CC BY
1
DESIGN FEATURES AND CALCULATION METHODS OF DISC SHOVERS
A.O. Chechuga
The paper discusses the main design options for disk shavers, their differences and features. Options for placing chip flutes are described, depending on the size of the tool profile and the shape of its teeth. Techniques for technological calculation of the parameters of disk shaver are presented, and the necessary geometric conditions that ensure the operability of the tool are indicated. Methods for improving the design of rover blades and their teeth are outlined.
Key words: shaving, disk shaver, chip flutes, tooth profile, cutting edges, centroid.
Chechuga Anton Olegovich, postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 621
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-12-295-296
ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШЕВЕРОВ
А.О. Чечуга
В работе рассмотрены основные этапы изготовления дисковых шеверов, включающие выбор материала и типа заготовки. Приведены основные геометрические параметры, влияющие на работоспособность инструмента и его режущих кромок, а также рекомендации по их достижению. Представлена классификация дисковых шеверов в соответствии с нормами точности. Описаны процессы фрезерования и шлифования зубьев дисковых шеверов различной конфигурации.
Ключевые слова: шевингование, дисковый шевер, корригирование зубьев, шлифование впадин, радиальное биение.
Одним из инструментов, применяемых для чистовой обработки зубчатых колёс, является шевер. Поскольку требования к качеству исполнения поверхности зубьев могут быть достаточно высоки, инструмент должен соответствовать требуемой точности обработки и эффективности.
Шевер является сложным инструментом с большим количеством режущих кромок, расположенных на торцах его зубьев. Сами зубья располагаются по винтовой траектории со смещением относительно друг друга. Это необходимо для плотного зацепления между инструментом и заготовкой, а также обеспечения обработки всей поверхности зубьев за один рабочий ход.
Сами шеверы изготавливают из заготовок полученных методом ковки. Технологический процесс изготовления дисковых шеверов состоит из следующих операций: отрезание заготовки на токарном либо ленточно-пильном станке, ковка с последующим отжигом, галтовка поверхностей заготовки, черновая и чистовая обработка, протягивание паза, фрезерование зубьев, шлифование, термическая обработка [1].
Сверление отверстий на заготовке для выхода гребенки при долблении канавок может производиться несколькими способами: в на сверлильном станке, в универсальном кондукторе, делительной головке.
Предварительное шлифование профиля шевера применяется с целью увеличения ширины впадины под выход резца, обеспечения равномерной глубины канавок, достижения минимального и равномерного припуска. Такая обработка может проводить на специальных приспособлениях, или непосредственно на зубошлифовальных станках.
На универсально-фрезерном станке с долбежной головкой осуществляется долбление канавок гребенкой при помощи делительной головки. Однако стоит отметить, что при этом глубина полученных канавок может быть различной. Для достижения большей точности глубины канавок следует использовать специализированные станки, а также приспособления, обеспечивающие перемещение боковой поверхности зуба относительно гребенки по эвольвенте [2].
Для обработки цилиндрических прямозубых колёс используют косозубые шеверы, а для обработки косо-зубых цилиндрических колес — прямозубые и косозубые варианты. Для шевингования цилиндрических колес с модулями 0,2.. .1,75 мм применяют специальные дисковые шеверы со сквозными канавками на боках зубьев вместо глухих. Основными конструктивными элементами дискового шевера являются [3]:
1. Диаметр окружности вершин зубьев;
2. Диаметр делительной окружности,
3. Диаметр основной окружности;
4. Диаметр окружности впадин;
5. Ширина шевера;
6. Нормальный модуль;
7.Число зубьев шевера.
Шеверы изготавливаются из быстрорежущей стали, обеспечивающей работоспособность шеверов в соответствии с требованиями ГОСТ 8570-80Е. Твердость режущей части должна составлять 63...66 НЕС. Твердость шеверов, изготавливаемых из быстрорежущей стали, содержащих ванадий в количестве 3% и более, а также кобальт в количестве 5% и более, должна соответствовать 64.66 НЕС [4].
Согласно ГОСТ 8570-80 шеверы изготовляют трех классов точности: АА, А, В. Также существует два основных типа шеверов [5]:
1. Шеверы со сквозными стружечными канавками и модулем 1 - 1,75 мм, углом наклона винтовой линии зубьев инструмента на делительном цилиндре 5°, 10 15 а также номинальными делительными диаметрами, составляющими 85 мм и 180 мм.
Известия ТулГУ. Технические науки. 2023. Вып. 12
Рис. 1. Фотография дискового шевера-прикатника в зацеплении с зубчатым колесом
Таблица 1
Значения допусков и отклонений параметров шеверов_
Наименование параметра Обозначение допусков и предельных отклонений Степень точности шевера
АА А В
Отклонение высоты головки зуба, мкм /)г ао ±(12-20) ±(15-25) ±(15-25)
Погрешность профиля зуба, мкм Гг. 3-4 4-6 6-8
Отклонение диаметра окружности вершим зубьев, мкм !йа о ±200 ±400 ±400
Накопленная погрешность, мкм р 1 V о 8-10 12 16
Разность окружных шагов, мкм /г? р 1о 3 3 5
Радиальное биение венца, мкм Р 6-8 10 18
Погрешность направления зуба, мкм ±(6-8) ±9 ±11
Отклонение от параллельности торцовых поверхностей, мкм Гх 5 8 10
Отклонение диаметра посадочного отверстия, мкм !ху 5 7 8
Отклонение от перпендикулярности торцовой поверхности к поверхности посадочного отверстия, мкм Га +5 +5 +8
2. Шеверы с глухими стружечными канавками и модулем 2 - 8 мм, номинальными делительными диаметрами 180 мм и 250 мм, углом наклона винтовой линии зубьев 5 ° и 15°.
Класс точности необходимо определять основываясь на следующем соответствии [6]:
- класс АА - для зубчатых колес пятой степени точности;
- класс А - для зубчатых колес шестой степени точности;
- класс В - для зубчатых колес седьмой степени точности.
Фрезерование зубьев осуществляется двухугловыми фрезами, размер профиля которых соответствует размерам впадины гребенки в нормальном сечении. Впадины фрезеруются на 1-2 мм больше высоты зуба гребенки с целью избежать шлифования дна впадины. Соответствие припуска обеспечивается за счет смещения делительной прямой при шлифовании задней поверхности зубьев. При фрезеровании профиля зубьев шевера деление на шаг производится при помощи поперечного ходового винта [7].
Шлифование профиля шеверов производится как на станках для шлифования зубчатых колес с винтовым зубом, так и на специальных зубошлифовальных станках.
Шлифование ведется профильным кругом соответствующим профилю впадины зуба. Процесс шлифования гребенки до модуля 3 мм проводится на плоскошлифовальном или универсальном станке в специальном приспособлении за счет наклона относительно вертикальной плоскости на величину заднего угла.
Операция шлифования профиля гребенок модулем более 3 мм проводится в специальном приспособлении. Гребенка устанавливается под углом задней поверхности к горизонтальной плоскости. Боковую поверхность устанавливают под углом давления к торцу круга в вертикальное положение. Обработка осуществляется кромкой шлифовального круга поочередно всех зубьев с каждой стороны.
Шлифование профиля происходит черновой и чистовой операцией. При чем, припуск на окончательное шлифование не оставляется, поскольку обработку зубьев по задней поверхности позволяет создать необходимый слой материала.
Завершающим этапом является шлифование зубьев по задней поверхности, при которой выдерживается толщина зуба шевера. Процесс осуществляется на плоскошлифовальных станках.
При шлифовании косозубых гребенок в приспособлении предусматривается дополнительная установка гребенки относительно плоскости шлифовального круга под углом наклона зуба.
Рис. 2. Черновое фрезерование впадины между зубьями шевера
Для изготовления косозубых гребенок предусматривается дополнительная операция спаривания гребенок, которая осуществляется шлифованием опорного торца. Для обработки вязких материалов необходимо произвести заточку гребенок на заточном станке при помощи конического шлифовального круга [8].
В случаи несоответствия получившегося профиля зуба требуемому, осуществляют корригирование профиля самого шевера с помощью шлифовального круга заправленного в приспособление.
Список литературы
1. Родин П.Р. Технология изготовления зуборезного инструмента. К.: Техника, 1982. 208 с.
2. Козлов Д.Н. Шевингование. Учебное пособие для индивидуальной и бригадной подготовки рабочих на производстве. Изд. 2-е, переработ. и доп. М., «Высш. школа», 1967. 144 с.
3. Болотовская Т.П. Справочник по корригированию зубчатых колес / Т.П. Болтовская, И.А. Болтовский. М.: Машиностроение, 1967. 240 с.
4. Козлов Д.Н. Шевинговальщик. Профтехиздат, 1962. 146 c.
5. Маликов А.А. Основы высокоэффективной технологии обработки зубьев цилиндрических колёс: монография. Тула: Изд-во ТулГ, 2008. 271 с.
6. Болтовский И.А. Справочник по геометрическому расчету эвольвентных зубчатых передач: справочник. М.: Машиностроение, 1986. 448 с.
7. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975. 344 с.
8. Тайц Б.А. Производство зубчатых колес. Справочник. Машгиз, 1963. 684 c.
Чечуга Антон Олегович, аспирант, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
MAIN TECHNOLOGICAL ASPECTS OF MANUFACTURING SHAVERS A.O. Chechuga
The paper discusses the main stages of manufacturing disk shaver, including the choice of material and type of workpiece. The main geometric parameters that affect the performance of the tool and its cutting edges are presented, as well as recommendations for achieving them. A classification of disk shavers is presented in accordance with accuracy standards. The processes of milling and grinding the teeth of disk shavers of various configurations are described.
Key words: shaving, disk shaver, tooth correction, cavity grinding, radial runout.
Chechuga Anton Olegovich, postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
