Izrada zupčanika glodanjem

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Katedra za PROIZVODNO MAŠINSTVO

PROIZVODNE TEHNOLOGIJE II Poglavlje 12 Izrada ZUPČANIKA Prof. dr Miodrag Lazić

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Pog 12. IZRADA ZUPČANIKA Izrada zupčanika Izrada cilindričnih zupčanika glodanjem Izrada zupčanika pojedinačnim rezanjem Izrada zupčanika relativnim kotrljanjem

Izrada cilindričnih zupčanika rendisanjem Izrada koničnih zupčanika Izrada zupčanika provlačenjem Završna obrada zupčanika Obrada zupčanika brušenjem Obrada zupčanika ljuštenjem - brijanjem Obrada zupčanika glačanjem

Prof. dr Miodrag Lazić

1

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

IZRADA ZUPČANIKA U zavisnosti od zahtevanog kvaliteta izrade zupčanika metode izrade se dele na dve grupe i to metode: metode: ¾ prethodne obrade - izrade i ¾ završne obrade zupčanika. zupčanika. Metodama prethodne obrade (glodanjem, glodanjem, rendisanjem, rendisanjem, provlačenjem i sl.) sl.) formira se oblik zuba zupčanika rezanjem iz punog materijala. materijala. Metodama završne obrade (brušenjem, brušenjem, glačanjem - poliranjem, poliranjem, ljuštenjem brijanjem i sl.) sl.) se otklanjaju defektni sloj i toplotne deformacije nastale prethodnim obradom (u procesima izrade i termičke obrade) obrade) i obezbeđ obezbeđuje visoka tačnost i kvalitet obrađ obrađenih površina. površina. Metode izrade i obrade zupčanika se mogu razvrstati i prema vrsti vrsti zupčanika koji se izrađ izrađuju i osnovnim postupcima obrade, kao na primer: ‰ izrada zupčanika glodanjem, glodanjem, ‰ izrada zupčanika rendisanjem, rendisanjem, ‰ izrada zupčanika provlačenjem, provlačenjem, ‰ završna obrada zupčanika. zupčanika.

Prof. dr Miodrag Lazić

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

IZRADA CILINDRIČNIH ZUPČANIKA GLODANJEM Za izradu cilindričnih zupčanika glodanjem koriste se dve metode izrade: ¾ pojedinačnim rezanjem (zub po zub) zub) i ¾ relativnim kotrljanjem. kotrljanjem.

Prof. dr Miodrag Lazić

2

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Izrada zupčanika pojedinačnim rezanjem Metode pojedinačne izrade zupčanika koriste se samo u nedostatku specijalnih mašina. mašina. Izrada cilindričnih zupčanika pojedinačnim rezanjem je moguća na univerzalnim, univerzalnim, horizontalnim ili vertikalnim glodalicama uz primenu podeonog aparata (prostog ili univerzalnog). univerzalnog). Kao alat koriste se modulna vretenasta ili koturasta glodala. glodala. Profil alata odgovara profilu međ međuzublja zuba zupčanika. Nakon izrade jednog međuzublja predmet obrade obrade se, posredstvom podeonog aparata, zakoreće za jedan korak. Za svaku vrednost modula zupčanika postoji određena garnitura glodala, glodala, pri čemu se jedno glodalo iz garniture koristi za određ određeni dijapazon broja zuba zupčanika.

Prof. dr Miodrag Lazić

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Izrada zupčanika pojedinačnim rezanjem Broj obrta ručice podeonog aparata zavisi od vrste deljenja i iznosi kod: kod: ‰ jednostrukog i dvostrukog deljenja: deljenja:

nr =

Z Z'

a a c nr = + b b d ‰ diferencijalnog deljenja: deljenja: nr =

nr =

Z Z"

Z 8 Z 6 Z ⋅ ( Z" − Z ' ) ⋅ = Z7 Z 5 Z" Prof. dr Miodrag Lazić

3

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Izrada zupčanika relativnim kotrljanjem Za serijsku i masovnu proizvodnju zupčanika koriste se specijalne mašine, koje rade na principu relativnog kotrljanja izmeđ između alata i predmeta obrade. Princip relativnog kotrljanja obezbeđ obezbeđuje veću tačnosti izrade, bolji kvalitet i viši nivo produktivnosti produktivnosti izrade zupčanika. Izrada zupčanika glodanjem po principu relativnog kotrljanja (odvalno glodanje) ostvaruje se na mašinama tipa Pfauter korišćenjem odvalnog glodala kao reznog alata. Odvalno glodalo je oblika puža ispresecanog zavojnim žljebovima žljebovima normalnim na zavojnicu - spiralu puža.

Prof. dr Miodrag Lazić

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Izrada zupčanika relativnim kotrljanjem Pri izradi cilindričnih zupčanika sa pravim zubima osa glodala je nagnuta u jednu ili drugu stranu za ugao nagiba zavojnice glodala β, zavisno od tipa alata (levohodo ili desnohodo glodalo) glodalo).

Prof. dr Miodrag Lazić

4

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Izrada zupčanika relativnim kotrljanjem Kod izrade cilindričnih zupčanika sa zavojnim zubima ugao nagiba ose glodala (α – β) je razlika razlika ugla nagiba zuba zupčanika (α (α) i zavojnice glodala (β (β). U ovom slučaju potrebno je obezbediti i strogu zavisnost vertikalnog pomeranja glodala Sv i horizontalnog pomeranja (obrtanja) predmeta obrade SH, dopunskim obrtnim kretanjem predmeta obrade. obrade.

Prof. dr Miodrag Lazić

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Izrada zupčanika relativnim kotrljanjem Pužni točkovi se izrađ izrađuju radijalnom ili tangencijalnom metodom. metodom. U nedostatku odvalnog glodala pužni točkovi se mogu izrađivati i primenom jednosečnog jednozubog alata. alata.

Prof. dr Miodrag Lazić

5

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Izrada zupčanika relativnim kotrljanjem Cilindrični zupčanici sa uglastim - strelastim zubima se izrađ izrađuju na specijalnim mašinama korišćenjem profilisanog vretenstog glodala čiji profil odgovara profilu međ međuzublja zuba zupčanika. zupčanika.

Prof. dr Miodrag Lazić

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

IZRADA CILINDRIČNIH ZUPČANIKA RENDISANJEM Izrada cilindričnih i koničnih zupčanika rendisanjem predstavlja postupak koji odlikuje veća tačnost izrade u odnosu na glodanje, ali i manja manja produktivnost. Izrada cilindričnih zupčanika pojedinačnim rezanjem je moguća na vertikalnim rendisaljkama sa obrtnim stolom. Nakon izrade jednog međ međuzublja, profilnim nožem, čiji profil odgovara profilu međuzublja, međuzublja, predmet obrade se, posredstvom podeonog aparata, zakreće za jedan jedan korak. S obzirom da je za svaki modul i broj zuba zupčanika potreban drugi drugi nož za rendisanje to se ovaj postupak retko primenjuje.

Prof. dr Miodrag Lazić

6

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Izrada zupčanika relativnim kotrljanjem U serijskoj i masovnoj proizvodnji se koriste metode zasnovane na na principu relativnog kotrljanja i to uglavnom: Felouz i Mag metoda. metoda. Felouz (Fellows) postupak izrade cilindričnih zupčanika sa pravim zubima je postupak relativnog kotrljanja kod koga se kao alat koristi kružni zupčasti nož, nož, koji predstavlja višeprofilni alat u vidu zupčanika. Kod izrade cilindričnih zupčanika sa zavojnim zubima primenjuju se zupčasti noževi sa zavojnim zubima. zubima. U ovom slučaju alat, pored prikazanih kretanja, kretanja, izvodi i dopunsko obrtno kretanje.

Prof. dr Miodrag Lazić

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Izrada zupčanika relativnim kotrljanjem

Izrada cilindričnih zupčanika sa uglastim zubima je moguća samo ako je predviđ predviđen središnji žljeb. žljeb.

Prof. dr Miodrag Lazić

7

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Izrada zupčanika relativnim kotrljanjem Mag (Maag) metoda je metoda izrade cilindričnih zupčanika sa pravim zubima relativnim kotrljanjem primenom pravog zupčastog noža oblika zupčaste zupčaste letve. letve.

Kod izrade cilindričnih zupčanika sa zavojnim zubima nosač alata se zaokreće za ugao koji odgovara uglu nagiba spirale zuba zupčanika. zupčanika. Izrada cilindričnih zupčanika Mag metodom je jednostavnija i obezbe đuje postizanje obezbeđ veće tačnosti u odnosu na Felouz metodu, zbog jednostavnijeg profila profila zuba zupčaste letve. Me Međutim, konstrukcija mašine je znatno složenija zbog potrebe za periodičnim periodičnim radom.

Prof. dr Miodrag Lazić

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Izrada zupčanika relativnim kotrljanjem

Prof. dr Miodrag Lazić

8

www.mfkg.kg.ac.yu

Proizvodne tehnologije II

IZRADA KONIČNIH ZUPČANIKA Dva osnovna postupka izrade koničnih zupčanika su postupci izrade koničnih zupčanika glodanjem i rendisanjem. rendisanjem. Izrada koničnih zupčanika glodanjem se ostvaruje na specijalnim mašinama koje se međ međusobno razlikuju po principu rada, vrsti reznog alata, tipu koničnih koničnih zupčanika koji se izrađuju i sl. Konični zupčanici sa pravim zubima pojedinačnim rezanjem se izrađ izrađuju na horizontalnim glodalicama primenom podeonog aparata. Profil zuba glodala, čija je širina jednaka minimalnoj širini međuzublja, odgovara srednjem srednjem preseku međ međuzublja zuba zupčanika. To znači da se prvo izrađuje središnji deo međ međuzublja, a zatim, naginjanjem predmeta obrade u jednu ili drugu stranu, završna obrada bočnih površina zuba zupčanika. Metod pojedinačnog pojedinačnog rezanja odlikuje niska tačnost izrade i niska produktivnost. Metode izrade koničnih zupčanika relativnim kotrljanjem se i dele prema tipu mašine na: Klingelnberg, Glizon, Fiat - Mamano, Oerlikon i sl.

Prof. dr Miodrag Lazić

www.mfkg.kg.ac.yu

Proizvodne tehnologije II

Izrada koničnih zupčanika glodanjem Klingelnberg metoda izrade koničnih zupčanika sa pravim i zavojnim zubima kao alat koristi koristi dva glodala (1 i 2) 2) sa umetnutim zubima koji naizmenično izrađuju jednu i drugu bočnu površinu zuba zupčanika. Nakon izrade jednog zuba predmet obrade se, posredstvom podeonog aparata, zakreće za jedan korak.

Glizon (Gleason) metoda je metoda izrade koničnih zupčanika relativnim kotrljanjem, periodično zub po zub. Po završetku povratnog hoda alat se odmiče i predmet obrade, posredstvom podeonog aparata, zakreće za jedan korak.

Prof. dr Miodrag Lazić

9

www.mfkg.kg.ac.yu

Proizvodne tehnologije II

Izrada koničnih zupčanika glodanjem FiatFiat-Mamano metoda je metoda izrade koničnih zupčanika sa zavojnim zubima po principu relativnog kotrljanja, uz kontinualno odvijanje procesa izrade. Kao rezni alat koristi se glodalo sa umetnutim zubima (1 do 18) raspoređ raspoređenim po spirali.

OerlikonOerlikon-Mamano metoda kontinualne izrade koničnih zupčanika sa zavojnim zubima po principu relativnog kotrljanja, koristi glodalo (3) sa umetnutim zubima. Zubi su grupisani u grupe od dva ili više zuba. Svaka Svaka grupa se koristi za izradu jednog međ međuzublja.

Prof. dr Miodrag Lazić

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Izrada koničnih zupčanika rendisanjem Metode izrade koničnih zupčanika rendisanjem se najčešće razvrstavaju razvrstavaju na metode: ¾ kopiranja po šablonu i ¾ relativnog kotrljanja, kotrljanja, mada se mogu razvrstati i prema tipu mašine za izradu koničnih zupčanika na: na: Oerlikon, Oerlikon, Bilgram, Bilgram, Glizon metode itd. itd. Oerlikon metoda izrade koničnih zupčanika rendisanjem je metoda kopiranja. kopiranja. Profil šablona (3) je uvećan u odnosu na profil zupčanika (1) koji se izrađ izrađuje, uje, srazmerno rastojanju od vrha konusa. konusa.

Prof. dr Miodrag Lazić

10

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Izrada koničnih zupčanika rendisanjem Bilgram metoda izrade koničnih zupčanika je metoda zasnovana na principu relativnog kotrljanja. Predmet obrade (1) se postavlja na stožer (2) sa konusom (3). Ugao konusa je jednak uglu konusa zupčanika koji se izrađuje. Nož Nož za rendisanje (4), zajedno sa nosačem alata, izvodi glavno pravolinijsko kretanje duž duž izvodnice konusa. Posle svakog povratnog hoda alata predmet obrade se, posredstvom podeonog aparata, zakreće za jedan korak.

Prof. dr Miodrag Lazić

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

IZRADA ZUPČANIKA PROVLAČENJEM Provlačenje je ređe primenjivani postupak izrade zupčanika, zbog složenosti alata. Pošto međuzublje predstavlja otvorenu konturu to se pri izradi zupčanika zupčanika primenjuju metode i postupci spoljašnjeg provlačenja. Izrada cilindričnih zupčanika provlačenjem se izvodi na vertikalnoj mašini za spoljašnje provlačenje, korišćenjem alata čija kontura odgovara polovini obima zupčanika. Za izradu koničnih zupčanika provlačenjem koristi se metod Rivasajkl (Revacycle). Kao alat se koristi provlakač (1) sa spiralno raspoređenim zubima. zubima.

Prof. dr Miodrag Lazić

11

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

ZAVRŠNA OBRADA ZUPČANIKA Završna obrada zupčanika se izvodi nakon izrade (glodanjem, rendisanjem rendisanjem ili provlačenjem) i termičke obrade. Završnom obradom se obezbeđuje otklanjanje termičkih deformacija, povećanje tačnosti izrade i kvaliteta kvaliteta bočnih površina zuba zupčanika. Za završnu obradu zupčanika se primenjuju primenjuju različite metode, kao što su metode: ¾ brušenja, ¾ ljuštenja (brijanja), ¾ glačanja (poliranja) i sl.

Prof. dr Miodrag Lazić

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Obrada zupčanika brušenjem Brušenje se, uglavnom, koristi kao metod završne obrade cilindričnih cilindričnih zupčanika sa pravim i kosim zubima, retko i koničnih zupčanika. Metode brušenja brušenja zupčanika se razvrstavaju u dve grupe i to na metode: kopiranja i relativnog kotrljanja. kotrljanja. Metode kopiranja su metode zasnovane na primeni dvostrano (metod Orkut) ili jednostrano profilisanih tocila (metod Minerva).

Prof. dr Miodrag Lazić

12

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Obrada zupčanika brušenjem

Metode relativnog kotrljanja se zasnivaju na primeni dvostranog koničnog tocila (metod Niles), jednostranog koničnog tocila (metod Maag) ili pužnog tocila (metod Rajshauer).

Prof. dr Miodrag Lazić

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Obrada zupčanika ljuštenjem (brijanjem) Ljuštenje zupčanika je visokoproduktivni metod završne obrade zupčanika pre termičke obrade. Pri završnoj obradi ljuštenjem predmet obrade (zupčanik - 1) se spreže sa alatnim zupčanikom ili alatnom zupčastom letvom (2) (2). Bočne površine alata su ožljebljene radi dobijanja reznih ivica. ivica. Relativnim kretanjem predmeta obrade i alata uklanjaju se tanki slojevi materijala debljine oko 0,1 mm.

Prof. dr Miodrag Lazić

13

Proizvodne tehnologije II

www.mfkg.kg.ac.yu

Obrada zupčanika glačanjem (poliranjem ili uparivanjem) Glačanje je postupak završne obrade zupčanika koji se ne obrađuju obrađuju brušenjem nakon termičke obrade ili brušenih zupčanika, u cilju dobijanja visokog kvaliteta bočnih površina zuba zupčanika. Izvodi se relativnim kotrljanjem kotrljanjem dva spregnuta zupčanika, uz neophodna dopunska kretanja i dodatak sredstva sredstva za glačanje (tečnosti sa abrazivom). Upareni zupčanici se ugrađuju zajedno u sklop prenosnika (menjača vozila, prenosnika alatnih mašina i sl.).

Prof. dr Miodrag Lazić

14