Bc. Martin Šindelář SPŠ Na Třebešíně 2299 Výroba ozubených kol Bc. Martin Šindelář SPŠ Na Třebešíně 2299

Výroba ozubených kol V praxi se setkáváme s různými druhy ozubených kol. S koly, které mají minimální velikost (např. kola v hodinových ústrojích) až po kola, jejichž Ø je několik metrů. Mimo velké rozdílnosti velikosti, se ozubená kola liší tvarem ozubení, polohou ozubení (vnitřním x vnějším ozubení), typem materiálů aj. Dle výše uvedených kritérií volíme výrobní metodu ozubení

Výrobní metody ozubených kol Frézování Obrážení Speciální metody třískového obrábění Protahování, protlačování Střihání Přesné zápustkové kování Elektroerozivní

Frézování ozubených kol Většina ozubených kol, se kterými se v praxi setkáváme jsou vyrobeny frézováním Frézování ozubených kol probíhá odvalovacím nebo dělícím způsobem, obě uvedené metody jsou dále v prezentaci popsány Frézování dělícím způsobem je méně efektivní (časově náročné), méně přesné, vhodné pro kusovou výrobu, výhodou je možnost vyrobit jedním nástrojem větší rozptyl ozubených kol (dle modulu). Frézování odvalovacím způsobem je nejčastější způsob výroby. Výroba touto metodou je rychlá, přesná, vhodná pro hromadnou výrobu (nástroj je složitý a lze použít pouze pro jeden typ ozubeného kola)

Frézováním dělícím způsobem, kotoučovou frézou Touto metodou vyrábíme postupně jednotlivé zubové mezery Obrobek je postupně pootáčet o zubovou mezeru pomocí dělícího stolu Fréza koná hlavní řezný pohyb rotační, zároveň koná pohyb posuvný, aby byla vyfrézována celá šíře ozubení Touto metodou frézujeme přímé a šikmé vnější ozubení

Frézování dělícím způsobem Touto výrobní metodou lze vyrábět kuželová kola s přímým ozubením

Frézováním dělícím způsobem, stopkovou-modulovou frézou Touto metodou vyrábíme postupně jednotlivé zubové mezery Obrobek je postupně pootáčet pomocí dělícího stolu Fréza koná hlavní řezný pohyb rotační, zároveň koná pohyb posuvny, aby byla vyfrézována celá šíře ozubení Touto metodou frézujeme přímé a šikmé, popř. šípové vnější ozubení

Otočný - dělící stůl Tento typ stolu používáme pro upnutí obrobku při frézování dělícím způsobem, stůl umožňuje přesné pootočení, dle typu ozubení

Frézování odvalovacím způsobem Nástrojem je u této metody odvalovací fréza, která koná hlavní pohyb rotační, dále se posouvá ve směru osy obrobku Obrobek koná během celého času frézování rotační pohyb Kinematika nástroje s obrobkem je podobná šnekovému převodu Díky odvalování dochází k plynulému záběru nástroje s obrobkem Lze vyrábět přímé i šikmé vnější ozubení

Frézování šikmého ozubení odvalovacím způsobem

Gear skiving (seřezávání zubů ovalováním) Jedná se o velmi produktivní výrobní technologii ozubených kol, kdy je ozubení seřezáváno rotačním nástrojem Technologie vykazující vysokou přesnost a krátké výrobní časy, vhodná pro hromadnou výrobu Možnost obrábět vnitřní ozubení (možnost nahrazení neproduktivního obražení)

Gear skiving (seřezávaní ozubení odvalováním) Nástrojem je rotační nůž, který koná hlavní řezný pohyb rotační Nástroj dále koná pohyb vedlejší v ose ozubeného kola, aby došlo k výrobě zubů v celé šíři ozubení Obrobek koná synchronně rotační pohyb Díky zakřivení břitů na nástroji dochází při pohybu nástroje a obrobku k odřezávání třísek a tvorbě ozubení Pro plné porozumění doporučujeme vyhledat video s touto technologií

Gear skiving – schéma kinematiky

Skiving Gear – kinematika pohybu

Výroba ozubení obrážením Pro výrobu ozubených kol lze použít technologii obrážení, jedná se spíše o výrobu v kusové výrobě Obecně, ve srovnání s metodou odvalovacího frézování se jedná o méně přesný a především neproduktivní způsob výroby z důvodu vysokých výrobních časů Výhodou obrážení je možnost výroby vnitřního ozubení Lze vyrábět přímé, šikmé i šípové ozubení Obrážení dělíme dle typu nástroje na obrážení kotoučovým nožem a obrážecím hřebenem Výroba ozubení obrážením

Obražení kotoučovým nožem Hlavní řezný pohyb přímočarý vratný koná nástroj Vedlejší pohyb rotační (pootáčení) koná nástroj i obrobek Dominantní pro tuto výrobní technologii je možnost výroby vnitřního ozubení

Obrážení kotoučovým nožem Výroba vnitřního ozubení Výroba vnějšího ozubení

Výroba ozubení obrážením Speciálními nástroji lze vyrobit obrážením vnitřní ozubení či vnitřní drážkování

Obrážení vnějšího ozubení hřebenem Hlavní řezný pohyb přímočarý vratný koná obrážecí hřeben, který se zároveň pohybuje posuvným vedlejším pohybem Obrobek koná vedlejší pohyb rotační ve směru vedlejšího pohybu nástroje Možnost výroby vnějšího přímého a šikmého ozubení Výhodou pro tuto technologii je nízká cena nástroje

Výroba kol se zakřivenými zuby V praxi se setkáváme především u kuželových soukolí (rozvodovky, diferenciály) s ozubením, které má zakřivené zuby Tato ozubení umožňují plynulý přechod záběru jednotlivých zubů Výroba těchto kol je značně problematická a nelze jej vyrábět předešlými uvedenými technologiemi K výrobě se zpravidla užívají nožové hlavy, které mají nesymetricky poskládané břity Kinematika je tvořena více pohyby, tak aby tvar zubu odpovídal části křivky, kterou břit opisuje = zub má tvar části křivky Celkem jsou tři výrobní technologie, které se liší průběhem výroby a tvaru křivky, jedná se o metodu: GLEASON, OERLIKON, KLINGELNBERG Výroba kol se zakřivenými zuby

Ozubení se zakřivenými zuby - typ Klingelnberg

Výrobní metoda Oerlikon Tvar zubu je části epicykloidy Výroba kol pro klasická či hypoidní kuželová soukolí Nástrojem je čelní nožová hlava, která se odvaluje (princip odvalovacího frézování) Kinematika je patrná ze schématu na následujícím snímku V rámci kinematiky máme tři pohyby: 1. Obrobek – obráběné kolo vedlejší pohyb odvalovací i dělící 2. Lícní deska (na které je excentricky upnuta nožová hlava) koná vedlejší pohyb odvalovací 3. (Pomyslné základní kolo) ve schématu je pro názornost pohybů, které je nutno vykonat, . . znázorněno pomyslné kolo, se kterým by bylo vyráběné kolo v záběru 4. Nožová hlava hlavní řezný pohyb rotační

Výrobní metoda Oerlikon

Metoda Oerlikon

Výrobní metoda Gleason Tvar zubu – kruhový oblouk Výroba kol pro klasická či hypoidní kuželová soukolí Nástrojem je čelní nožová hlava, která se odvaluje (princip odvalovacího frézování) Kinematika je patrná ze schématu na následujícím snímku V rámci kinematiky máme tři pohyby: 1. Obrobek – obráběné kolo vedlejší pohyb rotační odvalovací 2. Nožová hlava hlavní řezný pohyb rotační 3. Lícní deska (na které je excentricky upnuta nožová hlava) natáčecí pohyb odvalovací 4. (Pomyslné základní kolo) ve schématu je pro názornost pohybů, záběrů, které je nutno při obráběním vykonat, aby reálné soukolí z dvou těchto kol fungovalo

Metoda Gleason

Výrobní metoda Klingelnberg Tvar zubu – část křivky - Paloidy Výroba kol pro klasická či hypoidní kuželová soukolí Nástrojem je kuželová odvalovací fréza, která se rotací odvaluje a zároveň se natáčí Kinematika je patrná ze schématu na následujícím snímku V rámci kinematiky máme tři pohyby: 1. Obrobek – obráběné kolo vedlejší pohyb rotační odvalovací 2. Kuželová odvalovací fréza - hlavní řezný pohyb rotační odvalovací 3. Lícní deska – zajišťuje naklápění kuželové odvalovací fréza 4. (Pomyslné základní kolo) ve schématu je pro názornost pohybů, záběrů, které je nutno při obráběním vykonat, aby reálné soukolí z dvou těchto kol fungovalo

Metoda klingelnberg

Výroba ozubení protahováním V hromadné výrobě lze zařadit výrobu protahováním Profil protahovacího trnu je totožná s profilem zubové mezery Tyčovým protahovacím trnem velmi často provádíme výrobu vnitřního ozubení či vnitřního drážkování Pro výrobu vnějšího ozubení lze použít kotoučový protahovací trn

Výroba ozubení protahováním Na schématu je znázorněna výroba vnějšího ozubení na kuželovém kole Nástrojem je kotoučový protahovací trn Hlavní řezný pohyb rotační koná trn, u kterého se postupně během otáčení zvyšuje velikost řezných zubů, začínáme řezem výškou h´ a končíme řezem výškou h Během jednoho pracovní cyklu trnu dojde k výrobě jedné zubové mezery, poté je obrobek pootočen dělícím způsobem a je vytvořena další zubová mezera

Protahování tyčovým protahovacím trnem Protahovaním lze výrabět vnitřní ozubení postupně (jako na obrázku) či najednou velkým trnem

Víceosé obrábění Víceosým či robotickým frézováním lze vyrábět téměř všechny typy ozubení

Výroba šneků pro ozubené převody Výroba šneků se zpravidla skládá ze soustružení, frézování, broušení

Dokončovací metody pro ozubení Pro plynulý záběr ozubených kol, snížení tření, zvýšení životnosti aj., zařazujeme do výroby kol dokončovací operace Broušení (dělící, odvalovací, CNC broušení) Ševingování (zaškrabáváme boky zubů) Lapování (volným brusivem leštíme zuby kola) Zaběhávání (před zařazením kola do montáže projde kolo procesem, kdy se zabíhá – přizpůsobuje se záběru s jiným kolem)

Broušení ozubení dělícím způsobem Méně produktivní způsob výroby, obdobný frézování dělícím způsobem Hlavní řezný pohyb rotační koná brusný kotouč, který zároveň koná posuvný pohyb rovnoběžný s osou obrobku Obrobek koná vedlejší pohyb otáčivý po dílkách (o zubovou rozteč) Zařazujeme po kalení

Broušení dělícím způsobem Broušení jedním nebo párem kotoučů (pro produktivnější způsob výroby)

Broušení dělícím způsobem

Broušení odvalovacím způsobem Produktivní způsob výroby, obdobný frézování odvalováním Hlavní řezný pohyb rotační koná odvalovací brusný kotouč, který zároveň koná posuvný pohyb rovnoběžný s osou obrobku Obrobek koná vedlejší pohyb rotační Zařazujeme po kalení

Ševingování ozubených kol Doslovně holení zubů, které je způsobeno zakřivením ostří na nástroji Hlavní pohyb rotační koná ševingovací kolo Vedlejší pohyb rotační obrobek Zařazujeme pro kola nekalená či před kalením Ševingování ozubených kol

Ševingovací kolo

Lapování ozubených kol Pro nejpřesnější výrobu, zařazujeme lapování, kdy jsou zuby leštěny brusnou pastou, která je nanášena záběrem kol

Použité zdroje http://mlgeardesigns.blog.cz/1310/vyroba-ozubenych-kol-obrazenim http://mlgeardesigns.blog.cz/1310/dokoncovaci-operace-ozubeni