Шевингование – обработка зубчатых колес: оборудование, нюансы процесса

Шевингование – обработка зубчатых колес: оборудование, нюансы процесса

Такой технологической операции, как шевингование, подвергаются боковые поверхности зубчатых колес. При помощи этого метода обработки, для осуществления которой используется специальный инструмент, называемый шевером, с металлического изделия снимаются тонкие слои стружки.

Процесс соскабливания стружки с боковых поверхностей зубьев

Как осуществляется операция

Основной смысл технологической операции шевингование состоит в том, чтобы соскоблить слой лишнего металла с обрабатываемых деталей: зубчатых колес, изготовленных из легированных и высоколегированных сталей. Сам инструмент, при помощи которого выполняется такая обработка зубчатых колес, изготавливается из быстрорежущей стали, что и позволяет ему эффективно выполнять операцию шевингования. Шевер может быть выполнен в форме зубчатой рейки или зубчатого колеса, на боковых поверхностях зубьев которого предварительно сформированы режущие кромки. Входя в зацепление с обрабатываемым зубчатым колесом, рабочие элементы шевера скользят по боковым поверхностям его зубьев, тем самым соскабливая с них лишний слой металла.

Способы шевингования зубьев

Режущие кромки шевера, благодаря которым и возможна такая технологическая операция, как шевингование, формируются за счет создания поперечных канавок на рабочей части инструмента. Обеспечения скольжения зубьев шевера и обрабатываемого колеса добиваются так: их монтируют на станке таким образом, чтобы их оси располагались под определенным углом относительно друг друга. Данный угол имеет большое значение для повышения эффективности шевингования; величина этого параметра равна сумме или разности углов наклона обрабатываемой детали и шевера. В зависимости от технологической необходимости, оси заготовки и инструмента могут выставляться под углами, направленными в одну сторону, тогда перед значением данного параметра ставится знак «+», либо под углами, направленными в разные стороны, о чем будет свидетельствовать знак «–».

Располагая шевер и обрабатываемое зубчатое колесо таким образом, чтобы их оси скрещивались под заданным углом, специалист, выполняющий шевингование, фактически создает из них зубчатую винтовую пару. Если говорить о рабочих параметрах угла скрещивания осей инструмента и заготовки, то чаще всего его стараются выдержать в интервале 10–15 градусов. Технологически шевингование выполняется таким образом, что движение от станка передается шеверу, а он, в свою очередь, вращает заготовку, предварительно зажатую в центрах.

При выполнении операции шевингования обеспечивается калибрование зубьев детали, которое осуществляется по линии, являющейся самым коротким расстоянием между осями обрабатываемого колеса и шевера. Чтобы шевингование было эффективным, и калибрование осуществлялось по всей ширине зубьев заготовки, деталь в процессе выполнения обработки должна постоянно перемещаться по данной линии. Для обеспечения указанного требования режущему инструменту сообщается движение подачи, которая может быть нескольких типов:

  • подача в поперечном направлении;
  • продольная подача;
  • подача тангенциального типа;
  • подача, совершаемая в диагональном направлении.

Схемы подач при шевинговании

При продольной подаче шевер движется в направлении, совпадающем с осью обрабатываемой заготовки, при этом величина такого хода равна ширине зубьев заготовки. Линия, про которую говорилось выше, при такой подаче инструмента остается неподвижной и располагается в пятне контакта зубьев шевера и заготовки. При реализации продольной подачи процесс шевингования выполняется за счет одних и тех же участков режущей кромки инструмента. По этой причине зубья шевера изнашиваются неравномерно.

Обеспечить равномерность износа зубьев инструмента позволяют подачи, выполняемые в поперечном направлении (перпендикулярно к оси детали), диагональные подачи (под определенным углом к оси заготовки), тангенциальные подачи (перпендикулярно к оси самого шевера). Использование поперечных и диагональных подач также позволяет сократить ход движения инструмента и задействовать его режущие зубья по большей ширине их рабочей поверхности. Но самое минимальное движение режущий инструмент совершает в том случае, если на станке реализуется тангенциальная подача.

Схема шевингования-прикатывания конических зубчатых колес

Шевингование можно выполнить с еще более высокой эффективностью и качеством, если кроме движения подачи сообщить шеверу осциллирующее движение. Такое движение, сообщаемое инструменту и заготовке в плоскости ее обработки, должно иметь определенную частоту (20–100 Гц), только тогда процесс шевингования будет более эффективным. Использование данного технологического приема позволяет наделить операцию следующими преимуществами:

  • заметным снижением шероховатости обработанной поверхности (0,32–0,63 мкм), что часто достигается только шлифованием;
  • интенсификацией при одновременной стабилизации сил трения, что и позволяет сделать операцию шевингования более эффективной;
  • значительным сокращением времени осуществления технологической операции за счет возможности выполнения качественного шевингования за один проход.

Червячные и облегающие шеверы

Стандартный шевер при выполнении с его помощью шевингования контактирует с поверхностью зуба заготовки в точке, которая является местом пересечения наклонных осей инструмента и детали. Обработка будет возможной в принципе, если такая точка станет перемещаться по всей ширине зуба заготовки. Необходимость в соблюдении данного требования и, как следствие, в обеспечении продольной подачи инструмента отпадает, если для шевингования используются шеверы, относящиеся к категории облегающих. Такие инструменты за счет особенности своей конструкции обеспечивают линейный контакт режущей части с поверхностью обработки.

Инструменты данного типа, использование которых позволяет наиболее эффективно обрабатывать зубья бочкообразной формы, дают возможность значительно сократить время выполнения шевингования. Но если сравнивать такие шеверы со стандартными, то можно выявить, что они обеспечивают меньшую точность обработки, которую определяют достаточно приближенно.

Читайте также:
Утепление пеноизолом - плюсы и минусы технологии

Конструкция дискового шевера

К особенностям инструмента облегающего типа, следует отнести следующие.

  • Поверхность режущих зубьев сформирована не эвольвентными (выпуклыми), а вогнутыми линиями. Если взглянуть на профиль зубьев такого шевера, то можно заметить их выраженную седлообразность.
  • Зацепление обрабатываемого колеса и инструмента, как уже говорилось выше, происходит по линейной поверхности, а не по отдельной линии, как в случае использования стандартного шевера.

Для выполнения чистовой обработки рабочих элементов червячных колес лучше всего использовать специальные шеверы, которые также относятся к червячному типу. Такой инструмент представляет собой червяк, на боковой поверхности винтовых элементов которого сделана насечка, формирующая небольшие режущие зубья. Подача такого инструмента, выполняемая в процессе шевингования, может осуществляться в круговом и радиальном направлении. В первом случае между винтовой поверхностью шевера и зубьями обрабатываемого колеса имеется боковой зазор, во втором такого зазора нет.

Оборудование для шевингования

Для выполнения обработки методом шевингования используются различные модели специализированного оборудования (5701, 5702, 5708, 5717 и др.), которые, обладая схожим принципом действия, могут различаться между собой по следующим параметрам:

  • максимальный диаметр обрабатываемых зубчатых колес;
  • скорость выполнения шевингования;
  • типы используемых подач;
  • максимально допустимый модуль обрабатываемых колес;
  • мощность главного привода.

Характеристики зубошевинговальных станков

Зубошевинговальный станок модели 5702В

Для примера можно познакомиться с характеристиками достаточно популярного станка для обработки зубчатых колес модели 5702:

  • максимальный диаметр обрабатываемого зубчатого колеса — 200 мм;
  • максимально допустимый модуль обрабатываемого изделия — 6 мм;
  • мощность главного привода — 2,8 кВт;
  • скорость вращения инструмента можно регулировать в диапазоне 78-395 об/мин.

Указанный станок для обработки методом шевингования активно применяется в условиях крупносерийного и массового производства.

Виды и назначение шевингования

Шевингование – это один из приемов механической обработки зубьев шестерен внешнего и внутреннего зацепления, для уменьшения шероховатости поверхности и получения точности профиля зубьев, при этом их твердость не должна превышать HRC 30-32. Данный процесс позволяет получить заданный поперечный профиль зубчатого зацепления, при котором потери на трение минимальны.

Типы шеверов

  • Дисковые – имеют вид зубчатого колеса, изготовлены из быстрорежущей стали. Рабочий ход – поступательный. Такой вид предназначен для обработки цилиндрических зубчатых колес.
  • В виде реек – состоит из плитки с канавками для установки зубцов, которые в свою очередь, изготовлены из быстрорежущей стали. Шевинг также двигается поступательно, а для изменения обрабатываемого зуба перемещается продольно.
  • В виде червяков – предназначены для червячных колес. В виде червяка с маленькими зубчиками, нанесенные сбоку винтов. Обработка, с применением данных видов шевера, возможна при круговой и радиальной их подаче.

Шевингование без проблем исправит погрешность профиля, всех шагов (основных и окружных), а также направления зубьев, но вот с накопленной ошибкой шагов, справится ей гораздо тяжелее и иногда просто невозможно.

При помощи шевингования, можно получить измененную форму резцов колеса, например, с осевой бочковидностью или фланкированным видом. Для этого понадобится особая заточка резцов или специализированное приспособление. С помощью этого можно получить любые пятна контакта соединенных зубцов у шевингованных колес в передаче и даже уменьшить шум у зубчатой передачи.

Так как рабочее движение подается только шеверу, любые погрешности кинематической цепи исключены, поэтому шевингование обладает высокой точностью при работе. От данной точности, которая достигается при предварительных работах, зависит точность зубчатых колес, если припуск маленький, то шевер не сможет исправить погрешности колеса, а при большом припуске увеличится время обработки, ухудшится точность, а также уменьшиться стойкость самих шеверов.

Смысл шевингования

Самый главный смысл шевингования – это соскобление лишнего верхнего слоя металла с обрабатываемой детали, а именно – со стальных зубчатых колес. Обрабатывающий инструмент изготовлен из быстрорежущей стали, поэтому шевингование выполняется быстро.

Находясь в контакте с обрабатываемым колесом, детали шевера проходят по боковым сторонам его резцов, таким образом, убирая ненужный слой металла.

Кромки шевера формируются с помощью поперечных канавок, находящиеся на рабочей части инструмента, благодаря им и возникает шевингование. При монтаже на станке получают движение зубьев шевера и обрабатываемого колеса, движение зависит от наклона, который имеет угол. Эффективность шевингования – это сумма или разность углов наклона детали. Оси заготовки и инструмента ставятся под нужными углами и могут быть направлены как в одинаковые стороны, так и в противоположные, от этого зависит какой знак («+» или «-» соответственно) выставят перед величиной рассматриваемой характеристики.

Проведение

Специалист, при выполнении шевингования, располагает шевер и колесо таким способом, чтобы под необходимым углом (от 10 до 15 градусов) их оси скручивались. При таком процессе движение от станка передается шеверу, а он в это время вращает изделие. Калибровка резцов происходит по линии, которая является самым маленьким расстоянием между осями шевера и колеса. Чтобы калибровка прошла по всей площади зубьев, изделие должно непрерывно двигаться по заданному пути. Для соблюдения данного условия режущему инструменту передается движение подачи нескольких видов:

  • поперечное (перпендикулярно к оси изделия);
  • продольное;
  • тангенциальное (перпендикулярно к оси самого шевера);
  • диагональное (под необходимым углом к оси изделия).
Читайте также:
Чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного

Если шевер двигается в сторону, совпадающей с осью изделия и при этом величина такого хода такая же, как и ширина зубьев, то это – продольная подача. Линия при таких условиях находится в неподвижном состоянии. Шевингование в данном случае будет выполняться с помощью повторяющихся участков режущего края инструмента, поэтому зубья шевера изнашиваются постепенно и равномерно.

Поперечная, диагональная и тангенсальная подачи, также обеспечивают равномерный износ зубьев, позволяют сократить ход движения инструмента и привлечь его режущие зубья почти по всей ширине их рабочей поверхности.

Если шеверу подать осциллирующее перемещение, то появиться возможность выполнять шевингование с лучшим результатом. Это движение должно иметь частоту от 20 до 100 Гц, только при таких условиях шевингование будет эффективнее, чем обычно. Такой метод дает возможность получить следующие характеристики:

  • снижение шероховатости на 0,3 – 0,6 мкм, такой результат обычно получается только при помощи шлифования;
  • интенсификация;
  • сокращение времени.

Недостатки метода

Минусом этого процесса является отсутствие жесткой кинематической связи между шевером и обрабатываемым колесом, из-за чего при очередном шаге накапливается ошибка.

Следующий минус – это зависимость точности обработки от свойства зубонарезания и припуска.

Все больше набирает популярность способ обработки резцов кромочными шеверами. В этой процедуре присутствует жесткая кинематическая связь между колесом и режущим инструментом. Для обработки применяют пару шеверов, каждый из которых обрабатывает предназначенную ему сторону резца колеса при таком же направлении перемещения, что в обкате с подачей.

Виды оборудования

Для обработки способом шевингования используют несколько моделей:

  • 5701;
  • 5702;
  • 5708;
  • 5717.

Все они обладают схожим методом работы, но имеют некоторые различия по характеристикам:

  • максимальный диаметр зубчатых колес;
  • скорость движения при выполнении шевингования;
  • используемые виды подач;
  • возможный модуль обрабатываемых колес;
  • мощность главного привода.

Зубошевинговальный станок 5702А

Для более конкретного понимания о принципах работы специализированного оборудования для шевингования, рассмотрим на примере работу станка – 5702А. Эта модель больше всего распространена в применении массового и серийного производства.

Основные характеристики:

  • максимальный модуль обрабатываемого изделия – 6 мм;
  • мощность двигателя составляет 2.8 кВт;
  • максимальное сечение зубчатого колеса – 200 мм;
  • диапазон скоростей движения от 78 до 395 об/мин.

Модель имеет гидравлический привод подач лучевого типа и электромеханический – осевого типа.

Работу обеспечивает электродвигатель. Сам же шевер располагает 10-ю ступенями, которые настраиваются с помощью зубчатых колес.

С помощью правой бабки агрегата можно зажимать заготовку в рабочих центрах, а головка рабочего инструмента дает возможность выполнять настройку угла зацепления. Она может поворачиваться в обе стороны, угол поворота может составлять от 0 до 35 градусов.

За счет двигателя, мощность которого составляет 0.6 кВт, выполняются осевые подачи. Благодаря вертикальному движению консоли, происходят подачи лучевого типа.

Универсальность данного оборудования заключается в том, что на нем можно работать с бочковидными резцами, именно поэтому он имеет самую большую восстребованность среди других моделей.

Область применения

Шевингование – это очень эффективная, а также достаточно распространенная технология, которая часто используется в современной промышленности. В России такую технологию используют с 1936 года.

Такой метод востребован в различных областях, но больше всего его используют в автомобильном производстве, ведь на основе деталей, которые прошли калибровку, сделаны редукторы, червячные передачи.

Проволока также проходит шевинговую обработку, тем самым повышается ее упругость, удаляются лишние примеси, улучшая состав изделия.

Шевингование – снятие стружки с зубчатых колес

Шевингование зубчатых колес представляет собой процесс обработки их боковых поверхностей при помощи шевера, снимающего с детали тонкие слои стружки.

1 Шевингование зубчатых колес – суть и особенности операции

Описываемый процесс базируется на операции соскабливания “лишней” стружки с обрабатываемой детали (колес из легированной и высоколегированной стали) кромками режущего приспособления из быстрорежущей стали. Причем выполняется такая операция при скольжении по отношению друг к другу шевера и профилей зубьев колеса, которое подвергается обработке. Под шевером понимают зубчатую рейку либо зубчатое колесо, характеризуемое наличием режущих кромок на поверхностях (боковых) зубьев.

Последние формируются канавками поперечного вида. Относительное проскальзывание достигается за счет монтажа детали и шевера на агрегат для выполнения рассматриваемой нами операции под определенным углом наклона. Данный угол равняется алгебраической разности или сумме углов наклона рабочего инструмента и заготовки. Если указанные элементы направлены в разноименные стороны, перед значением угла ставят знак “минус”, если они имеют одноименный наклон – “плюс”.

По сути, профили зубьев монтируются таким способом, чтобы со скрещивающимися под заданным углом осями они создавали зубчатую винтовую передачу. На практике пытаются добиться показателя угла от 10 до 15 градусов. Шевер вращает зажатую в центрах устройства деталь. Калибрование профиля осуществляется на линии самой короткой дистанции между осями колеса и режущего инструмента.

Читайте также:
Что же такое модульный паркетный пол

По этой причине снятие стружки по всей ширине заготовки будет эффективным в том случае, если колесо перемещается вдоль данной линии. Осуществляется указанное перемещение несколькими разными методами при помощи подач следующего вида:

  • поперечной;
  • продольной;
  • тангенциальной;
  • диагональной.

При использовании продольной подачи длина зуба колеса идентична длине хода. Интересующая нас линия в такой ситуации относительно режущего инструмента является неподвижной, а значит, обкатка выполняется одинаковыми кромками шевера, которые пролегают через пятно контакта (именно оно представляет собой кратчайшую линию). Понятно, что подобная процедура приводит к тому, что кромки инструмента изнашиваются неравномерно.

При перемещении стола в перпендикулярном к оси заготовки направлении (подача поперечного типа) кромки зубьев изнашиваются равномерно. Кроме того, необходимое перемещение шевера получается более коротким. Примерно таким же, как и при диагональной подаче, которая характеризуется тем, что режущее приспособление функционирует большей шириной. Минимальное же перемещение отмечается при тангенциальной подаче. При ней стол подается под углом (прямым) не к обрабатываемому колесу, а непосредственно к оси шевера.

Практическим путем доказано – осциллирующее движение, сообщенное в плоскости обработки шеверу и колесу, обеспечивает множество преимуществ при осуществлении тангенциальной и поперечной подачи. В частности, следующих:

  • интенсификация сил трения, а также их стабилизация при выполнении операции снятия стружки с детали;
  • снижение до 0,32–0,63 мкм показателя шероховатости;
  • снижение времени процедуры за счет облегчения условий обработки зубчатого колеса и возможности проведения ее за один проход (при этом шероховатость заготовки не ухудшается).

Важно, чтобы частота указанного осциллирующего движения была не больше 100 и не меньше 20 Гц.

2 Обработка колес облегающими и червячными шеверами

Зацепление стандартного по конструкции шевера с обрабатываемыми зубьями характеризуется контактом точечного вида. При его использовании точка скрещивания осей в обязательном порядке должна передвигаться вдоль заготовки (зубчатого ее венца). Необходимость в этом отпадает, если эксплуатируются режущие инструменты с линейным контактом, для которых продольная подача не нужна. Такие шеверы именуют облегающими.

Они гарантируют снижение машинного времени, требуемого для обработки зубчатых колес, а также считаются незаменимыми при необходимости придания зубьям бочкообразной формы. Но стоит заметить, что облегающие шеверы обеспечивают меньшую точность детали, нежели дисковые стандартные инструменты. Показатель точности для таких приспособлений, как правило, определяют приближенно.

Особенности облегающих шеверов:

  • они имеют не эвольвентную боковую поверхность: в развертке на плоскость зуб описывается вогнутыми линиями, а не прямыми, как в случае использования стандартных инструментов (по сути, зубья шевера характеризуются определенной седлообразностью);
  • зацепление колеса и инструмента для обработки осуществляется по линейчатой поверхности зацепления, а не по самостоятельной его линии.

Шеверы червячного типа рекомендованы для шевингования (чистового) червячных колес. Выполнен такой инструмент в виде червяка с зубчиками небольших размеров (насечками), нанесенными сбоку винтов. Конкретный вид и размеры червячного шевера зависят от параметров и формы червяка производимой пары, которые задаются чертежом на изготовление детали (техническим заданием).

Обработка деталей с применением червячных приспособлений допускается при круговой и радиальной их подаче. При круговой подаче витки шевера сопрягаются с зубьями колеса с боковым зазором, при радиальной – без зазора.

3 Зубошевинговальный станок 5702А – характеристики и описание

Чистовую обработку цилиндрических незакаленных зубчатых колес (спиральные и прямые зубья) выполняют на специальных станках – 5701, 5708, 5702, 5717 и других. Они имеют примерно одинаковые технические характеристики, отличаясь между собой:

  • возможностями по обработке наибольшего диаметра колес;
  • скоростью движения;
  • используемым видам подач;
  • мощностью привода;
  • модулем колес для обработки.

Кратко рассмотрим подробнее один из таких агрегатов – зубошевинговальный станок 5702А, который активно применяется в условиях массового и серийного производства. Далее приведены его основные параметры:

  • 6 мм – максимальный модуль обрабатываемого изделия;
  • 2,8 кВт – мощность двигателя;
  • 200 мм – максимальное сечение зубчатого колеса, с которым может работать установка;
  • 78–395 об/мин – наибольшая и наименьшая скорость движения.

Станок оснащается гидравлическим приводом подач радиального типа, электромеханическим – продольного типа. Его можно использовать и для диагональной подачи колеса. Вращение шевера, который располагает 10-ью ступенями, обеспечивает главный электродвигатель. Настроить ступени можно при помощи зубчатых сменных колес.

Правая бабка агрегата дает возможность зажимать пинолью заготовку в рабочих центрах. Головка рабочего инструмента позволяет осуществлять настройку угла зацепления благодаря тому, что она способна поворачиваться в обе стороны на угол от 0 до 35 градусов.

Продольные подачи выполняются посредством двигателя мощностью 0,6 кВт. Подачи радиального вида происходят за счет передвижения консоли рабочего стола вертикально (через зубчато-реечную передачу и гидравлический цилиндр). На станке также можно работать с бочкообразными зубьями. Подобная универсальность агрегата и предопределила его востребованность.

Процесс шевингования, виды и формы шеверов

Шевингование: что это такое и где применяют данную технологию. Особенности технологического процесса. Плюсы и минусы обработки шевингованием. Основные параметры станков. Виды шеверов и сфера их применения: реечный, дисковый, червячный и облегающий.

Шевингование – это технология механической обработки металла, которую применяют на завершающем этапе производства. В качестве рабочего оборудования применяют зубошевинговальные станки, которые за несколько циклов придают заготовке завершенный вид. На обработку подаются только незакаленные детали. В противном случае шевер – режущий инструмент станка – не сможет качественно резать металл. Выделяют несколько способов шевингования, отличающихся по направлению подачи: параллельное, касательное и диагональное.

Читайте также:
Фазировка проводки своими руками

Где и зачем применяют шевингование

Технология не отличается богатой историей. Она была изобретена в 30-х годах прошлого века в США компанией National Broach. С 1936 года шевингование зубчатых колес было опробовано на Московском автомобильном заводе имени Сталина.

Технология шевингования зубчатых колес – востребованная процедура в современном производстве. В автомобильной промышленности зубчатые передачи используют в коробках переключения передач, редукторах мостов, раздаточных коробках и других узлах. Кроме того, шевингование применяется в других отраслях, где предъявляют высокие требования к точности зубчатого зацепления.

Результатом обработки является геометрически правильная форма зубьев, поверхность которых приобретает механическую прочность и упругость. Благодаря этому повышается точность передачи и снижается уровень шума в процессе эксплуатации передач.

Технические характеристики некоторых сплавов не позволяют выполнять чистовую обработку с помощью шлифования. В этом случае заготовки подвергают шевингованию.

Обработку шевером в редких случаях используют в качестве альтернативы химической очистки металла, поскольку шевингование является менее опасной и трудоемкой процедурой.

Механическое удаление лишней стружки преследует следующие цели:

  • правку боковых граней прямозубых и косозубых колес;
  • увеличение точности изделия на 2-3 класса;
  • повышение эксплуатационных характеристик.

Помимо шестерен, шевингованию подвергают проволочную продукцию. Процесс обработки удаляет посторонние поверхностные отложения, повышая качество материала.

Технологию применяют для обработки следующих металлов и сплавов:

  • различных типов стали, включая пружинистую;
  • меди;
  • латуни;
  • бронзы;
  • алюминия и сплавов на его основе;
  • цинка.

Технология процесса шевингования

На станках повышенной точности реализована возможность осциллирующего движения режущего инструмента. Наиболее эффективной считают частоту в диапазоне 20–100 Гц. Это позволяет выполнять обработку за один проход и уменьшать показатель шероховатости поверхности.

Расчет припуска выполняют в процессе изготовления зубчатого колеса. Исходными данными являются модуль, диаметр шестерни, а также требуемый класс точности готового изделия.

Плюсы и минусы шевингования

Несмотря на высокую точность металлообрабатывающих станков, класс точности необработанного зуба не всегда соответствует предъявляемым требованиям. Использование шевингования в качестве средства чистовой обработки обладает следующими преимуществами:

  • точность зубчатого венца увеличивается как минимум на одну степень;
  • высокая производительность сокращает продолжительность общего цикла изготовления шестерни;
  • после обработки шевером качество поверхности увеличивается;
  • показатель шероховатости плоскости близок к технологическим параметрам шлифования;
  • снижения уровня шума в процессе эксплуатации.

К недостаткам шевингования относят отсутствие жесткой кинематической связи между шевером и зубчатым колесом. Это причина низкого уровня корректировки дефектов предыдущих шагов. Качество зависит от величины припуска. Таким образом, имеется прямая связь между точностью зубонарезного станка и результатом обработки шевингованием.

Современные шевинговальные станки позволяют осуществлять резание зуба при жесткой кинематической связи с расположением относительно друг друга под углом 45º. В процессе участвуют два шевера для двухсторонней отделки зуба.

Инструменты и оборудование

  1. Тип приводного механизма. Может быть электромеханическим или гидравлическим.
  2. Направление подачи: продольная, поперечная, тангенциальная или диагональная.
  3. Скорость шевингования заготовки за единицу времени определяет производительность станка.
  4. Максимальный размер заготовки. Для самых маленьких моделей показатель не превышает 125 мм. Массивные агрегаты способны обрабатывать детали шириной до 4000 мм.
  5. Мощность главного привода станка.
  6. Максимально допустимый модуль шестерни.
  7. Регулируемый диапазон скорости вращения маховика.
  8. Габариты и масса.

В качестве примера приведем основные технические параметры популярной модели 5Д702В – полуавтоматического зубошевинговального станка с горизонтальной осью:

  1. Диаметр шестерни от 20 до 320 мм.
  2. Модуль от 1,5 до 8 мм.
  3. Посадочный диаметр шпинделя 63,5 мм.
  4. Величина припуска при обычном шевинговании до 0,46 мм.
  5. Мощность главного электродвигателя 3,2 кВт.
  6. Габариты (Д*Ш*В, мм) 1950*1600*2130.
  7. Масса 4700 кг.

Виды и форма шеверов

  1. Реечный. Предназначение – шевингование зубчатых колес с прямыми и винтовыми зубьями. Имеет вид продолговатой планки со съемными зубчатыми насечками. Данный тип не отличается высокой точностью обработки и поэтому не пользуется особой популярностью.
  2. Шевер дисковый. Представляет собой дисковое колесо из быстрорежущей стали. Каждый зуб имеет поперечные канавки, которые образуют режущие грани. Кроме того, они выполняют функцию отвода побочных продуктов металлообработки.
  3. Облегающий. Для шевингования зубьев бочкообразной формы.
  4. Червячный. Инструмент для обработки соответствующих передач.

Рассмотрим последние два вида подробнее.

Облегающие шеверы

Использование данных шеверов позволяет сократить время обработки. По сравнению с приспособлениями дискового типа точность облегающих шеверов несколько ниже. В результате воздействия можно получить зуб в форме бочки.

Основное отличие от стандартного инструмента заключается в воздействии на контактную плоскость. Направление движения имеет форму вогнутой линии, а не прямой. За счет этого и получают зубья специфической формы.

Червячные шеверы

Применяются для финишной отделки колес червяного типа. Это наложило отпечаток на конструкцию инструмента: он имеет форму червяка с мелкими режущими насечками.

Червячные шеверы не поддаются стандартизации, поэтому подбор осуществляется, исходя из чертежных размеров обрабатываемой заготовки.

Существует несколько типов червячных шеверов. Наиболее популярными являются:

  • эвольвентный;
  • Архимедов;
  • глобоидный.
Читайте также:
Чем отличается парник от теплицы?

Шевингование может выполняться двумя способами:

  1. Сокращением расстояния между осями шевера и червяка.
  2. Регулировкой скорости вращения режущего инструмента при неизменном положении шевера и детали относительно друг друга.

Технология шевингования по сей день является востребованной процедурой. Это единственный способ чистовой обработки зубчатых колес с целью повышения качества поверхности и увеличения класса точности изделия. А вам приходилось наблюдать за работой современных зубошевинговальных станков с ЧПУ? Некоторые специалисты полагают, что по сравнению с современным оборудованием точность отечественных станков, применяемых в серийном производстве, крайне мала. Согласны ли вы с этим утверждением? Напишите ваше мнение в комментарии.

Закругление зубьев и шевингование зубчатых колес

Шевингование – это один из приемов механической обработки зубьев шестерен внешнего и внутреннего зацепления, для уменьшения шероховатости поверхности и получения точности профиля зубьев, при этом их твердость не должна превышать HRC 30-32. Данный процесс позволяет получить заданный поперечный профиль зубчатого зацепления, при котором потери на трение минимальны.

Типы шеверов

  • Дисковые – имеют вид зубчатого колеса, изготовлены из быстрорежущей стали. Рабочий ход – поступательный. Такой вид предназначен для обработки цилиндрических зубчатых колес.
  • В виде реек – состоит из плитки с канавками для установки зубцов, которые в свою очередь, изготовлены из быстрорежущей стали. Шевинг также двигается поступательно, а для изменения обрабатываемого зуба перемещается продольно.
  • В виде червяков – предназначены для червячных колес. В виде червяка с маленькими зубчиками, нанесенные сбоку винтов. Обработка, с применением данных видов шевера, возможна при круговой и радиальной их подаче.

Шевингование без проблем исправит погрешность профиля, всех шагов (основных и окружных), а также направления зубьев, но вот с накопленной ошибкой шагов, справится ей гораздо тяжелее и иногда просто невозможно.

При помощи шевингования, можно получить измененную форму резцов колеса, например, с осевой бочковидностью или фланкированным видом. Для этого понадобится особая заточка резцов или специализированное приспособление. С помощью этого можно получить любые пятна контакта соединенных зубцов у шевингованных колес в передаче и даже уменьшить шум у зубчатой передачи.

Так как рабочее движение подается только шеверу, любые погрешности кинематической цепи исключены, поэтому шевингование обладает высокой точностью при работе. От данной точности, которая достигается при предварительных работах, зависит точность зубчатых колес, если припуск маленький, то шевер не сможет исправить погрешности колеса, а при большом припуске увеличится время обработки, ухудшится точность, а также уменьшиться стойкость самих шеверов.

Смысл шевингования

Самый главный смысл шевингования – это соскобление лишнего верхнего слоя металла с обрабатываемой детали, а именно – со стальных зубчатых колес. Обрабатывающий инструмент изготовлен из быстрорежущей стали, поэтому шевингование выполняется быстро.

Находясь в контакте с обрабатываемым колесом, детали шевера проходят по боковым сторонам его резцов, таким образом, убирая ненужный слой металла.

Кромки шевера формируются с помощью поперечных канавок, находящиеся на рабочей части инструмента, благодаря им и возникает шевингование. При монтаже на станке получают движение зубьев шевера и обрабатываемого колеса, движение зависит от наклона, который имеет угол. Эффективность шевингования – это сумма или разность углов наклона детали. Оси заготовки и инструмента ставятся под нужными углами и могут быть направлены как в одинаковые стороны, так и в противоположные, от этого зависит какой знак («+» или «-» соответственно) выставят перед величиной рассматриваемой характеристики.

Плюсы и минусы шевингования

В современном производстве для изготовления зубчатых колес применяют метод накатывания зубьев. В его основе лежит принцип пластичного деформирования незакаленного металла без снятия стружки.
Несмотря на высокую точность металлообрабатывающих станков, класс точности необработанного зуба не всегда соответствует предъявляемым требованиям. Использование шевингования в качестве средства чистовой обработки обладает следующими преимуществами:

  • точность зубчатого венца увеличивается как минимум на одну степень;
  • высокая производительность сокращает продолжительность общего цикла изготовления шестерни;
  • после обработки шевером качество поверхности увеличивается;
  • показатель шероховатости плоскости близок к технологическим параметрам шлифования;
  • снижения уровня шума в процессе эксплуатации.

К недостаткам шевингования относят отсутствие жесткой кинематической связи между шевером и зубчатым колесом. Это причина низкого уровня корректировки дефектов предыдущих шагов. Качество зависит от величины припуска. Таким образом, имеется прямая связь между точностью зубонарезного станка и результатом обработки шевингованием.

Современные шевинговальные станки позволяют осуществлять резание зуба при жесткой кинематической связи с расположением относительно друг друга под углом 45º. В процессе участвуют два шевера для двухсторонней отделки зуба.

Проведение

Специалист, при выполнении шевингования, располагает шевер и колесо таким способом, чтобы под необходимым углом (от 10 до 15 градусов) их оси скручивались. При таком процессе движение от станка передается шеверу, а он в это время вращает изделие. Калибровка резцов происходит по линии, которая является самым маленьким расстоянием между осями шевера и колеса. Чтобы калибровка прошла по всей площади зубьев, изделие должно непрерывно двигаться по заданному пути. Для соблюдения данного условия режущему инструменту передается движение подачи нескольких видов:

  • поперечное (перпендикулярно к оси изделия);
  • продольное;
  • тангенциальное (перпендикулярно к оси самого шевера);
  • диагональное (под необходимым углом к оси изделия).
Читайте также:
Современные кухонные мойки: основные особенности и виды

Если шевер двигается в сторону, совпадающей с осью изделия и при этом величина такого хода такая же, как и ширина зубьев, то это – продольная подача. Линия при таких условиях находится в неподвижном состоянии. Шевингование в данном случае будет выполняться с помощью повторяющихся участков режущего края инструмента, поэтому зубья шевера изнашиваются постепенно и равномерно.

Поперечная, диагональная и тангенсальная подачи, также обеспечивают равномерный износ зубьев, позволяют сократить ход движения инструмента и привлечь его режущие зубья почти по всей ширине их рабочей поверхности.

Если шеверу подать осциллирующее перемещение, то появиться возможность выполнять шевингование с лучшим результатом. Это движение должно иметь частоту от 20 до 100 Гц, только при таких условиях шевингование будет эффективнее, чем обычно. Такой метод дает возможность получить следующие характеристики:

  • снижение шероховатости на 0,3 – 0,6 мкм, такой результат обычно получается только при помощи шлифования;
  • интенсификация;
  • сокращение времени.

Недостатки метода

Минусом этого процесса является отсутствие жесткой кинематической связи между шевером и обрабатываемым колесом, из-за чего при очередном шаге накапливается ошибка.

Следующий минус – это зависимость точности обработки от свойства зубонарезания и припуска.

Все больше набирает популярность способ обработки резцов кромочными шеверами. В этой процедуре присутствует жесткая кинематическая связь между колесом и режущим инструментом. Для обработки применяют пару шеверов, каждый из которых обрабатывает предназначенную ему сторону резца колеса при таком же направлении перемещения, что в обкате с подачей.

Процесс шевингования зубьев зубчатых колес

Для снижения шероховатости поверхности и достижения высокой точности профиля зубьев незакаленных зубчатых колес применяют процесс шевингования. При этом используется специальный инструмент — шевер, который представляет собой колесо пли рейку, зубья у которых прорезаны поперечными канавками для образования режущих кромок (рис. 41). При вращении шевера и обрабатываемого колеса, находящихся в зацеплении, происходит боковое скольжение зубьев по их длине, и кромки канавок на зубьях шевера срезают (соскабливают) тонкую стружку с профилей зубьев колеса. Срезание происходит в результате скрещивания осей шевингуемого колеса и шевера.

Рис. 41 Зуб шавера

Рис. 42 Принципиальная схема шевингования

Рассмотрим принципиальную схему работы шевинговального станка(рис. 42). Шевер 1 вращается от электродвигателя станка и принудительно вращает обрабатываемое зубчатое колесо 2, установленное в центрах бабки 3, 4. Бабка размещена на столе 5, который шарнирно связан с нижним’ столом 6 станка, получающим возвратно-поступательное движение. Стол в конце каждого двойного хода совершает вертикальную подачу. Таким образом, при шевинговании происходят следующие движения: вращение шевера и колеса, возвратно-поступательное перемещение колеса и перемещение колеса в радиальном направлении к шеверу.

Рис. 43 Процесс обработки кромочным шевером

Недостатки метода

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 н припуска под шевингование.

В последнее время получает распространение новый способ обработки зубьев кромочными шеверами. В отличие от обычного шевингования этот процесс осуществляется при жесткой кинематической связи между режущим инструментом и обрабатываемым колесом, расположенным к инструменту под углом 45°. Кромочный шевер и обрабатываемое колесо образуют пару зубчатых колес со скрещивающимися осями. Для обработки применяют два шевера, каждый из которых обрабатывает свою сторону зуба колеса при соответствующем направлении движения обката и подачи.

Обработка кромочным шевером

Процесс обработки зуба кромочным шевером осуществляется следующим образом (рис. 43). Обрабатываемое колесо 1 из левого крайнего положения подводится быстро к режущему инструменту 2, в этот момент включается медленная рабочая подача, при которой обрабатывается одна сторона А профиля зубьев. После окончания обработки стороны А колесо перемещается в крайнее правое положение. Затем вращение шевера и колеса реверсируют, и обрабатываемое колесо вновь подводится к шеверу, опять включается рабочая подача и отделывается другая сторона Б профиля зубьев. После этого колесо быстро перемещается в исходное положение.

Похожие материалы

Зубошевинговальный станок 5702А

Для более конкретного понимания о принципах работы специализированного оборудования для шевингования, рассмотрим на примере работу станка – 5702А. Эта модель больше всего распространена в применении массового и серийного производства.

  • максимальный модуль обрабатываемого изделия – 6 мм;
  • мощность двигателя составляет 2.8 кВт;
  • максимальное сечение зубчатого колеса – 200 мм;
  • диапазон скоростей движения от 78 до 395 об/мин.

Модель имеет гидравлический привод подач лучевого типа и электромеханический – осевого типа.

Работу обеспечивает электродвигатель. Сам же шевер располагает 10-ю ступенями, которые настраиваются с помощью зубчатых колес.

С помощью правой бабки агрегата можно зажимать заготовку в рабочих центрах, а головка рабочего инструмента дает возможность выполнять настройку угла зацепления. Она может поворачиваться в обе стороны, угол поворота может составлять от 0 до 35 градусов.

Читайте также:
Цинерария приморская «Серебряная пыль» (18 фото): посадка и уход. Правила выращивания из семян

За счет двигателя, мощность которого составляет 0.6 кВт, выполняются осевые подачи. Благодаря вертикальному движению консоли, происходят подачи лучевого типа.

Универсальность данного оборудования заключается в том, что на нем можно работать с бочковидными резцами, именно поэтому он имеет самую большую восстребованность среди других моделей.

§ 140. Шевинговальщик 3-го разряда

Характеристика работ. Шевингование прямых зубьев шестерен различных диаметров по 5 — 7 степеням точности и с модулем свыше 5 по 8 степени точности на однотипных шевинговальных станках. Установление режимов обработки под руководством шевинговальщика более высокой квалификации. Установка и выверка обрабатываемых шестерен на универсальных приспособлениях. Шевингование сложных зубчатых колес с прямым и винтовым зубом по 7 степени точности на шевинговальных станках, налаженных для обработки определенных шестерен.

Должен знать: устройство и правила подналадки однотипных шевинговальных станков; виды шеверов, их назначение и правила установки; устройство и правила применения наиболее распространенных универсальных приспособлений; назначение и правила применения контрольно-измерительных инструментов; способы определения качества обработки и степени готовности обрабатываемых шестерен; припуски на обработку шевингованием; понятие о шаге и модуле шестерен; систему допусков и посадок; квалитеты и параметры шероховатости; основные свойства обрабатываемых материалов.

Область применения

Шевингование – это очень эффективная, а также достаточно распространенная технология, которая часто используется в современной промышленности. В России такую технологию используют с 1936 года.

Такой метод востребован в различных областях, но больше всего его используют в автомобильном производстве, ведь на основе деталей, которые прошли калибровку, сделаны редукторы, червячные передачи.

Проволока также проходит шевинговую обработку, тем самым повышается ее упругость, удаляются лишние примеси, улучшая состав изделия.

Тонкости процесса при выполнении шевингования металлических изделий

Шевингование металла – вид чистовой обработки металла резкой, относящийся к отделочным операциям.

В процессе отделки заготовка, подлежащая доработке, подаётся на зубошевинговальный станок. За определённое количество проходов, движущимся заданным способом режущим инструментом, шевером, с металлической поверхности постепенно снимаются тонкие слои стружки.

Принятый разработчиками технологии термин «шевингование» получил название по аналогии от английского глагола shaving, от shave — брить, скоблить.

Область применения шевингования

Шевингование как эффективная технология широко используется современной промышленностью.

Шевингование колёс востребовано в автомобильном производстве, на основе калиброванных деталей выполнены редукторы и червячные передачи. Доработанные колёса используют при создании точных зубчатых передач в изготовлении надёжных машин и механизмов, измерительных приборов, востребованных в различных областях науки и техники.

Обточенная поверхность приобретает необходимую механическую прочность, упругость. Форма зубьев становится геометрически правильной, приобретает высокие эксплуатационные качества. Точность хода передачи повышается, снижается шумовой эффект зубчатых пар в работе.

Шевингование проходят заготовки из сплавов, не подлежащих к доработке шлифованием.

В частных случаях шевингование заменяет химическую обработку.

Окончательная обработка металла соскабливанием лишней стружки:

  • исправляет ошибки боковых граней прямозубых и косозубых зубчатых колёс;
  • повышает класс точности деталей на 2–3 значения;
  • придаёт краям необходимые эксплуатационные характеристики.

Помимо обработки колёс, шевингование применяется для окончательной отделки проволоки. Соскабливание стружки с поверхности проволоки повышает упругость стали, подавляет лишние поверхностные примеси, улучшая качественный состав изделия.

Технология изобретена в 30 годах прошлого века в Англии, с тех пор нашла широкое применение в массовом автомобилестроении. В СССР, впоследствии в России, способ отделки широко используют с 1936 года.

Шевингование поверхности проходят следующие сплавы:

  • низкоуглеродистая, высокоуглеродистая, пружинная сталь;
  • алюминий, алюминиевые сплавы;
  • цинк, медь;
  • латунь, бронза.

Шевингование – менее опасный, трудоёмкий и сложный процесс, чем химическое очищение металла.

Необходимое оборудование

Процесс окончательной отделки поверхностей зубьев проходит на полуавтоматическом оборудовании – зубошевинговальном станке.

Параметры оборудования

Подбор необходимого оборудования осуществляется согласно задачам производства, заданным параметрам мощности и производительности зубошевинговального станка. Основной привод двигателя полуавтоматического станка может быть гидравлическим, электромеханическим.

Промышленное заводское оборудование характеризуется следующими параметрами:

  • Скорость цикла обтачивания заготовки, производительность станка в заданную единицу времени.
  • Максимальный размер диаметра детали, подлежащей обработке, разбег значения 125–4000 мм.
  • Мощность главного привода двигателя, потребляемая мощность варьируется в пределах 1,0–14 кВт.
  • Модуль зубчатого колеса. Величину модуля зубчатого колеса определяет толщина стенки зуба.
  • Способ подачи рабочего инструмента относительно оси детали, проходящей доработку.

Например, распространённый промышленный станок модели 5702 предназначен для обтачивания зубцов колёс диаметром до 200 мм, модулем до 6 мм.

Скорость вращения маховика регулируется в диапазоне от 78 до 395 оборотов в минуту, мощность основного привода станка 2,8 кВт.

Классификация формы шевера

В операции шевингования зубчатых колёс на станках используется следующий инструмент резки:

  • зубчатая рейка с насечками, инструмент называется реечным;
  • зубчатый диск с режущими кромками, или дисковый шевер;
  • облегающий шевер, применяется в основном для шевингования бочкообразных зубьев;
  • червячный шевер.

Цилиндрические заготовки обтачивают реечным и дисковым инструментом, червячный вид резца применяют для шевингования металла червячных зубчатых колёс.

Читайте также:
Устройство, строительство и отделка мансардного этажа двухэтажного дома, фотографии и видео

Виды подачи инструмента

Двигатель станка придаёт рабочее движение резцу, который после зацепления передаёт движение обрабатываемой детали. От вида подачи зависит рабочий ход шевера, скорость и количество проходов обтачивания.

Виды подачи режущего инструмента:

  • поперечная подача — режущие кромки движутся перпендикулярно к оси заготовки;
  • продольная подача резца — совпадает с направлением оси детали;
  • тангенциальная подача — заготовка расположена перпендикулярно к оси шевера;
  • диагональная подача инструмента — под углом к оси обрабатываемой детали.

При использовании продольной подачи величина шага хода шевера совпадает с размером зубьев обрабатываемой заготовки. В операции задействованы одни и те же режущие кромки, что приводит к неравномерному износу резца, увеличивает расходы на ремонт оборудования.

Поперечное направление, тангенциальные и диагональные подачи увеличивают ресурс резца, обеспечивают равномерный износ, сокращают ход движения. Время цикла обработки уменьшается, повышается производительность оборудования и общий экономический эффект. Минимальный ход движения инструмент производит при тангенциальной подаче.

Технологический процесс

Удаление лишнего слоя металла при шевинговании зубчатых колёс происходит за счёт срезки тонкой стружки при сцеплении боковых граней зубьев шевера с зубцами обрабатываемых деталей. Уменьшается толщина стенки металла, грани калибруются. Оси заготовки и инструмента сходятся под заданным углом в 10–15 градусов.

Технологически в процессе операции шевингования зацеплением зубьями шевера и колеса образуется зубчатая винтовая пара. Движущийся инструмент вращает зубчатое колесо. В точке соприкосновения снимаются тонкие слои металлической стружки по линии контакта между режущими гранями шевера и зубьями заготовки.

Рабочая линия снятия стружки зависит от вида подачи инструмента.

Осциллирующее движение

Возможность добавления в процессе шевингования осциллирующего (колебательного) движения повышает точность, скорость и качество обработки зубцов. Сопряжённые поверхности перемещаются с небольшой амплитудой. Частота осциллирующего движения в пределах 20–100 Гц наиболее эффективна, улучшает процесс обработки по следующим показателям:

  • Увеличивается производительность оборудования за счёт уменьшения времени операции шевингования. Качественную металлообработку достигают за один проход шевера.
  • Получают гладкую, ровную поверхность кромок. Величина шероховатости стальной поверхности снижается до значения 0,32–0,63 мкм, что близко к значению показателей обработкой шлифованием.

Припуски

Качество шевингования также зависит от предварительной точности геометрической формы заготовки. На обработку шевингованием закладывают припуски. Недостаточный размер припусков делает недостатки зубьев неисправимыми, ошибки накапливаются, повышая процент выбраковки.

Чрезмерно большой размер припусков ведёт к увеличению времени обработки, снижает производительность работ. Припуски на шевингование производят в процессе изготовления детали, принимают от модуля и диаметра шестерни, желаемого качества точности изделия.

Червячные и облегающие шеверы

Металлические шестерни невысокого класса точности или оснащённые зубьями бочкообразной формы отделывают облегающим шевером.

Облегающие шеверы

Облегающий режущий инструмент отличается от обычного видом контакта зубьев элементов. В процессе обработки шевером сцепление с колесом носит линейный характер, происходит по всей поверхности. Пересечение осей в точке для получения результата не требуется, продольную подачу не применяют.

Облегающие шеверы используют:

  • для сокращения машинного времени обработки;
  • формирования бочкообразной поверхности зубьев.

Учитывают, что точность шевингования колёс, обработанных облегающим шевером, ниже точности, достигаемой на дисковом инструменте. Ошибки возникают вследствие формы шевера, боковая режущая поверхность которого вогнута. Эвольвентные (выпуклые) режущие поверхности дают большую точность калибровки.

Червячные шеверы

Принцип действия червячного шевера основан на физике червячной передачи.

Червяк, как режущий инструмент, оборудован редкими зубьями небольшого размера с помощью насечки на боковой поверхности.

Вращение червячного резца осуществляют:

  • Круговым направлением, при этом между винтовой боковой поверхностью режущего инструмента и обрабатываемой деталью образуется зазор.
  • Радиальным направлением. В этом случае боковой зазор отсутствует, кромки заготовки и инструмента плотно прилегают друг к другу.

При вращении круговым способом межосевое расстояние червяка и колеса сохраняется постоянным торможением колеса. Размер витков червяка при этом зависит от припусков на обработку.

Рабочее движение радиальным направлением происходит сближением осей колеса и режущих граней. Размер витков насечки равен размеру впадин между зубами детали.

Видео по теме: Производство зубчатых колес для шевингования металла

Шевингование – обработка зубчатых колес: оборудование, нюансы процесса

Такой технологической операции, как шевингование, подвергаются боковые поверхности зубчатых колес. При помощи этого метода обработки, для осуществления которой используется специальный инструмент, называемый шевером, с металлического изделия снимаются тонкие слои стружки.

Процесс соскабливания стружки с боковых поверхностей зубьев

Типы шеверов

  • Дисковые – имеют вид зубчатого колеса, изготовлены из быстрорежущей стали. Рабочий ход – поступательный. Такой вид предназначен для обработки цилиндрических зубчатых колес.
  • В виде реек – состоит из плитки с канавками для установки зубцов, которые в свою очередь, изготовлены из быстрорежущей стали. Шевинг также двигается поступательно, а для изменения обрабатываемого зуба перемещается продольно.
  • В виде червяков – предназначены для червячных колес. В виде червяка с маленькими зубчиками, нанесенные сбоку винтов. Обработка, с применением данных видов шевера, возможна при круговой и радиальной их подаче.

Шевингование без проблем исправит погрешность профиля, всех шагов (основных и окружных), а также направления зубьев, но вот с накопленной ошибкой шагов, справится ей гораздо тяжелее и иногда просто невозможно.

Читайте также:
Чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного

При помощи шевингования, можно получить измененную форму резцов колеса, например, с осевой бочковидностью или фланкированным видом. Для этого понадобится особая заточка резцов или специализированное приспособление. С помощью этого можно получить любые пятна контакта соединенных зубцов у шевингованных колес в передаче и даже уменьшить шум у зубчатой передачи.

Так как рабочее движение подается только шеверу, любые погрешности кинематической цепи исключены, поэтому шевингование обладает высокой точностью при работе. От данной точности, которая достигается при предварительных работах, зависит точность зубчатых колес, если припуск маленький, то шевер не сможет исправить погрешности колеса, а при большом припуске увеличится время обработки, ухудшится точность, а также уменьшиться стойкость самих шеверов.

Способы отделки зубьев колес

Для повышения чистоты поверхности зубьев колес и повышения точности элементов профиля, а также для исправления дефектов и искажений, возникающих при термической обработке, производят отделочную обработку зубьев. Шевингование зубьев применяется при обработке цилиндрических и червячных зубчатых колес твердостью HRC Читайте также: Соединение шарнирное сделать самому своими руками

Находясь в контакте с обрабатываемым колесом, детали шевера проходят по боковым сторонам его резцов, таким образом, убирая ненужный слой металла.

Кромки шевера формируются с помощью поперечных канавок, находящиеся на рабочей части инструмента, благодаря им и возникает шевингование. При монтаже на станке получают движение зубьев шевера и обрабатываемого колеса, движение зависит от наклона, который имеет угол. Эффективность шевингования – это сумма или разность углов наклона детали. Оси заготовки и инструмента ставятся под нужными углами и могут быть направлены как в одинаковые стороны, так и в противоположные, от этого зависит какой знак («+» или «-» соответственно) выставят перед величиной рассматриваемой характеристики.

Технологический процесс


Схема шевингования

Удаление лишнего слоя металла при шевинговании зубчатых колёс происходит за счёт срезки тонкой стружки при сцеплении боковых граней зубьев шевера с зубцами обрабатываемых деталей. Уменьшается толщина стенки металла, грани калибруются. Оси заготовки и инструмента сходятся под заданным углом в 10–15 градусов.

Технологически в процессе операции шевингования зацеплением зубьями шевера и колеса образуется зубчатая винтовая пара. Движущийся инструмент вращает зубчатое колесо. В точке соприкосновения снимаются тонкие слои металлической стружки по линии контакта между режущими гранями шевера и зубьями заготовки.

Рабочая линия снятия стружки зависит от вида подачи инструмента.

Осциллирующее движение

Возможность добавления в процессе шевингования осциллирующего (колебательного) движения повышает точность, скорость и качество обработки зубцов. Сопряжённые поверхности перемещаются с небольшой амплитудой. Частота осциллирующего движения в пределах 20–100 Гц наиболее эффективна, улучшает процесс обработки по следующим показателям:

  • Увеличивается производительность оборудования за счёт уменьшения времени операции шевингования. Качественную металлообработку достигают за один проход шевера.
  • Получают гладкую, ровную поверхность кромок. Величина шероховатости стальной поверхности снижается до значения 0,32–0,63 мкм, что близко к значению показателей обработкой шлифованием.

Припуски


Кинематика шевингования

Качество шевингования также зависит от предварительной точности геометрической формы заготовки. На обработку шевингованием закладывают припуски. Недостаточный размер припусков делает недостатки зубьев неисправимыми, ошибки накапливаются, повышая процент выбраковки.

Чрезмерно большой размер припусков ведёт к увеличению времени обработки, снижает производительность работ. Припуски на шевингование производят в процессе изготовления детали, принимают от модуля и диаметра шестерни, желаемого качества точности изделия.

Проведение

Специалист, при выполнении шевингования, располагает шевер и колесо таким способом, чтобы под необходимым углом (от 10 до 15 градусов) их оси скручивались. При таком процессе движение от станка передается шеверу, а он в это время вращает изделие. Калибровка резцов происходит по линии, которая является самым маленьким расстоянием между осями шевера и колеса. Чтобы калибровка прошла по всей площади зубьев, изделие должно непрерывно двигаться по заданному пути. Для соблюдения данного условия режущему инструменту передается движение подачи нескольких видов:

  • поперечное (перпендикулярно к оси изделия);
  • продольное;
  • тангенциальное (перпендикулярно к оси самого шевера);
  • диагональное (под необходимым углом к оси изделия).

Если шевер двигается в сторону, совпадающей с осью изделия и при этом величина такого хода такая же, как и ширина зубьев, то это – продольная подача. Линия при таких условиях находится в неподвижном состоянии. Шевингование в данном случае будет выполняться с помощью повторяющихся участков режущего края инструмента, поэтому зубья шевера изнашиваются постепенно и равномерно.

Поперечная, диагональная и тангенсальная подачи, также обеспечивают равномерный износ зубьев, позволяют сократить ход движения инструмента и привлечь его режущие зубья почти по всей ширине их рабочей поверхности.

Если шеверу подать осциллирующее перемещение, то появиться возможность выполнять шевингование с лучшим результатом. Это движение должно иметь частоту от 20 до 100 Гц, только при таких условиях шевингование будет эффективнее, чем обычно. Такой метод дает возможность получить следующие характеристики:

  • снижение шероховатости на 0,3 – 0,6 мкм, такой результат обычно получается только при помощи шлифования;
  • интенсификация;
  • сокращение времени.
Читайте также:
Чем отличается парник от теплицы?

Червячные и облегающие шеверы

Стандартный шевер при выполнении с его помощью шевингования контактирует с поверхностью зуба заготовки в точке, которая является местом пересечения наклонных осей инструмента и детали. Обработка будет возможной в принципе, если такая точка станет перемещаться по всей ширине зуба заготовки. Необходимость в соблюдении данного требования и, как следствие, в обеспечении продольной подачи инструмента отпадает, если для шевингования используются шеверы, относящиеся к категории облегающих. Такие инструменты за счет особенности своей конструкции обеспечивают линейный контакт режущей части с поверхностью обработки.

Инструменты данного типа, использование которых позволяет наиболее эффективно обрабатывать зубья бочкообразной формы, дают возможность значительно сократить время выполнения шевингования. Но если сравнивать такие шеверы со стандартными, то можно выявить, что они обеспечивают меньшую точность обработки, которую определяют достаточно приближенно.

Конструкция дискового шевера

К особенностям инструмента облегающего типа, следует отнести следующие.

  • Поверхность режущих зубьев сформирована не эвольвентными (выпуклыми), а вогнутыми линиями. Если взглянуть на профиль зубьев такого шевера, то можно заметить их выраженную седлообразность.
  • Зацепление обрабатываемого колеса и инструмента, как уже говорилось выше, происходит по линейной поверхности, а не по отдельной линии, как в случае использования стандартного шевера.

Для выполнения чистовой обработки рабочих элементов червячных колес лучше всего использовать специальные шеверы, которые также относятся к червячному типу. Такой инструмент представляет собой червяк, на боковой поверхности винтовых элементов которого сделана насечка, формирующая небольшие режущие зубья. Подача такого инструмента, выполняемая в процессе шевингования, может осуществляться в круговом и радиальном направлении. В первом случае между винтовой поверхностью шевера и зубьями обрабатываемого колеса имеется боковой зазор, во втором такого зазора нет.

Недостатки метода

Минусом этого процесса является отсутствие жесткой кинематической связи между шевером и обрабатываемым колесом, из-за чего при очередном шаге накапливается ошибка.

Следующий минус – это зависимость точности обработки от свойства зубонарезания и припуска.

Все больше набирает популярность способ обработки резцов кромочными шеверами. В этой процедуре присутствует жесткая кинематическая связь между колесом и режущим инструментом. Для обработки применяют пару шеверов, каждый из которых обрабатывает предназначенную ему сторону резца колеса при таком же направлении перемещения, что в обкате с подачей.

Зубошевинговальный станок 5702А

Для более конкретного понимания о принципах работы специализированного оборудования для шевингования, рассмотрим на примере работу станка – 5702А. Эта модель больше всего распространена в применении массового и серийного производства.

  • максимальный модуль обрабатываемого изделия – 6 мм;
  • мощность двигателя составляет 2.8 кВт;
  • максимальное сечение зубчатого колеса – 200 мм;
  • диапазон скоростей движения от 78 до 395 об/мин.

Модель имеет гидравлический привод подач лучевого типа и электромеханический – осевого типа.

Работу обеспечивает электродвигатель. Сам же шевер располагает 10-ю ступенями, которые настраиваются с помощью зубчатых колес.

С помощью правой бабки агрегата можно зажимать заготовку в рабочих центрах, а головка рабочего инструмента дает возможность выполнять настройку угла зацепления. Она может поворачиваться в обе стороны, угол поворота может составлять от 0 до 35 градусов.

За счет двигателя, мощность которого составляет 0.6 кВт, выполняются осевые подачи. Благодаря вертикальному движению консоли, происходят подачи лучевого типа.

Универсальность данного оборудования заключается в том, что на нем можно работать с бочковидными резцами, именно поэтому он имеет самую большую восстребованность среди других моделей.

Инструменты и оборудование

Работы выполняются на специальных зубошевинговальных станках, тип которых зависит от производственных задач. Основными параметрами оборудования являются:

  1. Тип приводного механизма. Может быть электромеханическим или гидравлическим.
  2. Направление подачи: продольная, поперечная, тангенциальная или диагональная.
  3. Скорость шевингования заготовки за единицу времени определяет производительность станка.
  4. Максимальный размер заготовки. Для самых маленьких моделей показатель не превышает 125 мм. Массивные агрегаты способны обрабатывать детали шириной до 4000 мм.
  5. Мощность главного привода станка.
  6. Максимально допустимый модуль шестерни.
  7. Регулируемый диапазон скорости вращения маховика.
  8. Габариты и масса.

В качестве примера приведем основные технические параметры популярной модели 5Д702В – полуавтоматического зубошевинговального станка с горизонтальной осью:

  1. Диаметр шестерни от 20 до 320 мм.
  2. Модуль от 1,5 до 8 мм.
  3. Посадочный диаметр шпинделя 63,5 мм.
  4. Величина припуска при обычном шевинговании до 0,46 мм.
  5. Мощность главного электродвигателя 3,2 кВт.
  6. Габариты (Д*Ш*В, мм) 1950*1600*2130.
  7. Масса 4700 кг.

Область применения

Шевингование – это очень эффективная, а также достаточно распространенная технология, которая часто используется в современной промышленности. В России такую технологию используют с 1936 года.

Такой метод востребован в различных областях, но больше всего его используют в автомобильном производстве, ведь на основе деталей, которые прошли калибровку, сделаны редукторы, червячные передачи.

Проволока также проходит шевинговую обработку, тем самым повышается ее упругость, удаляются лишние примеси, улучшая состав изделия.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: