Введение:

Цифровая эпоха положила начало комплексной трансформации станков, и в последние десятилетия процессы обработки претерпели революционные изменения благодаря повсеместной цифровизации.

Оборудование для обработки зубчатых колес также было полностью обновлено с использованием цифровых технологий, что значительно изменило методы обработки. Даже сложные зубчатые изделия теперь легче обрабатывать, а разнообразие технологий расширилось. По оценкам, в настоящее время существует более 20 различных процессов производства зубчатых колес, которые суммируются следующим образом:

1. Зубофрезерование (различие стандартных фрез и фасонных фрез)

2. Зубофрезерные станки (формовочные фрезы, в основном комплектующиеся червячными станками с ЧПУ и пятиосными токарно-фрезерными композитными станками)

3. Зубодолбежная обработка (с использованием фрезерных станков с ЧПУ и формообразующих фрез)

 

4. Бритвенное бритье (с использованием бритвенных станков и бритвенных ножей)

5. Токарная обработка зубчатых колес (с использованием пятикоординатных станков и специализированного токарных инструментов)

6. Зубошлифование (с использованием шлифовальных станков с ЧПУ и фигурных шлифовальных кругов)

7. Хонингование зубчатых колес (с использованием хонинговальных станков и хонинговального инструмента для сверхточной обработки)

8. Электроэрозионная обработка (проволочно-эрозионная обработка прямозубых шестерен)

9. Порошковая металлургия (прессование в пресс-формах, нагрев спекания, термообработка и последующая обработка).

10. Гидроабразивная резка (водоабразивная резка с ЧПУ для прямозубых шестерен)

11. Лазерная резка (лазерная резка с ЧПУ для прямозубых шестерен)

12. Протяжка зубчатых колес (с использованием протяжных станков с ЧПУ и внутренней обработки шлицев)

13. Зубострогание (с использованием строгальных станков и инструментов для строгания)

 

14. Электрохимическая обработка (с применением электроэрозионной и химико-электролитической обработки)

15. Обработка штамповки (пресс-формы с ЧПУ для штамповки прямозубых шестерен)

16. Спин-формование (вид холодной экструзии, включающий как горячее, так и холодное формование)

17. Зубонакатка (с использованием зубонакатных станков и прокатного инструмента)

18. Зачистка зубчатых колес (с использованием зубочистных станков с ЧПУ и скребковых инструментов), подходящая для массового производства.

19. Процессы литья (включая прецизионное литье из силиказоля и литье в песчаные формы)

Процессы производства шестерен

II. Введение в этапы обработки зубчатых колес

1. Обработка заготовки шестерни

После термообработки необработанные заготовки подвергаются механической обработке. На этом этапе преимущественно подготавливают заготовку шестерни к последующей обработке зубьев шестерни, обеспечивая соответствие внутреннего отверстия и торца заданным техническим требованиям.

2. Обработка зубьев шестерни

На этом этапе основное внимание уделяется точной обработке формы шестерни, в результате чего шестерни полностью соответствуют спецификациям чертежа. Достигаемая на этом этапе точность зубьев шестерни должна соответствовать требованиям окончательной прецизионной обработки.

3. Термическая обработка

Если закалка не требуется, обработка зубьев шестерни завершает изготовление шестерни. Для шестерен, требующих закалки, этот процесс обеспечивает соответствие поверхности шестерни указанным требованиям к твердости.

4. Обработка зубьев шестерни

Зубчатые колеса, прошедшие закалку, обычно требуют доводки, чтобы исправить любую деформацию, вызванную закалкой, а также для дальнейшего повышения точности зубьев и шероховатости поверхности для удовлетворения окончательных требований к точности.

5. Обработка конца шестерни (постобработка)

Обработка концов шестерен включает в себя такие процедуры, как скругление, снятие фасок и удаление заусенцев. Эти процессы облегчают зацепление, когда шестерня скользит в осевом направлении, и удаляют острые края, чтобы предотвратить сколы во время передачи.

Эвольвентные формы зубов являются наиболее распространенными. Основные методы обработки эвольвентных форм зубьев делятся на две категории: методы формовки и генерации. Ниже приведены различные процессы производства зубчатых колес, взятые из Интернета.

1. Зубофрезерная обработка

Зубофрезерование дисковыми или пальчиковыми фрезами относится к формовочному методу, при котором профиль зуба фрезы соответствует пространству зубьев шестерни. Этот метод менее эффективен и точен, подходит для мелкосерийного производства.

2. Формовое шлифование

Также метод формовки, но менее распространенный из-за сложности правки шлифовальных кругов.

3. Зубофрезерование

Генераторный метод зубофрезерования работает по принципу зацепления пары косозубых шестерен. Прототип фрезы представляет собой косозубую шестерню с большим углом винтовой линии, обычно с небольшим количеством зубьев (обычно z=1) и длинными зубьями, образующими червяк с небольшим углом винтовой линии. После прорезания пазов и фланкирования он становится червячной фрезой с режущими кромками и задними углами.

4. Бритье шестерен

Распространенный в массовом производстве незакаленных зубчатых колес, при бритье зубчатых колес используется фреза, а заготовка движется в свободном зацеплении. Относительное скольжение между ними сбривает мелкую стружку с поверхности зуба, повышая точность. Бритье также может создать выпуклость для улучшения площади контакта.

5. Формирование зубчатой ​​передачи

Другой метод создания, зубодолбежный, включает в себя формовочную фрезу и заготовку, зацепляющуюся как пара цилиндрических шестерен. Возвратно-поступательное движение формовочного резца является основным движением, а его вращательное движение вместе с заготовкой является движением подачи.

6. Генерация метода измельчения

Подобно зубофрезерной обработке, шлифование методом генерирования представляет собой метод прецизионной отделки, особенно для закаленных шестерен. Он может использовать червячные шлифовальные круги, конические шлифовальные круги или дисковые шлифовальные круги.

7. Хонингование шестерен

Подобно бритью зубчатых колес, при хонинговании зубчатых колес используется хонинговальный круг и зацепление заготовки без люфта. Относительное скольжение под действием приложенного давления затачивает зубья шестерен.

8. Электроэрозионная обработка проволоки

Сокращенно от электроэрозионной обработки, проволочная электроэрозионная обработка развивается из электроэрозионного сверления и формовки, расширяя сферу применения и частично заменяя традиционные методы электроэрозионной обработки.

Производство зубчатых колес — это очень сложный процесс, требующий правильных технологий для обеспечения эффективного производства. Каждая ступень должна иметь точные размеры.

Цикл изготовления зубчатых колес обычно включает в себя токарную обработку, зубофрезерную обработку, зубодолбежную обработку, зубофрезерование, твердое точение, зубошлифование, хонингование зубчатых колес, сверление, шлифование внутреннего отверстия, сварку и измерение. Правильные системы зажима имеют решающее значение для этих процессов, которые будут внедрены вместе с инструментами и методами обработки зубчатых колес.

Комплексный обзор инструментов и методов обработки зубчатых колес