Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Изготовление зубчатых колес методом копирования - файл Изготовление зубчатых колес методом копирования.doc


Изготовление зубчатых колес методом копирования
скачать (104 kb.)

Доступные файлы (1):

Изготовление зубчатых колес методом копирования.doc249kb.10.02.2009 15:10скачать

Загрузка...

Изготовление зубчатых колес методом копирования.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Содержание

Введение………………………………………………………………

3

1

Виды зубчатых колес, их назначение и характеристика…..

4

2

Основные методы обработки зубьев цилиндрических и конических колес…………………………………………….

6

3

Фрезерование зубьев цилиндрических колес и реек дисковыми и пальцевыми модульными фрезами………….

8

4

Фрезерование цилиндрических колес с прямыми зубьями

4.1 Выбор фрезы…………………………………………….

4.2 Настройка станка………………………………………..

9

9

10

5

Фрезерование цилиндрических колес с винтовыми зубьями………………………………………………………..

5.1 Выбор фрезы……………………………………………

5.2 Настройка станка и делительной головки……………..

13

13

13

6

Фрезерование конических зубчатых колес………………...

6.1 Выбор фрезы. Установка и измерения обрабаты-ваемого колеса……………………………………………….

6.2 Способы обработки конических зубчатых колес……...

16

16

17

7

Фрезерование червячных колес и червяков……………...

7.1 Фрезерование червячных колес…………………………

7.2 Фрезерование червяков………………………………….

20

20

23

Заключение…………………………………………………………….

25

Список литературы …………………………………………

26

Введение

В современных условиях развития общества одним из самых значимых факторов технического прогресса в машинострое­нии является совершенствование технологии производства. Коренное преобразование производства возможно в результате создания более совершенных средств труда, разработки принципиально новых технологий.

Целью данного реферата является анализ способов нарезания зубчатых колес методом копирования.

Рассматриваемый в данном реферате вопрос зубонарезания колес методом копирования будет проанализирован с точки зрения возможности применения его для различных типов производства

1 Виды зубчатых колес, их назначение и характеристика

В передачах современных машин широко применяют зубчатые колеса, разнообразные по форме, размерам и профилям: от небольших зубчатых колес для приборостроения до зубчатых колес специаль­ного профиля для тяжелого машиностроения.

Рисунок 1 - Виды зубчатых передач
Наиболее распространены цилиндрические зубчатые колеса с пря­мыми и косыми зубьями.

На рисунке 1, а изображена зубчатая пара — цилиндрические зуб­чатые колеса с прямым зубом. Пара цилиндрических зубчатых колес с косым зубом приведена на рисунке 1, б.

Соединение двух косых зубьев с противоположными углами на­клона на ободе цилиндрического колеса представляет собой зубчатую передачу с шевронным (елочным) зубом.

На рисунке 1, в показана коническая передача для пересекающихся осей, причем угол встречи осей может быть любого значения. Кониче­ские колеса могут иметь прямые, косые и криволинейные зубья.

На рисунке 1, г приведена зубчатая передача со скрещивающимися осями, состоящая из пары зубчатых колес с винтовым зубом.

На рисунке 1, д представлена еще одна схема передачи со скрещи­вающимися осями — обычная червячная передача, которая отличается от всех перечисленных выше тем, что один элемент передачи представляет собой винт (червяк), в другой — зубчатое колесо с фасонным зубом, сцепляющимся с витками винта.

На рисунке 1, е изображена обычная реечная передача, одним эле­ментом которой является зубчатое колесо с прямым или косым зубом, а другим — зубчатая рейка, которую можно себе представить как зубчатое колесо с бесконечно большим числом зубьев. Реечная пара передает движение как от зубчатого колеса к рейке, так и наоборот.

На рисунке 1, ж приведена схема так называемой волновой передачи, основанная на новом принципе передачи вращательного движения за счет бегущей волновой деформации одного из зубчатых колес. Эта передача состоит из водила 3 с двумя роликами, свободно вращающи­мися на осях, закрепленных в водиле, неподвижного жесткого зубча­того колеса 1 с внутренними зубьями и вращающегося гибкого колеса 2 с наружными зубьями. Жесткое зубчатое колесо соединяется с корпу­сом передачи. Гибкое зубчатое колесо изготовляют либо как в приве­денном примере в виде стакана с тонкой, легко деформирующейся стенкой, либо в виде свободно деформирующегося кольца.

Гибкое зубчатое колесо помещается внутри жесткого зубчатого колеса, в котором оно обкатывается, а водило вставляется внутрь гиб­кого зубчатого колеса. Так как наружный размер водила больше внут­реннего диаметра обода гибкого зубчатого колеса на величину δ, то гибкое зубчатое колесо растягивается и принимает форму эллипса.

Зубья зубчатых колес волновых передач изготовляют с треуголь­ным или эвольвентным профилем.
2 Основные методы обработки зубьев цилиндрических и конических колес
Выбор метода обработки зубчатых колес находится в прямой за­висимости от установленной нормы точности различных их элементов, а также от основных требований передач в эксплуатации в соответст­вии с их назначением.

С этой точки зрения, зубчатые передачи можно разбить на следую­щие группы:

1. Силовые передачи больших мощностей и высоких скоростей. Основное требование — обеспечение высоких коэффициентов полез­ного действия;

2. Силовые промышленные и транспортные передачи при сред­них скоростях. Требования — надежность и плавный ход;

3. Силовые передачи в станкостроении. Требования — постоянство передаточного отношения и плавность хода;

4. Передачи в автомобилестроении. Требования — плавность и легкость хода, отсутствие шума;

5. Кинематические передачи в точных приборах. Требования — обеспечение постоянства передаточных отношений, отсутствие мертвого хода.

Установленные ГОСТом степени точности учитывают эти условия, допуская как высокие технические показатели в одном направлении, так и низкие в другом, узаконив дифференциацию технических усло­вий и комбинирование степеней точности.

Зубчатые колеса обрабатывают на разнообразных зубообрабаты-вающих станках. Зубья на колесах нарезают двумя способами; копи­рованием и обкаткой (огибанием) (рисунок 2 а, б и в)

При копировании режущему инструменту придают форму впадины между зубьями, а затем производят обработку, при которой профиль инструмента копируется на обрабатываемой поверхности.




г)
а и б) методом копирования; в) методом обкатки; г) схема образования профиля зуба методом обкатки
Рисунок 2 - Схемы нарезания зубчатых колес:
Зубонарезание способом копирования можно выполнять; 1) после­довательным нарезанием каждого зуба колеса модульной дисковой или пальцевой фрезой на универсальном фрезерном станке; 2) одно­временным долблением всех зубьев колеса; 3) одновременным протя­гиванием всех зубьев колеса; 4) круговым протягиванием.

Способ копирования является неточным и непроизводительным, вследствие чего он применим в единичном и мелкосерийном производ­ствах, за исключением кругового протягивания.

Современным, точным и производительным способом изготовления зубчатых колес является нарезание зубьев по способу обкатки червяч­ной фрезой, круглым долбяком, реечным долбяком (гребенкой), зубо-строгальными резцами, резцовой головкой, накатыванием зубчатыми валками.

Способ обкатки заключается в том, что зубья на зубчатом колесе образуются при совместном согласованном вращении (обкатке) режу­щего инструмента и заготовки. Так, при зубофрезеровании прямоли­нейные боковые режущие кромки зубьев червячной фрезы, имеющие в осевом сечении трапецеидальную форму, поочередно касаются нарезаемого зуба.

Рассматривая на рисунке 2, г последовательные положения зубьев фрезы (1, 2, 3 и т. д.), видим, что профиль впадины получается посте­пенно и состоит из множества прямолинейных участков, образованных зубьями фрезы. Эти прямолинейные участки накладываются один, на другой и практически образуют не ломаный, а криволинейный (эвольвентный) профиль зуба.

3 Фрезерование зубьев цилиндрических ко­лес и реек дисковыми и пальцевыми модуль­ными фрезами
Фрезерование зубьев колес представляет собой разновидность фасонного фрезерования. Режущие кромки зубьев дисковой и пальцевой фрезы изготовляют по форме впадины между зубьями колеса (рисунок 2, а, б). В процессе работы фреза переносит («копирует») свой профиль во впадину зубьев, создавая, таким образом, две половины профилей двух соседних зубьев. После нарезания одной впадины заготовка поворачивается на один зуб с помощью делитель­ного механизма, фреза снова врезается и по новой впадине между зубьями.

Для нарезания зубчатых колес круп­ных модулей (больше 20 мм) способом копирования, особенно шевронных колес, применяют модульные пальцевые фрезы1 (рисунок 2, б). На зубчатых рейках зубья нарезают также с помощью дисковых мо­дульных фрез, на длинных рейках — на станках специального назначения, имею­щих механизм деления для продольного движения рейки. Фрезеруют одной или двумя (и даже тремя) установленными ря­дом фрезами. При нескольких одновремен­но работающих фрезах одна (или соот­ветственно две) из набора дисковых фрез служит для предваритель­ной прорезки, а другая — для окончательного профилирования зубьев.

В современном машиностроении применяют зубодолбежные станки, производительность которых значительно выше, чем при нарезании зубьев на фрезерных станках, описанных выше. Высокая производи­тельность достигается тем, что в работе одновременно участвует столько резцов (долбяков), сколько нужно нарезать зубьев на заготовке, при­чем резцы имеют форму впадин зубчатого колеса.

Многорезцовую обработку ведут по схеме, приведенной на рисунке 3. Резцы 1 расположены радиально по отношению к заготовке 2. Стружку снимают при возвратно-поступательном вертикальном движении за­готовки 2. Радиальная одновременная подача резцов 1 происходит в нижнем положении заготовки 2, когда заготовка выходит из зацеп­ления с резцами.


Рисунок 3 - Схема многорез­цового зубодолбления
4 Фрезерование цилиндрических колес с прямыми зубьями
4.1 Выбор фрезы

Дисковая модульная фреза для обработки прямых зубьев цилиндри­ческого зубчатого колеса должна точно соответствовать данным, характе­ризующим это колесо (модуль, число зубьев). Поэтому при выборе фрезы необходимо тщательно следить за тем, чтобы имеющиеся на ней надписи совпадали с данными колеса, подлежащего фрезерованию.

Фрезерование зубчатых колес, размеры которых выражены в дюймо­вой системе мер, производится при ремонтных работах. Необходимые для этого дисковые питчевые фрезы обычно отсутствуют и их заменяют иногда модульными фрезами. Заменить питчевую фрезу точно соответствую­щей ей модульной нельзя, поэтому в крайних случаях вместо отсутствую­щей питчевой можно взять только ближайшую к ней модульную фрезу, принимая во внимание правила построения профиля дисковых зуборезных фрез. Пользуясь приводимыми ниже таблицами 1 и 2 и зная характеристику питчевой фрезы (т. е. ее питч и номер), можно подбирать ближайшую к ней модульную, не прибегая к подсчетам [4].
Таблица 1 – Определение по данному номеру питчевой фрезы ближайшего к нему номера модульной фрезы

Номера фрез


Питчевой


ближай­шей модульной


питчевой


ближай­шей

модульной


питче­вой


ближай­шей модульной


питче­вой


ближай­шей модульной


1

о

3

6

5

4

7

2

2


7


4


5


6


3


8


1



Таблица 2 – Определение по данному питчу ближайшего к нему модуля

Питч


Ближайший модуль


Питч


Ближайший модуль


Питч


Ближайший модуль


5


5


9


3


14


1,75


6


4,5


10


2,5


16


1,5


7


4


11


2,25


18


1,25


8


3,5


12


2


20


1



Пример. Вместо фрезы питч 8 подобрать ближайшую модульную. Пользуясь приведенными выше таблицами, определяем, что вместо указанной питчевой фрезы можно взять фрезу модуль 3,5 мм.

Необходимо помнить, что, пользуясь этими таблицами, мы находим только ближайшую модульную фрезу, заменяющую требующуюся питчевую. У зубчатых колес питчей 5, 10, 12, 14, 16, 18 и 20, нарезанных модульными фрезами, выбранными по таблицам, зуб получается несколько толще, чем это должно быть.

Убавить толщину зуба можно или довод­кой его вручную или же разгонкой при фре­зеровании.

У зубчатых колес питчей 6, 7, 8, 9 и 11 зуб получается тоньше, чем должно быть, и поэтому зубчатые колеса, нарезанные модуль­ными фрезами (вместо питчевых), будут рабо­тать с некоторой игрой.


Рисунок 4 - «Летучий» резец
Для фрезерования зубьев питчевого зубчатого колеса, изготовляемого взамен поломанного (не изношенного), может быть использован «летучий» резец (смотри рисунок 4). Профиль этого резца обрабатывается по впадине старого колеса. Впадины изготовляемого колеса следует предварительно проре­зать обыкновенной пазовой или дисковой модульной фрезой, оставив на чистовую обработку профилей зубьев и дна впадины небольшой припуск. Рассмотренный прием может быть использован и при случайном отсут­ствии необходимой модульной фрезы.
4.2 Настройка станка

Положение фрезы, установленной на оправке, проверяется индика­тором. Биение дисковой фрезы не должно превышать значений, указан­ных ниже в таблице 3.
Таблица 3 – Наибольшее допустимое биение дисковой зуборезной фрезы

Модуль фрезы


Радиальное биение в мм


Торцовое биение в мм


До 2,25


0,06


0,06


2,5-5-4


0,08


0,06


4,5-нб


0,08


0,08


6,54-8


0,10


0.08



Относительно обрабатываемого колеса фреза должна занимать среднее положение (плоскость симметрии фрезы должна проходить через линию центров делительной головки и задней бабки).

Правильность положения фрезы проверяется посредством контроль­ного валика (смотри рисунок 5, а) с продольной риской, установленного на центрах делительной головки и задней бабки.







Рисунок 5 - Контрольный валик
Риска, нанесенная на валике, располагается сначала в горизонтальной плоскости, что проверяется посредством рейсмуса, игла которого уста­новлена точно на высоте центров делительной головки и задней бабки. После этого валик поворачивают на 90° и подводят его к фрезе так, чтобы плоскость симметрии последней проходила через риску (смотри рисунок 5, б). Для большей точности установки на некоторых фрезах имеются риски (на затылках зубьев), расположенные в средней плоскости фрезы.

Для закрепления обрабатываемого колеса обычно используется оправка, устанавливаемая в центрах делительной головки и задней бабки.

Из многочисленных конструкций оправок чаще остальных применяется оправка с цилиндрической рабочей частью (со шпонкой или шлицами) с закреплением зубчатого колеса посредством затяжной гайки. При уста­новке зубчатого колеса на такую оправку точность центрирования в большинстве случаев практики получается достаточной; возможность провертывания колеса на такой оправке исклю­чена. При использовании ее возможна установка нескольких колес.

Закрепление зубчатых колес больших диаметров (радиус которых больше высоты центров делительной головки и задней бабки) производится одним из следующих способов.

1. Шпиндель делительной головки устанавливается вертикально, а фрезеруемое колесо располагается горизонтально. Для большей устойчивости под обод колеса устанавливается домкратик, тем не менее, такая установка получается нежесткой. Работа производится вертикальной подачей, т. е. при незакрепленном кронштейне стола, что еще более ухуд­шает условия работы.

2. Под делительную головку и заднюю бабку подкладываются спе­циальные подставки; фреза при этом находится снизу обрабатываемого колёса.

3. Фрезеруемое колесо закрепляется на круглом столе. Это лучший способ установки больших колес. Применение его ограничи­вается устройством делительного механизма круглого стола, обеспечи­вающего возможность лишь простого деления.

Если зубчатое колесо с прямыми зубьями фрезеруется на универ­сальном станке, то стол станка должен быть установлен точно в нулевое положение. Для установки глубины фрезерования подводят закрепленное колесо к медленно вращающейся фрезе до тех пор, пока зуб фрезы не кос­нется обода колеса, что проверяется по мелу. После этого отводят обра­батываемое колесо в сторону и поднимают стол на глубину фрезерования по справочнику [3, с.343] . Отсчет подъема стола производится по лимбу винта вертикальной подачи стола.

Ввиду того, что делительная головка (вернее червячная передача ее) довольно быстро теряет точность, полученную при изготовлении, фре­зерование зубьев точных зубчатых колес обычными способами, часто не дает необходимых результатов. Во многих случаях, кроме того, точность работы даже новой делительной головки ниже той, которую должно иметь фре­зеруемое колесо. Поэтому при обработке точных колес прибегают к непо­средственному делению. Для этого на шпинделе головки устанавливается специальный диск с очень точными делениями, число которых равно числу зубьев фрезеруемого колеса. При небольших размерах этого диска для отсчета поворота колеса служит штифт для непосредственного деления. Лучше, однако, диаметр диска делать возможно больше, а для фиксиро­вания его применять специальный стопорный штифт, закрепляемый на столе станка.

Зубчатое колесо высокой точности получается при работе с опти­ческой головкой [3, с.327]. Погрешность угла поворота колеса не пре­вышает 30".

Обрабатываемое зубчатое колесо должно быть установлено с особой тщательностью. Центры делительной головки и задней бабки должны быть проверены и в случае надобности прошлифованы.
5 Фрезерование цилиндрических колес с винтовыми зубьями
5.1 Выбор фрезы

Выбор фрезы для обработки винтовых зубьев цилиндрических колес производится на основании следующих соображений.

1. Модуль фрезы должен быть равен нормальному модулю обраба­тываемого колеса.

2. Номер фрезы устанавливается не по действительному, а по услов­ному числу зубьев, которое находится по формуле 1
(1)
где zУусловное число зубьев колеса, по которому устанавливается номер фрезы;

zдействительное число зубьев винтового колеса;

β — угол наклона зубьев винтового колеса к его оси в град.

Определение условного числа зубьев винтовых зубчатых колес оди­наковых диаметров при известном передаточном отношении их можно производить по формуле

(2)
где zy — условное число зубьев колеса, по которому устанавливается номер фрезы;

К — коэффициент, значения которого можно найти в таблице [3, с.348];

z — действительное число зубьев обрабатываемого колеса.

5.2 Настройка станка и делительной головки
Стол станка необходимо повернуть на угол, равный углу наклона зубьев фрезеруемого колеса, причем следует учитывать направление (правое или левое) их наклона. Передаточное отношение сменных зуб­чатых колес, соединяющих винт продольной подачи стола с валиком при­вода делительной головки, определяется по формуле

(3)

где i — передаточное отношение сменных зубчатых колес;

А — характеристика станка;

Н — шаг винтовой впадины обрабатываемого зубчатого колеса в мм,

Если шаг винтовой канавки на чертеже зубчатого колеса не указан, то величина его находится по формуле
(4)

где Н — шаг винтовой канавки в мм;

Dд — диаметр делительной окружности зубчатого колеса в мм;

π — 3,14;

β — угол наклона винтовой впадины в град
В формуле (4)

(5)

где Dддиаметр делительной окружности зубчатого колеса в мм;

zчисло зубьев колеса;

тп — нормальный модуль колеса;

β — угол наклона винтовой впадины в град.
Ввиду наличия иногда значительных боковых усилий, возникающих
при фрезеровании винтовых зубьев цилиндрических зубчатых колес,
последние следует закреплять только на оправке со шпонкой. Еще лучше
пользоваться оправкой со шпонкой и коническим хвостовиком, вставляемой
в коническое гнездо шпинделя головки и закрепляемой в нем затяжным
болтом.

Установка фрезы в положение, при котором зубья обрабатываемого зубча­того колеса получаются правильными (не поваленными на бок), производится следующим образом (смотри рисунок 6)


Рисунок 6 - Установка фрезы в нужное положение.
В центрах делительной головки и задней бабки устанавливается валик с продольной рис­кой, которая должна быть расположена в вертикальной плос­кости, проходящей через ось валика. После этого к валику подводят вертикальной подачей медленно вращающуюся фрезу и прорезают в нем небольшую канавку. При правильно установленной фрезе эта канавка располагается относительно риски валика симметрично.
Другой способ установки фрезы состоит в том, что последнюю подводят
сбоку к валику, закрепленному в центрах делительной головки и задней
бабки, до тех пор, пока зубья фрезы не начнут касаться валика, что про­веряется по мелу. Заметив показания лимбов винтов поперечной и вертикальной подач, подводят фрезу к валику с противоположной стороны
(при том же показании на лимбе винта вертикальной подачи) и снова
замечают показания на кольце поперечной подачи. Правильное положе­ние фрезы получается, если стол станка установлен таким образом, что
показание лимба винта поперечной подачи равно полусумме показаний,
полученных при первой и второй его установках. При этом необходимо
учитывать мертвый ход винта поперечной подачи стола.


Установка стола на глубину фрезерования производится по правилам и данным, относящимся к фрезерованию цилиндрических зубчатых колес с прямыми зубьями.

Толщина зубьев винтовых зубчатых колес измеряется штангензубо-мером, [3, с. 342] в направлении, перпендикулярном к боковой поверхности зубьев (по нормали).
6 Фрезерование конических зубчатых колес
6.1 Выбор фрезы. Установка и измерения обрабатываемого колеса

Получить теоретически правильный профиль зубьев конических колес, обрабатывая их на фрезерном станке, нельзя. Вместе с тем, однако, при соблюдении некоторых правил фрезерования отклонения полученного профиля зубьев от теоретического бывают меньше допустимых по условиям работы данного колеса.

Конические зубчатые колеса с числом зубьев, меньшим 25, и длиной зубьев, большей 1/3 длины образующей начального конуса, обрабатывать на фрезерных станках не следует.

При фрезеровании зубьев конических зубчатых колес в зависимости
от способа обработки используются фрезы модуля на внешнем и внутрен­нем торцах колеса. Номер фрезы
в том и другом случае принимается не по действительному числу зубьев колеса, а по условному, которое определяется по формуле
(6)
где zy – условное число зубьев колеса;

zдействительное число зубьев колеса;

α— половина угла при вершине начального конуса данного колеса.


Рисунок 7 - Фрезерование зубьев конического колеса
При фрезеровании зубьев ко­нического зубчатого колеса ось шпинделя делительной головки должна быть установлена(смотри рисунок 7) таким образом, чтобы дно впадины между зубьями было параллельно столу (при горизонтальной подаче) или перпендикулярно ему (при вертикальной подаче). Угол φ определяется по формуле
(7)

где φ — искомый угол установки шпинделя головки в град;

αполовина угла при вершине начального конуса в град;

γ — угол, образованный дном впадины колеса с образующей началь­ного конуса, в град.

В большинстве случаев оси пары конических зубчатых колес образуют
угол 90°. При этом условии угол между дном впадины колеса и образующей
начального конуса можно определять по формуле

(8)

где γ — угол, образованный дном впадины колеса с образующей началь­ного конуса, в град;

α — половина угла при вершине начального конуса зубчатого колеса;

z — число зубьев этого колеса.

Измерение толщины зубьев конических зубчатых талес производится штангензубомером. Толщину зуба следует измерять как со стороны внеш­него, так и внутреннего торца колеса.

Высота зубьев со стороны внешнего торца должна быть равна 2,2т,где т — модуль.
6.2 Способы обработки конических зубчатых колес

Фрезерование зубьев конических зубчатых колес осуществляется на фрезерных станках одним из рассмотренных ниже способов.

Первый способ применяется в случае, если модуль на внут­реннем, торце зубчатого колеса выражается числом, имеющимся в ряде гостированных модулей. Выбрав, как это указано в предыдущем пункте, две фрезы — одну по модулю на внутреннем, а вторую — на внешнем торце колеса, фрезой меньшего модуля прорезают все впадины на полную глубину их. После этого на оправку устанавливают фрезу большего модуля и проре­зают ею только самое начало всех впадин так, чтобы на внешнем торце колеса ясно наметить профили зубьев. Окончательная отделка зубьев производится вручную напильниками. Этот способ, несмотря на наличие ручной работы, при надлежащей тщательности дает хорошие результаты.

При коротких зубьях может случиться так, что фреза меньшего модуля будет врезаться в профиль зуба на внешнем торце. В таких случаях дно впадины необходимо наметить посредством узкой, дисковой или пазовой фрезы, а очертания впадины на внешнем и внутреннем торцах — дисковыми зуборезными фрезами.

Второй способ заключается в следующем. Делительную головку устанавливают на дополнительном поворотном столе. У обрабатываемого колеса фрезеруют все впадины предварительно или дисковой зуборезной фрезой, соответствующей модулю на внутреннем торце колеса и условному числу его зубьев (смотри формулу (6)), или обыкно­венной пазовой фрезой, ширина которой меньше ширины впадины в самом узком ее месте. Предпочтительнее применение модульной фрезы, так как намеченные ею профили зубьев будут полезны при окончательной обра­ботке зубьев специальной фрезой и вручную. Чтобы преду­предить возможность снятия модульной фрезой лишнего металла с головок зубьев по направлению к внешнему торцу колеса, угол наклона шпинделя делительной головки при предварительном фрезеровании зубьев должен быть несколько больше вычисленного по формуле (7). Использо­вание модульной фрезы возможно, однако, лишь в том случае (как и при первом способе), если модуль на внутреннем торце имеется в ряде принятых модулей.

При окончательном фрезеровании зубьев конического колеса угол наклона шпинделя головки должен быть равен определенному по формуле (7) углу. При этом используется специальная фасонная фреза. Профиль ее должен соответствовать профилю зубьев на внешнем торце колеса, но ширина ее, измеренная по делительной окружности, должна быть равна ширине впадины на внутреннем торце колеса.

Дополнительный стол с установленной на нем делительной головкой поворачивается на некоторый угол, после чего у всех зубьев колеса обрабатывается первая сторона. Затем стол поворачивается на такой же угол (считая от среднего положения стола) и у всех зубьев фрезеруется вторая сторона.

Угол поворота стола определяется по формуле

(9)

где β — искомый угол поворота головки («угол сбоя») в град;

В1 — ширина впадины на внешнем торце, измеренная по хорде делительной окружности, в мм;

В2 — ширина впадины на внутреннем торце, измеренная по такой же хорде, в мм;

L, — длина зуба в мм. Величины В1, и В2, а определяются по формулам



(10)
(11)


где В1ширина впадины на внешнем торце, измеренная по хорде дели­тельной окружности, в мм;

bкоэффициент, значение которого берется по таблице [3,с. 342];

m1 — модуль на внешнем торце;

В2 —ширина впадины на внутреннем торце, измеренная по хорде делительной окружности, в мм;

m2— модуль на внутреннем торце.

Если при обработке второй стороны (т, е. после второго поворота головки) зубья фрезы получаются слишком толстыми (что устанавливается измерением первого обработанного зуба), следует подать стол в поперечном направлении на фрезу.


Рисунок 8 - Обработка напильниками поверхности зуба
Зубья колес, обработанные таким способом, подправляются вручную напильниками, причем снимается материал с части поверхности зуба, с обеих сторон его (заштрихованная часть зуба на рисунке 8).

Третий способ отличается от второго только тем, что для окончательной отделки зубьев поворачи­вается не делительная головка, а фрезеруемое колесо (посредством рукоятки головки и делительного диска). Движения рукоятки головки определяются по формуле
(12)

где п — число оборотов рукоятки;

С — половина разности между шириной впадин на внешнем и внутреннем торцах, измеренных по хорде делительной окружности, определяемая по формуле (13);

N — характеристика делительной головки

π – 3,14;

Dд – диаметр делительной окружности колеса по внешнему торцу ее в мм.

Величина С определяется по формуле
(13)
где С — половина разности между шириной впадин на внешнем и внутрен­нем торцах, измеренных по хорде делительной окружности, в мм;

В1 — ширина впадины на внешнем торце, измеренная по хорде дели­тельной окружности, в мм;

В2 — ширина впадины на внутреннем торце, измеренная по хорде делительной окружности, в мм.

7 Фрезерование червячных колес и червяков
7.1 Фрезерование червячных колес

Обработка червячных колес на фрезерных станках производится без помощи специальных приспособлений или с принудительным враще­нием обрабатываемого колеса посредством специального дополнительного устройства.

Фрезерование червячных колес без специальных приспособлений осуществляется в два приема.

Предварительное фрезерование (смотри рисунок 9) производится дисковой зуборезной фрезой. Диаметр этой фрезы должен быть равен (или, в крайнем случае, может быть немного меньше) диаметру червяка, который работает с фрезеруемым колесом. Профиль фрезы должен иметь такие размеры, чтобы после предварительной обработки остались припуски, необходимые для окончательной отделки зубьев.



Рисунок 9 - Предварительное фрезерование червячного колеса
Стол станка поворачивается на угол подъема винтовой линии червяка вправо или влево в зависи­мости от направления подъема винтовой линии.

Величина угла поворота стола находится по формуле

, (14)

где α – угол поворота стола (он же угол подъема винтовой ли­нии червяка) в град;

tшаг зубьев червячного ко­леса (или червяка) в пло­скости симметрии колеса - в мм;

п — число заходов червяка;

dt диаметр начальной окруж­ности червяка в мм;

π =3,14.
После поворота стола фреза должна быть установлена так, как пока­зано на рисунке 9, на которой изображены вид фрезы и колеса сверху При указанном положении фрезы и колеса оси их скрещиваются в плоскости симметрии колеса.

После фрезерования каждой впадины стол станка опускается, колесо поворачивается и стол снова поднимается.

Необходимо тщательно следить за тем, чтобы высота подъема стола (т.е. глубина впадин) была постоянной, используя для этого лимб винта вертикальной подачи.

Глубина впадин должна быть меньше окончательной, чтобы получить припуск на дне впадины для чистовой обработки.

Для определения угла поворота стола при предварительном фрезеровании червячных колес можно воспользоваться таблицами [3,с. 356].

Рисунок 10 - Окончательное фрезерование червячных колес
Окончательное фрезерование червячных колес, обрабатываемых без помощи специальных приспособлений, производится червячной фрезой (рисунок 10), размеры которой (начальный диаметр, угол подъема винтовой линии) должны совпадать с размерами червяка, сцепляющегося с фрезеруемым колесом. Стол станка устанавливают точно в нулевое положе­ние, а фрезеруемое колесо закрепляют на оправ­ке, свободно (без хомутика) установленной в цент­рах делительной головки и задней бабки. Фреза - должна быть расположена точно в плоскости симметрии колеса. Кроме того, необходимо, чтобы середина одного из зубьев фрезы находи­лась в средней плоскости колеса, что достигается перемещением стола станка в поперечном нап­равлении.

Стол постепенно поднимается до тех пор, пока расстояние между осями колеса и фрезерной оправки не будет равно расстоянию между
осями червячного колеса а червяка в их рабочем положении.


В этот момент глубина впадины у колеса будет равна требуемой.

Расстояние между осями колеса и оправки определяется по формуле





(14)



где L —расстояние между осями фрезы и оправки в мм;

Dt —диаметр_начальной окружности червячного колеса в мм;

dt —диаметр начальной окружности червяка в мм.

Обработка червячных колес с принудительным их вращением про­изводится при помощи дополнительного устройства, схема которого пока­зана на рис. 11.



1 —фрезеруемое колесо; 2 — центр задней бабки; 3 — червячная фреза; 4 — фрезерная оправка; 5 — коническое зубчатое колесо; 6 — шпиндель станка; 7 — оправка, вставленная в шпиндель делительной головки; 8 — коническое зубчатое колесо; 9 — валик, вращающийся в подшипниках, закрепленных на направляю­щих станины; 10 — телескопический валик; 11 — валик, вращающийся в подшипниках стойки, закрепленной на столестанка; 12 — делительная головка; 13 — валик привода делительной головки; 14 — сменные зубчатые колеса.
Рисунок 11 - Устройство для принудительного вращения колес

Передаточное отношение сменных зубчатых колес, соединяющих валики 11 и 13, определяется по формуле





(15)


где iпередаточное отношение сменных зубчатых колес;

п — число заходов червяка;

N — характеристика делительной головки (обычно N = 40);

iп — передаточное отношение конических зубчатых колес 5 и 8; оно обычно равно единице;

zчисло зубьев обрабатываемого колеса.

Выбор фрезы и установка ее производятся согласно правилам, указан­ным для окончательного фрезерования зубьев червячных колес при обработке без помощи специальных приспособлений).
7.2 Фрезерование червяков

Червяки обрабатываются специальными дисковыми фрезами, профиль зубьев которых имеет вид трапеции. Угол, образуемый непараллельными сторонами этой трапеции, должен быть равен удвоенному углу зацепления данной передачи, т. е. 40° (при принятом в нашем машиностроении угле зацепления 20°).

При установке фрезы относительно обрабатываемого червяка необхо­димо следить за тем, чтобы вертикальная (или горизонтальная, если фреза подведена сбоку) линия, проходящая через середину профиля фрезы и ее ось, пересекала ось червяка. Для установки фрезы в таком положении поступают так же, как при фрезеровании винтовых зубчатых колес [3, с. 351].

Во избежание вибрации фрезы, которая может получиться вследствие того, что фрезерная оправка закрепляется одним концом, фрезу необходимо установить как можно ближе к торцу шпинделя.



Рисунок 12 - Использование поворотной головки
При малом ходе червяка приходится пользоваться поворотной голов­кой (смотри рисунок 12), устанавливая ее так, чтобы ось фрезы была перпенди­кулярна к оси шпинделя станка. Угол быть равен углу подъема (а не нак­лона) винтовой линии червяка.

Определение этого угла произво­дится по формуле (14).

Передаточное отношение сменных зубчатых колес, соединяющих винт продольной подачи стола с валиком привода делительной головки, опреде­ляется по формуле
, (16)
где i — передаточное отношение смен­ных зубчатых колес;

А — характеристика станка;

tшаг винтовой линии червяка в мм;

n — число заходов червяка.

После того, как профрезерована канавка, образующая первый заход червяка, у зубчатого колеса zп, установленного на валике привода головки, отмечают мелом какой-либо зуб, находящийся во впадине между зубьями колеса zn, расположенного на пальце гитары. Затем делят колесо zп (по зубьям) на столько частей, сколько заходов имеет фрезеруемый червяк; для этого число зубьев колеса zп должно быть кратным числу заходов червяка, что надо учитывать при подсчете сменных колес.

Все зубья, разделяющие колесо zп на требующееся число частей, а также впадину между зубьями колеса zг, в которой находится отмечен­ный зуб колеса zп. помечают мелом. Затем расцепляют колеса zn и zг (отводя для этого в сторону гитару) и поворачивают шпиндель головки, а следовательно, и колесо zп до тех пор, пока против отметки на колесе zг не окажется следующий,' помеченный мелом, зуб колеса zп После этого соединяют колеса zп и zг и прорезают на червяке вторую канавку и т. д.

При очень малых углах подъема винтовой линии червяка (а следо­вательно, и при малом ходе этой линии) передаточное отношение сменных зубчатых колес получается настолько большим, что передача движения от ходового винта шпинделю делительной головки происходит толчками, а иногда даже установка сменных колес, соответствующих данному пере­даточному отношению, не удается совсем.

В таких случаях выводят из зацепления червяк и червячное колесо делительной головки и соединяют винт продольной подачи станка и шпин­дель делительной головки посредством сменных зубчатых колес, последнее из которых устанавливается на конце валика, закрепленного в шпинделе головки.

Передаточное отношение этих колес находится по формуле




(17)


где i — передаточное отношение сменных зубчатых колес;

t — шаг червяка в мм;

п — число заходов червяка;

S — шаг винта продольной подачи стола в мм.

Заключение

Проанализировав способ фрезерования зубчатых колес методом копирования можно сделать следующие выводы:

Такой способ применяют в индивидуальном и мелкосерийном произ­водствах, а также при ремонтных работах, на горизонтально-фрезерных станках с делительными головками. Недостатками этого способа яв­ляются:

1. Низкая степень точности обработки зуба, так как дисковые модульные фрезы изготовляют с приближенными профилями зубьев, причем каждый типоразмер фрезы рассчитан на несколько смежных чисел зубьев нарезаемых колес в определенном интервале.

Обычно для каждого модуля изготовляют наборы дисковых фрез, охватывающие все числа зубьев и диаметры нарезаемых колес.

По стандарту имеется три набора из 8, 15 и 26 дисковых фрез, которыми с небольшой погрешностью, укладывающейся в пределы допуска, можно нарезать зубчатые колеса с разным числом зубьев. Чем больше модуль колеса, тем сильнее будут сказываться неточности. Поэтому для более точных работ применяют набор из 15 дисковых фрез, а для самых точных — из 26 дисковых фрез.

Таким образом, при этом способе нарезания получается лишь приближенный профиль зубьев на нарезаемом колесе.

2. Низкая производительность и высокая себестоимость обработки (большое машинное и вспомогательное время). Низкая производи­тельность является результатом прерывности процесса обработки, вызывающей потери времени на врезание фрезы при каждом очеред­ном зубе, на индексирование (поворот на зуб) заготовки, на подвод заготовки к фрезе, а также относительно малым числом зубьев фрезы, работающих одновременно.

Современным, точным и производительным способом изготовления зубчатых колес является нарезание зубьев по способу обкатки червяч­ной фрезой, круглым долбяком, реечным долбяком (гребенкой), зубо-строгальными резцами, резцовой головкой, накатыванием зубчатыми валками.


Список литературы:
1. Барбашов Ф.А. Фрезерные работы: Учебное пособие для сред. проф.-техн. училищ. – М.: Высш. шк., 1986 – 208 с.

2. Мурашев Н.В. Фрезерное дело: Учебник. – М.: Высш.шк., 1986 – 264 с.

3. Оглоблин А.Н. Справочник фрезеровщика. – М.: Машиностроение, 1998 – 446 с.

4. Серебрицкий П.П. Краткий справочник станочника. – М.: Дрофа, 2008. – 655 с.

1 Указанный способ обработки шевронных колес применяют главным образом в единичном производстве: более производительным методом является образование зуба тремя резцами на специальном зубострогальном станке, долбяком по методу обкатки двух цилиндрических колес и методом обкатки зубчатой пары: рейка — зуб­чатое колесо.




Скачать файл (104 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации