Изготовление шестерен и зубчатых колес

Изготовление шестерен и зубчатых колес: основные способы

Шестерни изготавливают из таких материалов, как железо, различные виды стали, чугун, бронза. Причем сталь может использоваться, как простая углеродистая, так и со специальными примесями в виде никеля, хрома, ванадия. В дополнение к металлам могут применяться и смягчающие материалы, обесшумливающие зацепление: кожа, целлюлоза, фибра.

Следует отметить, что работа металлических шестерней будет также бесшумной, если изделие изготовлено максимально точно. Для отдельных систем передач допустимо производство «силовых» зубчатых колес с применением чугунного литья или из простой стали, без какой-либо дополнительной обработки. Требующие большей точности в работе зубчатые колеса, используемые для быстроходных операций, производят, в основном, на фрезерных станках. Также может использоваться зуборезное оборудование. После этого проводится термическая обработка, придающая детали повышенную износоустойчивость. Заключительным этапом, после цементации, является шлифовка шестерни на специальном станке.

Способ обката

Данный метод относится к наиболее часто используемым при изготовлении шестерен. В ходе технологического процесса изготовление детали может выполняться червячной фрезой, долбяком или гребенкой.

Способ обката червячной фрезой

Процесс обката с использованием такого инструмента, как червячная фреза, делает возможным изготовление шестерни с изначально качественным зацеплением. Именно применение червячной фрезы, в качестве инструмента для нарезки впадин на детали, позволяет добиться хорошего зацепления на заготовке.

Способ обката с применением долбяка

Технологией изготовления шестерен на зубодолбежном оборудовании предусмотрена процедура, выполняемая в несколько шагов, поскольку снятие лишнего металла необходимо производить постепенно. При обработке заготовки детали, долбяк (инструмент напоминающий шестерню с режущими кромками), синхронно производит возвратно-поступательные движения, проворачиваясь на шаг после каждой ступени обработки, осуществляя своеобразную обкатку одной детали вокруг другой. Выполнив полный оборот вокруг заготовочной детали, долбяк переходит к очередному подходу. Данный цикл повторяется до полного снятия нужного металлического слоя с шестеренки.   

Способ обката с гребенкой

Фрезерный режущий инструмент, представляющий по форме зубчатую рейку, имеющую односторонне заточенные зубья, называют гребенкой. В процессе работы инструмента совершаются режущие движения, перпендикулярные шестерни, вращающейся в это время, и снимается излишек металла по ширине обрабатываемой детали. Возможен также второй вариант изготовления, когда режущий инструмент движется одновременно с болванкой в тесном сцеплении, совершая нарезку зубьев.

Метод деления

Этот процесс предусматривает нарезку каждой впадины шестеренки с помощью фрез нужного типа. После завершения нарезки впадины, специальное устройство поворачивает шестеренку с определенным угловым шагом, затем повторяется полностью весь процесс. Такой способ применялся при производстве шестерен еще прошлом веке, но точность изготовления детали получается низкой и впадины не всегда получаются одинаковыми.  

Изготовление горячим и холодным накатыванием

При данной технологии изготовления используют зубонакатное оборудование, нагревающее определенной толщины слой заготовки до пластичной плотности. Далее на нем формируют зубья, которые впоследствии обкатывают до получения требуемых параметров.

Способ изготовления конических шестерен

При производстве конических шестерней используется метод обкатки, при котором на станке, режущим инструментом, при плотном зацеплении с заготовкой, срезается требуемый слой металла на боковой поверхности. Таким образом на заготовке нарезаются зубья будущей шестерни.