Шестерни со шлифованными зубьями применяются во многпх отраслях машиностроения (авиамоторостроение, автомобилестроение, станкостроение и др.).
Шлифование зубьев увеличивает точность незакаливаемых и в особенности закаливаемых шестерён, которые подвергаются деформацпи во время термической обработки.
Шлифование зубьев с эвольвентным профилем производится:
1) методом копирования при помощи фасонного круга с эвольвентным профилем и 2) методом обкатки.
Станки, работающие по методу копирования, начинают широко распространяться благодаря значительно большей производительности по сравнению со станками, работающими методом обкатки; однако эти станки дают меньшую точность.
Шлифование производится кругом, профиль которого соответствует впадине зубьев, аналогично дисковой модульной фрезе.
Фиг. 572. Заправка шлифовального круга алмазами для шлифования зубьев шестерён.
Круг заправляется особым копировальным механизмом при помощи трёх алмазов (фиг. 672); он шлифует две стороны двух соседних зубьев.
Для шестерён с различными модулями и количеством зубьев приходится иметь отдельные шаблоны для зацравки круга алмазами. Такие станки применяются главным образом в крупносерийном и массовом производствах, а иногда и в среднесерийном (станкостроение).
Фиг. 573. Станок типа Gear Grinding Со (Англия) с фасонным шлифовальным кругом для шлифования зубьев шестерён больших размеров.
На фиг. 573 показан наиболее распространённый станок, работающий методом копирования, фирмы Gear Grinding Go (Англия).
Шлифование зубьев по методу копирования встречает затруднение в том отношении, что при большом числе зубьев шлифуемой шестерни
имеет место износ шлифовального круга; если зубья шлифуются в последовательном порядке, будет получаться максимальная ошибка между первым и последним профилями зубьев; для предотвращения этого рекомендуется повёртывать шестерню не на один зуб, а на несколько, тогда влияние изнашивания шлифовального круга будет сказываться на всей окружности шестерни, что не будет давать большой ошибки между соседними зубьями. Достигаемая точность 0,010—0,015 мм.
Второй метод шлифования зубьев (метод обкатки) менее производителен, но даёт большую точность (до 0,0025 мм); шлифование производится двумя или одним кругом.
Фиг. 574. Зубошлифовальный станок типа Пратт Витней.
Зубошлифовальный станок фирмы Пратт Витней шлифует одним кругом 1 (фиг. 574), затачиваемым двумя алмазами по профилю рейки и укреплённым в головке А, совершающей возвратно-поступательное движение вдоль зуба шестерни.
Шлифуемая шестерня В, закрепляемая на оправке в центрах двух бабок стола, совершает относительно шлифовального круга движение обкатки.
Это движение, образующее профиль эвольвенты, осуществляется специальной, весьма точной шестерней С, называемой «мастер-шестернёй», находящейся на одной оси со шлифуемой шестернёй; при возвратно-поступательном движении стола D, перпендикулярном оси шестерни, она катится по рейке Е (фиг.575), тоже весьма точной, называемой мастер-рейкой (А и В—положение зубьев «мастер-шестерни»).
Фиг. 575. Мастер-рейка зубошлифовального станка типа Пратт Витней.
Шлифование зубьев осуществляется за 2—4 оборота шестерни в зависимости от припуска, оставляемого под шлифование (0,1—0,3 мм на толщину зуба), и требуемой точности; из этого числа 1-2 оборота идут на черновое шлифование с увеличенной подачей и 1-2 оборота на чистовое шлифование с уменьшенной подачей.
Станок фирмы Найльс работает почти аналогично, но отличается вертикальным расположением осей.
Распространённый зубошлифовальный станок Мааг работает двумя тарельчатыми кругами, расположенными под углом 30° или 40°, образующими как бы профиль реечного зуба, по которому и происходит обкатка шестерни.
На фиг. 676 показаны расположение кругов и схема обкатки шестерни.
Несколько шестерён закрепляется на оправке, которая крепится в центрах бабок, расположенных на столе; стол имеет возвратно-поступательное движение на величину Я = В + 6, где В — суммарная ширина шестерён в мм, а Ь — величина перебега стола, т. е. увеличение длины хода на вход и выход шлифовального круга, равное от 40 до 140 мм в зависимости от модуля.
Автоматический поворот шестерни на один зуб происходит после одно- или двукратного прохождения шестерён под шлифовальными кругами. Обычно на шлифование оставляют припуск 0,1—0,2 мм на толщину зуба, снимаемый за два прохода или более.
Окружная скорость кругов 27—32 м/сек. Число обкаток, т. е. качаний шестерён относительно кругов, бывает от 164 до 244 в 1 мин., а осевая подача шестерён за одну обкатку — от 1,08 ДО 3,1 мм.
Тарельчатые круги шлифуют зубья узкой полоской 2—3 мм, поэтому давление и нагрев получаются незначительными, что, конечно, повышает точность шлифования.
Фиг. 576. Схема шлифования зубьев шестерни на станке Мааг.
Для предотвращения погрешностей, связанных с износом шлифовальпых кругов, станок снабжён специальным приспособлением (фиг. 577) для автоматической регулировки их.
Каждые 3—6 секунд к обоим кругам подходят рычажки с плоско зашлифованными алмазами, и, если положение шлифующей плоскости круга изменилось не более чем на 0,001 мм. рычажок отходит обратно; если же вследствие износа шлифующей плоскости положение её изменилось более, чем на указанную величину, рычажок замыкает ток и пускает в ход вспомогательный механизм, сообщающий каретке с кругом необходимое перемещение до правильного положения шлифующей плоскости. Основной недостаток станка Мааг — малая производительность и высокая стоимость его.
Фиг. 577. Приспособление для автоматической регулировки положения шлифовальных кругов у зубошлифовальных станков Мааг.
По такому же принципу, но одним кругом А (фиг. 578), работают станки типа Рейнекер, шлифующие сначала одну сторону зубьев, а
потом другую. Станки типа Валькотт(фиг. 579),Лиз Брад- нер и Рейнекер работают одним камнем диаметром 600— 800 мм.
Они шлифуют сначала одну сторону (фиг. 579, положение 1) всех зубьев,потом, после перестановки шестерни и шпинделя, — другую сторону (фиг. 579, положение 2); благодаря большому диаметру круга осевая подача шестерни не треч буется, но при этом имеется возможность шлифовать только по одной шестерне и не шире 40 мм.
На станке Валькотт (фиг. 679) обкатка шестерни осуществляется при помощи барабана А с копиром, сообщающего возвратно- поступательное движение столу.
Фиг. 578. Схема шлифования зубьев шестерни на станке типа Рейнекер.
На фиг. 580 изображён зубошлифовальный станок типа Рейнекер с кругом диаметром 800 мм, шлифующий шестерни, максимальный диаметр которых равен 100 мм.
Фиг. 579. Зубошлифовальный станок типа Валькотт.
На фиг. 681 показан зубошлифовальный станок той же фирмы, имеющий два размера: № 1—с кругом диаметром 200 мм шлифует шестерни диаметром от 60 до 400 мм. № 2—с кругом диаметром 300 мм шлифует шестерни диаметром от 400 до 1000 мм.
Фиг. 580. Зубошлифовальный станок типа Рейнекер с кругом диаметром 800 мм для шестерён с максимальным диаметром 100 мм.
Фиг. 581. Зубошлифовальный станок типа Райнекер.
Шлифование конических шестерён
Для шлифования зубьев конических шестерён с прямым и косым зубьями применяется станок типа Рейпекер (фиг. 582), работающий по тому же принципу, что и зубострогальный станок той же фирмы для конических шестерён. Максимальный диаметр шестерён 400 мм, а шлифовального круга—200 мм, наибольший модуль 8, мощность мотора—3 л. с.
Фиг. 582. Зубошлифовальный станок типа Рейнекер для шлифования зубьев конических шестерён с прямым и косым зубьями.
