Фрезерное дело
профтехобразование

§ 52. Фрезерование прямозубых цилиндрических и конических зубчатых колес

Основные сведения о зубчатом зацеплении. Зубчатые колеса находят широкое применение в машиностроении. Зубья цилиндрических колес бывают прямыми, косыми и шевронными. На рис. 164 показаны элементы цилиндрического прямозубого колеса.

Рис. 164. Элементы цилиндрического прямозубого зубчатого колеса

Окружность выступа Dc представляет собой наружную окружность заготовки зубчатого колеса. Делительная окружность dд делит зуб на две неравные части — верхнюю h' называемую головкой зуба, и нижнюю h" называемую ножкой зуба. Окружность впадин Di проходит по основанию впадин зуба. Шагом зубьев t называется расстояние между одноименными (правыми или левыми) боковыми поверхностями (профилями) двух смежных зубьев колеса, взятое по дуге делительной окружности. Модулем зацепления m называется длина, приходящаяся по диаметру делительной окружности на один зуб колеса. Значения модулей гостированы. Стандарт устанавливает размерный ряд модулей от 0,05 до 100 мм для передач с коническими и цилиндрическими зубчатыми колесами, а также для червячных передач.

Дисковые и пальцевые модульные фрезы. Дисковые модульные фрезы предназначены для нарезания зубьев зубчатых колес методом копирования. Сущность метода состоит в том, что режущим инструментом последовательно или одновременно нарезают впадины зубчатoго колеса, причем профиль инструмента должен точно соответствовать контуру этих впадин. Нарезают зубья на специальных зуборезных станках, а также на горизонтально- или универсально-фрезерных станках с помощью делительной головки. В последнем случае, после того как профрезеруют одну впадину между зубьями зубчатого колеса, заготовку поворачивают на 1/z оборота (z — число зубьев нарезаемого зубчатого колеса) и т. д. Дисковыми фрезами нарезают зубья зубчатых колес 9—10-й степени точности.

Дисковые модульные фрезы (ГОСТ 10996—64) изготовляют с затылованным зубом и передним углом γ = 0. Форма впадины двух зубчатых колес одного и того же модуля, но с разным числом зубьев неодинакова. Поэтому для каждого зубчатого колеса одного модуля, но с разным числом зубьев следовало бы иметь свою дисковую модульную фрезу, но практически это неприемлемо. Установлены комплекты дисковых модульных фрез, в которых каждая фреза данного модуля может быть использована для нарезания зубчатых колес с определенным числом зубьев. Профиль зуба фрезы комплекта рассчитывается по наименьшему числу зубьев зубчатого колеса в данном интервале.

По ГОСТ 10996—64 принято три комплекта дисковых модульных фрез из 8, 15 и 26 шт. Комплект из 8 шт. применяется для нарезания зубьев зубчатых колес с модулем до 8 мм, комплект из 15 шт. — для колес с модулем 9—16 мм и комплект из 26 шт. колес с модулем свыше 16 мм. Для нарезания прямозубых зубчатых колес фрезы выбирают по таблице с учетом числа зубьев колеса.

Пальцевые модульные фрезы применяют для нарезания прямых, косых и шевронных зубьев на заготовках зубчатых колес больших модулей (больше 8 мм) в условиях единичного и мелкосерийного производства. Черновая пальцевая модульная фреза отличается от чистовой наличием стружколомательных канавок. После чернового фрезерования зубьев оставляют припуск на чистовую обработку.

Контроль толщины зуба. По стандарту для каждой степени точности установлены три группы норм:

  • нормы кинематической точности колеса;
  • нормы плавности работы колеса;
  • нормы контакта зубьев.

Контроль параметров цилиндрических зубчатых колес осуществляется с помощью специальных приборов для каждой из указанных трех групп норм.

Для контроля толщины зуба по хорде применяют кромчатый и оптический штангензубо-меры. Кромчатый штангензубомер состоит из двух взаимно перпендикулярных линеек 9 и (рис. 165), по которым скользят рамки 7 и 3 с нониусами. Нониусы связаны соответственно с губкой 6 и высотомером 5. Толщина зуба измеряется по шкале на линейке 9, а установка высотометра производится по шкале линейки 1.

Рис. 165. Кромочный штангензубомер для контроля толщины зуба

На шкале высоты головки зуба, имеющейся на зубомере, при помощи винта с гайкой 2 устанавливают высоту от вершины зуба до постоянной хорды (hпх) и после этого измеряют фактическую толщину зуба перемещения губки 6 относительно губки 4 при помощи винта с гайкой 8. Разность между измеренной величиной и расчетной и есть величина отклонения. Оптический зубомер (рис. 166) также предназначен для измерения толщины зуба по хорде. В корпусе прибора имеются две шкалы — вертикальная и горизонтальная. По первой устанавливают упор, а по второй определяют толщину зуба.

Рис. 166. Оптический зубомер для контроля толщины зуба

Длину общей нормали обычно вычисляют пользуясь данными таблиц для зубчатых колес с модулем m = 1 мм, табличные данные затем умножают на модуль измеряемого колеса. Длину общей нормали можно измерять штангенциркулем, специальным зубомерным микрометром и другими приборами.

Зубомерный микрометр (рис. 167) в отличие от обычного имеет измерительные губки в виде дисков. Губками зубомерного микрометра изменяют длину L нескольких зубьев колеса трижды в одном и том же месте, покачивая всякий раз микрометр. За действительный размер L принимают среднее значение трех промеров.

Рис. 167. Зубомерный микрометр

Если измеренный размер L нарезанного колеса больше допустимого, то производится дополнительная обработка колеса.

Нарезание зубьев зубчатого колеса на горизонтально-фрезерном станке

Для фрезерования согласно операционной карте необходимы следующие принадлежности и инструменты: делительная головка, задняя бабка, поводковый патрон, хомутик, центр к задней бабке делительной головки, оправка требуемого диаметра для закрепления заготовки, фрезерная оправка с набором установочных колец и, кроме того, дисковая модульная фреза требуемого модуля из набора фрез; штангензубомер для контроля толщины зуба, контрольный валик, индикатор, шаблон.

Как надо установить делительную головку, заготовку и фрезу, показано на рис. 168 и 169.

На рис. 168 показан случай фрезерования зубчатого колеса с горизонтальным расположением шпинделя делительной головки.

Рис. 168. Фрезерование зубчатого колеса на горизонтально-фрезерном станке

Оправку устанавливают в центрах делительной головки. На конец шпинделя делительной головки надевают поводковый патрон, который при помощи хомутика, закрепленного на оправке, передает вращательное движение со шпинделя головки на оправку с насаженной на ней заготовкой. Если же конструкция детали не позволяет устанавливать ее на оправке, применяют трехкулачковый патрон. Фрезу устанавливают в диаметральной плоскости относительно заготовки известным уже способом.

На рис. 169 показано фрезерование зубчатого колеса с вертикальным расположением шпинделя делительной головки. Заготовка закрепляется в трехкулачковом патроне. В этом случае необходимо выверить заготовку, например, с помощью индикатора и обеспечить биение по наружному диаметру в установленных пределах.

Рис. 169. Схема фрезерования зубчатого колеса при вертикальном расположении шпинделя делительной головки

Порядок зубофрезерования следующий:

  1. Установить упоры автоматического выключателя продольной подачи.
  2. Включить кнопкой «пуск» станок.
  3. Установить дисковую модульную фрезу по центру заготовки в диаметральной плоскости на высоту зуба, так же как и при обработке канавок на цилиндрических поверхностях. Установку фрезы на высоту зуба можно произвести также пробными проходами с проверкой правильности профиля зубомером или нормалемером.
  4. Подвести заготовку к фрезе, включить систему охлаждения, включить механическую продольную подачу и профрезеровать первую впадину между зубьями. Проверить шаблоном профиль впадины зуба. При несоответствии профиля впадины и шаблона произвести необходимую корректировку по высоте стола.
  5. Отвести стол в исходное положение, освободить шпиндель делительной головки и произвести деление. Застопорить шпиндель делительной головки и профрезеровать вторую впадину. Проверить штангензубомером толщину зуба по постоянной хорде.
  6. Произвести фрезерование остальных зубьев зубчатого колеса.
  7. Выключить станок, снять оправку с обработанным зубчатым колесом и сдать на контроль.

Виды брака при фрезеровании зубьев зубчатых колес

  1. Неправильное число зубьев нарезанного зубчатого колеса. Причина — ошибка при делении.
  2. Неравномерный шаг зубьев (зубья имеют разную толщину). Причины: небрежность рабочего при отсчете отверстий делительного круга, неправильно выбран делительный круг, рабочий не пользовался раздвижным сектором либо вращал рукоятку в разных направлениях.
  3. Неправильная высота и толщина зубьев. Причина — ошибка в отсчете глубины фрезерования.
  4. Профиль зубьев несимметричен относительно диаметральной плоскости. Причина — неправильная установка фрезы в диаметральной плоскости.
  5. Неправильные размеры зуба по одному или нескольким из параметров: высота зуба, толщина зуба, шаг зубьев. Причина — неправильно выбрана дисковая модульная фреза либо по модулю, либо по номеру в комплекте.
  6. Низкий класс шероховатости обработанной поверхности профиля зубьев. Причина та же, что и при обработке канавок на цилиндрических поверхностей.

Рейтинг@Mail.ru