Шевингование зубчатых колёс: процесс и принципы

Шевингование зубчатых колёс — это экономичный и эффективный метод финишной обработки, играющий ключевую роль в устранении дефектов и погрешностей профиля зуба. Метод обеспечивает точность зубьев, гладкость поверхности и повышает общие эксплуатационные характеристики зубчатых колёс.

Эта статья поможет вам узнать всё необходимое о процессе, принципах и многом другом.

Что такое шевингование зубчатых колёс?

Это процесс финишной обработки, при котором с зуба шестерни снимается тонкий слой материала с помощью зубчатого шевера, установленного под скрещивающимся углом осей.

Обычно его выполняют после зубофрезерования, но до термической обработки, чтобы устранить погрешность профиля зуба, обеспечить точность и гладкость поверхности.

Как работает процесс шевингования зубчатых колёс

Механика съёма материала

Процесс шевингования начинается с вращательного движения шевера и шестерни. Как правило, шевер имеет острую режущую кромку, которая снимает материал с шестерни при скольжении по ней.

Образование мелкой стружки

В отличие от черновой обработки, при шевинговании образуется только мелкая и тонкая стружка. Благодаря этому в процессе удаётся избежать трения. Зубья шестерни также сохраняют прочность и гладкость поверхности.

Финальная калибровка размеров

На этом этапе зубошевинговальный станок подводит инструмент ближе к шестерне. Таким образом, до достижения заданной толщины, профиля и размеров шестерни остаётся лишь небольшое расстояние.

Управление упругой деформацией

Из-за усилия и давления, возникающих при обработке, шестерни подвержены упругой деформации, которая влияет на их точность.

Однако благодаря программному обеспечению станка с ЧПУ для шевингования эти переменные контролируются так, чтобы после снятия давления профиль шестерни соответствовал техническим требованиям.

Оптимизация подачи

Подача показывает, насколько быстро или медленно шевер скользит по шестерне. Поэтому её необходимо оптимизировать для получения гладкой поверхности. Чем ниже подача, тем выше качество поверхности.

Виды шевингования зубчатых колёс

Продольное шевингование

При этом методе шевер перемещается параллельно оси шестерни, снимая стружку. Продольное шевингование — традиционный метод, обычно применяемый для косозубых и прямозубых колёс. Кроме того, он эффективен для крупносерийного производства.

Диагональное

Здесь шевер скользит под углом по зубу шестерни, образуя диагональную траекторию. Благодаря этому износ равномерно распределяется по шеверу, что помогает предотвратить повреждения. Кроме того, достигаются лучшее качество поверхности и точность.

Шевингование с подводом под ось

Этот метод позволяет инструменту проходить под осью шестерни, обеспечивая лучший контакт между ними. Хотя процесс быстрый, поверхность шевера должна быть относительно шире шестерни.

Врезное шевингование

Метод врезания работает путём подачи шевера в заготовку без какого-либо осевого перемещения.

Это самый быстрый метод, ценный в крупносерийном производстве автомобильных шестерён. Однако требуется точный контроль, чтобы предотвратить износ инструмента и обеспечить точный съём материала.

Принципы шевингования зубчатых колёс

Принцип шевингования основан на скрещивающихся осях инструмента и шестерни. Обычно шевер устанавливается под углом от 5 до 15 градусов, а станок начинает скользящее движение.

Когда режущий инструмент и шестерня вступают в контакт и скользят, они создают давление, заставляющее инструмент снимать тонкий слой материала с заготовки.

Это помогает устранить погрешности профиля зуба, угла наклона линии зуба и т. д., обеспечивая гладкость поверхности и точность. Без задания этого конкретного угла шестерни будут только вращаться без какого-либо резания.

Инструменты для шевингования и конструкция шевера

Геометрия зубчатой нарезки

Шевер имеет зубчатую нарезку, которая служит его режущей кромкой. Это помогает инструменту повысить эффективность резания, исключить износ и удалять мелкую стружку с шестерни.

Марки быстрорежущей стали

Многие зуборезные фрезы изготавливаются из прочной быстрорежущей стали, включая M2 и M35, что помогает им сохранять стойкость к нагрузкам, износу и давлению на протяжении длительных циклов обработки.

Специализированные варианты покрытий

Для повышения стойкости инструмента и предотвращения трения на зуборезный инструмент наносят покрытия, такие как нитрид титана и нитрид титана-алюминия.

Совмещение зубофрезерования и шевингования

Оба процесса применяются совместно в ходе механообработки для получения зубчатых колёс высокого качества.

Требования к зубофрезерованию перед шевингованием

Обычно зубофрезерование выполняется на детали до шевингования, чтобы сначала сформировать профиль зуба. После этого выполняется шевингование для достижения требуемого уровня допуска и чистоты поверхности.

Управление припуском на чистовую обработку

После зубофрезерования на зубе необходимо оставить припуск на чистовую обработку около 0,02–0,06 мм. Именно с ним работает шевингование: оно устраняет лишние следы и погрешности, чтобы получить заданные размеры.

Подготовка профиля зуба

Эта операция выполняется после зубофрезерования, но до шевингования. Подготовка профиля зуба помогает устранить основные дефекты и погрешности, исправить несоосность и обеспечить эффективное шевингование.

Таким образом, весь производственный процесс включает заготовительную операцию, зубофрезерование, подготовку зубьев, шевингование и термическую обработку.

Преимущества и ограничения шевингования зубчатых колёс

Преимущества

По сравнению со шлифованием шевингование зубчатых колёс относительно быстрое, что позволяет производителям выпускать крупные партии колёс за меньшее время.

Хотя используемые фрезы могут быть дорогими, их можно перетачивать и обслуживать на протяжении многих производственных циклов. Это помогает снизить себестоимость единицы каждой детали.

Метод воздействует на профиль зуба, обеспечивая идеальную чистоту поверхности. Благодаря этому он создаёт минимальный шум и вибрацию по сравнению с черновыми методами.

Он также позволяет производителям исправлять небольшие погрешности профиля зуба, не влияя на точность.

Ограничения

Этот процесс не подходит для очень твёрдых материалов. Поэтому его необходимо выполнять до термической обработки, пока сплав мягкий.

Хотя он также снимает материал, его недостаточно для большого съёма материала. Поэтому он не может исправить серьёзные дефекты механообработки, возникшие при зубофрезеровании.

Когда предварительно прошевингованные зубчатые колёса имеют заусенцы или твёрдые участки либо действуют большие силы резания, инструмент склонен к повреждению.

Применение шевингования зубчатых колёс в производстве

• Зубчатые колёса автомобильных трансмиссий
• Компоненты промышленных редукторов
• Зубчатые передачи прецизионной бытовой техники
• Зубчатые колёса высокоскоростных планетарных наборов
• Вспомогательные зубчатые приводы аэрокосмического назначения
• Зубчатые колёса для сельскохозяйственной техники, такой как тракторы и комбайны

Заключение

Шевингование зубчатых колёс остаётся ценным методом для крупносерийного производства колёс, поскольку обеспечивает экономичность, скорость и эффективность. Кроме того, это идеальный метод, когда важны точность и качество поверхности.

Выбор правильного партнёра по производству зубчатых колёс критически важен для успеха проекта. Нужно ли вам шевингование, зубострогание, зубофрезерование или другие смежные процессы — DEK готов вам помочь. Мы предлагаем только качественные и долговечные компоненты по всему миру, а наши процессы полностью документированы. Свяжитесь с нами уже сейчас.