Эвольвентные профили зубчатых колес нарезают на металлорежущих станках методом копирования (рис. 4.11) и методом обкатки или огибания (рис. 4.12).
1. Метод копирования заключается в последовательном фрезеровании впадин между двумя зубьями. Профиль инструмента должен совпадать с профилем впадины между зубьями нарезаемого колеса (рис. 4.11, в ). За один проход инструмент нарезает одну впадину между двумя соседними зубьями. Затем возвращается в исходное положение и заготовка поворачивается на угол .
После получения поверхностей в измельчителе поверхности будут обработаны. Это первое изготовление будет создавать поверхности, которые не будут идеальными, поэтому детали должны быть измерены, чтобы показать различия между теоретическими поверхностями и фактическими, достигнутыми в дробилке. Проанализировав существующие различия, инженерный отдел внесет исправления, необходимые для достижения идеальной поверхности. С помощью этих новых исправлений вы возвращаетесь к машине для исправления поверхностей.
После этого замкнутого цикла куски, оставшиеся после этих операций, представляют собой куски, поверхности которых попадают в требуемые пределы качества. Работая таким образом, используя все этапы, из первой части достигается стабильное производство. В следующих разделах каждая фаза процесса показана более подробно.
Инструментом могут быть модульная (рис. 4.11, а ), дисковая модульная фреза или пальцевая модульная фреза (рис. 4.11, б ), строгальный или долбежный резец, протяжка, шлифовальный круг и др.
Недостаток метода – большая номенклатура применяемого инструмента, так как для колес с разными числами зубьев нужен новый инструмент из-за изменения профиля впадины. Кроме этого, в процессе нарезания зубьев колес режущий инструмент изнашивается, изменяя профиль режущий части, а также при изготовлении самого инструмента неизбежны погрешности, которые переносятся на нарезаемое колесо, в результате чего точность зацепления снижается. Для внесения изменений в геометрию зубьев необходимо изготовить новый (специальный) инструмент, что трудоемко и неэкономично.
Спиро-кривошипная конструкция
Поэтому его необходимо постоянно искать, чтобы контактная зона была той, которая обеспечивает наименьшую ошибку передачи, в дополнение к тому, что контактное напряжение не превышает критические значения для материала. Для проведения исследования и улучшения необходимо начинать с первоначального проекта, чтобы убедиться, что он действителен или, наоборот, его можно улучшить. В этом случае анализ пары передач дает следующие результаты.
Рисунок 9: Поведение редуктора в исходной конструкции. Результат, полученный на этой первой стадии проектирования, не является желательным. Зона контакта не соответствует идеальной теоретической линии, на самом деле она даже не близка. Что касается ошибки передачи, значения слишком высокие, так что во время работы нет проблем, поэтому она также недействительна. Наконец, видно, что существуют области, где контактное напряжение слишком велико.
а б в
Рис. 4.11. Методы копирования для нарезания зубчатых колес
Для уменьшения номенклатуры инструментов допускается одним инструментом нарезать колеса одинакового модуля с одинаковой формой впадины между зубьями (когда число зубьев колес незначительно различается, например, z = 10...12), при этом вносится допустимая погрешность изготовления.
Первым шагом в оптимизации является поиск лучшего контактного адреса, который способен к самой большой ошибке позиционирования. Как можно видеть на фиг. 10, новый контактный адрес обеспечивает лучшее распределение площади контакта, якобы улучшающее работу упомянутой пары зубчатых колес. Добавляя небольшие модификации параметров машины, достигается улучшенный профиль фланца.
Рисунок 10: Поведение редуктора в оптимизированной конструкции. Из-за большой сложности проблемы и из-за той части, с которой она сталкивается. Наилучшим методом достижения требований качества является метод независимого фланцевого шлифования. В этом производственном формате каждый фланец изготовлен без учета обратного. Например, любая модификация, выполняемая на вогнутой стороне, не копируется на выпуклый фланг, так как инструмент никогда не будет соприкасаться с двумя боковыми сторонами одновременно.
2. Метод обкатки (огибания) заключается в том, что режущему инструменту и заготовке сообщается такое же относительное движение, которое совершают зубчатые колеса, находящиеся в зацеплении.
В качестве инструмента применяются производящее колесо 2 – долбяк (рис. 4.12, б ), производящая рейка 2 (гребенка ) (рис. 4.12, а ) с прямолинейным профилем зубьев, червячная фреза 2 (рис. 4.12, в ) и др.
Производство путем шлифовки из твердого
В этом случае будут использоваться два одинаковых шлифовальных круга, но один позже будет направлен к выпуклой стороне, а другой - к вогнутому флангу. Из-за качеств, которые необходимо достичь, необходимо обеспечить, чтобы куски в момент их поступления на машину имели очень специфические характеристики качества. Как правило, опорная поверхность и контрольный диаметр необходимы для центрирования детали на машине. Очевидно, что если перед тем, как начать вырезать шестерню, это уже приводит к предыдущей ошибке, эта ошибка будет добавлена к передаче.
Инструмент,
применяемый при нарезании колес методом
обкатки на зубострогальных и зубофрезерных
станках, стандартизован. Угол профиля
рейки
,
коэффициент высоты головки зуба для
нормальных зубьев
,
для укороченных –
(рис. 4.5).
Именно поэтому это ключевой момент. Другая не менее важная часть - это дизайн инструмента. Эта статья не является предметом изучения всей различной типологии необходимых инструментов, поэтому она не собирается вдаваться в подробности в этом вопросе. Короче говоря, общая погрешность, которая получается в передаче, будет суммой всех присущих ошибок, вызванных расхождениями в производственном процессе.
Наконец, необходимо определить, в какой машине будут выполняться производственные и контрольные операции.
- Диаметр колеса. 69 мм ≤ Ш ≤ 230 мм Макс.
- Ширина зуба = 58 мм Максимальные обороты шпинделя = 000 об / мин.
- Максимальный первичный диаметр коронки = 275 мм.
Преимуществом метода (огибания) обкатки является то, что одним и тем же инструментом изготавливают колеса с различными числами зубьев, поэтому номенклатура зуборезного инструмента получается значительно меньшей, чем при методе копирования.
Рис. 4.12. Метод обкатки
Измерение и перенастройка параметров
После того, как вы определили инструменты, инструменты и машины, пришло время начать производство. В это время необходимо, чтобы фаза проектирования, производства и контроля была объединена. Сделав удобную конструкцию, которая ищет наилучший контакт между поверхностями, эти сгенерированные поверхности должны быть отправлены на машину через пост-обработку. В то же время для последующего управления в измерительной машине такие теоретические поверхности также будут отправляться на контрольную машину.
При нарезании зубчатых колес копированием и огибанием могут иметь место соответственно наложение (интерференция) и подрезание ножки зуба. Число зубьев, при котором происходит подрезание ножки зуба, называют минимальным.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка ТММ-2 (рис. 4.13, а ) или ТММ-3 (рис. 4.13, б ) позволяет моделировать процесс изготовления зубчатого колеса методом огибания (обкатки) – нарезания зубьев инструментальной рейкой.
Как обсуждалось выше, используемым способом изготовления является использование независимых флангов. Было определено, что производственный процесс, необходимый для правильной обработки деталей, является. Сильная атака.
- Черновая обработка выпуклой стороны.
- Разбавление вогнутой стороны.
- Проклеены.
- Готовая выпуклая сторона.
- Готовая сторона.
Установка ТММ-2 состоит: из подвижной каретки 3 , на которой крепится рейка 2 ; поворотного диска 1 , на котором крепится с помощью зажимного диска 9 и винта 10 бумажный диск-заготовка 11 ; клавиши 5 и зажимного рычага 4 ; прижимных винтов 6 ; направляющей проволоки 8 и рукоятки 7 .
На этой установке бумажный диск 11 имитирует заготовку колеса, зубчатая рейка 2 – исходный производящий контур режущего инструмента. В процессе движения рейка огибает диск 11 как ИПК заготовку. При перемещении рейки 2 влево на один шаг y заготовка поворачивается на угол = y /r . При последовательном обведении зубьев рейки карандашом на диске получаются профили зубьев, которые моделируют в реальном масштабе зубья колеса, изготавливаемого на станке.
Настало время начать с первого этапа прореживания до цементирования. Как только шлифовальный круг и заготовка собраны на машине, рабочий цикл можно запустить на машине, определенной на этапе предварительного проектирования. После завершения операции будет проверен тип сгенерированной поверхности. Чтобы убедиться, что оно было получено, измерение будет проводиться с использованием точек на поверхности. В этом случае выбранная сетка представляет собой сетку из 9 столбцов и 5 строк. То есть, поверхность будет определена на 45 пунктов.
Рисунок 12: Распределение сетки для измерения. Как уже было сказано, нет контрольных параметров, чтобы знать, хорошо это или плохо, существует только теоретическая поверхность, которая должна быть противопоставлена порождаемой поверхности. На рисунке 13 показано сравнение теоретической поверхности и обрабатываемой поверхности.
Рейку 2 можно смещать относительно заготовки (диска 11 ) в радиальном направлении с фиксацией положения на линейной шкале.
Рис. 4.13. Лабораторные установки ТММ
Cтраница 1
Рисунок 13: Ошибки, возникшие на первом этапе производства. Черная сетка представляет собой ранее разработанную теоретическую поверхность. Красный показывает, что представляет собой текущее искажение в отношении теории. Чтобы исправить эти отклонения, снова начинается этап проектирования. После получения информации об ошибках они могут внести необходимые изменения для исправления этой ошибки. Может случиться так, что ошибка настолько высока, что нет возможности ее исправить. На этом этапе вы всегда должны стараться сделать максимально простые исправления, потому что чем сложнее они, тем больше сложность движения, которое должно выполнять машина.
Производство зубчатых колес является трудоемким и сложным процессом. Высокое качество зубчатого колеса и экономичность его изготовления формируется на всех этапах производства, начиная с проектирования и кончая его изготовлением.
Производство зубчатых колес является одной из сложных и трудных областей машиностроения, требующей большой производственной культуры и специальных знаний по теории зацепления, резанию металлов, металловедению, технологии машиностроения.
Если ошибка слишком высока, даже если соответствующие поправки сделаны, теоретическая сетка не может быть достигнута. Когда у вас есть необходимые параметры для исправления ошибок, вы должны вернуть машину, чтобы в следующем цикле внести исправления. Как видно, после механической обработки и повторного измерения получены следующие результаты.
Рисунок 14: Поверхность, созданная после исправлений. Последовательный процесс будет таким же, как и предыдущий. Выполните цикл обработки, а затем измерьте. После измерения нарисуйте различия между теоретической и реальной сеткой, чтобы снова иметь возможность на этапе проектирования исправить эти ошибки. Опять же, этап проектирования должен быть связан с этапами измерения и производства, потому что для внесения необходимых изменений машина должна будет получить изменения, которые должны быть сделаны.
Производство зубчатых колес высокого качества должно начинаться с получения правильной формы заготовки. Неточная заготовка является первым источником образования большинства погрешностей в зубчатом зацеплении, которые при последующей обработке нельзя исправить. Поэтому при разработке нового технологического процесса особое внимание необходимо уделять точности обработки поверхностей в заготовках, которые принимают в качестве базовых на операциях зубообработки, контроля и сборки. Для получения точных зубчатых колес в технологический процесс вводят дополнительные доводочные операции для обработки посадочных отверстий, шеек и базовых торцов заготовок. Большие припуски повышают трудоемкость изготовления и снижают качество обработки. Хорошая заготовка является результатом правильного выбора конструкции, метода получения заготовки, материала и механической обработки. Транспортировка заготовок при механической и термической обработках также является важным фактором в производстве точных заготовок.
Как вы можете видеть, типичная концепция мастерских, пытаясь быть независимой от инженерии, не работает на этих типах предметов. Обе группы должны работать вместе, если они хотят получить продукт с такими особыми требованиями. Для дальнейшего усложнения изготовления этого механизма ранее было отмечено, что он должен быть цементирован. Это цементирование выполняется после описанной выше черновой обработки. Здесь может быть много разных мнений, зачем тратить время на получение такой хорошей поверхности, если это черновая обработка?
Ответ ясен, после операции цементирования шестерня подвергается серьезной деформации, так что шестерня не может быть закончена, а затем обработана, поскольку невозможно выполнить требования к качеству. Другая причина для настройки поверхности при черновой обработке заключается в том, что таким образом у вас уже есть лучшая конфигурация машины для достижения поверхности теоретической стороны. И, наконец, необходимо иметь идеально распределенный цементный слой по всей передаче и, следовательно, необходимо, чтобы шероховатая поверхность была наиболее похожа на конечную конечную поверхность.
При производстве зубчатых колес по методу обкатки в некоторых случаях получается, что головки режущего инструмента врезаются в ножки зубьев нарезаемого колеса. В результате этого ножки зубьев нарезаемого ко-леса оказываются как бы подрезанными (рис. 22.29), откуда и само явление получило название подрезания.
При производстве зубчатых колес осуществляют три вида контроля: профилактический, текущий и приемочный. Профилактический контроль включает в себя контроль средств производства; станка - геометрический и кинематический; инструмента - нового и после заточки; приспособления - вне станка и на станке; заготовки - после ее обработки, на станке - перед выполнением технологических операций обработки изделия, с целью обеспечения требуемой точности изготовления зубчатых колес. Этот вид контроля особенно эффективен при производстве зубчатых колес, червяков и червячных колес, поскольку имеется тесная связь между точностью средств производства и точностью готового изделия.
После цементации все грани и диаметры, которые ранее использовались для поддержки и центровки детали в инструменте, стали ненужными. Кусок нужно переделать, чтобы получить некоторые записи, где он может снова поддержать кусок. После того, как у вас есть чистая область, вы можете собрать деталь в инструменте, чтобы начать операцию отделки. Операцию шлифования проводили методом измельчения из твердого вещества, поэтому в каждом проходе было такое же количество материала. Теперь, после цементирования и с деформацией, тот же материал отсутствует на боку, что еще больше усложнит настройку, чтобы закончить шестерню.
В производстве зубчатых колес производят профилактический контроль технологических средств, используемых при зубообработке. Для крупногабаритных колес он в значительной мере заменяет приемочный контроль.
При производстве зубчатых колес по методу обкатки в некоторых случаях получается, что головки режущего инструмента врезаются в ножки зубьев нарезаемого колеса. В результате этого ножки зубьев нарезаемого колеса оказываются как бы подрезанными (рис. 22.29), откуда и само явление получило название подрезания.
Нынешняя ситуация заключается в том, что у вас есть цементированный зуб с различным материалом вдоль зуба. Если температура шлифования превышена при приложении мощности, может случиться, что температура отпуска превышена, что происходит структурное изменение детали и что деталь сжигается. Если это произойдет, часть будет напрямую отвергнута.
Процесс, который следует выполнить, чтобы закончить кусок, тот же, который использовался для черновой обработки. Взаимодействие между конструкцией-дизайном-контролем должно быть повторно использовано, чтобы иметь желаемую поверхность. Чтобы проверить процесс, как было исправлено на цементированной территории, на куске должна быть проведена сильная атака, чтобы увидеть, что эта деталь не пострадала от каких-либо ожогов на ее поверхности в любое время. Выполнение следующего процесса.
При производстве зубчатых колес осуществляют три вида контроля: профилактический, текущий и приемочный. Профилактический контроль включает в себя контроль средств производства: станка - геометрический и кинематический; инструмента - нового и после заточки; приспособления - вне станка и на станке; заготовки - после ее обработки, на станке - перед выполнением технологических операций обработки изделия, с целью обеспечения требуемой точности изготовления зубчатых колес. Этот вид контроля особенно эффективен при производстве зубчатых колес, червяков и червячных колес, поскольку имеется тесная связь между точностью средств производства и точностью готового изделия.
При производстве зубчатых колес по методу обкатки в некоторых случаях получается, что головки режущего инструмента врезаются в ножки зубьев нарезаемого колеса. В результате этого ножки зубьев нарезаемого колеса оказываются как бы подрезанными (рис. 20.29), откуда и само явление получило название подрезания.
В производстве зубчатых колес применяются следующие типы дисковых фрез: стандартные комплекты фрез нормального ряда из 8, 15 или 26 номеров, специальные чистовые дисковые фрезы для нарезания определенного колеса, черновые дисковые фрезы.
В производстве зубчатых колес черновое зубонарезание является одной из самых трудоемких операций. Процесс чернового нарезания зубьев конических колес протекает в более тяжелых условиях, чем другие операции обработки зубьев. Свыше 80 % металла из впадин зубьев срезается при черновом нарезании и приблизительно 20 % металла удаляется на остальных зуборезных операциях. Кроме того, процесс чернового нарезания осуществляется при высокой температуре в зоне резания с выделением большого количества тепла. Тяжелые условия резания усугубляются еще и тем, что существующие конструкции резцовых головок не имеют достаточной жесткости и регулировки резцов, вследствие чего резцы в головке располагаются недостаточно точно. При работе такими головками создаются удары в кинематической цепи станка, что отрицательно действует на работу механизмов и резко снижает стойкость сложного дорогостоящего инструмента. Низкая стойкость резцовых головок связана также со снижением производительности зуборезных станков. Частая смена таких головок при работе требует много времени на снятие, установку, заточку головок и подналадку станков.
В производстве зубчатых колес заточка режущего инструмента оказывает существенное влияние на точность изготовления зубчатых колес и изнашивание инструмента. Неправильно заточенные инструменты снижают точность обработки и подвергаются повышенному и неравномерному изнашиванию. На стойкость инструмента большое влияние оказывает твердость и структура металла режущих кромок. Другой опасностью чрезмерного перегрева является появление мелких трещин, например, в основании зубьев червячной фрезы, которые часто приводят к поломке зубьев. Изменение структуры и уменьшение твердости на передней поверхности режущей кромки является следствием большого местного теплообразования при заточке. Устранения этих недостатков можно достигнуть путем подачи обильного охлаждения в зону заточки. В конце цикла заточки, после правки шлифовального круга, необходимо производить выхаживание не только для повышения точности, но и улучшения шероховатости поверхности.