24. Fogaskerékgyártás

Fogazás: Fogfelületek kialakítására alkalmas eljárás, különleges gépeken.

Fogazatok jelölése, a rajzon szereplő adatok

Fogaskerekek jellemző méretei, tűrései

Fogazó eljárások csoportosítása

1. PROFILOZÓ ELJÁRÁSOK- tárcsamaróval, ujjmaróval

- üregelés, másolóvésés

2. LEFEJTŐ ELJÁRÁSOK Csiga alakú szerszámmal

o lefejtő marás (PFAUTER-eljárás)o lefejtő köszörülés (REISHAUER-eljárás)o ívelt fogú kúpkerekek lefejtő marása (KLINGELNBERG-eljárás)

Fogaskerék alakú szerszámmal

- dörzsköszörülés

- hántolás

- lefejtő vésés (FELLOWS-eljárás)Fogasléc alakú szerszámmal

- lefejtő köszörülés (NYLES)

- lefejtő gyalulás (MAAG-eljárás)Forgókéses fejekkel

- OERLIKON-eljárás

- GLEASON-eljárás

3. KÜLÖNLEGES ELJÁRÁSOK- öntés, sajtolás, kivágás, hideghúzás

Két alapvető technológiával profilozó és lefejtő eljárással készülnek fogaskerekek.

Profilozásnál a gyártószerszám alakja megegyezik a fogárok alakjával. Ezen eljárásoknál a fogakat egyenként munkálják meg, ezért pontos osztókészülékre van szükség. Nem korszerű eljárások, de egyszerű szerkezetű gépeket igényelnek, így egyetemes gépeken gyártható fogaskerék.A nagysorozat- és tömeggyártásban alkalmazzák az üregelést és a profilozó gyalulást. Ezzel a módszerrel egy vagy több, esetleg egyidejűleg valamennyi fog készítése lehetséges egyenes vagy ferde fogazással. Az eljárást az üregelés hátrányainak kiküszöbölésére fejlesztették ki egyenes fogazatú homlokkerekek gyártására. A kör alakú kúpos szerszámfejbe radiálisan annyi gyalukés van befogva, ahány fogárkot kell készíteni, és ezek egyszerre dolgoznak. A forgácsoló főmozgást a munkadarab végzi. A szerszám több löketben, fokozatosan radiális előtolással készíti el a fogaskereket. Előnye az eljárásnak a nagy termelékenység.

Hátrányai:-a kések mozgatására szolgáló berendezés elkészítése drága és hosszadalmas- egyforma fogazó gépek készítése és profilköszörülése nehéz- a fogosztások pontossága nehezen biztosítható- a kések után köszörülése estén nehezen biztosítható az egyenlő fogásmélységre

való behatolás

Lefejtés: a fogasléc vagy fogaskerékszerű szerszám begördítése a fogárokba alternáló forgácsoló mozgás közben.

Lefejtő eljárásokat mutat az ábra.A) fésűskéssel történő MAAG-eljárásB) lefejtő maróval történő Pfauter-eljárásC) metszőkerekes Fellows-eljárás

Hengeres kerekek fogazó gépei és működésük

-A fésűskéses (MAAG) foggyalugép

A MAAG- eljárásnak nevezett foggyalulás, a fogaskerekeknek fésűskéssel (fogasléccel) való megmunkálása. A lefejtés módszere abban rejlik, hogy a fogaskerék megmunkálása folyamán reprodukáljunk egy homlokfogaskeréknek fogasléccel való kapcsolódását. A kapcsolódó pár közül a fogasléc a forgácsoló szerszám. A legördülést a kerék végzi a fogaslécen. A gépen egyenes és ferde fogazatú kereket lehet megmunkálni. Ahhoz, hogy egy fogaskerék valamennyi fogát folyamatos lefejtéssel kialakíthassuk L=m*z hosszúságú kés kellene a gépen. Mivel ilyen kést nem lehet gyártani, ezért a korszerű fogazó gépeken a fogaskerék fogait ciklikusan munkálják meg.

Egy ciklusban 1 vagy 2-3 fogat munkálnak meg.A lefejtés elve abból áll, hogy a keréktest először begördül a szerszámba (I-II helyzet), azután- amikor elérte az utolsó szerszámfogat a gép leáll, a szerkezet néhány foggal oszt, és a munkadarab visszagördül a kezdeti helyzetébe.

Előzőleg azonban a szerkezeti elemek irányváltásából származó holtjátékát automatikusan kiveszi. Ezután a ciklus elölről kezdődik. Lehetőség van a fogankénti megmunkálásra is, ilyenkor minden egyes fogárok elkészülte után osztás, visszagördülés következik. Ekkor az osztáshiba mindig egyforma, ezért nagyon pontos fogaskerekek gyártására alkalmazzák.

Ferde fogú kerekeket ferde fogú fogazó szerszámmal és a kos megfelelő szögben való döntésével lehet készíteni.

-A lefejtőmarás (Pfauter-eljárás)

A lefejtő marás a csiga csigakerék kapcsolódásán alapszik, szerszáma a lefejtő maró. A marószerszám fogai hátraesztergálással készülnek, menetszelvénye normál metszetben fogasléc. A fogazás folyamatos, a forgácsolásban egyidejűleg a szerszám több foga vesz részt, így viszonylag nagy előtolás alkalmazható, ezért igen termelékeny eljárás. Főmozgása a maró forgómozgása, mellékmozgása a munkadarab legördülő mozgása és a szerszám előtolása. Az eljárás külső fogazat készítésére alkalmas.

-A lefejtő fogvésés (Fellow-eljárás)Szerszáma a metszőkerék, ami egy forgácsoló élekkel ellátott, megedzett és megköszörült fogaskeréknek felel meg, fogak hátraköszörültek. Belső fogazat készítésére is alkalmas, de akkor is alkalmazhatjuk, ha a fogazat mögött kicsi a hely. A fogásvételt a szerszám végzi mindaddig, amíg a munkadarab 60 fokkal elforog. Ekkor a fog magassága eléri a végleges értékét és a munkadarab még egy körbefordulást végez. Lényege, hogy legördülés közben a kerekek létrehozzák két homlokkerék kapcsolódását. Az egyik kerék a forgácsolószerszám, a másik maga a munkadarab, amelyből a fogaskerekeket kívánjuk megmunkálni. A főmozgás függőleges síkban való, váltakozó mozgás, amelyet a szerszám végez. A szerszám és a munkadarab egyaránt forgómozgást végez, így valósul meg a legördülés. Ferde fogazás esetén ferde fogú metszőkerekeket használunk, és a szerszám tengelyére erősített vezetőpályákkal kell a ferdeségnek megfelelő forgást létesíteni.

Kúpkerekek gyártása

A kúpkerekek gyártása sokkal nehezebb feladat, mint a hengeres kerekeké. A kúpkerekek fogfelületeinek alkotó egyenesei mind egy középpontban, az osztókúp csúcsában futnak össze, s így a fogprofil görbülete a fog minden helyén más. Ez az oka annak, hogy profilozó eljárással nem készíthető pontos kúpkerék. Ennek ellenére ezzel az eljárással, megfelelő ráhagyással a fogárkot előnagyolhatjuk a lefejtő szerszám kímélése céljából.

Profilozó kúpfogazás üregelőtárcsávalA gép nagyméretű szegmensbetétes tárcsával, lefejtés nélkül, egyenként munkálja ki a fogakat. A vízszintes síkban dolgozó szerszám kerületén üregelő fogak vannak, amelyek egy szerszámfordulat alatt sorban előbb a nagyolást, elősimítást, majd a készre munkálást végzik. Egy-egy fog mindkét profiloldalon egy időben dolgozik. A kerület egy szakaszán nincsenek forgácsoló élek, ez alatt a munkadarab egy fogosztással elfordul. Egy-egy fog megmunkálása néhány másodpercig tart. A modernebb gépek automatikusan is képesek a megmunkálásra így tömeggyártásban is alkalmazhatók.

Kúpkerék gyártása lefejtő eljárással

A kúpkerék és a síkkerék kapcsolódása végzi a kúpkerék gyártást ebben az esetben. Minden evolvens fogazatú kúpkerékhez szerkeszthető olyan síkkerék, amellyel helyesen kapcsolódik, és e síkkerék fogait síklapok határolják. A fogazó szerszám a síkkerék egy fogát képviseli, és így egyenes élekkel készíthető a kúpkerék.

Kétkéses fogvésés (Heidenreich-Harbeck)

A főmozgás a kések által végzett egyenes vonalú alternáló mozgás. Mellékmozgása a munkadarab és a kések legördülő mozgása és a munkadarab osztómozgása. Igen termelékeny eljárás. Egyenes és ferde fogú kúpkerék gyártására alkalmas.

A keréktest előzetes megmunkálása

A fogaskerekek pontossági előírásai megkívánják, hogy az osztókör egytengelyű legyen a forgástengelyével (tehát furatos keréknél a furattal, száras kerekeknél a csappal), továbbá, hogy a fogirány az előírt tűrésen belül legyen. Ezért gondot kell fordítani a helyes bázisválasztásra. Az előírt alakhűség biztosítására tehát a központos felületeket, vagy egy műveletben vagy központi bázisról munkáljuk meg. A furatos kerék bázisa mindig a furat és a

tengely vonalára merőleges legnagyobb síkfelület (homloklap). Ezt a két felületet egy fogásban kell nagyolni és simítani. A furatra mindenkor legalább H7-es tűrést írjunk elő.

Ívelt fogú kúpkerekek gyártása

Számos előnyük miatt a felhasználási körük nő. Az egyenes fogú kúpkerekeknél simábban kapcsolódnak még nagy kerületi sebesség esetén is. Járásuk a nagy kapcsolódási szám következtében zajtalanabb. Nagy nyomatékot nagy kerületi sebességgel visznek át, ezért kisméretű a hajtómű. Az ívelt fogú kúpkerekek szerelése könnyű, mert nem érzékenyek a szöghibákra. Hátrányuk, hogy működés közben tengelyirányú erőhatások lépnek fel és bonyolult gépeken drága az előállításuk. Az ívelt fogú kúpkerekeket a fogirány vonala szerint különböztetjük meg, így ismerünk:

-körívfogazást (Geason-eljárás)

-epiciklois ívű fogazást (Oerlikon-Spiramatic eljárás)

-evolvens ívű fogazást (Klingelnberg-eljárás)

Köríves kúpkerekek lefejtése (Gleason-eljárás)

A szerszám egy körív mentén elhelyezett késcsoportból áll.

Főmozgás a késfej forgómozgása. Mellékmozgása a bölcső és a munkadarab forgómozgásából adódó legördülés és a munkadarab szakaszos osztómozgása.

Epiciklois ívű fogazás (Oerlikon-Spiramatic eljárás)

Az eljárás hasonlít az előző eljárásra, annyi különbséggel hogy a kések a késfejbe több csigavonal mentén helyezkednek el. A kések 2-9 csoportokban vannak elhelyezve és mindegyik csoport más-más fogárokban fog dolgozni, a kések profilja változó. Főmozgás a késfej forgómozgása, mellékmozgása a bölcső és a munkadarab folyamatos legördülése és a munkadarab folyamatos osztómozgása.

Evolvens ívű fogazás (Klingelnberg-eljárás)

Az eljárás szerszáma megegyezik a Pfauter típusú eljárásnál megismerttel, annyi különbséggel, hogy ez csonka kúp alakú.

A szerszám végzi a forgó főmozgást, a munkadarab, pedig a legördülő mozgást.

Fogköszörűk, foghántolók

-Foghántolás

Ez egy hőkezelés előtti eljárás, mely során az előzőleg megmunkált fogaskereket hántolókerékkel összejáratjuk a méret pontosítása és a felületminőség javítása érdekében. Eközben a szerszám fogain kiképzett apró élek kaparásszerűen lehántolják a kerék fogfelületein lévő érdességeket. Ez a kaparóhatás azáltal jön létre, hogy a munkadarabot 10-15° tengelyszögben párosítják a szerszámmal. Hántoláskor a hántolókereket a gép villamos motorja először az egyik, majd a másik irányban gyorsan forgatja.

A gép asztalán felfogott munkadarab a tengely irányában változó mozgást végez. Ez a mozgás lényegében előtolás, mert ez létesíti a kaparóhatást a fog teljes szélességében. A hántolókerék edzett és köszörült ferde fogú fogaskerék, amelynek felületein barázdák vannak. A hántolás a fogprofil-hibát javítja, de az osztáshibát nem. Időtartama foganként néhány másodperc.

-Fogköszörülés

A nagy terhelésű, gyors futású és nagy pontosságú fogaskerekek fogfelületeinek köszörüléssel végzett, finommegmunkáló, befejező művelete.

Kis termelékenységű, drága eljárás. Két alapvető eljárása van a profilozás és a lefejtés. Profilozáskor a köszörűkorong alakja megegyezik a fogárok alakjával.

A főmozgást a köszörűkorong végzi. A mellékmozgás egyenes vonalú mozgás foghosszirányban, amelyet végezhet a munkadarab vagy a szerszám.

A „a” ábrán a köszörűkorong kedvezőtlen körülmények között dolgozik, mert gyakori az erős felmelegedés. Kedvezőbb a „b” ábra szerinti köszörülés mivel a köszörűszerszám más-más fogfelületen dolgozik.

A profilköszörülés termelékenyebb a lefejtő eljárásnál. Pontossága is jó, mégis a lefejtő eljárás terjedt el, mert korongját nagy pontossággal és gyorsan lehet szabályozni. Ilyen eljárás a Nyles (egykorongos), Maag (kétkorongos) és a Reishauer (csigakorongos).

Fogaskerekek méreteinek ellenőrzése

Biztonságtechnika

Lásd marás, gyalulás köszörülést.

Műveleti sorrend

1. Darabolás2. Keréktest nagyolása3. Keréktest simítása4. Fogazás5. Fogak sorjázása6. Végellenőrzés

Ha a kerék anyaga nemesíthető ötvözött vagy ötvözetlen acél, a keréktest nagyolása és a keréktest simítása közé a Keréktest nemesítése műveletet kell beiktatni. Ha a munkadarab anyaga az előbbi, de a fogfelületek nagyfrekvenciás edzése is elő van, írva a műveleti sorrend tovább bővül azzal, hogy a fogak sorjázása után előírjuk a fogak edzése nagyfrekvenciás edzéssel, furat és oldalak köszörülése és a fogak köszörülése műveleteket.