SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

OBRÓBKA SKRAWANIEM I OBRABIARKI

METODY NACINANIA KÓŁ ZĘBATYCH

WYDZIAŁ INŻYNIERII MECHANICZNEJ I ROBOTYKI AGH

Sprawozdanie wykonał:...........................................................Piotr Skwirczyński

Specjalność/Rok:..........................Inżynieria budowy i eksploatacji maszyn / IIIA

Rok akademicki:................................................................................1999 / 2000

1. Krótki przegląd podstawowych metod nacinania kół zębatych.

Rzoróżnia się dwie podstawowe metody obróbki kół zębatych:

• metoda kształtowa,

• metoda obwiedniowa.

Metoda kształtowa polega na zastosowaniu narzędzia w postaci palcowego lub krążkowego freza modułowego, którego część skrawająca ma kształt wrębu obrabianego koła zębatego. Ponieważ ewolwentny zarys zęba zależy nie tylko od modułu lecz także od średnicy koła zębatego, kształt freza zależy od liczby zębów obrabianego koła - przy określonym module. Stąd zespół narzędzi do obróbki kół o danym module wymaga znacznej liczby frezów modułowych o kształtach dostosowanych do kół o wzrastającej liczbie zębów. W celu zmniejszenia kosztów, w metodzie kształtowej dąży się do ograniczenia liczby narzędzi do 26, 15, a nawet ośmiu frezów w zespole, poprzez użycie jednego frezu modułowego do obróbki kół w pewnym zakresie liczby zębów. W związku z tym powstaje dość duży błąd zarysu obrabianych zębów. Metoda kształtowa jest więc metodą mało dokładną i stosuje się ją przy obróbce kół o znaczeniu drugorzędnym. Metoda ta znajduje także zastosowanie przy obróbce wstępnej kół stożkowych i walcowych, mającej na celu usunięcie nadmiaru materiału z pozostawieniem naddatku na dokładną obróbkę wykończającą. Wymienione uwagi dotyczą także innych sposobów poza frezowaniem obróbki kształtowej, jak struganie czy przeciąganie.

Metodą powszechnie stosowaną w obróbce kół zębatych jest metoda obwiedniowa, w której narzędzie obwodzi zarys zęba w kolejnych położeniach ostrzy skrawających. Sposób obróbki w tej metodzie może polegać na frezowaniu, struganiu, dłutowaniu lub szlifowaniu. Obróbka obwiedniowa polega więc na wykorzystaniu zasady współpracy obrabianego koła zębatego z narzędziem w postaci listwy zębatkowej - zębatki prostej, koła zębatego lub ślimaka. W metodzie, w której koło zębate wykonuje złożony ruch, obracając się oraz przesuwając w określonych kierunkach. Narzędzie w postaci listwy zębatej wykonuje prosty ruch roboczy postępowo - zwrotny. Metoda ta nosi nazwę metody Maaga. Odmianą tej metody, polegającą na nadaniu obrabianemu kołu wyłącznie ruchu obrotowego, a narzędziu dodatkowo ruchu postępowego w kierunku stycznym do koła obrabianego jest metoda Sunderlanda. Należy zaznaczyć, że będący linią prostą zarys zęba narzędzia - zębatki jest szczególnym przypadkiem ewolwenty, uzyskanej przy nieskończonym promieniu okręgu zasadniczego. Tak określony zarys narzędzia - zębatki, został nałożony na nominalny zarys odniesienia, wyznaczający kształt powierzchni bocznych i wymiary zębów kół zębatych w rezultacie ruchu odtaczającego. Zarys odniesienia jest znormalizowany i opisany w normie PN - 92/M -88503. W praktyce istnieją odmiany nominalnego zarysu odniesienia, pozwalające na uzyskanie zębów z modyfikacją zarysu głowy lub stopy, powodującą lekkie podcięcie zęba u podstawy dla stworzenia warunków uniknięcia karbu po szlifowaniu.

Przedstwione metody obróbki przy użyciu narzędzia - zębatki prostej nie mogą być stosowane do nacinania zębów kół o uzębieniu wewnętrznym. Ze względu na skończoną długość listwy zębatej cykl roboczy ma charakter przerywany. Wydłuża to czas obróbki. Dla wyeliminiowania wymienionych niedoskonałości stosuje się metody obróbki o charakterze ciągłym, do których można zaliczyć głównie dłutowanie metodą Fellowsa oraz frezowanie za pomocą frezu ślimakowego. Ten ostatni sposób jest modyfikiacją metod Maaga i Suderlanda, gdyż frez ślimakowy w przekroju osiowym ma zarys zębatki prostej. Należy jednak zaznaczyć, że narzędzie w postaci koła zębatego w metodzie Fellowsa, jak również frez ślimakowy, są narzędziami bardziej złożonymi, trudniejszymi do ostrzenia i ustawienia w obrabiarkach w porównaniu z narzędziami stosowanymi w obróbce w cyklu przerywanym.

Podstawowe metody obróbki kół zębatych opisano na przykładzie obróbki kół walcowych o zębach prostych. Nacinanie zębów w kołach o uzębieniu śrubowym - skośnym jest w metodach Maaga i Sunderlanda stosunkowo proste, i odbywa się przy użyciu tego samego narzędzia i na tej samej strugarce lub dłutownicy, wymaga jednak skręcenia obrotnicy z prowadnicami sań narzędziowych o odpowiedni kąt nachylenia zębów w obrabianym kole. W podobny sposób postępuje się przy frezowaniu obwiedniowym frezem ślimakowym. Do obróbki kół śrubowych na dłutownicy Fellowsa wymagane są natomiast specjalne narzędzia z zębami śrubowymi o kącie pochylenia linii zęba w narzędziu równym kątowi pochylenia linii zęba w narzędziu równym kątowi pochylenia linii zęba w obrabianym kole zębatym.

2. Opracowanie wyników pomiarów i przeprowadzonych obliczeń.

Obróbce poddano przyszłe koło zębate na frezarce o podanych poniżej parametrach:

• obroty freza f = 79 [obr/min],

• β = 5,18 - kąt freza,

• posuw freza f = 0,4855 na obrót koła obrabianego,

Na frezarce nacięto koło zębate o parametrach:

• ilość zębów koła z = 23,

• moduł koła m = 2,25,

• kąt zarysu β = 5.

Na podstawie tablic dotyczących przełożeń konkretnej obrabiarki odczytano ilości zębów przekładni zasadniczej A-B:

• Z_A = 25,

• Z_B = 35.

Na podstawie powyższych danych obliczono:

• Z równania ruchu głównego, obroty silnika obrabiarki:

• Z równania ruchu podziałowego, przełożenie przekładni gitarowej:

• Z równania ruchu posuwowego, obliczono podziałkę:

• Z równia ruchu dodatkowego obliczono prełożenie przekładni gitarowej dyferencjału:

---