Нарезание зубчатых колес гребенками и резцами

Из инструментов, работающих по методу огибания (обкатывания), наиболее простыми являются зуборезные гребенки. Образование зубьев колеса гребенкой аналогично зацеплению колеса с рейкой.

Гребенки предназначены для обработки на зубострогальных станках цилиндрических зубчатых колес внешнего зацепления с углами профиля исходного контура 20°.

Зуборезные гребенки модулей 1—20 мм изготавливаются по ТУ 2−055- 1043—86 трех классов точности:

• • АА — для колес 6-й степени точности;
• • А — для нарезания колес 7-й степени точности;
• • В — для нарезания колес 8-й степени точности по ГОСТ 1643–82.

Гребенки изготавливаются грех типов: тип I и II — прямозубые гребенки с разными значениями передних и задних углов; тип III — косозубые гребенки са + у= 12° и углом наклона зуба р₀ = 30°. Гребенками типа I и II обрабатывают прямозубые и косозубые колеса, гребенками типа III — шевронные колеса без канавки на ободе, причем для этого применяют спаренные косозубые гребенки.

Нарезание колес гребенками осуществляется при возвратно-поступательном движении инструмента параллельно оси колеса (для прямозубых колес) и наклонно к его оси при нарезании косозубых колес. Заготовка колеса вращается и движется поступательно вдоль гребенки. Так как гребенка обычно небольшой длины, то заготовка при качении, но ней не может сделать полного оборота, поэтому нарезание зубьев производится в последовательности, показанной на рис. 15.8.

Рис. 15.8. Схема нарезания зубчатого колеса гребенкой:

а — контакт заготовки с рейкой; б — выход гребенки из контакта с заготовкой; в — возвращение заготовки в исходное положение Вначале заготовка подходит к рейке и вступает с ней в контакт (рис. 15.8, а). После поворота заготовки на два-три зуба гребенка останавливается и, поднимаясь, выходит из контакта с заготовкой (рис. 15.8, б). Затем заготовка перемещается вдоль инструмента в обратном направлении до возвращения в исходное положение, после чего возобновляются рабочий ход и вращение заготовки (рис. 15.8, в).

Гребенки могут быть:

• • чистовые, размеры которых соответствуют окончательным размерам зуба колеса;
• • черновые — для предварительной обработки под чистовую;
• • шлифовочные — для нарезания колес под последующее шлифование.

Черновые гребенки проектируются так, чтобы впадины колеса были глубже, чем при нарезании только чистовыми гребенками. Для этого высота черновых гребенок увеличивается на Ah_} а толщина по делительной прямой принимается меньшей на величину AS. Величина Ah назначается для облегчения работы вершины зуба чистового инструмента (рис. 15.9).

Как следует из рис. 15.9, шлифовочная гребенка, по существу, совмещает в себе черновую и чистовую.

Рис. 15.9. Размеры зуба зуборезной гребенки:

1 — профиль чистовой гребенки; 2 — профиль черновой гребенки; 3 — профиль шлифовочной гребенки Величины AS_UIJI, Д5 и Ah определяют по следующим зависимостям:

где с = ОД для модулей т = 1-М, 75 мм и с = 0,2 для модулей т = 2-^20 мм.

Прямозубые гребенки в соответствии с конструкцией зубострогальных станков бывают двух типов (рис. 15.10). Гребенки типа I (рис. 15.10, а) устанавливаются на станке по отношению к основной плоскости под углом 6°30'. Благодаря этому на режущих кромках, параллельных опорной плоскости, получаются передние углы у = 6°30'. Задние углы 8 приняты равными 5°30'. В нормальном (статическом) положении у + 8 =12°.

У гребенок типа II (рис. 15.10, б) опорная поверхность совпадает с основной плоскостью, передний угол у = 4° получается заточкой, а задний принят равным 8 = 6°52'.

Рис. 15.10. Типы прямозубых гребенок:

а — тип I; б — тип II.

Гребенки работают тремя режущими кромками на каждом зубе: одной — на вершине и двумя боковыми. Впадина зубьев гребенки не должна принимать участие врезании, поэтому между ней п наружной поверхностью заготовки оставляется зазор с_и = 0,25 т.

Размеры профиля зубьев гребенки зависят от размеров зуба нарезаемого колеса и рассматриваются в трех плоскостях (рис. 15.11):

• • в плоскости А—А торца колеса, где размеры проекции режущей кромки соответствуют размерам зуба, т. е. исходному контуру;
• • в плоскости передней грани S—S, где измеряется профиль;
• • в плоскости N—N, нормальной к задней поверхности зуба. Эти размеры нужны для изготовления (фрезерования и шлифования) профиля зубьев.

Размеры профиля зубьев гребенки в сечении А— А равны исходному контуру:

Рис. 15.11. К определению размеров профиля зуборезной гребенки.

где t — шаг гребенки; 5_Н — ширина зуба гребенки; h_n — высота зуба гребенки; /?, — размеры зубьев нарезаемого колеса.

В сечениях N—N и S—S размеры зубьев гребенки по длине (но начальной прямой) равны размерам в сечении А—А, но высоты и углы профиля изменяются.

Из треугольника АВС следует, что Из треугольника ADB следует, что.

Так как для всех трех сечений размер ab одинаков, то для сечений А—А и 5−5.

Для сечений А—А и N—N

Из выражения (15.3) следует, что сомножитель.

есть коэффициент искажения профиля. Теперь можно показать, почему у гребенок типа II задний угол 8 = 6°52'. Так как угол исходного контура а₀ одинаков для гребенок типов I и II, то откуда 5 = 6°52'.

Для гребенок типа I с у = 6°30' и 5 = 5°30' для колес с а₀ = 20° углы профиля

Косозубые гребенки (типа III, рис. 15.12) изготавливаются комплектом из двух штук — с правым и левым наклоном зубьев. Угол наклона зубьев гребенки р_и равен углу наклона зубьев нарезаемого колеса на делительном цилиндре (обычно р₍₎ = 30°).

Рис. 15.12. Косозубая гребенка.

Рис. 15.13. Заточка косозубой гребенки.

Угол профиля в плоскости переднего торца гребенки равен углу профиля колеса а₅ в торцовой плоскости (а₅ = 20°).

Углы профиля гребенки в сечении, нормальном к задней поверхности (плоскость А—А), различны для правой и левой сторон зубьев:

В процессе работы гребенка совершает движение параллельно направлению зубьев нарезаемого колеса. При расположении в торцовой плоскости па сторонах зубьев получаются разные передние углы, поэтому производят затачивание передней поверхности, как показано на рис. 15.13. Причем угол заострения р у нормализованных гребенок принимается равным 82°.