6.4.5. Типовые маршруты изготовления зубчатых колес

Основные операции механической обработки зубчатого колеса со ступицей 7-й степени точности.

005 Заготовительная.

Для заготовок из проката — резка проката, для штампованных за-готовок — штамповка.

Штампованные заготовки целесообразно выполнять с прошитыми отверстиями, если их диаметр более 30 мм и длина не более трех диаметров.

Заготовки из чугуна и цветных сплавов (иногда из сталей) получа-ют литьем.

010 Термическая.

Нормализация, отпуск (для снятия внутренних напряжений).

015 Токарная.

Точить торец обода и торец ступицы с одной стороны начерно, то-чить наружную поверхность обода до кулачков патрона начерно, расточить начерно на проход отверстие (или сверлить и расточить при отсутствии отверстия в заготовке), точить наружную поверхность ступицы начерно, точить фаски.

Технологическая база — наружная поверхность обода и торец, противолежащий ступице (закрепление в кулачках токарного патрона).

Оборудование:

единичное производство — токарно-винторезный станок;

мелко- и среднесерийное — токарно-револьверный, токарный с ЧПУ;

крупносерийное и массовое — одношпиндельный или много-шпиндельный токарный полуавтомат (для заготовки из прутка — прутковый автомат).

020 Токарная.

Точить базовый торец обода (противолежащий ступице) начерно, точить наружную поверхность обода на оставшейся части начерно, расточить отверстие под шлифование, точить фаски.

Технологическая база — обработанные поверхности обода и большего торца (со стороны ступицы).

Оборудование — то же (см. операцию 015).

025 Протяжная (долбежная).

Протянуть (долбить в единичном производстве) шпоночный паз или шлицевое отверстие.

Технологическая база — отверстие и базовый торец колеса.

Оборудование — горизонтально-протяжной или долбежный

станки.

Применяются варианты чистового протягивания отверстия на данной операции вместо чистового растачивания на предыдущей операции.

030 Токарная.

Точить базовый и противолежащие торцы, наружную поверх­ность венца начисто.

Технологическая база — поверхность отверстия (реализуется на-прессовкой на оправку, осевое положение на оправке фиксируется путем применения подкладных колец при запрессовке заготовки). Необходимость данной операции вызывается требованием обеспече­ния соосности поверхностей вращения колеса.

Оборудование — токарно-винторезный (единичное производст­во), токарный с ЧПУ (серийное) или токарный многрезцовый полу­автомат.

035 Зубофрезерная.

Фрезеровать зубья начерно (обеспечивается 8-я степень точно­сти).

Технологическая база — отверстие и базовый торец (реализуется

оправкой и упором в торец).

Оборудование — зубофрезерный полуавтомат.

040 Зубофрезерная.

Фрезеровать зубья начисто (обеспечивается 7-я степень точно­сти).

045 Шевинговальная.

Шевинговальная операция повышает на единицу степень точно­сти зубчатого колеса. Операции применяют для термообрабатывае-мых колес с целью уменьшения коробления зубьев, так как снимается поверхностный наклепанный слой после фрезерования.

Технологическая база — отверстие и базовый торец (реализуется оправкой).

Оборудование — зубошевинговальный станок.

050 Термическая.

Калить заготовку или зубья (ТВЧ) или цементировать, калить и отпустить (согласно техническим требованиям). Наличие упрочняющей термообработки, как правило, приводит к снижению точности колеса на одну единицу.

055 Внутришлифовальная.

Шлифовать отверстие и базовый торец за один установ. Обработка отверстия и торца за один установ обеспечивает их наибольшую перпендикулярность.

Технологическая база — рабочие эвольвентные поверхности зубьев (начальная окружность колеса) и торец, противолежащий ба-зовому. Реализация базирования осуществляется специальным па-троном, у которого в качестве установочных элементов используют калибровочные ролики или зубчатые секторы. Необходимость такого базирования вызвана требованием обеспечения равномерного съема металла и зубьев при их последующей отделке с базированием по отверстию на оправке.

Оборудование — внутришлифовальный станок.

При базировании колеса на данной операции за наружную по-верхность венца для обеспечения соосности поверхностей вращения необходимо ввести перед или после термообработки круглошлифовальную операцию для шлифования наружной поверхности венца и торца, противолежащего базовому (желательно за один установ на оправке).

Технологическая база — отверстие и базовый торец.

Оборудование — круглошлифовальный или торцекруглошлифо-вальный станки.

Необходимость отделки наружной поверхности венца колеса час-то вызывается также и тем, что контроль основных точностных пара-метров зубьев производится с использованием этой поверхности в качестве измерительной базы.

060 Плоскошлифовальная.

Шлифовать торец, противолежащий базовому (если необходимо по чертежу).

Технологическая база — базовый торец.

Оборудование — плоскошлифовальный станок с прямоугольным или круглым столом.

065 Зубошлифовальная.

Шлифовать зубья.

Технологическая база — отверстие и базовый торец.

Оборудование — зубошлифовальный станок (обработка обкат-кой двумя тарельчатыми или червячными кругами или копированием фасонным кругом). При малом короблении зубьев при термообра-ботке (например, при азотировании вместо цементации) операция зубошлифования может быть заменена зубохонингованием или во-обще отсутствовать.

Наличие зубошлифовальной или зубохонинговальной операции определяется наличием и величиной коробления зубьев при термообработке. Двукратное зубофрезерование и шевингование зубьев до термообработки может обеспечить 6-ю степень точности. При потере точности во время термообработки на одну степень конечная 7-я степень точности будет достигнута. Введение отделочной операции зубошлифования или зубохонингования необходимо только при уменьшении точности колеса при термообработке больше, чем на одну степень. 070 Моечная. 075 Контрольная.

080 Нанесение антикоррозионного покрытия. Применяются варианты технологического процесса с однократным зубофрезерованием, но с двукратным зубошлифованием.

Наличие упрочняющей термообработки приводит, как правило, к снижению степени точности колес на одну единицу, что требует введения дополнительной отделочной операции. Для незакаливаемых зубчатых колес шевингование является последней операцией; перед термообработкой шевингуют зубья в целях уменьшения деформации колеса в процессе термообработки и повышения степени на одну единицу.

Приведенный выше технологический процесс требует обработки колеса на оправках как до нарезания зубьев и термообработки, так и после термообработки.

Процесс может быть построен иначе, т. е. без применения оправок до термообработки. В этом случае токарная обработка ведется в патронах, а протягивание шпоночного паза или шлицев производят после нарезания зубьев и нет операции чистовой обработки на оправке до термообработки. В этом случае не гарантируется достаточная перпендикулярность торца к оси отверстия. Для уменьшения отклонения от перпендикулярности протягивание выполняют с жестким направлением протяжки.

Обработка плоских зубчатых колес.

Так как плоские зубчатые колеса легче базируются на поверхности торцов, чем на поверхности отверстия, то токарная обработка на оправках не гарантирует устойчивости. Поэтому весь технологический процесс строят исходя из того, что установочной технологической базой будет торцевая поверхность, а отверстие — двойной опорной. Вследствие этого всю токарную обработку с обеих сторон производят в кулачковых патронах, а не на оправках. При наличии шлицевого отверстия отличительной особенностью маршрута является то, что протягивание шлицев выполняется не после черновых, а после чистовых операций и при этом следует обеспечить перпендикулярность оси отверстия к торцу. Эта задача решается путем применения вертикально-протяжного станка и некомбинированной протяжки, направленной по отверстию малого диаметра шлицев колеса, предварительно расточенного на операции 030.

Основные операции механической обработки плоского зубчатого колеса 7-й степени точности.

005 Заготовительная.

Резка проката или штамповка.

0-10 Термическая.

Нормализовать заготовку.

015 Токарная.

Точить торец с одной стороны (наружную поверхность до кулач-ков), расточить отверстие начерно.

Технологическая база — черная наружная поверхность и торец.

Оборудование — аналогично операции 015 маршрута колеса со ступицей.

020 Токарная.

Точить второй торец, оставшуюся наружную поверхность начерно и расточить отверстие под тонкое растачивание или протягивание.

Технологическая база — обработанная часть наружной поверхно-сти и торец.

Оборудование — то же.

025 Плоскошлифовальная.

Шлифовать торцы последовательно с двух сторон.

Технологическая база — торец.

Оборудование — плоскошлифовальный станок.

030 Алмазно-расточная (вертикально-протяжная).

Расточить (протянуть) отверстие под шлифование.

Технологическая база — торец и наружная поверхность (алмаз-но-расточная операция), торец и отверстие (протяжная).

Оборудование — токарно-винторезный, токарный одношпин-дельный полуавтомат или алмазно-расточной станки; при протягивании — вертикально-протяжной станок.

035 Токарная.

Точить наружную поверхность начисто. Производится одновре-менная обработка нескольких заготовок, установленных на оправке. Технологическая база — торец и отверстие (на оправке).

Оборудование — токарно-винторезный станок или одношпин-дельный полуавтомат.

040 Зубофрезерная.

Фрезеровать зубья начерно и начисто. Технологическая база — та же (см. операцию 035).

Оборудование — зубофрезерный полуавтомат.

В зависимости от типа производства может выполняться за одну операцию (единичное и мелкосерийное) или за две операции (серийное и массовое).

045 Протяжная (долбежная).

Протянуть (долбить) шпоночный паз или шлицы.

Технологическая база — торец и отверстие.

Оборудование — вертикально-протяжной или долбежный ста-нок.

050 Зубошевинговальная.

Шевинговать зубья.

Технологическая база и оборудование аналогичны используемым на операции 045 маршрута для колеса со ступицей.

055 Термическая.

Калить (или цементировать и калить) заготовку или только зубья ТВЧ (по техническим требованиям чертежа).

060 Круглошлифовальная.

Шлифовать наружную поверхность и один торец.

Технологическая база — отверстие и второй торец (оправка).

Оборудование — круглошлифовальный или торцекруглошлифо-вальный станки.

Операция может исключаться при применении в качестве техно-логической базы при шлифовании отверстия (065) эвольвентной поверхности зубьев.

065 Внутришлифовальная.

Шлифовать противоположный торец и отверстие за один установ.

Технологическая база — эвольвентная поверхность зубьев и то-рец (см. операцию 055 маршрута колеса со ступицей).

070 Зубошлифовальная.

Шлифовать зубья.

Технологическая база — торец и отверстие.

Оборудование — см. операцию 070 маршрута колеса со ступицей.

075 Моечная.

060 Контрольная.

085 Нанесение антикоррозионного покрытия.