При нарезании червячного вала на зубофрезерных станках различают два способа фрезерования: с радиальной и с тангенциальной подачами. В первом случае углубление фрезы в деталь происходит в радиальном направлении путем постепенного сближения детали и фрезы. Во втором случае расстояние между осями червячного колеса и фрезы остается постоянным, а фреза имеет поступательное движение вдоль своей оси. Фрезы, предназначенные для тангенциальной подачи, имеют заборный конус. Фреза для червячного колеса должна быть копией червячного вала, поэтому диаметр фрезы, шаг и угол должны в точности соответствовать тем же элементам червяка. Таким образом, для нарезания зубьев на зубофрезерных станках, требуется изготовление червячной фрезы под параметры червячного колеса, что приводит к существенному удорожанию производства детали.
Зачастую производители пренебрегают расчетными параметрами и выполняют нарезку зубьев стандартными фрезами по ГОСТ 9324-80, который предусматривает только два типоразмера червячных фрез для одного значения модуля. Профиль зубьев такого колеса будет отличаться от необходимого, а площадь контакта поверхностей зубьев колеса с червячным валом в такой передаче будет представлять собой линию и составлять от 5% до 30% по мере износа от положенного.
Кроме того, источником искажения теоретического профиля зуба нарезаемого колеса служат также уменьшение диаметра и угла подъема нитки фрезы при переточках, выключение радиальной подачи фрезы в момент достижения нужного межосевого расстояния с колесом и упругие отжатия.
Червячные колеса в единичном производстве можно нарезать на зубофрезерном станке летучим резцом методом тангенциальной подачи. Резец соответствующего профиля, установленный в оправке, занимает положение зуба червячного вала на заданном межосевом расстоянии. В этом случае обработка выполняется простым и дешевым инструментом, но при значительном повышении трудоемкости.
Обработка червячных колес на 4-х координатных фрезерных станках с ЧПУ позволяет получить любой заданный профиль зубьев ограниченным набором инструмента. Профилирование зубьев червячного колеса производиться программно, площадь контакта обработанных зубьев с червячным валом составляет 100%. Кроме этого следует отметить ряд других преимуществ по сравнению с нарезанием червячными фрезами:
черновая и чистовая обработка производиться разным инструментом;
сокращение времени обработки;
обработка на одном станке червячных колес диаметром от 50 до 1000мм.
Червячная передача похожа на зубчатую, кроме нескольких условий:
Один элемент передачи представлен зубчатой шестерней (червячное колесо), второй – шнеком (червячный вал);
Оси вращения двух элементов передачи перпендикулярны друг другу, при этом червячный вал и червячное колесо соприкасаются и взаимодействуют.
Червячная передача налагает свои ограничения на геометрию взаимодействующих элементов. Если шестерен существует несколько типов, то червячные валы и червячные колеса должны обладать строго одной геометрией зубцов и резьбы в пределах одного типа и размера.
Преимуществами червячной пары являются:
Плавность работы, обусловленная тем, что взаимодействующие элементы не вступают в резонанс благодаря перпендикулярному расположению осей вращения. Тому же самому эффекту способствуют косые зубья – единственно возможный вариант сообщения червяка с червячным колесом;
Низкий уровень шума. Этот эффект обусловлен предыдущим качеством: меньше вибрирующих частей – тише работа;
Наилучшая компактность. Зубчатая передача считается компактной, но червячная занимает еще меньше места, потому что червячный вал меньше по объему, чем шестерня. Это объясняет, почему червячные пары по сравнению с зубчатыми передачами того же передаточного числа занимают меньше места;
Самоторможение – при некоторых передаточных отношениях происходит резкая остановка обоих элементов передачи в случае отключения двигателя. Для сравнения, зубчатая передача успевает совершить несколько движений, пока остановится;
Высокая кинематическая точность: она выражается в наименьшем угле отклонения вала от расчетного показателя. Этот параметр обуславливает использование червячной передачи в точных механизмах;
Возможность тонкой дозировки передачи – обычные шестерни не позволяют проделать то же самое.
Есть у червячной передачи и недостатки:
Потребность в точной сборке передачи;
На низких мощностях сравнительно низкий КПД, обусловленный проскальзыванием колеса и червяка;
Ограниченная возможность взаимной передачи. При большинстве передаточных отношений червячный вал является ведущим по отношению к колесу, обратную связь технически трудно обеспечить. В ряде случаев этот недостаток обращают в преимущество;
Проскальзывание рабочих поверхностей.
Последнее обстоятельство влечет за собой целый ряд проблем, в частности:
Высокие требования к геометрической точности вала и колеса, прочности их поверхностей;
Необходимость теплоотведения и снижения трения;
Повышенный износ. Сократить его не получается даже за счет применения смазочных материалов, которые в принципе бессмысленны в случае червячной передачи;
Заедание;
Повышенные требования к механической стойкости опор червячного вала.
Но главный недостаток червячной передачи заключается в сложности изготовления червячного вала. Долгое время такой вид передачи был описан только теоретически, а его практическое применение было ограничено: все помнят лишь мелкие детали, вроде гитарных колков, компактных механических счетчиков и разводных ключей.
К счастью, в наше время избежать главного недостатка червячной передачи стало возможно. Для этого следует заказать изготовление червячного вала у компании «Техмаш», которая обладает высокопрецизионными станками, специально созданными для подобных задач.
Червячная передача напоминает зубчатую, с той лишь разницей, что два взаимодействующих элемента вращаются в перпендикулярных плоскостях, а одно зубчатое колесо (шестерня) заменяется зубчатым валом, напоминающим шнек. Такая передача чаще всего встречается в разводных ключах, механических счетчиках, гитарных колках, редукторах двигателей.
Состоит червячная передача из двух элементов – червячного колеса и червячного вала. Последний называется червяком и дает название всей передаче.
Изготовление червячного вала представляет значительную сложность по сравнению с зубчатым колесом. Однако производственные возможности челябинской компании «Техмаш» позволяют наладить выпуск червяков, полностью соответствующих техническому заданию заказчика.
Червячный вал (червяк) – это стрежень с крупной резьбой, задача которой состоит не в крепеже, а в передаче вдоль оси червяка вращательного движения на червячное колесо. Другими словами, червяк по своей конструкции и смыслу больше напоминает шнек, чем болт. Нарезать «резьбу» плашкой вокруг червяка не получится, для этого нужны высокопрецизионные станки, которыми располагает далеко не каждое предприятие.
Червячные валы могут быть:
Цилиндрическими или глобоидными (вогнутыми);
Правыми или левыми – в зависимости от направления витка;
По числу заходов резьбы: одно-, двух-, трех- и более-заходные;
С архимедовым, конволютным, эвольвентным и трапецеидальным профилем витка.
Стоит ли говорить о том, что червячный вал – сложнейший механический элемент? При всем своем многообразии он не дает возможности для отклонений от стандарта, а значит, допуски на его изготовление должны быть минимальными.
Если требуется изготовить червячный вал, искать квалифицированного токаря фрезеровщика бессмысленно. Большинство из них не справится с поручением, а все остальные не смогут обеспечить абсолютного качества и повторяемости подобных деталей. Поэтому единственное, что можно рекомендовать, если вам нужно серийное изготовление червячных валов – это обратиться в компанию «Техмаш», которая обладает всем необходимым для решения подобных задач.
Червячный передача – крайне требовательная к точности изготовления деталь. Она не прощает погрешностей, вероятность брака при ее производстве очень велика, а уж изготовление серии подобных деталей вручную вообще немыслимо.
Именно поэтому мы используем ЧПУ-станки, требующие минимального вмешательства человека, и выполняющие все рабочие операции вместо него. Принцип их действия понять просто, но непросто добиться такой реализации на деле. Заказчик предоставляет чертеж, эскиз или трехмерную модель червячной пары с указанием точных размеров колеса и вала. Технолог, получивший чертеж в работу, составляет технологическую карту, описывающую все операции, необходимые для производства одной единицы червячной передачи.
Затем технологическая карта передается:
Программисту, который пишет управляющую программу для ЧПУ-станков. К карте прилагается чертеж;
Сметчику, для составления ведомости материалов, ресурсов, а также просчета точной стоимости заказа.
Главной частью работы является управляющая программа. Она определяет алгоритм движения рабочих инструментов (фрезы, резца), скорость вращения, траектории движения инструмента (заготовки), количество проходов и другие рабочие параметры. Благодаря этой работе удается переложить управление станком на плечи компьютерной техники, исключив человеческий фактор.
Преимуществами изготовления червячной пары на ЧПУ-станках являются:
Высокая точность, максимально соответствующая требованиям технического задания;
Высокая безопасность труда: оператор не вмешивается в процесс и не управляет им, а всего лишь наблюдает со стороны вне зоны действия станка;
Минимальный объем брака, приходящегося в основном на пробные изделия;
Минимальные допуски;
Идеальная повторяемость в пределах одной партии;
Высочайшая производительность: ЧПУ-станки не устают, в отличие от людей;
Предсказуемые сроки выполнения заказа. Ручная обработка заготовок не позволяет точно спрогнозировать сроки сдачи заказа, поскольку производительность в последнем случае нестабильна.
В случае необходимости кроме ЧПУ-станков мы можем задействовать станки универсальные, а также квалифицированных токарей-фрезеровщиков. Если нужно, мы проводим лабораторные испытания червячных передач, а также их термическую обработку. Все эти детали желательно предусмотреть в техническом задании.
Развитый парк современных станков, квалификация и опыт нашего персонала позволяют изготавливать на заказ червячные валы:
Цилиндрические – самой простой формы. Такие червяки могут изготовляться заодно с валом, а могут насаживаться на него;
Глобоидные, силуэт которых ближе всего к гантели. Они куда более сложны в изготовлении, но обеспечивают лучший контакт с зубчатым колесом;
С конволютной резьбой. Торцевое сечение витка вписывается в конволютную окружность;
С архимедовой резьбой. Ее торцевое сечение вписывается в архимедову спираль;
С эвольвентной резьбой. Ее сечение вписывается в эвольвентную окружность;
С трапецеидальной резьбой. Поперечное сечение витка имеет вид равнобокой трапеции
С правой и левой резьбой;
Однозаходные и многозаходные. Количество заходов – это, грубо говоря, количество зубьев резьбы, которые можно одновременно видеть на торце червяка. Другими словам, это количество параллельных спиралей, составляющих резьбу. Однозаходные обеспечивают максимальную точность передачи и обладают свойством самоторможения, исключающим самопроизвольное раскручивание червяка в обратную сторону под внешними нагрузками. Многозаходные (с большим количеством витков) изготовить сложнее, и точность их передачи снижается пропорционально количеству заходов, поэтому изготовление точных червяков с числом витков более 5 представляют сложнейшую задачу. На практике таких передач рекомендуется избегать, хотя многозаходные червячные валы используются там, где нужно обеспечить прочное соединение, повысить передаточное число при минимальном вращательном движении (например, в тормозных системах) и КПД.
Наши червячные валы могут использоваться в лифтах, кранах, экскаваторах, трамваях, троллейбусах, поездах, автомобильных рулевых и редукторных передачах, делительных устройствах, высокопрецизионных станках, сепараторах и другой технике, в основном в узлах периодического действия.
На нашем сайте вы можно найти образцы червячных валов и колес. Сколько стоит изготовление одного червячного вала или колеса, нельзя сказать даже приблизительно, пока с техническим заданием не поработает технолог и сметчик. Окончательная и точная цена заказа может быть определена только после составления ведомости расходов, ресурсов и материалов, необходимых для выполнения всего цикла работ.
Стоимость заказа зависит от сложности изделия (червячного вала или колеса), количества материала, необходимого для производства партии изделий, а также их тиража.
Изготовление червячных пар представляет большую трудность даже для многих квалифицированных фрезеровщиков, в связи с чем мало найдется исполнителей, готовых принять подобный заказ. Однако эта работа – одна из стандартных для специалистов челябинской компании «Техмаш».
Необходимыми условиями изготовления червячных пар являются:
Качественное сырье;
Соответствующий станочный парк. При изготовлении червячных валов нами в основном используются червячные фрезы, а при необходимости – токарно-винторезные станки;
Доскональное знание технологии изготовления червячных колес, включая термообработку, цементацию и шлифовку;
Квалифицированный, опытный и мотивированный персонал, обладающий всеми необходимыми навыками для выполнения сложного заказа;
Контроль качества на всех стадиях производства.
Для того, чтобы сделать заказ, вам нужно выслать техническое задание, включающее чертеж (или эскиз) червячного вала и червячного колеса, с указанием геометрических параметров червяка, марки материала, способов обработки и тиража.
Фиксированной цены на изготовление одной единицы червячной пары не существует. Здесь все зависит от сложности, и не ознакомившись с тех заданием, мы даже ориентировочно не сможем сказать, сколько будет стоить колесо и вал. Для начала инженер-технолог должен составить технологическую карту, а затем с ней поработает сметчик, который составит ведомость материалов, ресурсов и других затрат, необходимых для выполнения заказа. Только после этого будет сформирована смета, определяющая окончательную и точную стоимость заказа червячной пары.
По вашему поручению мы изготовим червячные пары в любом объеме, с минимальным допуском, и обеспечим их доставку в любой регион страны. Если вы испытываете трудность в составлении технического задания, мы готовы взять эту работу на себя, получив от вас простые описания. По всем техническим и организационным вопросам предоставляется консультационная поддержка.
Очевидными преимуществами сотрудничества с нами являются:
Доступные цены;
Полная консультационная поддержка, помощь в составлении технического задания;
Оперативное выполнение заказа;
Доставка заказа во все регионы России;
Гарантия качества, максимальная точность и полное соответствие техническому заданию;