Основные принципы разработки технологического процесса изготовления шлифованных зубчатых колес
Технологический процесс изготовления шлифованных зубчатых колес и шлицевых валов является комплексным процессом, включающим в себя выбор марки материала, методов термической обработки, последовательности построения технологического процесса, выбор оборудования, характеристики шлифовального круга и режимов резания. Принятый технологический процесс должен обеспечить выполнение требований, предъявленных к детали чертежом, а также учитывать характер работы детали в конкретном механизме, притом затраты на изготовление детали должны быть минимальными.
Основными исходными данными для разработки технологического процесса являются данные, приведенные в чертеже детали, включающие в себя геометрические параметры колеса, параметры точности базовых и посадочных поверхностей и данные по точности зубчатого венца. Разработка технологического процесса изготовления зубчатого колеса должна производиться с учетом конкретных производственных условий, способных обеспечить выполнение намеченного маршрута.
Технологический процесс изготовления зубчатого колеса состоит из следующих основных этапов: получение заготовки, термическая обработка заготовки, механическая обработка, включая нарезание зубьев, термическое упрочнение и обработка шлифованием.
Заготовки для зубчатых колес могут быть получены поковкой, штамповкой или нарезкой из проката. Силовые зубчатые колеса изготовляют из поковок или штамповок, у которых структура материала принимает более равномерное строение, чем у заготовок, выполненных из проката. Перед механической обработкой все заготовки подвергают термической обработке — нормализации с высоким отпуском или без отпуска для улучшения обрабатываемости материала при нарезании зубьев.
Механическая обработка заготовок до термического их упрочнения включает в себя токарную обработку, предварительное шлифование базовых и контрольных поверхностей, нарезание зубьев с припуском под последующее .шлифование, закругление - зубьев при необходимости, снятие фасок по контуру зубьев. Величина припуска под шлифование зависит от требуемой точности зубчатого колеса, его модуля и числа зубьев.
Термическое упрочнение зубчатых колес производится для обеспечения высоких показателей твердости и прочности зубьев при динамических нагрузках. Этот процесс производят с объемной закалкой и последующим отпуском, поверхностной закалкой и химико-термической обработкой. Термическая объемная закалка зубчатых колес обеспечивает изменение их твердости по всему объему. Поверхностная закалка обычно упрочняет только профиль зуба.
При химико-термической обработке производится химическое изменение поверхностного слоя изделия в результате его насыщения углеродом (цементация) или азотом (азотирование).
Шлифование зубчатых колес 4—5-й степени точности с предварительно нарезанными зубьями производится по следующему маршруту: предварительное шлифование базовых и других поверхностей, предварительное шлифование зубчатого венца, искусственное старение, окончательное шлифование базовых и других поверхностей и в последнюю очередь окончательное шлифование зубчатого венца. В технологическом процессе шлифования точного зубчатого колеса необходимо предусматривать контроль точности колеса после шлифования.