При обработке конических колес с круговыми зубьями в качестве приводящего колеса принимают плоское колесо 1 (рис. 1) с дуговыми зубьями радиуса r. Заготовка 2 в процессе обработки обкатывается с производящим колесом, зубья которого воспроизводятся резцовой головкой 3, вращающейся вокруг точки О₁. Профиль резцов соответствует профилю зубьев производящего колеса. Проходя на участке АА₁, они имитируют дин зуб.

При обработке колес с круговыми зубьями необходимо осуществить следующие формообразующие движения: главное движение — вращение резцовой головки вокруг точки О₁ движение обката — согласованное вращение люльки (производящего колеса) и заготовки; движение деления — поворот заготовки на обработку следующего зуба.

Согласованность вращения люльки 1 (рис. 2) и заготовки 2 достигается сменными колесами 4, рассчитываемыми в зависимости от числа зубьев нарезаемого колеса. Вершины резцов 3 должны передвигаться но образующей внутреннего конуса нарезаемого колеса; для этого колеса необходимо установить под углом φ_i внутреннего конуса к плоскости, в которой передвигаются вершины резцов.

Заготовка должна быть установлена относительно центра станка в правильное положение. Центром станка называется точка, в которой пересекаются горизонтальная ось 00₂ люльки, ось 00₁ шпинделя бабки и вертикальная ось О поворотного стола. Через центр стола должна проходить плоскость, в которой передвигаются вершины резцов головки, и с центром стола должна совпадать вершина начального производящего конуса нарезаемого колеса.

Инструмент

Резцовая головка (рис. 3, а) выполняется в виде диска с пазами, в которые вставляют и крепят резцы перпендикулярно торцовой плоскости диска. Резцы бывают наружные (рис. 3, 6) и внутренние (рис. 3, в). Кроме того, резцы подразделяются на праворежущие и леворежущие, отличающиеся только расположением режущих кромок.

Зуборезный полуавтомат 5С280П

Зуборезный полуавтомат мод. 5С280П класса точности П предназначен для чернового и чистового нарезания конических и гипоидных колес с круговыми зубьями. Станок имеет следующие конструктивные особенности: число звеньев в кинематической цепи обкатки и главного движения сокращено; реверс люльки осуществляется обычной фрикционной муфтой; подвод стола в зону резания и отвод его на деление осуществляется гидравлически с помощью следящей системы; самостоятельный привод цепи обкатки и управления, независим от привода зуборезной головки; механизм деления имеет гидравлический привод.

Станок работает методами врезания и обкатки. Врезание применяется при черновом нарезании зубчатых колес, а также при чистовом нарезании колес полуобкатных передач; обкатка применяется при чистовом нарезании всех зубчатых колес, кроме полуобкатных ведомых. Обкаточное вращение производящего колеса осуществляет люлька, несущая зуборезную головку. Режущие кромки головки воспроизводят движение боковой поверхности зуба производящего колеса.

Деление осуществляется периодически. По окончании профилирования одной впадины (при нарезании двухсторонним методом) или одной стороны впадины (при нарезании односторонним методом) включается делительный механизм, поворачивающий заготовку на один шаг.

Рабочий цикл станка

При работе по методу врезания червяк 66 люльки отключают от привода подачи, и привод вращает только цепь управления. На валы X VII и X VIII (рис. 4) надевается специальный хомут, удерживающий их от поворота во время деления. Копир подачи 63 через следящую систему начинает перемещать стол. Диск управления 61 поворачивается синхронно с копиром врезания. Так же синхронно поворачивается копир 64 управления переменной подачи. В конце подачи упор на диске управления дает команду на отвод стола с бабкой изделия. В конце отвода стола подаются команды на муфту реверса 70 с рабочего хода на холостой, на цилиндр изменения скорости обкатки, на цилиндр счетчика циклов, на муфту 71 механизма деления. Деление происходит во время обратного вращения цепи управления и заканчивается раньше, чем упор на диске управления дает команду на рабочий ход.

Метод обкатки отличается от метода врезания тем, что червяк люльки подключают к приводу обкатки. С валов XV11 и XVIII снимают хомут и вместо него на эти валы устанавливают сменные колеса гитары обкатки, а копир врезания заменяют копиром чистового нарезания. В остальном цикл работы такой же, как и при врезании.

Рассмотрим основные кинематические пени станка. Главное-движение- вращение зуборезной головки передается от электродвигателя 1через цилиндрические колеса 2, 3, 4 на сменные колеса а-b, а от них через цилиндрические колеса 5, 6,7,8 — на вал-шестерню 9,связанную с колесом внутреннего зацепления 10, которое закреплено на шпинделе зуборезной головки.

Цепь обкатки приводится во вращение электродвигателем II через клиноременную передачу 12-13 на входной вал I коробки подач.

На рабочем ходу вращение от вала II передается через сменные зубчатые колеса а₁ –b₁, валу III и далее через колеса 20-21, муфту 70валу IV, через цилиндрические колеса 22, 24, 25, 26, конические колеса 27, 28, червячную пару 66-67 люльке. От червяка через конические колеса 29-30, сменные Колеса гитары обкатки а₃, b₃, с₃, d₃, вал XVIII, муфту 71, конические колеса 42, 43, 44, 45, сменные колеса гитары а₄, b₄, c₄, d₄ ^— на червяк 46 и червячное колесо 47.

На замедленном холостом ходу вращение от вала II передается на вал IV через колеса 16-18, а на ускоренном холостом ходу — через колеса 17-19. Дальнейшее движение от вала IV до вала X VIII осуществляется так же как и на рабочем ходу.

Деление происходит во время холостого хода. От гидроцилиндра с рейкой вращение передается колесу 38, далее через колеса 37 — 36 и корпус дифференциала — колесам 35, 34 и валу XXI V. Возврат гидроцилиндра и корпуса дифференциала в исходное положение происходит во время рабочего хода, когда однозубая муфта войдет в зацепление с валом XXI V. От колеса 22, установленного па валу / Vкоробки подач, вращение передается с колеса 23 на вал XXX, затем через сменные колеса гитары а₅ –b₅, червячную передачу 52, 53 — на вал копиров XXXII через колеса 54, 55. вал XXXIII и цепную передачу 56, 5.7 -диску управления 61. От вала VII через сменные колеса гитары а₂ –b₂, с₂ –d₂, конические колеса 48 — 49, червячную передачу 50-51 получает вращение диск 60 модификатора с регулируемым эксцентриком. Эксцентрик диска перемещает в осевом направлении гильзу 68, в которой смонтированы опоры червяка люльки. Осуществляемое таким образом перемещение червяка люльки обеспечивает модификацию обкатки.

Настройка полуавтомата

Исходными данными для настройки станка являются число зубьев нарезаемого колеса, материал заготовки, диаметр фрезерной головки, модуль нарезаемой шестерни и все геометрические параметры шестерни.

Способ обката

Нарезание конических колес с круговыми зубьями по способу обката характеризуется длительным циклом обработки. Чтобы избежать гранности зубьев и снизить шероховатость поверхности, приходится увеличивать время огибания. Много времени затрачивается также на холостые ходы станка, отвод инструмента, делительный процесс и др. В массовом производстве зубчатые колеса спирально-конических и гипоидных передач нарезают высокопроизводительным полуобкатным методом. В полуобкатной паре обкаткой нарезается только колесо, имеющее небольшое число зубьев, а большое колесо нарезается торцовой резцовой головкой или круговой протяжкой по методу копирования. Зубья колеса полуобкатной пары имеют поэтому не винтовые, а конические рабочие поверхности, представляющие собой точные копии производящих поверхностей, описываемых режущими кромками резцов торцовой головки иди протяжки.

Рис. 5 Схема полуобкатного нарезания зубьев

На рис. 5 жирными линиями очерчены профили зубьев полуобкатной пары. Для сравнения тонкими линиями показаны профили зубьев обычной пары, которые нарезаются методом обката. Такие зубья нарезаются на обычных зуборезных станках с коническим или плоским производящим колесом. В последнем случае применяется модификация обката. Поскольку таким метолом нарезается только ведущее зубчатое колесо, а ведомое колесо нарезается методом копирования, эти передачи получили название Полуобкатных, а способ нарезания — полуобкатным.