Современные методы эффективной обработки зубчатых колес

Зубчатые колеса служат важнейшими деталями в механизмах зубчатых передач. Их главная функция – передача вращательного движения между двумя соседними валами. В настоящее время к производству и эксплуатации зубчатых колес предъявляются особые требования – изготовление и применение изделий должны отличаться эффективностью и быть экономически выгодными.

Особенности зубчатых колес и передач

К зубчатым колесам (а также редукторам и зубчатым передачам на их основе) предъявляются существенные требования. Применение зубчатых колес должно способствовать:

• сокращению затрат;
• уменьшению степени шумообразования;
• снижению веса и уменьшению размеров деталей без потери эффективности;
• повышению надежности конструкций;
• увеличению передаваемого крутящего момента и мощности;
• улучшению динамических параметров;
• повышению КПД;
• продлению срока службы изделия;
• увеличению ремонтопригодности.

На основе этих требований и формируются важнейшие критерии зубчатых колес:

• точность изделий – обеспечение кинематической точности и плавности хода;
• долговечность;
• надежность;
• возможность принимать и передавать большие крутящие моменты;
• доступная стоимость;
• возможность реализации дополнительных функций.

Часть данных параметров может реализовываться за счет модернизации конструкции зубчатых колес, другая часть – благодаря применению эффективных методов изготовления деталей. При этом технология производства всегда должна способствовать получению необходимых характеристик с заданной конструкторской точностью.

Тенденции металлообработки

За последние десятилетия производство зубчатых колес претерпело существенные изменения. В результате модернизации процессов достигнута возможность значительно повышать производительность обработки зубьев, создавать изделия, отвечающие широкому спектру требований. Улучшение технологий изготовления позволяет:

• обеспечивать стабильно высокое качество выпускаемой продукции;
• повышать производительность;
• минимизировать затраты на производство зубчатых колес.

Методы обработки колес

Основными способами обработки зубчатых колес служат:

• метод профильной фрезеровки (копирование с единичным делением) – с применением дисковых модульных фрез, имеющих форму впадины зуба;
• метод обкатного фрезерования (обкат) – с задействованием червячных инструментов, круглых долбяков, зубострогальных резцов. Этот способ изготовления является наиболее точным и производительным.

Отечественные металлообрабатывающие предприятия для изготовления зубчатых колес применяют классические конструкции фрезерных инструментов: цельные, напайные и сборные быстрорежущие фрезы, напайные и сборные твердосплавные фрезы. В это же время современные технологии металлообработки нередко требуют применения фрезерных инструментов со сменными многогранными пластинами из твердого сплава. Такие фрезы экономически эффективны за счет нескольких факторов:

• исключение затрат на переточку инструмента;
• простота конструкции;
• дешевизна изготовления;
• наличие износостойкого покрытия.