Методы чистовой отделки шестерён - Технология механической обработки металлов

Технологии обработки металлов
Перейти к контенту

Главное меню:

Методы чистовой отделки шестерён

С увеличением быстроходности машин (двигателей, станков и др.) встает проблема получения бесшумных шестерён. Шум шестерён вызывается ненормальными условиями работы зубчатой передачи, влекущими за собой ускоренный износ ее; шум вредно влияет также на человеческий организм.
В последнее время проводятся большие исследовательские работы по данному вопросу.
Но в настоящее время весь комплекс причин шума шестерён ещё не выявлен и не найдены правильные и производительные методы изготовления бесшумных шестерён.
Улучшение качества шестерён получено:
1) при нарезании зуба, где точность достигает сотых и тысячных долей миллиметра;
2) при термической обработке за счёт применения цитирования и газовой цементации, дающих значительно мепыпую деформацию шестерён, чем обычная закалка;
3) применением новых методов окончательной обработки зубьев, позволяющих получить шестерни с точностью’ до 2—3 ц (1р = 0,001 мм), и 4) применением неметаллических шестерён. Заводы США н Европы ведут работы по изысканию новых методов окончательной обработки зуба, по заглушению шума шестерён — путём подбора конфигураций корпусов коробок скоростей—и по изысканию способов перехода на гибкие шестерни из специальных сортов стали.
Причины шума зависят не только от обработки зуба, но и от сборки, неточности изготовления корпусов и валиков, деформации валиков, смазки и пр.
Чистовая отделка шестерён производится следующими методами:
1) обкаткой;
2) комбинированной обкаткой;
3) шевинг-процессом;
4) шлифованием,
5) притиркой и приработкой;
6) хопинг-процессом;
7) подбором шестерён.
Обкаткой называется получение гладкой поверхности зубьев сырой шестерни путём вращения её между тремя вращающимися закалёнными шлифованными шестернями (эталонами), точность которых
достигает + - 5 µ. Однако с получением гладкой хорошей поверхности зуба шестерни профиль зуба ухудшается из-за получаемого наклёпа, который еще значительнее ухудшает профиль зуба после термообработки. В 1935 г. этот метод был немного изменён и получил название комбинированной обкатки.
Комбинированная обкатка, иначе называемая бёрниш-процессом, отличается от обыкновенной обкатки только инструментом. Обкатывающие эталоны снабжены канавками, проточенными по зубу перпендикулярно оси шестерни или по спирали.
Канавки образуют режущие кромки, которые при обкатывании срезают или вернее соскабливают тонкую волосообразную стружку. Изготовляются эти шестерни из быстрорежущей стали, обладающей твёрдостью по Роквеллу (шкала С) 62 — 64 кг/мм2.
Комбинированная обкатка вследствие соскабливания металла уменьшает отрицательные свойства обкатки, но не устраняет основных недостатков её, как то: наклёпа и биения шестерни, а поэтому данный способ рекомендуется применять только для более рационального использования уже имеющихся зубообкаточных станков.
Наиболее распространённые станки для обкатки— фирмы Болендер; эти же станки применяются и для комбинированной обкатки. На фиг. 556 показан станок Болендер со снятой крышкой.
Станок для обкатки шестерен типа Болендер с открытой крышкой
Фиг. 556. Станок для обкатки шестерен типа Болендер с открытой крышкой
Шевинг-процесс применяется для чистовой отделки сырых шестерен. При этом способе соскабливаются очень мелкие стружки, благодаря чему значительно исправляется эксцентриситет начальной окружности, ошибки в шаге, в профиле эвольвенты и в угле спирали.

Шевер-режущая шестерня для шевинг-процесса.
Фиг. 557. Шевер-режущая шестерня для шевинг-процесса.
Шевинг-процесс производится двумя способами. По первому способу шевинг-процесс выполняется на станках типа Неншииел Броч при помощи специального инструмента, называемого шевер-шестернёй (фиг. 557), представляющего собой режущую шестерню с 12 канавками глубиной 0,8 мм, прорезанными на боковых сторонах каждого зуба; канавки образуют режущие кромки, которые и соскабливают волосообразную стружку.
Расположение шевора при шевинг-процессе
Фиг. 558. Расположение шевора при шевинг-процессе
Обрабатываемая шестерня на оправке закрепляется в центрах стола (фиг. 558), шевер располагается над ней под углом 15° (при наклоне зубьев шевера тоже на 15° — в случае обработки цилиндрических шестерён с прямым зубом), образуя как бы винтовую передачу, т. е. передачу со скрещивающимися осями; при этом шевер производит равномерное соскабливание стружки по всей ширине зуба.
Образующееся зацепление дополняется осевым перемещением обрабатываемой шестерни, величина которого должна быть немного больше толщины шестерни. Помимо вращения и осевого движения шестерни для равномерного снятия стружки по всему профилю стол имеет вертикальное перемещение на величину от 0,025 до 0,075 мм. на один ход стола.
Осевая подача берётся от 0,2 до 0,5 мм. на один оборот обрабатываемой шестерни. Мотор мощностью 2 лошадиные силы через шестерённую передачу передает вращение шеверу с постоянной — скоростью 2 м/сек. После окончания каждого хода шевер, меняя вращение,обрабатывает другую сторону зуба.
Станок «Дуплекс» для одновременного шевингования двух венцов шестерни
Фиг. 559. Станок «Дуплекс» для одновременного шевингования двух венцов шестерни
Техническая характеристика станка типа 571 для шевинг-процесса шевинг-шестерней
Таблица 67. Техническая характеристика станка типа 571 для шевинг-процесса шевинг-шестерней
Схема шевингования блок-шестерни на станке «Дуплекс»
Схема шевингования шестерни двумя шоверами на станке «Дуплекс»
Фиг. 560. Схема шевингования блок-шестерни на станке «Дуплекс»
Фиг. 561. Схема шевингования шестерни двумя шоверами на станке «Дуплекс»
Такой же станок для повышения производительности изготовляется в виде «дуй леке», т. е. с двумя суппортами для шеверов (фиг. 559), из которых один располагается над изделием так же, как и в станке, изображённом на фиг. 558, а другой под изделием.
Применение двух шеверов позволяет шевинговать одновременно две шестерни или блок из двух шестерён (фиг. 560) или одну шестерню сразу двумя шеверами (фиг. 561).
Щевер-рейка для шевинг-процесса
Фиг. 562. Щевер-рейка для шевинг-процесса
Шевер-рейка для обработки шестерён со спиральным зубом
Фиг. 563. Шевер-рейка для обработки шестерён со спиральным зубом
Станок работает так же по принципу скрещивающихся осей, как и одношпнндельный, но разница заключается в том, что у одношпиндельного станка шевер вращает изделие, а у станка «Дуплекс» изделие приводят во вращение шеверы оба одновременно.
Оба шевера имеют осевое поступательное движение и независимо один от другого регулируются на длину хода. Вертикальная подача каждого шевера регулируется кулачками, вращающимися от отдельного мотора.
Техническая характеристика станка отечественного производства типа 571 для шевинг-процесса шевинг-шестернёй приведена в табл. 67.
По второму способу шевинг-процесс производится па стайках типа Мичиган Тул при помощи специального инструмента — шевер- рейки (фиг. 562 и 563), состоящей из отдельных зубьев с канавками, образующими 76 режущих кромок на стороне каждого зуба. Шевер-рейка изготовляется с точностью до 0,6 µ.
Станок для шевинг-процесса шестерён шевер-рейкой
Фиг. 564. Станок для шевинг-процесса шестерён шевер-рейкой
Стол станка передвигается вдоль оси с закреплённой на нём шевер-рейкой (фиг. 664). Так же, как и шевер-шестерня, шевер-рейка изготовляется с наклонными зубьями для обработки шестерён с прямым зубом; в случае же обработки шестерён с косым зубом с углом наклона около 16° шевер имеет прямые зубья, расположенные перпендикулярно оси, образуя в том и другом случае винтовую зубчатую передачу (фиг. 362 и 363); обработка одной шестерни производится примерно за 15—25 двойных ходов стола.
Точность обработки шестерён шевипг-процессом, установленная ЭНИМО на заводе при обработке 400 шестерён:
Точность обработки шестерён
Шевер-рейка может обрабатывать до 30 000 шестерён до переточки, допуская 15—20 переточек; шевер-тпестерня обрабатывает от 5000 до 15 000 шестерён до переточки, допуская всего 4 переточки, причём стоимость шевер-шестерни в 5 раз меньше, чем шевер-рейки. Ввиду дорогой стоимости шевер-рейка применяется редко.
Большинство шестерён после шевинг-процесса поступает в термическую обработку, которая снижает достигнутую точность и чистоту поверхности. Тем не менее большинство заводов применяет шевинг-процесс, чтобы получать шестерни только с ошибками термической обработки, исключая при этом ошибки механической обработки.
Станки, работающие шевер-шестерней, экономически выгоднее, но дают менее высокую точность, чем станки, работающие шевер-рейкой; однако точность их вполне достаточна для многих отраслей машиностроения.
Основное преимущество шевинг-процесса заключается в том, что можно ограничиваться только черновым нарезанием на зуборфезерных станках и шевинг-процессом, не прибегая к чистовому нарезанию на зубодолбёжных станках. Это уже практикуется многими американскими автомобильными заводами, выпускающими высококачественные автомобили.
Tehnologija-obrabotki-metallov.ru
При копировании материалов с сайта активная обратная ссылка на источник обязательна
Назад к содержимому | Назад к главному меню