CC BY
12
УДК 621.833 Б01: 10.24412/2071-6168-2021-4-140-143
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧЕРВЯЧНОГО
ШЕВЕРА
В. В. Хрячкова
Рассмотрены методы изготовления инструмента. Предложены рекомендации по реализации обработки резьбовой поверхности червяка на червячном шевере.
Ключевые слова: червячный шевер, технология, резьба, методы изготовления.
Основными этапами технологической подготовки является разработка технологического процесса изготовления шевера, определение схем и режимов шевингования с дальнейшей технико-экономической оценкой операции шевингования.
Технология изготовления червячного шевера во многом аналогична технологии изготовления червяков, за исключением операций, связанных с обработкой стружечных канавок.
В зависимости от программы запуска червячных колес в качестве материала для изготовления шевера рекомендуется использовать различные марки быстрорежущих, легированных и углеродистых инструментальных сталей. При единичном изготовлении колес шевер можно изготовить из малоуглеродистых легированных конструкционных сталей с последующей цементацией.
Основными операциями, на которых обеспечиваются необходимые точностные параметры шевера являются:
предварительное изготовление червяка;
термообработка;
шлифование витков червяка;
электроэрозионная обработка отверстий.
Обработка шевера на этапе предварительного изготовления червяка аналогична обработке обычных червяков, поэтому рассмотрим только способы их нарезания.
В единичном производстве червяки с формами боковых поверхностей 2Л, 21 изготовляются на токарных станках. Архимедовы червяки (2Л) нарезают резцами с прямолинейными режущими кромками, установленными в осевом сечении червяка. Обе стороны витка одновременно обрабатывают при черновом нарезании и раздельно каждую сторону при чистовом. По такой же технологии обрабатывают конволютные червяки, с той разницей, что резцы с прямолинейными кромками для червяка £N1 устанавливают в нормальном сечении витка, а для червяка £N2 - в нормальном сечении впадины. При обработке эвольвентных червяков 21 большое значение имеет установка токарных резцов. Чистовое нарезание эвольвентного червяка выполняют двумя резцами: один резец - для обработки левой, другой - для обработки правой стороны витка. Резцы с прямолинейными режущими кромками, устанавливают один выше, другой ниже оси червяка, в плоскостях, касательных к основному цилиндру червяка (рис. 1).
В серийном производстве используют более эффективные методы. Обработка ведется на резьбофрезерных и специально-фрезерных станках пальцевыми или дисковыми фрезами. Профиль этих фрез определяют для каждого конкретного типа червяка. Возможно также точение витков червяков (типа 2Л и 21) на зубофрезерных станках долбяком по методу обкатки. Многозаходные эвольвентные червяки нарезают методом обкатки на зубофрезерных станках червячными фрезами. В крупносерийном и массовом производстве широко применяют вихревой способ обработки червяков в специальном приспособлении, установленном на резьбофрезерном станке. Этот способ обладает большой производительностью.
У термически обработанных эвольвентных, архимедовых и конволютных червяков окончательную обработку профиля витка осуществляют на специальных резь-бошлифовальных станках или станках для шлифования червяков. Для повышения производительности шлифование осуществляют дисковыми шлифовальными кругами большого диаметра на скорости резания 40-45 м/с. Шлифовальный круг правят соответственно профилю червяка и наклоняют его на делительный угол подъема витка. Оба профиля шлифовального круга правят алмазами по шаблону, которые изготовляют по заданным координатам на профильно-шлифовальных станках. Профиль шлифовального круга соответствует шлифуемому профилю червяка в осевом сечении. При изготовлении червяков высокой точности необходимо использовать контрольно-измерительные приборы соответствующей точности.
Резьба может нарезаться за один проход или за несколько проходов. Однопроходное нарезание применяется при фрезеровании дисковыми фрезами при внешнем касании или при внутреннем - вихревое нарезание.
В мелкосерийном производстве, к которому относится и изготовление сложного зубообрабатывающего производства применяется, как правило, многопроходное нарезание резьбы червяка. Металл впадин можно срезать либо одинаковыми по профилю резцами, либо резцами различного профиля (рис.2). В первом случае используют резцы полного профиля, во втором случае - резцы разделенного профиля.
С точки зрения производительности выгодно работать резцами полного профиля.
При нарезании резцами полного профиля, когда каждый из них окончательно профилирует впадину, время нарезания зависит от диаметра резьбы, ее длины, глубины резания на один рабочий ход, шага резьбы.
При нарезании резцами неполного профиля впадина резьбы окончательно профилируется несколькими резцами. Схемы разделения припуска могут быть различны.
Использование резцов неполного профиля имеет ряд достоинств и при определенных условиях более целесообразно, а при нарезании крупных червяков единственно возможно.
При нарезании резьбы резцами полного профиля условия стружкообразования тяжелые. Стружки, срезаемые всеми режущими кромками резца, при сходе по передней поверхности встречаются, в результате чего срезанный металл дополнительно подвергается значительной пластической деформации, увеличивается давление стружки на резец, повышается температура в зоне резания, возрастает мощность, необходимая для резания.
Решение вопроса о выборе резцов полного или неполного профиля и о схеме разделения профиля имеет большое практическое значение.
а б в г д
Рис. 2. Схемы образования резьбы резцами полного и разделенного профиля: цифры 1, 2, 3 — на заштрихованных участках профиля изделия указывают припуск, срезаемый соответственно резцами 1, 2, 3
При нарезании резцами полного профиля в контакт с изделием одновременно вступают все режущие кромки резца, что приводит к резкому изменению нагрузок на резец и появлению ударов. Нагрузка на резец и возникающие удары возрастают при увеличении шага резьбы, поэтому приходится уменьшать глубину резания. Толщины слоев, срезаемые профилирующими кромками, значительно меньше толщин слоев, срезаемых прорезными кромками, и при небольшой глубине резания они становятся настолько малыми, что врезание профилирующих кромок затрудняется, и они быстро изнашиваются. Создается положение, при котором большие глубины резания недопустимы из-за ударов и чрезмерных нагрузок, а при малых глубинах профилирующие кромки быстро изнашиваются. Поэтому при нарезании крупных червяков возникает необходимость в применении резцов неполного профиля.
При выборе схемы разделения профиля резцов следует учитывать, что наиболее нагружены прорезные режущие кромки, так как они срезают больший объем металла и значительно короче профилирующих. При нарезании червяков лимитируется всегда износ прорезной кромки по задней поверхности. Поэтому величину глубины резания следует выбирать из условия обеспечения необходимой стойкости, характеризуемого допустимым износом по задней поверхности. В связи с этим желательно, чтобы все резцы имели прорезные кромки. Целесообразно также, чтобы суммарная длина режущих кромок на всех резцах была бы одинаковой, тогда они будут испытывать равные нагрузки, и процесс нарезания будет протекать спокойно.
При проектировании резцов для нарезания крупномодульных многозаходных червяков возникает вопрос о назначении ширины резца, т. к. витки червяка расположены по винтовой линии, одна сторона витков при этом выпуклая, а другая вогнутая. Из-за чего возможно пересечение задней поверхности резца с витком червяка. Для определения параметров полного резца необходимо рассечь поверхность червяка плоскостями, параллельными оси червяка с некоторым интервалом.
Уцг
а б в
Рис. 3. Сечения червяка плоскостями: а — расположение секущих поверхностей; б — модель винтовой поверхности; в — расположение полнопрофильного резца
внутри модели
Построение винтовой поверхности осуществляется по теории взаимоогибае-мых поверхностей. При этом ход решения задачи можно наблюдать непосредственно на экране монитора и в случае необходимости корректировать с целью получения положительных задних углов резания.
Нарезание стружечных канавок может осуществляться станках с ЧПУ в зависимости от формы и расположения стружечных канавок.
При разработке технологии изготовления необходимо задаться типом стружечных канавок, нанесенных на боковую поверхность инструмента.
Список литературы
1. Ананьева В.В. Шевингование крупномодульных червячных колес шеверами с криволинейными стружечными канавками: дис. ... канд. техн. наук / ТулГУ. Тула, 2004. 141 с.
Хрячкова Валерия Валериевна, канд. техн. наук, доцент, hryachkovavv@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
TECHNOLOGICAL PREPARATION FOR THE PRODUCTION OF WORM SHAVERS
V.V. Khryachkova
The methods of tool manufacturing are considered. Recommendations for the implementation of the processing of the threaded surface of the worm on the worm shiver are proposed.
Key words: worm shiver, technology, thread, manufacturing methods.
Hryachkova Valeriya Valerievna, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
