Основные операции механической обработки зубчатого колеса со ступицей (7-я степень точности)

005-090 Заготовительная

Резка проката или штамповка. Штампованные заготовки целесообразно изготовлять с прошитыми отверстиями, если их диаметр более 30 мм длина менее трех диаметров.

Заготовки из чугуна, цветных сплавов (иногда – из стали) получают литьем.

 

095 – Термическая.

Это нормализация или отжиг для снятия остаточных напряжений.

 

100 – Токарная

Точить торец обода и торец ступицы с одной стороны (начерно), точить наружную поверхность обода до кулачков патрона (начерно), расточить (начерно) на проход отверстие (или сверлить и расточить при отсутствии отверстия в заготовке), точить наружную поверхность ступицы (начерно), точить фаски.

Технологическая база – наружная поверхность обода и торец, противолежащий ступице (закрепление в кулачках токарного патрона).

Оборудование:

- единичное производство – токарно-винторезный станок;

- мелко- и среднесерийное – токарно-револьверный, токарный с ЧПУ;

- крупносерийное и массовое – одношпиндельный или многошпиндельный токарный полуавтомат (для заготовок из прутка – прутковый автомат).

 

105 – Токарная.

Точить базовый торец обода (противолежащий ступице) (начерно), точить наружную поверхность обода на оставшейся части (начерно), расточить отверстие под шлифование, точить фаски.

Технологическая база – обработанные поверхности обода и большого торца (со стороны ступицы).

Оборудование – см. операцию 100.

 

110 – Протяжная (долбежная).

Протянуть (долбить в единичном производстве) шпоночный паз или шлицевое отверстие.

Технологическая база – отверстие и базовый торец колеса.

Оборудование:

Горизонтально-протяжной или долбежный станки.

Применяются варианты чистового протягивания отверстия вместо чистового растачивания на предшествующей операции.

 

115 – Токарная.

Точить базовый и противолежащий торцы, наружную поверхность венца (начисто).

Технологическая база – поверхность отверстия (реализуется напрессовкой на оправку, осевое положение на оправке фиксируется применением подкладных колец при запрессовке заготовки). Необходимость данной операции обусловлена требованием обеспечения соосности поверхностей вращения колеса.

Оборудование:

- единичное производство – токарно-винторезный;

- серийное – токарный с ЧПУ;

- крупносерийное и массовое - токарный многорезцовый полуавтомат.

 

120 – Зубофрезерная.

Фрезеровать зубья (начерно, обеспечивается 8-я степень точности).

Технологическая база – отверстие и базовый торец (реализуется оправкой и упором в торец).

Оборудование: зубофрезерный полуавтомат.

 

125 – Зубофрезерная.

Фрезеровать зубья (начисто, обеспечивается 7-я степень точности).

 

130 – Шевинговальная.

Как правило, операция повышает на единицу степень точности зубчатого колеса. Шевинговальную операцию применяют для нетермообрабатываемых колес с целью уменьшения коробления зубьев, так как снимается наклепанный после зубофрезерования слой.

Технологическая база – отверстие и базовый торец (реализуется оправкой).

Оборудование: зубошевинговальный станок.

 

135 – Термическая.

Закалка заготовки или зубьев (ТВЧ), либо цементировать, закалить и отпустить (согласно техническим требованиям).

Проведение упрочняющей термической обработки, как правило, снижает степень точности колеса на одну единицу.

 

140 – Внутришлифовальная.

Шлифовать отверстие и базовый торец за один установ. Обработка отверстия и торца в одном установе обеспечивает их высокую взаимную перпендикулярность.

Технологическая база – рабочие эвольвентные поверхности зубьев (начальная окружность колеса) и торец, противолежащий базовому. Реализация базирования выполняется специальным патроном, у которого в качестве установочных элементов используют калибровочные ролики или зубчатые секторы. Необходимость такого базирования вызвана требованием обеспечения равномерного съема металла с зубьев при их последующей отделке с базированием по отверстию на оправке.

Оборудование: внутришлифовальный станок.

Следует обратить особое внимание на то, что в случае базирования заготовки зубчатого колеса на данной операции по наружной поверхности венца для обеспечения соосности поверхностей вращения необходимо ввести до термообработки или после нее круглошлифовальную операцию для шлифования наружной поверхности венца и торца, противолежащего базовому (желательно за один установ на оправке).

Технологические базы для такой обработки – отверстие и базовый торец.

Оборудование: кругло- или торцекруглошлифовальный станки.

Необходимость отделки наружной поверхности венца колеса часто вызвана тем, что контроль основных точностных параметров зубьев производится с использованием этой поверхности в качестве измерительной базы.

 

145 – Плоскошлифовальная.

Шлифование торца, противолежащего базовому (если необходимо по чертежу).

Технологическая база – базовый торец.

Оборудование: плоскошлифовальный станок с прямоугольным или круглым столом.

 

150 – Зубошлифовальная.

Шлифовать зубья.

Технологическая база – отверстие и базовый торец.

Оборудование: зубошлифовальный станок (обработка обкаткой двумя тарельчатыми или червячным кругами, либо копированием фасонным кругом). При малом короблении зубьев при термической обработке (например, при азотировании вместо цементации) операцию зубошлифования заменяют зубохонингованием или вообще не выполняют.

Наличие зубошлифовальной или зубохонинговальной операции определяется наличием и величиной коробления зубьев при термообработке. Двукратное зубофрезеровнаие и шевингование зубьев до термообработки может обеспечить 6-ю степень точности. При потере точности в результате термообработки на одну степень конечная 7-я степень точности будет достигнута. Введение отделочной операции зубошлифования или зубохонингования необходимо только при уменьшении точности колеса при термообработке более, чем на одну степень.

 

155 – Моечная.

 

160 – Контрольная.

 

165 – Гальваническая (нанесение антикоррозионного покрытия).

 

Применяются варианты техпроцессов с однократным зубофрезерованием, но двукратным зубошлифованием.

Наличие упрочняющей термообработки приводит, как правило, к снижению степени точности колеса на одну единицу, в результате требуется дополнительная отделочная операция. Для незакаливаемых зубчатых колес операция шевингования является завершающей. Перед термообработкой зубья шевингуют для уменьшения деформации колеса во время термообработки и для повышения степени точности колеса.

Технологический процесс обработки таких зубчатых колес требует применения оправок как до нарезания зубьев и термической обработки, так и после термической обработки. В этом случае требуется набор оправок, за состоянием которого тщательно следят, проверяя их 1-2 раза в день на соответствие техническим условиям.

Техпроцесс можно построить иначе, не применяя оправки до термической обработки. В этом случае токарная обработка ведется в патронах, протягивание шпоночного паза или шлицев выполняют после нарезания зубьев, а операция чистового точения на оправке до термообработки отсутствует. При этом не гарантируется достаточная перпендикулярность торца к оси отверстия. Для уменьшения отклонения от перпендикулярности протягивание выполняют с жестким направлением протяжки. 

5.6.3. Изготовление плоских зубчатых колес