Зубонарезание

Зубчатые колеса (шестерни) можно классифицировать по нормативу, определяющему требования к точности шестерни по завершении механической обработки. Чащ всего в прикладной деятельности используют нормы DIN 3962. В нем показаны размеры и прочие параметры зубчатых колес, разделённые на 12 классов. Кроме этого норматива в промышленности используют примерно те же показатели, что и в стандарте DIN 3962.

Класс точности зубчатого колеса традиционно определяет требования к детали и связан с назначением шестерни.

Для получения высокого качества колеса следует обеспечить наличие на рабочих местах качественного инструмента, кроме того, необходимо обеспечить чистые контактные поверхности зацепления; а также:

Минимальное биение и инструмента, и полуфабриката;
Жёсткую фиксацию заготовки;
Точность и прочность оборудования.

Технологии используемые для зубонарезания

Сложилось так, что профиль зубонарезного инструмента складывается в полном соответствии с необходимым профилем зубьев. Это говорит о том, что он должен совпадать с габаритами и конфигурацией впадины.

Заказывая соответствующий инструмент для фрезерования зубьев, технолог должен учитывать: размер модуля, угол зацепления, профиль зубьев (подрезание зубьев, закругление головки зуба или фаска на головке зуба), коэффициент смещения исходного контура, диаметр вершин и впадин, угол наклона линии зуба, требования к точности зубчатого колеса, возможный диапазон диаметров инструмента (min-max), тип и размер соединения.

Разумеется, желательно иметь под руками подробный чертёж зубчатого колеса или инструмента со всеми необходимыми техническими сведениями.

Методы зубонарезания

Новые технологии обработки металла резанием уже довольно скоро изменят весь ход зубонарезания. В зависимости от того, как изготовители инструмента ответят на этот технологический сдвиг, будет создан будущий конкурентный ландшафт. Ниже приведены новые способы производства зубчатых колес:

зуботочение,
зубонарезание с использованием дисковой фрезы для малых и средних объёмов партий,
зубонарезание с применением червячной фрезы,
InvoMilling™.

Зуботочение

Так называют процесс получения готовой детали, протекающий в несколько раз быстрее долбления.

Зуботочение используют на практике несколько десятилетий, но не так давно точение получило новый толчок в развитии. Наращивание прочности и жёсткости станочного оборудования, внедрение синхронизируемых шпинделей, повлекло за собой более широкое использование зуботочения. Точение используют при работе с внутренними и внешними зубьями, но следует учесть то, что при внутренней обработке оно показывает более высокие результаты.

Этот способ применяется в условиях массового изготовления колес, при котором решающим фактором является минимальное время подготовки к производству.

Преимущества

Комплексная обработка обеспечивает снижение времени изготовления колеса, рост качества и уменьшение издержек на логистику. Зуботочение дает возможность обработки близко к уступам, дающая больше свободы при проектировании деталей. Преимуществами зуботочения выступают высокий уровень экологической безопасности и удобства управления, высокая эффективность без применения СОЖ. Качество деталей, изготовленных данным методом, ни в чём не уступает или даже превышает качество деталей, получаемых аналогичными инструментами для зубофрезерования. Значительное сокращение общего времени производства по сравнению с протягиванием, зубодолблением и зубонарезанием червячной фрезой и возможность применения на специализированных станках, многоцелевых станках и обрабатывающих центрах также являются положительными качествами зуботочения.

Зубонарезание дисковой фрезой

Зубонарезание дисковой модульной фрезой – это процесс, при котором за один проход нарезается одна впадина между зубьями. Методы зубонарезания дисковой модульной фрезой широко применяются в обрабатывающих центрах, многоцелевых и токарных станках, что позволяет выполнять комплексную обработку деталей за один установ. Благодаря технологии зубонарезания дисковой фрезой появилась возможность обработки шлицев в том же цеху на имеющихся станках – вместо передачи их на зубофрезерные станки или даже субподрядчикам. То есть можно говорить о том, что технология зубонарезания дисковой фрезой не требует значительных начальных вложений.

Преимущества

Зубонарезание дисковой фрезой – это экономичное решение для производства мелких и средних партий деталей. Преимуществами зубонарезания дисковой модульной фрезой являются фрезерование шлицев на обрабатывающих центрах, многоцелевых и токарных станках, низкие капиталовложения, сокращение времени и затрат на логистику, отсутствие необходимости в перемещении деталей между станками или цехами. Высокие скорости резания и возможность обработки труднообрабатываемых материалов также можно отнести к плюсам данного вида зубонарезания. Обработка происходит без применения СОЖ, что снижает затраты на СОЖ и сокращает время выполнения заказов.

Назначение дисковых модульных фрез

Для обработки наружных шлицев
От черновой до чистовой обработки
Все типы станков
Для обработки без применения СОЖ

Зубонарезание червячной фрезой

Зубонарезание червячной фрезой – это процесс производства зубчатых колёс, при котором зубья формируются за счёт серии проходов с помощью червячной фрезы. Заготовка зубчатого колеса и червячная фреза вращаются непрерывно до тех пор, пока все зубья не будут нарезаны. Зубонарезание червячной фрезой возможно только при обработке наружных зубьев. Преимуществами зубонарезания червячной фрезой

Можно назвать сокращение общих расходов на производство одного зубчатого колеса по сравнению с инструментами из быстрорежущей стали, высокие скорости резания, увеличение стойкости инструмента, сокращение времени простоя оборудования, лёгкая смена пластин с высокой повторяемостью позиционирования, отсутствие дополнительных расходов на переточку и восстановление покрытия.

Назначение червячных фрез

Черновая, получистовая и чистовая обработка
Профили зубьев по DIN 3972-2
Диапазон модулей: 3–10
Зубофрезерные станки, многоцелевые станки, 5-координатные станки

Применение червячных фрез

Все зубья снимают различную стружку. Стойкость инструмента ограничена самым нагруженным резанием и самой толстой стружкой. Чтобы оценить толщину стружки, необходимо рассчитать максимальное значение толщины стружки для определения осевой подачи. Максимальное значение толщины стружки рассчитывается с помощью уравнения Хофмейстера. По возможности лучше использовать несколько червячных фрез для повышения стойкости инструмента. При использовании твердосплавного инструмента предпочтительна обработка без СОЖ, так как она повышает стойкость инструмента по сравнению с обработкой с СОЖ.