Лабораторная работа №2. Расчет режимов резания при шевинговании зубьев дисковым шевером

Цель работы: Научиться рассчитывать режимы резания при шевинговании зубьев.

Ход работы:

1. Рассчитать режимы резания при шевинговании
2. Оформить отчет
3. Защитить отчет по лабораторной работе

Шевингование зубьев — метод окончательной обработки незакаленных колес — обеспечивает повышение точности до 5-6-й степени и качество поверхности (Ra = 0,63-0,16 мкм). Шевингованию подвергают зубья с твердостью ≤380HB.

В процессе шевингования с поверхности зубьев снимаются (соскабливаются) тонкие стружки толщиной 0,005-0,001 мм. При этом происходит исправление эксцентриситета начальной окружности, возникают ошибки в шаге, в профиле эвольвенты. Шевингование осуществляется двумя способами: шевером-колесом (диском) или шевером-рейкой.

Шевер имеет зубья, на боковых поверхностях которых расположены радиальные канавки глубиной 0,8 мм. Эти канавки образуют режущие кромки, которые осуществляют снятие тонких стружек с поверхности зубьев.

Рисунок 1 – Расположение канавок на зубе шевера

Припуск, оставляемый на шевингование, составляет 0,06-0,2 мм на сторону по толщине зуба (в зависимости от модуля). Для получения точности 5-6-й степени исходная точность должна быть не ниже 8-9-й.

Обрабатываемое колесо устанавливается на оправке в центрах стола станка. Шевер располагается над зубчатым колесом под углом 15°, образуя с колесом как бы винтовую пару со скрещивающимися осями. Наличие скрещивания осей зубчатой пары — колеса и шевера — создает необходимое условие: продольное скольжение зубьев шевера относительно зубьев колеса, в результате чего и происходит соскабливание стружек с поверхности последнего.

Рисунок 2 – Схема шевингования дисковым шевером(а) и схема работы зуба шевера (б): 1 – шевер; 2 – заготовка колеса.

Вращение сообщается шеверу, а шевер вращает обрабатываемое колесо. Шевер вращает колесо попеременно в одном и в другом направлениях для обработки обеих сторон зуба. Стол станка имеет также вертикальное перемещение и продольное (осевое) для обработки всей длины зуба при коротком шевере.

Инструмент. При использовании шеверов, изготовляемых в соответ­ствии с ГОСТ 8570—80, рекомендуется следующее:

а) числа зубьев шевера z_ш и колеса z_к не должны иметь общих множителей; это можно не соблю­дать для колес 7-8-й степени точности по нормам плавности работы; б) при об­работке колес с числом зубьев z_к <20, особенно с положительным смещением исходного контура, следует применять шеверы с наибольшим числом зубьев; в) выбранный нормализованный шевер должен обеспечивать выполнение условия р_р0 < р_p, где р_р0 и р_p – соответственно ниж­няя точка активного профиля зуба колеса в передаче и в станочном зацеплении с шевером при минимальном межосевом расстоянии в обработке а₀..

Припуск на шевингование по межцентровому расстоянию для прямозубых колес можно определить по формуле:

, мм. (1)

где m – модуль зубчатого колеса, мм; α – угол зацепления зубьев, град.

Припуск на шевингование для прямозубых колес по толщине зуба:

, мм. (2)

Припуск по межцентровому расстоянию для косозубых колес:

, мм. (3)

Припуск на толщину зуба для косозубых колес:

, мм. (4)

Продольная подача S_пр осуществляется вдоль оси заготовки и сообщается столу

станка с обрабатываемым колесом.

Продольная подача стола /зубчатого колеса/ может быть вычислена по формуле:

мм/об. колеса. (5)

где HB – твердость обрабатываемого материала, из которого изготовлено колесо.

Значения C_SП, q₁ и n₁ приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Радиальная подача Sр производится в конце продольного хода каждого прохода или после двойного прохода в прямом и возвратном направлениях. Радиальная подача производится путем сближения осей шевера и обрабатываемого колеса до получения требуемых размеров зубьев колеса.

Радиальная подача шевера после прохода стола станка может быть вычислена по

формуле:

мм/об. шевера. (6)

Значения С_SР, q₂ и n₂ приведены в таблице 1.

Обычно вращение сообщается шеверу V_ош, а обрабатываемое колесо находится с ним в плотном зацеплении и свободно вращается в центрах.

Окружная скорость шевера может быть вычислена по формуле:

м/мин. (7)

K_М – поправочный коэффициент, характеризующий марку стали, из которой изготовлено колесо, приведен в таблице 2.

Таблица 2.

K_НВ – поправочный коэффициент, характеризующий твердость материала колеса:

(8)

K_Т – поправочный коэффициент, характеризующий выбранную стойкость шевера, т.е.

отношение выбранной стойкости T_уст, мин. к нормативной T_норм, мин. приведен в таблице 3.

Таблица 3.

Нормативную стойкость шевера можно посчитать по формуле:

, мин. (9)

где D_дш – диаметр делительной окружности шевера, мм.

Количество рабочих ходов стола станка определится как:

(10)

Количество одинарных ходов без радиальной подачи обычно принимается 2 - 4.

Частота вращения шевера:

об/мин. (11)

где D_ш – диаметр шевера, мм.

Рассчитанное значение n_ш заменяется ближайшим значением частоты вращения

шпинделя n_o, имеющимся в станке.

Скорость движения стола станка с зубчатым колесом подсчитывается по формуле:

мм/мин. (11)

где z_ш и z_к – число зубьев шевера и зубчатого колеса соответственно.

Подсчитанное значение V_S заменяется ближайшим значением скорости стола S_мин,

имеющимся на станке.

Таблица 4 – Исходные данные для расчета

Во всех вариантах материал заготовки – углеродистая сталь.