Зъбонарязване - фрезоване и дълбаене

Дефиниция на процеса и принцип на работа

Зъбонарязването чрез фрезоване (Gear Hobbing) и дълбаене (Gear Shaping) са основните високопроизводителни субстрактивни методи за генериране на зъбни профили върху цилиндрични и конични детайли. Физическият принцип и на двата процеса се базира на кинематично генериране на зъбния профил (Generating Method) чрез търкаляне, при което инструментът и заготовката извършват непрекъснато координирано движение, симулиращо зацепването на реална зъбна предавка.

Зъбофрезоване (Gear Hobbing): Зъбофрезоването е непрекъснат процес на рязане, при който инструментът, червячен фрез (Hob), работи като режещ червяк, а заготовката се върти като съответното червячно колело. Профилът на зъбите на фреза представлява рейка в дадено сечение. При въртенето на червячния фрез около оста си, неговите винтови режещи ръбове се движат транслационно спрямо заготовката, генерирайки еволвентния профил на зъбите. Взаимодействието се основава на законите на винтовата предавка. Зъбният профил не се копира директно от формата на инструмента, а се генерира като обвивна крива (envelope) от последователните позиции на режещите ръбове по време на синхронизираното въртене на инструмента и заготовката.

Кинематика, оси и конфигурация на машината

Съвременните ЦПУ зъбофрезови и зъбодълбачни машини изискват изключително прецизна многоосна синхронизация, осъществявана чрез електронна редукция (Electronic Gearbox / EGB) в ЦПУ контролера.

Конфигурация на осите при ЦПУ зъбофреза (CNC Hobber): Типичната 6-осна ЦПУ зъбофрезова машина има следните управляеми оси:

Режещи инструменти и геометрия

Ефективността на зъбонарязването зависи директно от конструкцията и материала на режещия инструмент.

Проектиране на червячни фрезове (Hob Design): Червячният фрез е многоостриен инструмент със спирални зъби, нарязани от надлъжни стружкови канали (Gashes). Каналите могат да бъдат прави (успоредни на оста при фрезове с малък ъгъл на изкачване) или винтови (перпендикулярни на завоите на резбата при по-големи ъгли).