Процесс шевингования, виды и формы шеверов

Шевингование – это технология механической обработки металла, которую применяют на завершающем этапе производства. В качестве рабочего оборудования применяют зубошевинговальные станки, которые за несколько циклов придают заготовке завершенный вид. На обработку подаются только незакаленные детали. В противном случае шевер – режущий инструмент станка – не сможет качественно резать металл. Выделяют несколько способов шевингования, отличающихся по направлению подачи: параллельное, касательное и диагональное.

Где и зачем применяют шевингование

Технология шевингования зубчатых колес – востребованная процедура в современном производстве. В автомобильной промышленности зубчатые передачи используют в коробках переключения передач, редукторах мостов, раздаточных коробках и других узлах. Кроме того, шевингование применяется в других отраслях, где предъявляют высокие требования к точности зубчатого зацепления.

Результатом обработки является геометрически правильная форма зубьев, поверхность которых приобретает механическую прочность и упругость. Благодаря этому повышается точность передачи и снижается уровень шума в процессе эксплуатации передач.

Технические характеристики некоторых сплавов не позволяют выполнять чистовую обработку с помощью шлифования. В этом случае заготовки подвергают шевингованию.

Обработку шевером в редких случаях используют в качестве альтернативы химической очистки металла, поскольку шевингование является менее опасной и трудоемкой процедурой.

Механическое удаление лишней стружки преследует следующие цели:

• правку боковых граней прямозубых и косозубых колес;
• увеличение точности изделия на 2-3 класса;
• повышение эксплуатационных характеристик.

Помимо шестерен, шевингованию подвергают проволочную продукцию. Процесс обработки удаляет посторонние поверхностные отложения, повышая качество материала.

Технологию применяют для обработки следующих металлов и сплавов:

• различных типов стали, включая пружинистую;
• меди;
• латуни;
• бронзы;
• алюминия и сплавов на его основе;
• цинка.

Технология процесса шевингования

На станках повышенной точности реализована возможность осциллирующего движения режущего инструмента. Наиболее эффективной считают частоту в диапазоне 20–100 Гц. Это позволяет выполнять обработку за один проход и уменьшать показатель шероховатости поверхности.

Расчет припуска выполняют в процессе изготовления зубчатого колеса. Исходными данными являются модуль, диаметр шестерни, а также требуемый класс точности готового изделия.

Плюсы и минусы шевингования

Несмотря на высокую точность металлообрабатывающих станков, класс точности необработанного зуба не всегда соответствует предъявляемым требованиям. Использование шевингования в качестве средства чистовой обработки обладает следующими преимуществами:

• точность зубчатого венца увеличивается как минимум на одну степень;
• высокая производительность сокращает продолжительность общего цикла изготовления шестерни;
• после обработки шевером качество поверхности увеличивается;
• показатель шероховатости плоскости близок к технологическим параметрам шлифования;
• снижения уровня шума в процессе эксплуатации.

К недостаткам шевингования относят отсутствие жесткой кинематической связи между шевером и зубчатым колесом. Это причина низкого уровня корректировки дефектов предыдущих шагов. Качество зависит от величины припуска. Таким образом, имеется прямая связь между точностью зубонарезного станка и результатом обработки шевингованием.

Современные шевинговальные станки позволяют осуществлять резание зуба при жесткой кинематической связи с расположением относительно друг друга под углом 45º. В процессе участвуют два шевера для двухсторонней отделки зуба.

Инструменты и оборудование

1. Тип приводного механизма. Может быть электромеханическим или гидравлическим.
2. Направление подачи: продольная, поперечная, тангенциальная или диагональная.
3. Скорость шевингования заготовки за единицу времени определяет производительность станка.
4. Максимальный размер заготовки. Для самых маленьких моделей показатель не превышает 125 мм. Массивные агрегаты способны обрабатывать детали шириной до 4000 мм.
5. Мощность главного привода станка.
6. Максимально допустимый модуль шестерни.
7. Регулируемый диапазон скорости вращения маховика.
8. Габариты и масса.

В качестве примера приведем основные технические параметры популярной модели 5Д702В – полуавтоматического зубошевинговального станка с горизонтальной осью:

1. Диаметр шестерни от 20 до 320 мм.
2. Модуль от 1,5 до 8 мм.
3. Посадочный диаметр шпинделя 63,5 мм.
4. Величина припуска при обычном шевинговании до 0,46 мм.
5. Мощность главного электродвигателя 3,2 кВт.
6. Габариты (Д*Ш*В, мм) 1950*1600*2130.
7. Масса 4700 кг.

Виды и форма шеверов

1. Реечный. Предназначение – шевингование зубчатых колес с прямыми и винтовыми зубьями. Имеет вид продолговатой планки со съемными зубчатыми насечками. Данный тип не отличается высокой точностью обработки и поэтому не пользуется особой популярностью.
2. Шевер дисковый. Представляет собой дисковое колесо из быстрорежущей стали. Каждый зуб имеет поперечные канавки, которые образуют режущие грани. Кроме того, они выполняют функцию отвода побочных продуктов металлообработки.
3. Облегающий. Для шевингования зубьев бочкообразной формы.
4. Червячный. Инструмент для обработки соответствующих передач.

Рассмотрим последние два вида подробнее.

Облегающие шеверы

Использование данных шеверов позволяет сократить время обработки. По сравнению с приспособлениями дискового типа точность облегающих шеверов несколько ниже. В результате воздействия можно получить зуб в форме бочки.

Основное отличие от стандартного инструмента заключается в воздействии на контактную плоскость. Направление движения имеет форму вогнутой линии, а не прямой. За счет этого и получают зубья специфической формы.

Червячные шеверы

Применяются для финишной отделки колес червяного типа. Это наложило отпечаток на конструкцию инструмента: он имеет форму червяка с мелкими режущими насечками.

Червячные шеверы не поддаются стандартизации, поэтому подбор осуществляется, исходя из чертежных размеров обрабатываемой заготовки.

Существует несколько типов червячных шеверов. Наиболее популярными являются:

• эвольвентный;
• Архимедов;
• глобоидный.

Шевингование может выполняться двумя способами:

1. Сокращением расстояния между осями шевера и червяка.
2. Регулировкой скорости вращения режущего инструмента при неизменном положении шевера и детали относительно друг друга.

Технология шевингования по сей день является востребованной процедурой. Это единственный способ чистовой обработки зубчатых колес с целью повышения качества поверхности и увеличения класса точности изделия. А вам приходилось наблюдать за работой современных зубошевинговальных станков с ЧПУ? Некоторые специалисты полагают, что по сравнению с современным оборудованием точность отечественных станков, применяемых в серийном производстве, крайне мала. Согласны ли вы с этим утверждением? Напишите ваше мнение в комментарии.