Зубонарезные работы: ключевые отличия холодного и горячего накатывания

Технология изготовления зубчатых колес с зубьями эвольвентной формы предусматривает методы копирования и обкатки. В свою очередь обкатка зубьев может производиться способом накатки или нарезанием на станках.

Накатка зубьев шестерен подразумевает их формирование путем пластической деформации поверхности заготовки. Может производится как на нагретой заготовке (горячее накатывание) так и на заготовке в холодном состоянии (холодное накатывание).

Как горячая, так и холодная накатка зубьев на заготовке выполняется на специальном зуборезном станке с помощью накатников (одного или двух) – специальных твердосплавных зубчатых колес, с зубьями соответствующего профиля и размера, имеющих:

· заборный конус (производит начальное и основное пластическое формирование зубьев);

· цилиндрическую часть (на ней выполняется точная калибровка зубьев);

· обратный конус (после упругого расширения детали производится ее дообработка на обратном ходе накатников).

Механизм подачи заготовки обеспечивает ее продольную и радиальную (вращение) подачу. В результате прохождения вращающихся накатников по вращающейся заготовке происходит пластическое формирование формы зуба шестерни (накатывание) сразу по всей поверхности зубчатого венца вкруговую. Так изготовляются зубчатые венцы как цилиндрических, так и конических шестерен, с прямой и косой линией зубьев эвольвентного профиля, с модулем колеса до 4 мм. Шестерни с модулем 5мм и более изготовляются подобным, но несколько измененным техпроцессом.

Горячее накатывание зубьев шестерен производится на заготовке, поверхность которой нагрета до состояния пластичности металла (t = 1000 – 1200 град. С). Для разогрева поверхности перед накаткой зубьев заготовка проходит через высокочастотный индуктор установки ТВЧ.

Холодная накатка зубьев цилиндрических и конических шестерен производится по такому же принципу, но без разогревания поверхности детали.

Холодное и горячее накатывание: все за и против

Холодная и горячая накатки зубчатых колес, по сравнению с зуборезными работами по их нарезанию на станках, являются намного более производительными технологическими процессами, подходящими для массового, крупносерийного производства. Кроме того, они характеризуются практически отсутствием отходов металла, поскольку не предусматривают процессов его резания, а значит, обходятся без металлической стружки.

Достоинствами холодной накатки являются:

· высокая точность получаемых деталей, до 8 – 10 класса точности, которые не требуют дополнительной обработки шлифованием и хонингованием;

· высокая производительность даже по сравнению со способом горячей накатки, поскольку не требует этапов нагревания и охлаждения детали;

· низкие производственные энергозатраты, в связи с отсутствием процессов резания металла и разогревания заготовки.

Но металл в холодном состоянии обладает существенно более низкой пластичностью, чем разогретый до температуры ковки. Из этого вытекает главный недостаток способа – проблематичность или невозможность формировать крупные зубчатые венцы шестерен с большим модулем зуба. В производственной практике холодной накаткой изготовляются мелкозубые шестерни с модулем m = 1 и меньше.

Способ горячей накатки зубьев шестерен более распространен в промышленном производстве, поскольку позволяет накатывать гораздо более крупные зубья с модулем до m = 10 и больше. К его достоинствам также стоит отнести высокую производительность и малое количество отходов металла. Его недостатком является сравнительно низкая точность получаемых деталей. Причина в том, что после обработки разогретой детали она в процессе охлаждения подвергается термической усадке и деформации. Изготовленные способом горячей накатки зубчатые колеса, как правило, дополнительно обрабатываются шлифованием или чистовым фрезерованием, что влечет за собой дополнительные трудозатраты и время.

Объединить достоинства способов горячей и холодной накатки, и устранить их недостатки позволяет комбинированное горячее-холодное накатывание. Оно предусматривает обработку заготовки горячим накатыванием с припуском 0,05 – 0,07 мм, с последующей точной калибровкой накатыванием в холодном состоянии.

Способы горячей, холодной, горячее-холодной накатки являются высокопроизводительными техпроцесами промышленного производства зубчатых венцов колес и шестерен. Комбинируя преимущества и недостатки каждого из них, машиностроители обеспечивают изготовление крупных партий зубчатых колес высокого (требуемого) класса точности, разных типоразмеров и в кратчайшие (определяемые требованиями заказа) строки.

/>

Читайте так же:

Комментарии запрещены.