Статьи

Метод копирования состоит в том, что впадины зубчатых колес формируют фасонные фрезы специального профиля.

Метод применяют для нарезания зубчатых колес не выше 9-й степени точности.

Методом копирования фрезеруют зубчатые колеса на станках горизонтально-фрезерных (68) и вертикально-фрезерных (61). Главное движение — вращательное — совершает фреза; движения продольной подачи — заготовка. После фрезерования каждой впадины стол с заготовкой отводят в исходное положение с поворотом заготовки на заданный угол.

Дисковыми модульными фрезами нарезают цилиндрические, а также предварительно конические зубчатые колеса. Фрезы поставляют наборами из 8—15 штук. Материал фрез — быстрорежущая и легированная сталь 9ХС, сплав ВК6М.

Пальцевые модульные фрезы используют для фрезерования шевронных, крупномодульных прямо- и косозубых колес, червяков.

Зубодолбежными головками нарезают зубья колес с модулем свыше 4 мм. Головкой обрабатывают на станке 51 одновременно все зубья колеса за несколько рабочих ходов. Высокая производительность делает применимым этот способ в крупносерийном и массовом производстве.

Зубчатые колеса (ЗК) во многих современных машинах являются непременным элементом передачи движения. Наибольшее распространение получили цилиндрические, конические, реечные зубчатые и червячные передачи. Распространенными профилями зубьев зубчатых колес являются эвольвентные (очерчены по эвольвенте) и передачи Новикова (профили зубьев очерчены дугами окружности).

Стандартизовано 12 степеней точности зубчатых колес (1, 2, 3 и т. д. в порядке убывания точности). Для каждой степени точности установлены нормы кинематической точности (кинематика), плавности работы (плавность), пятна контакта зубьев (контакт). Сокового зазора (зазор).

Отсчетные зубчатые передачи должны иметь высокую кинематическую сочность. Для скоростных передач важным требованием является плавность работы. К силовым передачам предъявляются требования получения наибольшего пятна контакта зубьев. Для реверсивных передач определяющее значение имеет размер бокового зазора.

Независимо от степени точности стандартизированы виды сопряжений зубчатых передач: А, В, С, Д, Е, Н. Каждому виду сопряжений соответствует вид допуска на боковой зазор (зазор уменьшается от сопряжения А к Н).

Профильные поверхности фрезеруют фасонными и червячными фрезами, наборами фрез. Червячными фрезами нарезают методом обкатки зубцы храповиков, звездочек и т. п.

Копирное фрезерование может быть прямого действия (копировальный ролик формирует траекторию движения фрезы) или со следящим приводом (электрическим, гидравлическим, пневматическим), который через усилитель передает команду исполнительному механизму станка. Более совершенной является обработка фасонных поверхностей на копировально-фрезерных станках (64) и станках с ЧПУ (6 — ЧПУ).

Шлифованием получают разнообразные фасонные поверхности. Для обработки кулачков применяют специальные круглошлифовальные станки (31), на которых столу с заготовкой сообщается движение от копира, профиль которого соответствует профилю шлифуемого кулачка. Фасонное врезное шлифование производят с профильной правкой абразивного круга (по дугам окружности выпуклые или вогнутые).

Разнообразные фасонные поверхности обрабатывают на поперечно-строгальных (73), долбежных (74), горизонтально-протяжных (75), вертикально-протяжных (76, 77) и др. станках.

В современной технике используются детали с фасонными (сложными) поверхностями, что обусловлено условиями работы, конструктивными и др. требованиями.

Фасонные поверхности обрабатывают разнообразными методами: фасонным режущим инструментом, с помощью копиров, по настроенным кинематическим цепям, на станках с числовым программным управлением и др.

Фасонные поверхности можно обрабатывать на разнообразных станках: токарных, фрезерных, строгальных, долбежных, протяжных, шлифовальных и др.

Ознакомимся с некоторыми методами обработки фасонных поверхностей на токарных станках.

Обработку фасонных поверхностей ведут фасонными резцами (РЕЗЕЦ), поворот которых производят с помощью червячной передачи. Сферические поверхности заготовок можно обработать с помощью рычажных приспособлений (РЫЧАГ) (одну опору рычага закрепляют на станине станка, другую — на суппорте).

При обработке фасонной поверхности по копиру ролик воспроизводит необходимую траекторию движения и передает ее на резец. Таким способом обрабатывают кулачки, криволинейные канавки. Эксцентрические поверхности обрабатывают с помощью специальных патронов, позволяющих создать эксцентриситет.

Накатывание резьб заключается в формообразующей де формации материала заготовки при ее прокатывании между плоскими плашками или цилиндрическими роликами (наружная резьба) или же бесстружечными метчиками (внутренняя резьба).

Метод накатывания обладает рядом достоинств: получаемая резьба более прочная и износостойкая, высокая производительность, значительная экономия материала, т. к. процесс происходит без снятия стружки. Накатывают металлические материалы с прочностью до 850 МПа и твердостью до 37HRCэ.

Накатывание метрических наружных резьб плоскими плашками производят на резьбонакатных станках (автоматах). Одна из двух плашек неподвижна, а другая в процессе работы, движется возвратно-поступательно. Этим способом изготавливают крепежные болты, шурупы для дерева и др. Материал плашек — стали Х12М, Х6ВФ, 6Х6ВЗМС. Их твердость 60 HRCэ.

Более точные резьбы получают накатыванием роликами (двумя или тремя) при использовании одной из трех видов подач: радиальной, тангенциальной, осевой. Способ применяют для получения метрических резьб на резьбонакатных станках. При этом оси роликов и заготовки параллельны. Обрабатываемые заготовки должны иметь твердость 160 — 400 НВ. Материал роликов идентичен материалу плашек. Используют резьбонакатные головки с роликами.

Для накатывания внутренних резьб применяют бее-стружечные метчики (машинно-ручные, гаечные), которыми обрабатывают внутренние резьбы с твердостью поверхности НВ ≤ 140. Материал бес-стружечных метчиков — быстрорежущая сталь. В качестве обрабатываемого материала применяют алюминий и его сплавы, медь, латунь, сталь.

Внутренние (в сквозных и глухих отверстиях) резьбы нарезают метчиками. Для этих целей используют метчики ручные (комплекты из двух штук), машинно-ручные (одинарные или комплекты из двух или трех штук), машинные, гаечные.

С помощью автоматных гаечных метчиков с изогнутым хвостиком нарезают метрические резьбы на гайкорезных автоматах.

Конические метчики используют для нарезания трубной конической резьбы на сверлильных и резьбонарезных станках.

Ручные метчики изготавливают из стали У11А, У12А, остальные — из быстрорежущих сталей Р6М5, Р9Ф5.

Внутреннее резьбонарезание гребенчатыми резьбовыми фрезами производится за 1 — 1*1/4 оборота заготовки при отсутствии вспомогательных ходов. Это обеспечивает высокую производительность обработки по сравнению с резьбонарезным резцом.

Резьбовыми резцами обрабатывают и внутренние резьбы при двух относительных движениях заготовки и инструмента: вращательном вокруг ее оси и поступательном вдоль оси.

Нарезанием резьб круглыми плашками получают резьбы метрические (М), трубные цилиндрические (G), трубные конические (R). Плашки изготавливают из стали 9ХС или ХВСГ. Нарезание резьбы плашками производят на станках токарных (16), револьверных (13), токарных автоматах (11).

С помощью резьбовых резцов нарезают метрические, трапецеидальные и др. резьбы. Для этих целей применяют стержневые, призматические и круглые резцы. Резьбонарезание производят по профильной и генераторной схемам.

Резьбонарезание, производимое резьбонарезными головками с круглыми или плоскими гребенками, применимо для получения наружных метрических (М), трубных цилиндрических (G), конических (R) резьб на токарных (16), револьверных (13), болторезных и трубонарезных станках. Гребенки изготавливают из быстрорежущих сталей Р9Ф5 и Р14Ф4

Фрезеруют резьбы с помощью фрез гребенчатых резьбовых (для нарезания коротких наружных резьб) и дисковых резьбовых (для предварительного нарезания трапецеидальных наружных резьб) на резьбофрезерном полуавтомате (56). Материал для фрез — быстрорежущая сталь Р6М5.

Вихревыми головками (ВИХРЬ) на станках 16 нарезают одно и многозаходные винты и червяки диаметром 20 — 200 мм (P ≥ 4 мм). Высокая производительность процесса позволяет применять его в условиях крупносерийного и массового производства. Резцы оснащены пластинками из твердых спеченных сплавов.

Резьбошлифование (ШЛИФ) одно- и многониточными абразивными кругами предназначено для получения резьб повышенной точности. Такие резьбы (при шаге Р > 2 мм) предварительно нарезают другими методами. Точную обработку резьб производят на резьбошлифовальных станках (58) на следующих деталях: метчиках, резьбовых фрезах, точных винтах и др.

Обработка резьбовых поверхностей состоит в формообразовании винтовой линии снятием стружки (нарезание) или без снятия стружки (накатывание) на наружных или внутренних поверхностях.

С помощью крепежных резьб на деталях машин обеспечиваются различные резьбовые соединения. Кинематические резьбы предназначены для преобразования движений (ходовой винт — гайка и др.)

По форме профиля резьбы классифицируют на треугольные, трапецеидальные, упорные и круглые. К крепежным резьбам относятся резьбы с треугольным и круглым профилем, к кинематическим — трапецеидальные и упорные.

Стандартизованы следующие типы резьб:

Метрическая резьба с углом при вершине профиля α = 60° (цилиндрическая и коническая);

Трубная резьба с углом при вершине профиля α = 55° (цилиндрическая и коническая);

Трапецеидальная резьба выполняется с профилем равнобочной трапеции с углом α = 30°;

Упорная резьба имеет профиль неравнобочной трапеции с углом рабочей стороны 3° и нерабочей 30°;

Круглая резьба имеет закругленный профиль, что дает возможность использовать ее в условиях, загрязняющих резьбу.

Обозначения типов резьб:

М — метрическая цилиндрическая; МК — метрическая коническая;

G — трубная цилиндрическая; R — трубная коническая;

Tr трапецеидальная; 5 — упорная; Rd — круглая.

Доводка плоских поверхностей производится на плоскодоводочных станках 38 с помощью абразивных паст, микропорошков, суспензий. В качестве абразивных материалов при доводке пользуют электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, альбор, синтетические алмазы.

Полирование плоских поверхностей производят для снижения шероховатости без изменений погрешности формы. Для этих целей применяют абразивный инструмент на эластичной основе — шлифовальные шкурки и шлифовальные ленты (на ленточно-шлифовальных станках).

Суперфиниширование плоских поверхностей применяют как отделочный метод обработки абразивными брусками. Особенность метода в том, что бруски совершают колебательные движения при небольшом давлении на обрабатываемую поверхность (0,3 МПа).

Методы обработки на разнообразных металлорежущих станках, рассмотренные ранее, пригодны, как правило, для формообразований типа пазов, выступов, шлицев, шпоночных пазов. Указанные типы поверхностей получают фрезерованием (станки группы 6), наружным и внутренним протягиванием, строганием, долблением (станки группы 7) и шлифованием (станки группы 3).

Наружное протягивание плоских поверхностей бывает следующих видов: а) протяжка совершает движение резания – вертикальное возвратно-поступательное; б) протяжка движется горизонтально возвратно-поступательно; в) протяжка закреплена неподвижно, а заготовки подаются в зону резания с помощью цепного конвейера.

На вертикально-протяжном станке 77 для наружного протягивания главное движение совершает каретка с протяжкой, а движение подачи в поперечном направлении осуществляет стел с заготовкой. Наружное протягивание применимо в условиях серийного производства (n >). Протяжки для наружного протягивания состоят из отдельных секций. Секция, в свою очередь, состоит из режущей и калибрующей частей. Качество наружного протягивания: квалитеты 7 – 9; Ra = 0,40 – 1,6 мкм.

Шлифование плоских поверхностей производят на плоскошлифовальных станках 37 с горизонтальным расположением шпинделей и прямоугольными или круглыми столами.

Главное вращательное движение совершает абразивный круг, он же осуществляет периодическую поперечную подачу. Продольная подача происходит в результате возвратно-поступательного перемещения стола с заготовкой.

Плоское шлифование выполняют периферией или торцом круга. Станки, на которых шлифование выполняется периферией круга, более универсальны (обработка не только плоских, но фасонных и др. поверхностей). На плоскошлифовальных станках применяется многопроходное шлифование с небольшой глубиной резания и большими подачами Тепловыделение получается незначительным, а качество обработки возрастает. Плоское шлифование обеспечивает размерную точность по квалитету ~ 7; Ra = 0,4 мкм.