Основные методы обработки зубчатых передач по принципу ступенчатого зацепления

Рассмотрим пять ключевых технологий обработки зубчатых колес, основанных на принципе ступенчатого (поочередного) зацепления. Этот подход обеспечивает высокую точность и эффективность при производстве как наружных, так и внутренних зубчатых колес.

1. Обкатное фрезерование (по типу "навивки" и "вдавливания")

Технический принцип

Обработка выполняется методом непрерывного зацепления с использованием червячной фрезы с большим углом наклона витков. Инструмент и заготовка вращаются согласованно, воспроизводя процесс зацепления. За счёт постоянного относительного перемещения формируется профиль зуба по методу обкатки. Угол пересечения осей между инструментом и заготовкой обычно составляет 30°–60° для согласования нормального модуля и угла давления.

Применение

Массовое производство внешних зубчатых колес — цилиндрических и косозубых, например, для автомобильных КПП, редукторов ветроэнергетики и промышленного оборудования.

Преимущества

• Высокая производительность.
• Точность до IT7, при малых модулях — до IT4.
• Шероховатость поверхности — до Ra 1.6.
• Универсальность по модулям и числу зубьев.
• Относительно низкая себестоимость.

Ограничения

Необходим строгий контроль износа инструмента — он напрямую влияет на точность профиля.

2. Шевингование (бритьё зубьев)

Технический принцип

Используется шевер (бритва) — инструмент в виде зубчатого колеса, жёстко зацепляемого с обрабатываемой деталью. За счёт скольжения и микроудаления материала корректируется форма зуба и повышается чистота поверхности. Инструмент часто имеет спиральный или елочкообразный профиль.

Применение

Финишная обработка незакалённых зубьев — автомобильные шестерни, детали редукторов и прецизионных узлов.

Преимущества

• Повышение точности до IT6–IT7.
• Снижение шума за счёт улучшения формы зуба.
• Простота процесса и низкая стоимость оборудования.

Ограничения

• Применимо только к "мягким" (незакалённым) заготовкам.
• Неэффективно для окончательной обработки твёрдых зубьев.

3. Зубошлифование червячным кругом

Технический принцип

Зубья шлифуются абразивным червячным кругом, повторяющим форму зуба. Метод основан на принципе обкатки. Червяк и заготовка синхронно вращаются, обеспечивая точную формообразующую резку. Применяется после закалки.

Применение

Финишная обработка твёрдых зубчатых колес — авиадвигатели, робототехника, точные редукторы.

Преимущества

• Очень высокая точность (до IT4–IT5).
• Низкая шероховатость поверхности (до Ra 0.4 и ниже).
• Отличная износостойкость и стабильность.

Ограничения

• Высокая стоимость станков и инструмента.
• Длительный цикл обработки.
• Необходима точная система охлаждения и микросмазки.

4. Скайвинг (skiving)

Технический принцип

Метод основан на использовании специального режущего инструмента (скайвера), устанавливаемого под углом к оси заготовки. Зубья формируются за счёт совмещения вращательного и поступательного движения, обеспечивая постоянный контакт в зацеплении.

Применение

Мелкосерийное производство сложных зубчатых профилей — внутренние шестерни, дугообразные и нестандартные зубья.

Преимущества

• Гибкость технологии.
• Возможность обработки внутренних и труднодоступных зубьев.
• Не требует специализированных зубонарезных станков.

Ограничения

• Относительно низкая производительность.
• Высокая стоимость инструмента.

5. Хонингование зубьев

Технический принцип

Метод похож на шевингование, но используется абразивный хонинговальный круг. Инструмент устанавливается в плотное зацепление с зубчатым колесом без бокового зазора. За счёт микроскопического давления и скольжения устраняются мелкие дефекты, заусенцы и оксидные плёнки.

Применение

Финишная доводка зубчатых колёс, включая автомобильные синхронизаторы, редукторы повышенной плавности хода.

Преимущества

• Повышение чистоты поверхности (Ra 0.1–0.4 мкм).
• Снижение шума и вибраций.
• Простота и низкая стоимость.

Ограничения

• Не исправляет значительных геометрических погрешностей.
• Применимо только для доводки.
• Ключевые технологические нюансы и трудности
• Двойной контроль ширины зуба: Ширина режущего инструмента должна быть больше, чем ширина обрабатываемой заготовки (b > b1, b2), чтобы исключить подрезку.

Компания ВЦМ - надежный поставщик станков с ЧПУ из Китая.

Посетите наш сайт: https://vcm74.ru/

Мы в Дзен: https://vk.com/vcmstanki

Телеграм канал: https://t.me/vcmstanki