5.3.1. Зубошевинговальные станки

При окончательной обработке зубьев незакаленных или закаленных на невысокую твердость колес (НRc40) получил применение процесс шевингования с использованием специального инструмента, называемого шевером и выполненным в форме зубчатого колеса с винтовым зубом. Режущие кромки инструмента образуются за счет прорезания поперечных канавок, как показано на рис 5.22.

Обработка ведется методом обкатки. Оси инструмента и заготовки устанавливаются со скрещиванием на угол 10...20°. Шевер-шестерня получает вра­ща­тельное движение от электродвигателя и благодаря зацеплению с заготовкой приводит ее во вращение. Кроме того, установленная на оправке

Рис. 5.22. Зуб шевера

в центрах станка заготовка вместе со столом получает продольное возвратно-поступательное перемещение. За каждый двойной ход стола происходит вертикальная подача врезания. Принятые схемы обработки обеспечивают повышенное скольжение сопряженных поверхностей зубьев, благодаря чему режущие кромки инструмента срезают тончайшие (волосообразные) стружки с обрабатываемых поверхностей зубьев.

Кинематическая структура станка представлена на рис. 5.23.

Особенность данной структуры состоит в том, что необходимое для обкатки сложное движение (В₁ В₂) образуется не за счет внутренней связи группы, а за счет того, что шевер и заготовка образуют пару колес. Поэтому в состав структуры входят две простые группы формообразования: Ф_v (В₁) и Ф_s (П₃). К ним добавляется группа врезания (П₄). Особенность данной структуры состоит в том, что необходимое для обкатки сложное движение (В₁ В₂) образуется не за счет внутренней связи группы, а за счет того, что шевер и заготовка образуют пару колес. Поэтому в состав структуры входят две простые группы формообразования: Ф_v (В₁) и Ф_s (П₃). К ним добавляется группа врезания (П₄).

Шевинговальные станки являются примером станков, в которых благодаря применению сложных режущих инструментов одно из формообразующих движений (в данном случае движение В₂) обеспечивается за счет конструкции инструмента и структура станка упрощается.

Рис. 5.23. Кинематическая структура

шевинговального станка

Недостатком процесса шевингования яв­ляется отсутствие жесткой кинематической связи между шевером и обрабатываемым колесом, вследствие чего накопленная ошибка очередного шага исправляется в небольшой степени. Кроме того, точность обработ­ки шевингования в значительной степени зависит от качества зу­бонарезания и припуска под шевингование.

Общий вид шевинговального станка приведен на рис. 5.24.

Станина 1 имеет внизу форму плиты, служащей основанием станка, а вверху – форму стойки, на верхней части станка имеется плоскость, к которой крепится основание 5, а к нему снизу монтируется шевинговальная головка 4. Ниже, также впереди станины, расположены вертикальные направляющие, к которым прижимается консоль 2 с механизмом продольной и радиальной подач. На горизонтальных направляющих консоли установлен стол 3, состоящий из салазок и укрепленной на них верхней части. Стол может перемещаться по направляющим консоли в обе стороны.

Кинематическая схема станка (рис. 5.25) состоит из трех самостоятельных кинематических цепей: вращения шевера, продольной подачи стола и радиальной подачи консоли со столом.

Уравнение кинематического баланса цепи главного дви­жения (вращения шевера):

.

Уравнение кинематического баланса цепи продольной подачи стола:

.

Цепь радиальной подачи осуществляется от гидроцилиндра 28 через реечную пару на цилиндрические колеса 23–24; вращение получает валик, на котором закреплены кулак радиальных подач 25 и барабан управления 27. Угол поворота кулака 25 ограничивается винтами-упорами, расположенными в шахматном порядке и опирающимися на собачку 26, которая перебрасывается гидроцилиндром 29. Кулак имеет ступеньки по торцу с перепадом 1,45 мм, т. е. при повороте кулака на минимальный угол 12 шток гидроцилиндра 30, упирающийся в площадку кулака, получает возможность перемещения на 1,45 мм. Далее через реечную пару, конические колеса на винт t₂.

Рис. 5.24. Шевинговальный станок мод. 5702

Рис. 5.25. Кинематическая схема станка мод. 5702

Реверсирование вращения шевера и подачи стола осуществляется электродвигателями, получающими команду от конечного выключателя 2 ВК, контакты которого перебрасываются упорами в конце хода стола. Конечный выключатель 3 ВК является аварийным и отключает станок, если не срабатывает выключатель 2 ВК.

Шевингование бочкообразной формы зуба осуществляется за счет поворота копира 31 на определенный угол. При поступательном движении палец 32, скользящий в пазу копира, через кронштейн, повернутый к столу, сообщает ему качания в вертикальной плоскости вокруг центральной оси. Изделие, установленное в центрах бабок на столе, также качается, при этом ось изделия наклоняется по отношению к оси шевера. Поэтому у торцов шевер снимает больший слой металла, чем в средней части зуба, чем обеспечивается бочкообразная форма зуба шевингуемого колеса.

Настройка станка на радиальную подачу осуществляется в конце каждого продольного хода стола. Величина радиальной подачи в мм/ход стола определяется по формуле

,

где n – число интервалов между соседними упорами. Рекомендуется брать n = 1  3.