CC BY
1
УДК 621
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-11-425-426
ОСОБЕННОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ ПРИМЕНЯЕМОГО ПРИ ШЕВИНГОВАНИИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁС
А.О. Чечуга
В работе рассмотрены основные виды оборудования применяемого в процессе шевингования зубчатых колёс различного диаметра. Описаны их разновидности и конструктивные особенности. Изложены принципы и методы обработки зубчатых колёс на шевинговальных станках различного типа. Представлен поэтапный процесс наладки шевинговального станка. Приведены способы контроля параметров зубчатых колёс, а также особенности применения контрольного инструмента.
Ключевые слова: шевингование, шевер, метод взаимной обкатки, штангензубомер, эвольвентомер.
Шевинговальные станки служат для окончательной обработки незакаленных зубчатых колёс, имеющих как косые, так и прямые зубья. Также, колёса могут иметь два типа зацепления: внутреннее и наружное. Шевинго-вальные станки позволяют обеспечить соответствие технологических параметров изготавливаемого изделия для зубчатых колёс различных размеров и количества зубьев.
Данные станки подразделяются по способу расположения осей обрабатываемой детали и шевера: горизонтальным и вертикальным. Горизонтальные станки является более распространённым видом, поскольку обладают конструктивными и функциональными преимуществами [1].
В свою очередь, горизонтальные шевинговальные станки изготавливаются двух типов:
- с задним расположением головки;
- с верхним расположением головки.
При заднем расположении головка поворачивается для создания угла скрещивания относительно вертикальной оси, пересекающей ось центров бабок колеса. При заднем расположении угол скрещивания образуется относительно горизонтальной оси.
Радиальная подача у станков с верхним расположением шевинговальной головки осуществляется с помощью подъема консоли, на которой располагаются направляющие стола. У станков с задним расположением радиальная подача обеспечивается поперечным перемещением стойки. Для обоих типов станков продольная подача стола происходит вдоль оси центров бабок.
Шевер всегда располагается на шпинделе, поддерживаемом съемным подшипником. В зависимости от размера колеса и особенностей оборудования, шевер в зацеплении, в процессе обработки, может являться как ведущим, так и ведомым [2].
Станки с верхним расположением головки оснащаются поворотными плитами с местами крепления центровых бабок. При заднем расположении используются клиновые плиты, наклоняющие главную ось центровых бабок относительно осей направляющих стола. Поворот оси центровых бабок позволяет производить как тангенциальное, так и шевингование методом "короткого хода".
Рассмотрим более подробно особенности шевинговальных станков с горизонтальным и вертикальным расположением осей.
Горизонтальное расположение осей позволяет производить обработку зубчатых колёс с прямыми и косыми зубьями, наружного и внутреннего зацепления, при чем, для обработки детали с внутренним зацеплением используют специальную бабку и головку [3].
Такие станки осуществляют обработку по методу взаимной обкатки шевера и колеса при пересекающихся осях. Ведущим элементом является шевер. Скрещивание осей инструмента и заготовки обеспечивает продольное скольжение между зубьями, которое, при давлении, позволяет срезать слой металла с зубьев колеса [4]. При движении заготовки вдоль оси происходит обработка по всей поверхности зуба за несколько рабочих ходов. Каждый двойной ход заканчивается радиальной подачей заготовки. По окончанию обработки стол совершает несколько калибрующих ходов без радиальной подачи. Определение количества как калибрующих, так и рабочих ходов устанавливается в соответствии с технологическими требованиями к обработке при наладке станка.
Станки с вертикальным расположением осей шевера и заготовки имеют три рабочих движения [5]:
1.Вращение, при котором шевер является ведомым элементом, а колесо ведущим.
2.Осевая подача - движение шевера.
Известия ТулГУ. Технические науки. 2023. Вып. 11
З.Радиальная подача, осуществляющаяся периодически после каждого вертикального хода.
Принцип работы станка заключается в следующем: введенное в зацепление с шевером колесо сообщает движение вращения инструменту, который постепенно опускается вместе с суппортом, по мере процесса обработки, до тех пор, пока не выйдет из зацепления на две трети своей ширины. После чего включается реверсивное вращение, и шевер перемещается на величину длины радиальной подачи. Процесс будет происходить до тех пор, пока шевер не достигнет установленной глубины. По окончанию обработки производится несколько калибрующих ходов [6].
Процесс наладки шевинговальных станков состоит из следующих этапов:
1. Выбор инструмента. Основным критерием подбора подходящего для обработки шевера является количество его зубьев, которое не должно иметь общего множителя с числом зубьев колеса [7].
2. Проверка биения. После установки шевера необходимо произвести проверку, при которой величина его биения не должна превышать 8 микрон.
3. Установка угла шевинговальной головки. Поворотом головки необходимо обеспечить угол, при котором соблюдается скрещивание осей инструмента и заготовки. Для определения правильной величины угла можно использовать характеристику пятна контакта, при которой по всей длине зубьев колеса должен оставаться равномерный отпечаток шевера.
4. Установка колеса в станке. Как правило, осуществляется с помощью оправки в центрах.
5. Определение и установка величины длины хода стола. Расстояние крайних точек определяется шириной колеса.
6. Определение расстояния между осями. Оси колеса и шевера должны находиться на расстоянии равном сумме радиусов их начальных окружностей.
7. Установка скоростей обработки и подачи. Число оборотов выбирается на основании типа обрабатываемой детали, ее материала и размера зубьев.
Контроль параметров изготовленных зубчатых колёс шевингованием может осуществляться по двум методам:
- проверки отдельных элементов;
- комплексной проверки, при которой одновременно проверяется несколько параметров колеса.
Выбор метода зависит от степени точности, типа производства, а также размера колёс. При крупносерийном производстве применяют комплексные методы проверки.
Контролю подвергаются следующие характеристики: биение окружности, шаг колеса, толщина и высота зубьев, профиль зубьев, длина нормали, уровень шума при работе.
Биение колеса проверяется с помощью индикатора с наконечником, который фиксирует значения высоты ролика при каждом вращении. Разница наибольшего и наименьшего значений индикатора определяют максимальную величину биения.
Толщина зубьев контролируется с помощью штангензубомеров или лазерных и оптических зубомеров. Штангензубомер имеет горизонтальную и вертикальную линейки, позволяющие измерять ширину и высоту тела зуба.
Для проверки шага зубьев применяют шагомеры различных конфигураций, позволяющие определить отклонения от номинальных значений основного шага зубьев колеса. В зависимости от модуля зубьев применяют разные типы устройств: 3.. .15 мм, 8...26 мм, 20...30 мм. Длина шага равна расстоянию между опорами шагомера, устанавливающимися на точках, близких к делительной окружности. Погрешность измерений будет зависеть от формы выступов и биения колеса.
Профиль зубьев проверяют с помощью эвольвентомеров. Данные приборы оснащены наконечником, показания которого, при проверке, остаются неизменными при соответствии эвольвенты установленной [8].
Проверку длины общей нормали осуществляют с помощью измерительных скоб, индикаторными и микрометрическими приборами. По колебаниям длины нормали колеса можно судить о кинематической точности зуборезного оборудования.
Задачей комплексного контроля является выявление отклонений изготовленного колеса от поставленных требований. Такие параметры как погрешность профиля, толщина зубьев, величина шага и биение определяют сумму дефектов проверяемой детали.
Для комплексной проверки используют прибор, в котором изготовленное колесо входит в зацепление с измерительным, после чего ему сообщается вращение. Группа датчиков отслеживает процесс работы, после чего фиксируются результаты.
Также, измеряется размер и точность пятна контакта. Этот показатель определяет надежность и долговечность работы колеса. Для измерения пятна контакта применяют красящий состав, наносимый на зубья измерительного колеса. При работе в зацеплении остаются следы на зубьях тестируемого колеса, которые и определяют пятно контакта.
Плавность работы колеса можно оценить по уровню создаваемого шума в процессе тестирования. Чем выше качество поверхности зубьев, тем ниже уровень создаваемого шума. Для снижения уровня шума необходимо повысить точность процесса формообразования, или произвести дополнительную обработку поверхностей.
Список литературы
1. 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.
2. Родин П.Р. Технология изготовления зуборезного инструмента. К.: Техника, 1982. 208 с.
3. Болтовская Т.П., Болтовский И.А. Справочник по корригированию зубчатых колес. М.: Машиностроение, 1967. 240 с.
4. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975. 344 с.
5. Тайц Б.А. Производство зубчатых колес. Справочник. Машгиз, 1963. 684 с.
6. Козлов Д.Н. Шевинговальщик. Профтехиздат, 1962. 146 с.
7. Маликов А.А. Основы высокоэффективной технологии обработки зубьев цилиндрических колёс: монография. Тула: Изд-во ТулГ, 2008. 271 с.
8. Болтовский И.А. Справочник по геометрическому расчету эвольвентных зубчатых передач: справочник. М.: Машиностроение, 1986. 448 с.
Чечуга Антон Олегович, аспирант, [email protected]. Россия, Тула, Тульский государственный университет
FEATURES OF EQUIPMENT USED IN SCHEVING GEARS A.O. Chechuga
The work discusses the main types of equipment used in the process of shaving gears of various diameters. Their varieties and design features are described. The principles and methods ofprocessing gears on shaving machines of various types are outlined. A step-by-step process for setting up a shaving machine is presented. Methods for monitoring the parameters of gear wheels are presented, as well as features of the use of a control tool.
Key words: shaving, shaver, method of mutual running, caliper, involute gauge.
Chechuga Anton Olegovich, postgraduate, [email protected]. Russia, Tula, Tula State University
УДК 629.4.02 + 06
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-11-427-428
ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРАЦИИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК НА РЕЗЬБОБРАБАТЫВАЮЩИХ И ШЛИЦЕФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
А.Е. Набоков
На станках фрезерной группы выполняются различные операции по обработки металлических заготовок торцевыми, концевыми, пазовыми, цилиндрическими фрезами. С использованием режущих инструментов и приспособлений выполняются операции для нарезания резьб. Одним из основных источников шума и вибрации, превышающим санитарные нормы и оказывающих негативное влияние на работников, является система «режущий инструмент - обрабатываемая заготовка». В статье приведены результаты экспериментальных исследований закономерностей формирования спектров вибраций на рабочих местах станочников в нормируемом диапазоне звуковых частот при работе на станках моделей 5991, 5993, 5994, 5Б63, 5Б64, и 5Б65 и основных элементах виброакустической системы обследуемых станков в условиях реальной эксплуатации.
Ключевые слова: шлицефрезерные станки, резьбообрабатывающие станки, спектры вибраций, обработка заготовок.
Цель экспериментальных исследований спектров вибраций элементов общей колебательной системы резьбо- и шлицефрезерных станков заключалась в косвенной идентификации вклада интенсивности звукового излучения отдельных источников в формировании акустических характеристик в зоне проведения технологического процесса обработки заготовок [1,2]. Необходимость проведения измерений спектров вибраций объясняется следующими обстоятельствами. При измерении спектров шума фиксируются октавные уровни звукового давления всех источников шума, одновременно излучающих звуковую энергию. В этом случае выделить количественный вклад каждого источника и, соответственно, ранжировать их по степени интенсивности создаваемых уровней шума практически невозможно. При измерениях вибраций пьезоакселерометр устанавливается на конкретную колеблющуюся поверхность [3-5]. Сравнение октавных спектров шума и спектров вибраций в нормируемом частотном диапазоне звуковых частот и позволяет косвенно ранжировать источники акустического излучения по степени влияния на формирование звукового поля в зоне проведения технологического процесса обработки. Следует отметить, что измерялись октавные уровни вибрации в диапазоне частот 31,5 - 8000 Гц.
427
