Технология изготовления шестерни редуктора

Очень часто в производстве редукторов реалии очень сильно отличаются от «теории», то есть ГОСТа или ТУ. Это мы сейчас и попробуем обсудить.

Сейчас многие считают, что достаточно иметь 2-3 станка и уже можно заняться производством редукторов, однако это далеко не так. Рассмотрим это на примере наиболее распространённых типов редукторов.

• вал-шестерня 1 ступени Сталь 40Х твёрдость 235-270 HB
• вал-шестерня 2 ступени Сталь 45 твёрдость 225-250 HB
• колесо 1 и 2 ступени Сталь 45, 45Л, 55Л твёрдость 170-210 HB

• вал-шестерни Сталь 4ХН, 45Х твёрдость 270 HB
• колесо Сталь 35ХГСЛ, Сталь 45 твёрдость 230-250 HB

что чаще всего выпускают «производители» — все детали Сталь 45 термообработка ТВЧ «на глаз», но учитывая достаточную ширину колёс и шестерен редукторов этих типов, даже такие «модификации» отрабатывают положенный срок.

• шестерни 40ХН2НА твёрдость 269-302 HB
• колёса 40Х твёрдость 241-285 HB

что можно встретить на рынке — все детали Сталь 45, термообработка ТВЧ без каких-либо замеров. Однако и это не так страшно, так как зацепление Новикова допускает и «кустарные» параметры и служит весь гарантийный срок.

• червяк из легированной стали с последующей цементацией и закалкой, при обязательной шлифовке и полировке твёрдость 58-62 HRC
• венец червячного колеса из оловянно-фосфористой бронзы

Можем купить такие экземпляры — червяк, прошедший только токарную обработку, и венец из чугуна. Такой редуктор не отслужит и недели.

И, наконец, самый интересный и распространённый пример. Редукторы типа 1Ц2У (Ц2У), по ГОСТу:

все валы-шестерни и шестерни низкоуглеродистая сталь 25ХГМ твёрдость 56 HRC, получаемая путём цементации с закалкой или азотированием, но чаще всего «производители» предлагают Сталь 45 с неопределённой закалкой ТВЧ или просто объёмной. При такой термообработке в шестернях возникают дополнительные напряжения и зуб просто выкрашивается. Срок службы такого редуктора невелик.

Видео:Изготовление шестерни. Придумал интересный способ.Скачать

Типовой процесс производства шестерен

1. Изготовление заготовок (резка, ковка, штамповка)

Заготовки отрезаются из круга (max Ø340 мм) на ленточнопильном станке.

— свободной ковкой или в подкладных штампах на молотах. Нагрев заготовок под ковку осуществляется в газовых печах собственного производства. Загрузка-выгрузка производится вручную.

— горячей штамповкой на прессах в открытых штампах. Нагрев заготовок под штамповку производят в газовой печи.

2. Термическая обработка

Поковки и штамповки шестерен подвергаются отжигу (нагреву и охлаждению с печью) или нормализации (нагреву в печи и охлаждению на воздухе). Для этих целей применяются шахтные электропечи.

По контролю твердости поковок и штамповок, измеряемой на приборе Бринелля, судят о качестве проведенной термической обработки.

3. Токарная обработка (предварительная)

Проводится предварительная (черновая) обработка детали: подрезка торцов, центрование перед сверлением отверстий, сверление, рассверливание отверстий, точение (получистовая обработка) наружных поверхностей, растачивание внутренних поверхностей. Операция производится на токарном станке с ЧПУ. Максимальный диаметр обработки — 700 мм. Наибольшая длина обрабатываемой заготовки — 1500 мм.

4. Токарная чистовая обработка

Проводится окончательная (чистовая) обработка основных участков поверхности детали. Операция производится на токарном станке с ЧПУ.

5. Сверлильная обработка (отверстия технологические, облегчающие и др.)

Операция производится на вертикально-сверлильном станке с ЧПУ.

6. Зубообрабатывающая

Шестерни цилиндрические (прямозубые и косозубые):

Число обрабатываемых зубьев: 6-300

Производится нарезание зубчатых колес червячными фрезами на зубофрезерных станках.

Максимальный диаметр обработки — 1250 мм.

Наибольшая длина нарезаемого зуба колес:

400 мм – косозубых при угле наклона зуба 30˚

310 мм – косозубых при угле наклона зуба 45˚

Шестерни конические с прямым зубом:

Число обрабатываемых зубьев: 10-200

Диаметр обработки: до 500 мм

Наибольшая ширина зубчатого венца: до 90 мм

Угол внутреннего конуса: 4-90˚

Читайте также: Редуктор давления поршневой пружинный valtec

Строгание конических зубчатых колес осуществляется резцами на зубострогальных полуавтоматах.

Шестерни конические с круговым зубом:

Число обрабатываемых зубьев: 5-150

Наибольший делительный диаметр нарезаемых колес: 800 мм

Наибольшая ширина зубчатого венца: 125 мм

Угол делительного конуса: 5,5-84˚

Нарезание конических зубчатых колес с круговым зубом производится резцовыми головками на зуборезных полуавтоматах.

7. Слесарная (снятие фасок и заусенцев)

Снимаются фаски и притупляются острые кромки.

8. Термическая обработка (цементация, закалка, отпуск, дробеструйная)

Шестерни, в зависимости от материала, подвергаются улучшению (закалке и высокому отпуску) или цементации. Все термические операции осуществляются в шахтных электропечах на приспособлениях, разработанных на заводе.

Шестерни из цементуемых марок сталей подвергаются газовой цементации в шахтных муфельных электропечах с подачей жидкого карбюризатора (керосина). О глубине слоя цементации судят по образцам-свидетелям, проходящим цементацию вместе с шестернями.

Шестерни, после цементации, проходят нормализацию или высокий отпуск, закалку с охлаждением в масле и низкий отпуск.

Все шестерни после термической обработки очищаются от окалины в дробеструйной установке и проходят контроль твердости по зубу на приборах Роквелла, с применением специально спроектированных и изготовленных на заводе, призм.

9. Шлифовальная обработка (отверстия, шеек, торцов)

Производится шлифование наружных и внутренних поверхностей на шлифовальных станках для достижения нужной точности и чистоты. Наибольшая длина шлифования: 750 мм Наибольший диаметр шлифования: Ø200 мм.

10. Протягивание (отверстия со шпоночным пазом или шлицевого отверстия)

Операция производится на горизонтально-протяжном станке.

11. Зубошлифовальная обработка (цилиндрические шестерни)

Производится шлифование зубьев цилиндрических шестерен на зубошлифовальных полуавтоматах с ЧПУ для достижения нужной точности и чистоты.

Максимальный диаметр обработки: Ø800 мм

Наибольшая длина шлифуемого зуба колес:

212 мм – косозубых при угле наклона зуба 15˚

190 мм – косозубых при угле наклона зуба 30˚

155 мм – косозубых при угле наклона зуба 45˚

12. Окончательный контроль деталей

— технологических размеров и шероховатость поверхности спец. мерителями,

— поверхности зубьев на микротрещины в устройстве УМДЗ,

— биение поверхностей при помощи: индикатора ИЧ-02 кл.1 ГОСТ 577-68, биениемера Б-10 ТУ-2-034-216-86,

— отклонение профиля зуба на эвольвентометре КЭУ,

— отклонение направления зуба на приборе УЗП — 400

13. Консервация и упаковка

Шестерни проходят процесс консервации согласно ТИ и упаковываются в коробки из гофрокартона или деревянные ящики.

Видео:Как сделать любую шестерёнку для бытовой техники самому, в домашних условияхСкачать

Изготовление зубчатых шестерен

При создании самых различных механизмов могут применяться шестерни и зубчатые колеса. Их геометрические особенности определяют возможность обеспечения надежного зацепления для передачи усилия. Технология изготовления зубчатых колес характеризуется достаточно большим количеством особенностей, среди которых отметим использование специального оборудования. Если изготовление шестерен проводится без учета особенностей геометрических особенностей, то существенно снижается качество получаемого соединения для передачи вращения.

Видео:Как делают шестерни и зубчатые колёсаСкачать

Конструкция зубчатого колеса

Встречается просто огромное количество разновидностей шестерен, все они характеризуются своими определенными особенностями. Среди конструкционных особенностей отметим следующие моменты:

1. При изготовлении цилиндрических и конических шестерен с прямым зубом рабочая часть создается заодно целое с валом. Это связано с тем, что размеры конструкции существенно уменьшаются. За счет создания такой конструкции можно получить деталь с высокой точностью и износостойкостью.
2. Встречаются и шестерни насадного типа. Они весьма распространены в случае, когда диаметр рабочей части большой. За счет установки насадного варианта исполнения есть возможность проводить обслуживание конструкции.
3. При диаметре менее 500 мм изделие получается методом ковки и отливки, а также при применении технологии сварки. Вариант исполнения более 500 мм изготавливаются методов отливки и сварки.
4. Клепанные или свертные колеса могут устанавливаться в случае, если есть необходимости в экономии используемого материала.

Наибольшее распространение получили зубчатые колеса цилиндрического типа.

Конструктивными особенностями подобного варианта исполнения можно назвать:

1. В качестве заготовки применяется диск определенной толщины.
2. В центральной части есть посадочное отверстие с прорезью для шпонки. Как правило, оно имеет достаточно большую кайму.
3. Рабочая часть представлена зубьями, которые могут быть расположены прямо или под углом. При этом геометрия зуба может существенно отличаться, все зависит от области эксплуатации.

Читайте также: Как разобрать косилку крн 2 1 редуктор

Изготовление цилиндрических зубчатых колес проводится при применении специального оборудования. Примером можно назвать зубонарезные станки, которые работают по методу обкатки. Стоит учитывать, что процесс изготовления конических зубчатых колес существенно отличается.

Видео:Модуль шестерни и параметры зубчатого колесаСкачать

Основные способы изготовления

Заготовки для рассматриваемых изделий получаются методом ковки или литьем, в некоторых случаях при применении технологии резания. Технологический процесс изготовления зубчатого колеса довольно сложен, так как нужно получить рабочую поверхность сложной формы с определенными геометрическими параметрами. Проводится нарезание косозубых колес и других изделий при использовании двух основных технологий:

1. Метод копирования предусматривает фрезерование, при котором прорез между впадинами зубьев образуются при применении, дисковых, модульных или концевых фрез. После образования каждой впадины заготовка поворачивается ровно на один зуб. Сред особенностей подобной технологии можно отметить то, что форма применяемого режущего инструмента повторяет форму впадины.
2. Метод обкатки сегодня встречается намного чаще. В этом случае механическая обработка предусматривает имитирование зацепления зубчатой пары, одним элементом которой становится червячная фреза. При изготовлении инструмента используется металл повышенной прочности, за счет чего и происходит резка. Обработка методом копирования предусматривает применение не только червячной фрезы, но также и долбяка и гребенки.

Довольно большое распространение получили червячные фрезы. Подобный инструмент представлен рейкой, на момент работы заготовка вращается вокруг своей оси. Применяется инструмент для изготовления исключительно шестерен с внешним расположением зубьев.

Гребенки используются для нарезания прямых и косых зубьев с большим модулем зацепления. Стоит учитывать, что поверхность инструмента может быстро изнашиваться.

Технология накатывания используется для получения больших зубчатых колес, а также крупных партий. В подобном случае проводится горячее накатывание, за счет нагрева степень обрабатываемости материала повышается. Венец получается методом выдавливания. Для существенного повышения точности может проводится механическая обработка.

Изготовление вал шестерней также должно проводится с учетом условий эксплуатации. На этот элемент оказывается высокая нагрузка, поэтому в качестве основы применяется заготовка из каленой стали высокой прочности. Шестерня зубчатая, изготовление которой проводится с учетом диаметра вала, насаживается методом прессования, фиксация обеспечивается шпонкой.

Видео:Автослесарь показал хитрый способ, восстановления зубьев, на косозубой шестерёнке, используя свечуСкачать

Подготовка чертежей

Процесс изготовления начинается с непосредственной подготовки чертежа. В этом случае производство существенно упрощается, существенно повышается точность получаемого изделия. При разработке чертежа указывается следующая информация:

1. Диаметр посадочного отверстия. Для шестерен изготавливаются соответствующие валы, которые имеют определенный посадочный диаметр. Этот показатель стандартизирован, выбирается в зависимости от размеров изделия и величины предаваемого усилия.
2. Размеры шпонки. Шпоночное отверстие может быть самым различным, размеры выбираются в зависимости от того, какие будут оказываться нагрузки. Стоит учитывать тот момент, что размеры шпонок стандартизированы.
3. Модуль. Этот параметр считается наиболее важным, так как ошибочный модуль может снизить эксплуатационные характеристики механизма.
4. Наружный и внутренний диаметр, определяющие размер зуба. Стоит учитывать, что этот элемент изделия характеризуется достаточно большим количеством особенностей.
5. Угол расположения зуба относительно оси вращения. Выделяют шестерни с прямым и косым расположением зуба.

Изготовление шестерен любых размеров возможно только при применении специальных станков, которые предназначены для решения поставленной задачи.

Технологические задачи при производстве рассматриваемого изделия могут существенно отличаться. Важными моментами можно назвать следующее:

1. Точность размеров. Наиболее точными размерами обладает отверстие, которое выступает в качестве посадочного для вала. В большинстве случаев его изготавливают по 7-му квалитету в случае, если к изделию не предъявляются больше требования.
2. Точность формы. В большинстве случаев при изготовлении шестерен особые требования к точности формы не предъявляются. Однако, посадочное отверстие должно быть расположено в центральной части изделия, так как даже несущественно смещение может привести к отсутствию возможности использования изделия.
3. Точность взаимного расположения. Больше всего требований предъявляется к тому, каким образом зубья и другие конструктивные элементы расположены относительно друг друга. При нарушении геометрической формы есть вероятность появления эффекта биения и других проблем при эксплуатации изделия.
4. Твердость рабочей поверхности. Основные требования связаны с твердостью рабочей поверхности. Шестерни постоянно находятся в контакте, сила трения может стать причиной быстрого износа поверхности. Для получения требуемого показателя твердости проводится термическая обработка. Рекомендуемый показатель составляет HRC 45…60 при глубине цементации 1-2 мм. Как показывают проведенные исследования, твердость незакаленной поверхности составляет HB 180-270.
5. Выбор подходящего материала также имеет значение. В зависимости от области применения изделия они могут изготавливаться из углеродистых, легированных сталей и пластмассы, в некоторых случаях чугуна. Легированные в сравнении с углеродистыми характеризуются большей прокаливаемостью, а также меньшей склонностью к деформации. Применяемые материал должен характеризоваться однородной структурой, за счет чего существенно повышается прочность после проведения термической обработки. При изготовлении высокоточных изделий проводится чередование механической и термической обработки.

Читайте также: Как снять редуктор с бензокосы чемпион

Все основные параметры определяются на момент создания технологической карты. Самостоятельно создать карту достаточно сложно, так как для этого нужно обладать соответствующими навыками и знаниями.

Видео:Мало кто знает этот способ, как делать запчасти из тёплого полипропиленаСкачать

Необходимые инструменты

Для проведения рассматриваемой процедуры требуется специальный режущий инструмент, которые позволяет проводить снятие требуемого количества материала. Довольно большое распространение получили следующие:

1. Если изготовление зубчатых колес проводится при применении технологии обкатки, то требуется эвольвентное зубчатое колесо, изготавливаемое при применении твердого и износостойкого материала.
2. Нарезка зубьев методом копирования проводится червячной фрезой. Она характеризуется определенной геометрией, которая позволяет получить впадины с заданными параметрами.

Также может устанавливаться пальцевая модульная фреза, которая устанавливается в специальном фрезеровальном оборудовании. Можно приобрести модульные фрезы для нарезания зубчатых колес, изготавливаемые при применении износостойких материалов.

Видео:Методы и способы изготовления зубьев зубчатых колесСкачать

Технологический процесс

Процесс изготовления шестерни на крупных производственных линиях максимально автоматизирован. Классический техпроцесс характеризуется следующими особенностями:

1. Для начала определяются основные параметры изделия, к примеру, число зубьев, модуль и степень точности геометрических размеров.
2. Следующий этап заключается в проведении заготовительной процедуры. Чаще всего проводится штамповка при использовании горизонтально-ковочной машины.
3. Для повышения эксплуатационных характеристик выполняется нормализация. Подобная термическая обработка позволяет снизить напряжения внутри материала.
4. Токарно-винторезная процедура позволяет получить заготовку требующихся размеров. Для этого выполняется точение поверхности и расточка фасок.
5. После механической обработки прямозубых шестерен выполняется повторно нормализация.
6. Заготовка подвергается зубофрезерной обработке. Для этого применяется полуавтомат 5306К или другое подобное оборудование.
7. Следующий шаг заключается в слесарной обработке. Технологический процесс определяет появление заусенец и других дефектов, которые устраняются при применении полуавтомата 5525. На линиях с низкой производительностью зачистка проводится ручным методом.
8. После получения зубьев выполняется термическая обработка, для чего часто применяется установка ТВЧ. Закалка позволяет существенно повысить твердость поверхности и ее износостойкость.
9. Шлифование поверхности. Для получения поверхности требуемого качества выполняется шлифовка. Есть довольно больше количество различного оборудования, которое подходит для шлифования самых различных поверхностей.
10. Большое распространение получили насадные шестерни. Они устанавливаются на валу, могут быть больших и малых размеров. Фиксация насадного варианта исполнения проводится за счет шпонки. Получить шпоночный паз можно при применении долбежного станка.
11. Зубошлифование также проводится при применении специальных станков.

Стоит учитывать, что изготавливают пластиковые шестерни при применении только одного станка. Это связано с высокой степенью обрабатываемости пластика.

В заключение отметим, что процедура зубофрезервания достаточно сложна, предусматривает применение специального оборудования.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/tehnologiya-izgotovleniya-shesterni-reduktora

  📺 Видео

  Изготовление шестерни с круговым зубомСкачать

  

  Тонкости изготовления коронной шестерни колесного редуктораСкачать

  

  Чертеж вал шестерни. Процесс изготовления валов с зубчатым венцомСкачать

  

  Изготовление шестерни без делительной головки на токарном станкеСкачать

  

  ЭВОЛЮЦИЯ МЕХАНИЗМОВ - DIY ШЕСТЕРНИСкачать

  

  Технология изготовления шестерни с сохранением баз.Скачать

  

  Разбираем чертеж шестерни двухступенчатого редуктораСкачать

  

  Изготовление шестерниСкачать

  

  Любая шестеренка за 10 секунд! Отличная идея своими руками!Скачать

  

  Что такое МОДУЛЬ шестерни? Ты ТОЧНО поймешь!Скачать

  

  ЧЕРВЯЧНАЯ ПЕРЕДАЧА ➤ Классификация ➤ Достоинства и недостаткиСкачать

  

  Процесс изготовление и прикатка прямозубых конических шестерен (зубчатых колес)Скачать

  

  Любая шестеренка за 5 секунд! Отличная идея своими руками!Скачать