Зубчатые колеса и шестерни служат главными элементами зубчатых передач, применение которых особенно распространено в машино- и приборостроении, авиации, часовой промышленности и т. д. От качества исполнения и надежности колес зависит исправная работа разнообразных механизмов, в связи с чем производство шестерен требует строго соблюдения технологий изготовления.
Материалы изготовления зубчатых колес
Изготовление шестерен и зубчатых колес может осуществляться с применением различных материалов: железа, чугуна, бронзы, легированных и углеродистых сталей. Помимо металлов для производства задействуют фибру, капролон, кожу, бумагу, обеспечивающие смягчение зацепления и снижающие шум при работе шестерни. Металлические шестерни также отличаются низким шумообразованием, если их профиль выполнен с достаточной точностью.
Метод обката
Самым распространенным вариантом изготовления зубчатых колес служит метод обката. Для производства шестерен таким способом задействуют несколько видов станков и разнообразные инструменты:
- долбяк – изготовление колес при помощи долбяка осуществляется на зубодолбежных установках;
- червячную модульную фрезу – требует задействования зубофрезерных полуавтоматов;
- гребенку – обработка выполняется на зубострогальных станках.
Метод деления
При таком способе изготовления зубья шестерен нарезаются дисковыми или пальцевыми фрезами. Режущая часть фрезерного инструмента имеет специальную форму, идентичную впадине между зубьями. Благодаря такому профилю колесо нужной конфигурации нарезается последовательно. После прорезывания каждой впадины заготовка поворачивается на один угловой шаг, и движение режущего инструмента повторяется, пока не будет обработана вся поверхность шестерни. Метод деления в современной металлообработке используется гораздо реже, так как технология не позволяет изготавливать точные и идентичные детали.
Горячее и холодное накатывание
Метод накатывания основывается на деформации заготовки, в результате которой на ее поверхности образуются зубья. Для изготовления шестерен применяются накатники и рейки, предварительно металлический слой заготовки разогревается до пластического состояния. Необходимый профиль зубьев на нагретой поверхности формируется путем давления инструмента определенной конфигурации. В конце обработки зубья обкатывают – для получения точной формы и гладкой поверхности.