Анализ целесообразности применением технологических методов отделочной обработки зубья, страница 4

Дальнейшее повышение производительности процессов формообразования зубчатых профилей возможно лишь при переходе к новым схемам обработки, которые должны обеспечить, прежде всего, наиболее полное использование режущих свойств современных инструментальных материалов, в частности твердых сплавов. Высокопроизводительные процессы формообразования зубчатых профилей основаны на комплексном использовании следующих основных принципов:

1) отсутствие жесткой кинематической связи между движением резания — вращением инструмента и движениями профилирования;

2) применение дисковых резцовых головок большого диаметра, позволяющих при небольшой длине образующей обрабатываемой поверхности работать без подачи вдоль образующей, что значительно увеличивает производительность процессов;

3) замена прямолинейной образующей обрабатываемой поверхности дуговой, что дает возможность наряду с получением деталей, обладающих более высокими эксплуатационными характеристиками (цилиндрические зубчатые колеса с круговыми зубьями, торцовые кулачковые муфты и т. п.) обеспечить высокую производительность обработки;

4) выравнивание процессов за счет неравномерной подачи изделия при его обработке.

Комплексное использование всех указанных принципов дало возможность создать высокопроизводительные процессы, в которых режущие свойства инструментального материала  твердого сплава сочетается с рациональной загрузкой режущих кромок инструмента

Особенностью схем обработки цилиндрических зубчатых колес гребенчатыми фрезами и дисковыми резцовыми головками большого диаметра является то, что в них главное движение — вращение инструмента — не имеет жесткой связи с движениями обката заготовки. Скорость движения обката (скорость подачи заготовки), а в итоге и производительность, определяется числом резцов, приходящихся на профилирование каждой впадины, что, в свою очередь, зависит от числа резцов в каждой кольцевой линии инструмента и от частоты вращения, т. е. скорости резания. При обработке зубчатых колес, имеющих сравнительно неширокие венцы, можно отказаться от продольной подачи. Заготовка в этом случае устанавливается относительно  инструмента таким образом, чтобы ось симметрии венца совпадала с осью резцовой головки. При этом нарезаются зубья, имеющие вогнутость как по дну впадины, так и по боковым сторонам. Для устранения вогнутости необходима последующая чистовая или отделочная обработка.

Наиболее высокая производительность может быть достигнута при использовании гребенчатых фрез. Дополнительным резервом повышения производительности в этом случае является то обстоятельство, что при большой длине инструмента (длина инструмента должна быть не менее длины окружности качения) возможно вести обработку одновременно трех заготовок. Расчеты показывают, что при обработке одновременно трех заготовок и при армировании резцов твердым сплавом достигается производительность менее 0,5 с/зуб.

Практически создание гребенчатой фрезы большого диаметра с резцами, армированными твердым сплавом, является очень сложной технологической задачей. Если, например, конструкция такой фрезы основана на использовании единичных взаимозаменяемых резцов, то возникает проблема точной их расстановки в каждой кольцевой линии и вдоль оси — по шагу. Анализ соответствующих размерных цепей показывает, что для достижения необходимой точности по шагу и биению боковых режущих кромок допуски на отдельные элементы взаимозаменяемых резцов настолько жестки что практически нельзя рассчитывать на возможность их осуществления.

Более приемлемой является конструкция, в которой предусмотрены кассеты с точно расположенными пазами под резцы. По сути дела, здесь используется координатный метод достижения точности вместо цепного, что позволяет рассчитывать на достижение удовлетворительных по точности шага результатов. Однако при наличии кассет уменьшается возможное число резцов в каждой кольцевой линии и, следовательно, теряется производительность.