Зуборезная обработка
Зуборезные работы – это вид механической обработки (мехообработки). Компания выполнит любые виды зуборезных работ: нарезание зубчатых колес, нарезание конических шестерен, червячных передач, в том числе – глобоидного зацепления, шлицевые соединения, шевронное зацепление и другие.
Наша организация имеет достаточно мощный инструментальный участок, чтобы выполнять зуборезные работы по чертежам заказчика.
Наше предприятие имеет возможность произвести следующие виды работ:
- Нарезание прямозубых цилиндрических колес, внешнего и внутреннего зацепления;
- Нарезание косозубых цилиндрических колес;
- Нарезание прямозубых конических колес;
- Зубодолбление цилиндрических колес;
- Нарезание червячных пар;
- Нарезание шлицевых валов (эвольвентные);
- Зубо-шевенгование цилиндрических колес;
- Зубошлифование цилиндрических колес;
- Закругление, зубо-заострение зубьев цилиндрических колес;
- Конические шестерни с круговым зубом;
- Шестерни конические по чертежам;
- Изготовление конических передач;
- Нарезка конических пар;
- Шлицевые валы;
- Шлицевые втулки;
- Изготовление тормозных шкивов;
- Шкивы по чертежам;
- Червячные передачи;
- Изготовление червячных пар;
- Червячные пары по чертежам.
Для зуборезных работ наш цех использует модульные фрезы и долбежку. В зависимости от метода зубонарезания – применяют модульные дисковые или пальцевые фрезы и зуборезные головки.
Для работы методом копирования, зуборезные гребёнки, червячные фрезы, долбяки, зубострогальные резцы и резцовые головки для работы методом обкатки.
Дисковая фреза является фасонной и имеет затылованный зуб, профиль которого в радиальной плоскости соответствует профилю впадины нарезаемого зубчатого колеса.
Пальцевая фреза – модульная фреза с затылованным зубом, применяется в основном для нарезания косозубых и прямозубых колёс с модулем свыше 20 мм.
Профиль фрезы в осевом сечении при нарезании прямозубых цилиндрических колёс соответствует профилю впадины колеса.
Фрезы для нарезания шевронных или косозубых зубчатых колёс имеют более сложный профиль. В процессе зуборезных работ зуборезная головка применяется для одновременного нарезания всех впадин зубчатого колеса за несколько проходов. Профиль рабочей части каждого резца представляет собой копию впадины между зубьями.
Зуборезная гребёнка – зубчатая рейка, работающая как фасонный строгальный резец.
- Гребёнки прямозубые служат для нарезания цилиндрических зубчатых колёс;
- Косозубые – для нарезания шевронных колёс;
Прямозубые гребёнки изготавливаются двух типов: без переднего угла, с передним углом, устанавливаемые перпендикулярно направлению резания.
Косозубые гребёнки имеют наклонные зубья (под углом 30°) с расположением передней поверхности параллельно торцу нарезаемого колеса.
Червячная фреза применяется для чернового и чистового нарезания зубчатых колёс.
Различают фрезы для нарезания:
- цилиндрических колёс с прямыми и косыми зубьями;
- червячных колёс;
- конических колёс с криволинейными зубьями и глобоидных колёс.
Наибольшее распространение при обработке цилиндрических зубчатых колёс с прямыми и косыми зубьями имеют червячные фрезы с прямолинейным профилем в нормальном сечении.
Долбяк предназначен для нарезания зубьев колёс с наружным и внутренним зацеплением. Долбяк представляет собой режущий инструмент, выполненный в виде зубчатого колеса с режущими элементами.
Зубострогальные резцы в зуборезных работах применяются для нарезания конических зубчатых колёс для наружного зацепления, изготавливаются из быстрорежущей стали. По назначению различают резцы прорезные (черновые и чистовые). Наиболее распространенным профилем зубчатого колеса является эвольвента.
Максимальные параметры зубчатых колес: нарезание зубчатых колес до 1000мм модуль 42.
Высокое качество продукции, индивидуальный подход к заказчикам и профессионализм в работе – приоритеты, на которых основана деятельность нашей организации в г. Санкт-Петербург.
Проводим зуборезные работы:
Нарезаем шестерни (вал-шестерни) цилиндрические со следующими параметрами:
- Наружный зуб: диаметр внешнего зацепления до 2000 мм, высота 1000мм, модуль до 36-го (некоррегированного) включительно, нарезается в обкате.
- Внутренний зуб: диаметр внутреннего зацепления до 800 мм, модуль до 12-го включительно.
- Профили зубьев: эвольвентные, Новикова(урал-2н), гипоидный (на круговом зубе).
- Типы: прямозубые, косозубые, шевронные, круговые(спиральные).
- Изготавливаем шестерни (вал-шестерни) конические: с круговым зубом диаметром до 920 мм, модуль зуба до 16-го включительно, конусное расстояние до 420 мм.
- Изготавливаем шестерни (вал-шестерни) конические: с прямым зубом диаметром до 1200 мм, модуль до 30-го включительно.
- Производим венцы зубчатые диаметром до 4300 мм, модуль зуба до 40-го при H<330 мм.
- Изготавливаем зубчатые муфты МЗ1.
Методы обработки зубьев
Принципиально все виды обработки зубьев основаны на двух методах: копирования и обкатки.
Копирование заключается в том, что каждая впадина зубьев обрабатывается инструментом, имеющим профиль впадины (дисковая и пальцевая фреза, шлифовальный круг, протяжка). Во время обработки деталь не вращается, а по окончании она поворачивается на угол, равный 360°/z.
Этот метод имеет ограниченное применение при чистовой обработке зубьев вследствие низкой производительности и трудности получения точных профилей инструмента.
Более широко он применяется при черновой обработке зубчатых колес, а также при использовании таких специальных способов нарезания, как полуобкатный способ нарезания конических передач с круговыми зубьями, круго-диагональное протягивание цилиндрических зубчатых колес.
Обкатка заключается в том, что при зацеплении заготовки и инструмента ему необходимо придать также дополнительное движение, обеспечивающее процесс резания, а при зацеплении пары сопряженных цилиндрических колес, одно из которых является инструментом – долбяком, – возвратно-поступательное.
При зацеплении зубчатого колеса с рейкой, являющейся инструментом, ей также придается возвратно-поступательное движение резания.
В червячной передаче инструментом является червяк – червячная фреза.
В осевом сечении ее зубья образуют рейку, которая при каждом обороте фрезы смещается вдоль ее оси на величину шага. Таким образом, сопряженное вращение червячной фрезы и заготовки воспроизводит зубчато-реечную передачу.
Для распространения процесса резания на всю поверхность заготовки червячной фрезе придают еще дополнительное движение – подачу вдоль оси заготовки.
Возможность получения эвольвентных зубьев на детали при использовании в качестве инструмента рейки с прямолинейными режущими кромками имеет большое практическое значение. При этом достигается высокая точность изготовления инструмента и зубчатых колес с минимальными затратами.
Принцип получения зубчатых колес с помощью инструмента, имеющего прямолинейный профиль, лежит в основе таких способов нарезания зубьев, как фрезерование червячными фрезами, долбление гребенками, шлифование.
При долблении долбяками, шевинговании профиль инструмента имеет эвольвентную форму, но обрабатывается он шлифовальным кругом с прямолинейной образующей.
В массовом производстве наибольшее распространение получили виды зубообработки, основанные на методе обкатки (см. таблицу №1).
Таблица №1
Экономически целесообразная точность различных методов зубообработки в массовом производстве.
| Вид зубообработки |
Тип станка | Тип и класс точности |
Степень точности зубчатого венца | Шероховатость Ra, мкм |
|---|---|---|---|---|
| Зубофрезерование цилиндрических колес |
Зубофрезерные общего назначения. Зубофрезерные повышенной точности |
Фрезы червячные классов: АААВС. Фрезы червячные класса АА |
8-8-98-8-108-9-108-9-107-8-8 | 1 252 55101 25 |
| Зубодолбление цилиндрических колес |
Зубодолбежные вертикальные общего назначения |
Долбяки классов АААВ |
8-7-98-8-98-8-9 | 1 252 55 |
| Холодное калибрование цилиндрических колес |
Станки для холодного калибрования |
Накатник | 7-8-7 | 0,63 |
| Зубохонингование цилиндрических колес |
Зубохонинговальные | Абразивный шевер |
В пределах исходной точности | 1,25-0,63 |
| Зубошлифование цилиндрических колес |
Зубошлифовальные, работающие по методу обкатки |
Абразивный червячный круг | 6 | 0,63-0,32 |
| Дисковый конический двусторонний круг |
6-7 | 1,25 | ||
| Два тарельчатых круга |
4-5 | 1,25 | ||
| Зубошлифовальные, работающие по методу копирования |
Плоский круг Фасонный круг |
56 | 0,63-,320,63 | |
| Зубофрезерование конических колес с круговыми зубьями |
Зуборезные общего назначения | Резцовая головка | 9 | 2,5-1,25 |
| Круговое протягивание конических колес с прямыми зубьями |
Зубопротяжные | Дисковая протяжка | 11 | 2,5-1 |
| Зуботочение цилиндрических зубчатых колес (под шевингование) |
Специальные станки для зуботочения | Резцовая головка | 9-9-10 | 10 |
| Контурное зубодолбление | Станки для контурного зубодолбления |
Резцовая головка: черновая чистовая |
10-10-99 | 2010 |
| Зубошевингование цилиндрических колес |
Зубошевингование | Шеверы классов: АВС | 7-7-87-8-87-8-8 | 0,631,25-0,631,25 |
| Зубострогание конических колес с прямыми зубьями |
Зубострогальные общего назначения |
Резцы зубострогальные | 9-10 | 2,5-5 |
| Зубошлифование конических колес |
Зубошлифовальные | Шлифовальные круги | 8 | 1,25-0,63 |
| Зубопритирка конических колес | Зубопритирочные | Абразивные порошки | 8 | Не выше 1,25 |
| Зубофрезерование конических колес с прямыми зубьями |
Зуборезные общего назначения | Две спаренные дисковые фрезы | 9-10 | 5-2,5 |
Примечания:
1. Степень точности цилиндрических колес дана по ГОСТ 1643-81, конических – по ГОСТ 1758-81.2.
2. Шероховатость боковой поверхности зубьев приведена по ГОСТ 2789-73.
Рекомендуемые технологические процессы механической обработки зубчатых колес.
Исходными данными для разработки технологического процесса изготовления зубчатого колеса являются:
- Чертеж детали; сборочный узел с зубчатым колесом;
- Годовой выпуск деталей;
- Требования к применяемому оборудованию, инструменту, оснастке, к точности зубчатого венца и работе зубчатого колеса в передаче;
Высокое качество изготовления зубчатого колеса обуславливается точностью заготовки. Для обеспечения высоких режимов резания на операциях ее механической обработки особое внимание следует уделять предварительной термической обработке.
Обеспечение высокой и стабильной точности базовых поверхностей – непременное условие современного технологического процесса. Зубообрабатывающие операции должны выполняться на оборудовании с достаточным резервом мощности и жесткости.
Особое внимание необходимо уделять контролю наладок зубообрабатывающих станков с помощью современного измерительного оборудования с записью погрешности. Для устранения забоин нужно своевременно снимать заусенцы и образовывать фаски. Окончательная термическая обработка должна проводиться с учетом химического состава материала с целью обеспечения минимальных деформаций, требуемой структуры и твердости поверхности и сердцевины зуба.
В необходимых случаях вносятся коррективы в параметры зубчатого венца с учетом деформаций при термообработке. Финишные операции, как правило, выполняются с базированием по зубчатому венцу. Не следует забывать и таких технологических приемах повышения качества зубчатых колес, как притирка и подбор в пары.
Немаловажным условием качественности процесса является высокая чистота на всех технологических переходах.
Для ее обеспечения необходимо ввести операцию мойки деталей.
В таблице №2 приведен технологический процесс, рекомендуемый для изготовления цилиндрических зубчатых колес 9-10-й степени точности по ГОСТ 1643-81, широко применяемых в тракторной промышленности.
Для автомобильных зубчатых колес 7-8-й степени точности при соблюдении последовательности операций должны быть несколько ужесточены технические требования к зубонарезанию.
Таблица № 2
| Операция | Последовательность выполнения операции | База | Оборудование | Технологические требования к выполняемой операции |
|---|---|---|---|---|
| Токарная | Обточить наружный диаметр торца венца и ступицы, зенкеровать и расточить отверстие | Наружный диаметр, торец венца, отверстие | Токарный вертикальный восьмишпиндельный полуавтомат типа 1К282 |
Точность: наружного диаметра – Н14 отверстия – Н12, Н1 3 линейных размеров по ширине венца, ступицы – Н12, Н13 |
| Протяжная | Протянуть шлицевое отверстие |
Торец ступицы | Протяжной вертикальный полуавтомат типа 766 |
Точность внутреннего диаметра шлицевого отверстия – Н8 |
| Хонинговальная | Хонинговать внутренний диаметр шлицевого отверстия | Торец ступицы | Хонинговальный аппарат типа 3822 | Точность внутреннего диаметра шлицевого отверстия – Н7 |
| Токарная | Обточить наружный диаметр торца венца и ступицы | Внутренний диаметр шлицевого отверстия | Токарный автомат типа 1723 |
Точность: наружного диаметра – Н1 3линейных размеров по ширине венца ступицы – Н10, Н11 биения торцов венца и ступицы относительно отверстия – не более 0,03 мм |
| Моечная | Промыть деталь специальным раствором, осушить | – | Машина моечная проходного типа | – |
| Контрольная | Проверить линейные размеры, нет ли черноты, забоин, заусенцев | – | Контрольные приспособления | В пределах заданных допусков |
| Зубофрезерная | Фрезеровать зубья | Внутренний диаметр шлицевого отверстия, торец венца | Продукционный зубофрезерный автомат типа ВС-А23 или ВС-2000 | Точность зубчатого венца в пределах 8-9-9-й степени точности по ГОСТ 1643-81 |
| Зубофасочная | Фрезеровать фаски по контуру зуба с двух сторон | Внутренний диаметр шлицевого отверстия, торец ступицы | Зубофасочный автомат ВС-500 | В пределах заданного допуска |
| Моечная | Промыть деталь специальным раствором | – | Машина моечная проходного типа | – |
| Зубошевинговальная | Шевинговать зубья | Внутренний диаметр шлицевого отверстия, торец ступицы | Шевинговальный автомат типа 5702В |
Точность зубчатого венца в пределах 8-й степени по ГОСТ 1643-81 |
| Моечная | Промыть деталь специальным раствором | – | Машина моечная проходного типа | – |
| Контрольная | Проверить параметры зубчатого венца и шлицевого отверстия | Внутренний диаметр шлицевого отверстия, торец ступицы | Прибор для контроля межосевого расстояния, калибр шлицевой | Точность зубчатого венца в пределах 8-й степени по ГОСТ 1643-81 |
| Термическая | Нитроцементировать с непосредственной закалкой, отпуск | Внутренний диаметр шлицевого отверстия, торец венца | Безмуфельный двухрядный агрегат типа 0819 |
Глубина нитроцементации 0,7-1,1 мм; Твердость поверхности HRC 56-63; Твердость сердцевины зубьев HRC 25-38. Погрешность отверстия в пределах 0,05 мм; Неплоскостность торца венца не более 0,03 мм. |
| Контрольная | Проверить параметры зубчатого венца, шлицевого отверстия, качество | Внутренний диаметр шлицевого отверстия, торец ступицы. | Прибор для контроля межосевого расстояния, калибр, прибор для контроля твердости, свидетель-образец | Точность зубчатого венца в пределах 9-8-8-й степени по ГОСТ 1643-81; Твердость поверхности HRC 56-63; Твердость сердцевины HRC 25-38; Глубина нитроцементации 0,7-1,1 мм; Структура-по инструкции. |
| Хонинговальная | Хонинговать внутренний диаметр шлицевого отверстия | Торец ступицы | Хонинговальный аппарат 3822 |
Точность внутреннего диаметра H8 |
| Шлифовальная | Шлифовать торец ступицы | Внутренний диаметр шлицевого отверстия | Торцекруглошлифовальный станок типа 3Т161 | Биение торца ступицы относительно внутреннего диаметра шлицевого отверстия не более 0,05 мм |
| Шлифовальная | Шлифовать второй торец ступицы | Торец ступицы | Плоскошлифоваальный станок с круглым столом типа 3П756 | Непараллельность торцов ступицы не более 0,03 мм |
| Зубохонинговальная | Хонинговать зубья | Торец ступицы, внутренний диаметр шлицевого отверстия | Зубохонинговальный станок типа 5В913 | Точность зубчатого венца в пределах 9-8-8-й степени по ГОСТ 1643-81; шероховатость боковой поверхности зубьев R=1.25 |
| Моечная | Промыть детали специальным раствором | – | Моечная машина проходного типа | – |
| Контрольная | Проверить параметры зубчатого венца, шлицевого отверстия и линейные размеры | Внутренний диаметр шлицевого отверстия, торец ступицы | Прибор для контроля межосевого расстояния, скобы, пробки, калибры | В соответствии с требованиями чертежа |