов наиболее ответствен-
ным и трудным является расчет профилей, однако в настоящее
время существуют способы исследования и построения сопря-
женных профилей, участвующих в процессе обработки. Эти
Шаг по оси
Направление винтовой канавки левое
Ход винтовой канавки S^W/Oim
Фиг. 53. Червячная фреза для нарезания острошлицевых ва-
ликов.
способы осуществляются графическими, графоаналитическими
и аналитическими средствами и достаточно широко освещены
в специальной литературе.
Chlpmaker.ru
ЛИТЕРАТУРА
1. Якобсон М. О., Технология станкостроения, Машгиз, 1960.
2. К о р о л е в А. А., Хорош Б. И., М а л ы х и н Г. А., Бубен-
чик Л. М., Изготовление конических шестерен со штампованным зубом,
Машгиз, 1960.
3. Маргулис Д. К., К о р ч а к С. Н., Скоростное зубофрезерование
по методу деления, Челябинское книжное издательство, 1957.
4. Ц в и с Ю. В., Обработка зубчатых колес по методу зуботочения
с обкаткой, ЦИТЭИН, 1954.
5. Г и н з б у р г Е. Г., Метод и прнспосс бление для закругления торцов
у зубьев шестерни, Информационно-технический листок, № 64, ЛДНТП,
1954.
6. Рык Ф. В., Новый метод окончательной обработки зубчатых колес,
ЦИТЭИН, вып. 3, 1960.
7. Коган Г. И., Особенности обработки тяжелонагруженных прямозу-
бых цилиндрических колес в транспортном машиностроении, Сб. «Вопросы
технологии изготовления зубчатых колес», № 5, ЦБТИ, М., 1957
8. Зависляк Н. И., Патроны для обработки зубчатых колес от впа-
дин зубьев, Информационнс-технический лис7ок, № 67—68, ЛДНТП, 1958.
9. Кедринский В. Н., Писманик К. М., Станки для нарезания
конических зубчатых колес, Машгиз, 1958.
10. Г и н з б у р г Е. Г., Я к о в л е в Б. Л., Практика изготовления гло-
боидных передач, Информационно-технический листок, № 60, ЛДНТП, 1956.
11. Исаев А. И., Овумян Г. Г., Высокопроизводительная обработка
зубьев пальцевыми модульными фрезами. Передовой научно-технический и
производственный опыт, ЦИТЭИН, вып. 15, тема 8, № М-60-53/15, 1960.
12. Петров К. П., Семенченко Д. И., Э с т е р з о н М. А., Режу-
щий инструмент для автоматической линии зубчатых колес. Передовой на-
учно-технический и производственный опыт, ЦИТЭИН, вып. 13, тема 8,
№ 60-49/13, 1960.
13 С е ч к а р е в Г. А., Изготовление конических колес с круговыми
зубьями. Передовой научно-технический и производственный опыт, ЦИТЭИН,
вып. 24, тема 8, № М-60-117/24, 1960.
14. Фефелов Н. А., Высокопроизводительное черновое зубофрезеро-
вание сборными острозаточенными червячными фрезами с неравномерным
окружным шагом. Передовой научно-технический и производственный опыт,
ЦИТЭИН, вып. 30, тема 8, № 60-154/30, 1960.
15. Цвис Ю. В., Бугаков 3. М., Острозаточеяные червячные фрезы.
Обмен передовым опытом, № 2, ЛДНТП, 1960.
16. Приспособление для нарезания конических колес с круговыми
зубьями. Австрийский патент № 199030, 11.08.58, Экспресс-информация,
СТС 138, 7.04.1960.
17. Гр у бин А. Н„ Лихциер М. Б., П о л о ц к н и М. С., Зуборез-
ный инструмент, Машгиз, 1947.
chipmaker.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.......................................................... 3
Глава I. Конструктивные и технологические особенности зубчатых
колес............................................................ 5
• 1. Влияние условий работы зубчатых колес на их конструк-
цию и технологию изготовления............................. —
2. Материалы для зубчатых колес и их термическая и хи-
ыико-термическая обработка..................................... 7
3. Заготовки зубчатых колес.................................... 9
Глава II. Технология изготовления цилиндрических зубчатых колес 13
4. Первый этап обработки зубчатых колес..................... —
5. Второй этап обработки зубчатых колес.................... 17
6. Типовые технологические маршруты изготовления цилиндри-
ческих зубчатых колее......................................... 28
7. Примеры построения технологических процессов изготовле-
ния цилиндрических зубчатых колес............................. 32
Глава III. Технология изготовления конических зубчатых колес 44
8. Первый этап обработки конических зубчатых колес . 45
9. Второй этап обработки конических зубчатых колес ... 48
10. Типовые технологические маршруты изготовления кониче-
ских зубчатых колес........................................... 53
11. Примеры построения технологических процессов изготовле-
ния конических зубчатых колес............................ 55
Глава IV. Технология изготовления червячных передач .... 61
12. Технология изготовления червяков ......................... —
13. Технология изготовления червячных колес.................. 65
14. Особенности технологии изготовления глобоидных червяч-
ных передач................................................... 66
15. Оборудование, применяемое при изготовлении червяков
и червячных колес............................................. 68
16. Типовые технологические маршруты изготовления червяков
и червячиых колес............................................. 69
17. Примеры построения технологических процессов изготовле-
ния червяков и червячных колес................................ 70
Глава V. Конструкции приспособлений для установки деталей на
зуборезных станках......................................_ 77
18. Основы классификации приспособлений и принципы бази-
рования зубчатых колес......................................... —
19. Основные типы установочных приспособлений и подставок 79-
114
20. Особые конструкции приспособлений...................... 83
21. Особенности зуборезных приспособлений и требования к ним 88
22. Примеры из зарубежной практики......................... 89
Глава VI. Конструкции зуборезных инструментов.................... 93
23. Модульные дисковые и пальцевые фасонные фрезы . . —
24. Зуборезные долбяки и гребенки.......................... 97
25. Модульные червячные фрезы............................. 100
26. Инструмент для нарезания червячных колес. . 102
27. Зуборезные резцы...................................... 105
28. Зуборезные головки для нарезания конических зубчатых ко-
лес с круговыми зубьями.................................106
29. Шеверы.................................................. —
30. Специальные фрезы, работающие методом обкатки и ме-
тодом фасонного фрезерования . 109
Литература :...................................................... 113
Chlpmaker.ru
chipmaker.ru
Chipmaker.ru
Евгений Григорьевич ГИНЗБУРГ,
Александр Васильевич ШАМАНИН
ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
Редактор Н. 3. Симоновский
Технический редактор А. А. Бардина Корректор Г. Г. Степанова
Сдано в производство 27/XI I 1962 г. Подписано к печати 24/IV 1962 г. Формат бумаги 60х90>/1а.
М-02345. Печ. л. 7,25. Уч.-изд. листов 6,6. Тираж 11 000 экз. Цена 23 коп. Заказ 2/1.
Ленинградская типография Госгортехиздата, Ленинград, ул. Салтыкова-Щедрина, 54
ГОСУДАРСТВЕННОЕ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
МАШ ГИЗ
БИБЛИОТЕЧКА ЗУБОРЕЗА
ПЕРЕЧЕНЬ ВЫПУСКОВ
1. Н. И. Колчин, В. Л. Вейц и М. Л. Мицен-
г е н д л е р. Основные сведения о зубчатых передачах
и зацеплениях.
2. Е. Г. Гинзбург, А. В. Ша мапии. Типовые тех-
нологические процессы изготовления зубчатых передач.
3. Н. И. Ш а в л ю г а. Расчет и примеры наладок зу-
бофрезерных и зубодолбежных станков.
4. М. Л. М и це н ге н дл е р. Расчет и примеры на-
ладок зубострогальных станков.
5. К. М. П и с м а н и к, В. Н. К е д р и н с к и й. Расчет
и примеры наладок станков для нарезания конических
колес с круговыми зубьями.
6. Б. А. Т а й ц и Н. Н. М а р к о в. Нормы точности,
измерение и контроль зубчатых колес.
7. Г. И. Коган. Отделка зубчатых колес.
8. Н. И. Ш а вл юг а. Механизация и автоматизация
в зуборезном деле.
9. И. Ю. Турецкий, Л. Н. Люб им ков и
Б. В. Чернов. Изготовление тяжелонагруженных ско-
ростных зубчатых передач.
10. И. Ю. Турецкий, Л. Н. Любимков и
Б. В. Чернов. Восстановление технологической точ-
ности зуборезных станков.