Шевингование – снятие стружки с зубчатых колес

1 Шевингование зубчатых колес – суть и особенности операции

Описываемый процесс базируется на операции соскабливания "лишней" стружки с обрабатываемой детали (колес из легированной и высоколегированной стали) кромками режущего приспособления из быстрорежущей стали. Причем выполняется такая операция при скольжении по отношению друг к другу шевера и профилей зубьев колеса, которое подвергается обработке. Под шевером понимают зубчатую рейку либо зубчатое колесо, характеризуемое наличием режущих кромок на поверхностях (боковых) зубьев.

Последние формируются канавками поперечного вида. Относительное проскальзывание достигается за счет монтажа детали и шевера на агрегат для выполнения рассматриваемой нами операции под определенным углом наклона. Данный угол равняется алгебраической разности или сумме углов наклона рабочего инструмента и заготовки. Если указанные элементы направлены в разноименные стороны, перед значением угла ставят знак "минус", если они имеют одноименный наклон – "плюс".

По сути, профили зубьев монтируются таким способом, чтобы со скрещивающимися под заданным углом осями они создавали зубчатую винтовую передачу. На практике пытаются добиться показателя угла от 10 до 15 градусов. Шевер вращает зажатую в центрах устройства деталь. Калибрование профиля осуществляется на линии самой короткой дистанции между осями колеса и режущего инструмента.

По этой причине снятие стружки по всей ширине заготовки будет эффективным в том случае, если колесо перемещается вдоль данной линии. Осуществляется указанное перемещение несколькими разными методами при помощи подач следующего вида:

• поперечной;
• продольной;
• тангенциальной;
• диагональной.

При использовании продольной подачи длина зуба колеса идентична длине хода. Интересующая нас линия в такой ситуации относительно режущего инструмента является неподвижной, а значит, обкатка выполняется одинаковыми кромками шевера, которые пролегают через пятно контакта (именно оно представляет собой кратчайшую линию). Понятно, что подобная процедура приводит к тому, что кромки инструмента изнашиваются неравномерно.

При перемещении стола в перпендикулярном к оси заготовки направлении (подача поперечного типа) кромки зубьев изнашиваются равномерно. Кроме того, необходимое перемещение шевера получается более коротким. Примерно таким же, как и при диагональной подаче, которая характеризуется тем, что режущее приспособление функционирует большей шириной. Минимальное же перемещение отмечается при тангенциальной подаче. При ней стол подается под углом (прямым) не к обрабатываемому колесу, а непосредственно к оси шевера.

Практическим путем доказано – осциллирующее движение, сообщенное в плоскости обработки шеверу и колесу, обеспечивает множество преимуществ при осуществлении тангенциальной и поперечной подачи. В частности, следующих:

• интенсификация сил трения, а также их стабилизация при выполнении операции снятия стружки с детали;
• снижение до 0,32–0,63 мкм показателя шероховатости;
• снижение времени процедуры за счет облегчения условий обработки зубчатого колеса и возможности проведения ее за один проход (при этом шероховатость заготовки не ухудшается).

Важно, чтобы частота указанного осциллирующего движения была не больше 100 и не меньше 20 Гц.

2 Обработка колес облегающими и червячными шеверами

Зацепление стандартного по конструкции шевера с обрабатываемыми зубьями характеризуется контактом точечного вида. При его использовании точка скрещивания осей в обязательном порядке должна передвигаться вдоль заготовки (зубчатого ее венца). Необходимость в этом отпадает, если эксплуатируются режущие инструменты с линейным контактом, для которых продольная подача не нужна. Такие шеверы именуют облегающими.

Они гарантируют снижение машинного времени, требуемого для обработки зубчатых колес, а также считаются незаменимыми при необходимости придания зубьям бочкообразной формы. Но стоит заметить, что облегающие шеверы обеспечивают меньшую точность детали, нежели дисковые стандартные инструменты. Показатель точности для таких приспособлений, как правило, определяют приближенно.

Особенности облегающих шеверов:

• они имеют не эвольвентную боковую поверхность: в развертке на плоскость зуб описывается вогнутыми линиями, а не прямыми, как в случае использования стандартных инструментов (по сути, зубья шевера характеризуются определенной седлообразностью);
• зацепление колеса и инструмента для обработки осуществляется по линейчатой поверхности зацепления, а не по самостоятельной его линии.

Шеверы червячного типа рекомендованы для шевингования (чистового) червячных колес. Выполнен такой инструмент в виде червяка с зубчиками небольших размеров (насечками), нанесенными сбоку винтов. Конкретный вид и размеры червячного шевера зависят от параметров и формы червяка производимой пары, которые задаются чертежом на изготовление детали (техническим заданием).

Обработка деталей с применением червячных приспособлений допускается при круговой и радиальной их подаче. При круговой подаче витки шевера сопрягаются с зубьями колеса с боковым зазором, при радиальной – без зазора.

3 Зубошевинговальный станок 5702А – характеристики и описание

Чистовую обработку цилиндрических незакаленных зубчатых колес (спиральные и прямые зубья) выполняют на специальных станках – 5701, 5708, 5702, 5717 и других. Они имеют примерно одинаковые технические характеристики, отличаясь между собой:

• возможностями по обработке наибольшего диаметра колес;
• скоростью движения;
• используемым видам подач;
• мощностью привода;
• модулем колес для обработки.

Кратко рассмотрим подробнее один из таких агрегатов – зубошевинговальный станок 5702А, который активно применяется в условиях массового и серийного производства. Далее приведены его основные параметры:

• 6 мм – максимальный модуль обрабатываемого изделия;
• 2,8 кВт – мощность двигателя;
• 200 мм – максимальное сечение зубчатого колеса, с которым может работать установка;
• 78–395 об/мин – наибольшая и наименьшая скорость движения.

Станок оснащается гидравлическим приводом подач радиального типа, электромеханическим – продольного типа. Его можно использовать и для диагональной подачи колеса. Вращение шевера, который располагает 10-ью ступенями, обеспечивает главный электродвигатель. Настроить ступени можно при помощи зубчатых сменных колес.

Правая бабка агрегата дает возможность зажимать пинолью заготовку в рабочих центрах. Головка рабочего инструмента позволяет осуществлять настройку угла зацепления благодаря тому, что она способна поворачиваться в обе стороны на угол от 0 до 35 градусов.

Продольные подачи выполняются посредством двигателя мощностью 0,6 кВт. Подачи радиального вида происходят за счет передвижения консоли рабочего стола вертикально (через зубчато-реечную передачу и гидравлический цилиндр). На станке также можно работать с бочкообразными зубьями. Подобная универсальность агрегата и предопределила его востребованность.