5Д32 Станок зубофрезерный вертикальный полуавтомат
схемы, описание, характеристики

5Д32 Общий вид зубофрезерного станка

Сведения о производителе вертикального зубофрезерного полуавтомата 5Д32

Производитель вертикального зубофрезерного полуавтомата 5Д32 Егорьевский станкостроительный завод Комсомолец, основанный в 1930 году.

Завод за время своего существования выпустил свыше 60 моделей: зубофрезерных, зубодолбежных, зубошлифовальных, зубозакругляющих и других зубообрабатывающих станков.


Зубофрезерные станки, работающие по методу обкатки (огибания )

Зубофрезерные станки, работающие по методу обкатки

Рис. 1. Зубофрезерные станки, работающие по методу обкатки

Принципиальная схема настройки зубофрезерного станка

Рис. 2. Принципиальная схема настройки зубофрезерного станка

Структурная схема зубофрезерного станка

Рис. 3. Структурная схема зубофрезерного станка

Зубофрезерные станки, работающие по методу обкатки, предназначены для обработки цилиндрических колес с прямыми и косыми зубьями, а также червячных колес (см. рис. 3).

При нарезании зубьев вращения фрезы и заготовки должны быть согласованы между собой. Чтобы обеспечить это условие, в станке имеется специальная цепь, принципиальная схема настройки которой показана на рис. 2. Если колесо имеет z зубьев и совершит пк оборотов, а фреза за это время сделает nф оборотов, то передаточное отношение ix между числом оборотов колеса и фрезы.

Рассмотрим формообразующие движения станка для образования профиля зубьев, для чего обратимся к структурной схеме станка (рис. 3). При нарезании прямозубого цилиндрического колеса необходимо осуществить главное вращательное движение фрезы В1. регулируемое органом настройки iv вращение заготовки B2, согласованное с вращением фрезы Вх; перемещение суппорта с фрезой параллельно оси стола П, настраиваемое органом i3. Суппорт может перемещаться или сверху вниз, или снизу вверх. При перемещении суппорта сверху вниз осуществляется встречное фрезерование, В этом случае при вращении фрезы зубья движутся навстречу срезаемому слою металла. При перемещении суппорта снизу вверх происходит попутное фрезерование. В этом случае зубья фрезы движутся попутно со срезаемым слоем металла. При попутном фрезеровании допускается увеличение скорости резания на 20—25% по сравнению со встречным методом.

При нарезании косозубых колес к рассмотренным выше формообразующим движениям добавляется движение для образования винтовой линии (дифференциальная цепь). Это движение состоит из вращения заготовки В3 и поступательного перемещения П фрезы. Следовательно, одно исполнительное звено — стол станка — должно иметь два вращения В2 и В3 с независимыми скоростями, что возможно при наличии суммирующего механизма.


5Д32 Станок зубофрезерный вертикальный полуавтомат. Назначение и область применения

Станок 5Д32 вертикальный зубофрезерный полуавтомат предназначен для нарезания цилиндрических зубчатых колес с прямыми и косыми зубьями и для нарезания червячных колес как методом радиальной, так и методом тангенциальной подачи. При наличии специальных приспособлений возможно нарезание шестерен внутреннего зацепления.

Движения в станке:

  • Движение резания — вращение шпинделя фрезерного суппорта с червячной фрезой
  • Движения подач — вертикальное перемещение фрезерного суппорта Е
  • Радиальное перемещение подвижной стойки 3
  • Тангенциальное перемещение протяжного суппорта Ж

Движением обкатки и деления является непрерывное вращение стола с заготовкой. Вспомогательные движения — быстрые механические и ручные установочные перемещения фрезерного суппорта и подвижной стойки.

Принцип работы. Станок работает по методу обкатки, т. е. механического воспроизводства зацепления червяка (червячной фрезы) с колесом (заготовкой). Червячная фреза соответствующего модуля и диаметра закрепляется на оправке в шпинделе фрезерного суппорта.

Обрабатываемая деталь или комплект одновременно обрабатываемых деталей устанавливается на оправке в шпинделе стола, а при больших размерах колес — непосредственно на столе станка.

Червячной фрезе и заготовке принудительно сообщают вращательные движения с такими угловыми скоростями, которые они имели бы, находясь в действительном зацеплении.

При нарезании колес с прямыми зубьями ось шпинделя фрезерного суппорта устанавливается под углом к горизонтальной плоскости, равным углу подъема винтовой линии червячной фрезы. Для нарезания колес с косыми зубьями ось шпинделя фрезерной бабки устанавливается под углом, равным сумме или разности углов наклона зубьев колеса и подъема винтовой линии фрезы в зависимости от сочетания направлений винтовых линий зубьев и витков фрезы.

Нарезание цилиндрических колес производится с вертикальной подачей фрезерного суппорта.

Для обеспечения возможности фрезерования колес попутным методом на станке модели 5Д32 предусмотрено нагрузочное гидравлическое устройство.

Гидравлическое поджимное устройство состоит из неподвижного штока с поршнем и цилиндра, связанного с салазками фрезерного суппорта. При фрезеровании попутным методом масло подводится в верхнюю полость цилиндра противовеса и поджимает противовес вместе с фрезерным суппортом вверх, устраняя возможность произвольного перемещения фрезерной бабки под действием усилия в пределах зазора между резьбой винта вертикальной подачи и маточной гайки.

При нарезании червячных колес методом радиальной подачи используются цилиндрические червячные фрезы. Движение подачи сообщают подвижной стойке в радиальном направлении до тех пор, пока расстояние между осями фрезы и заготовками не станет равным межцентровому расстоянию передачи.

В случае нарезания червячных колес методом тангенциальной подачи применяются червячные фрезы с конической заборной частью, которые при настройке станка устанавливают сразу на заданное межцентровое расстояние; подачу при этом сообщают протяжному суппорту с червячной фрезой вдоль ее оси. Этот метод нарезания является более точным.


Общий вид и общее устройство станка 5Д32

5Д32 полуавтомат зубофрезерный. Общий вид


Расположение составных частей и органов управления полуавтомата 5Д32

5Д32 Расположение составных частей зубофрезерного станка полуавтомата

Перечень составных частей полуавтомата 5Д32

  • А — станина;
  • Б — стол;
  • В — стойка;
  • Г — поддерживающий кронштейн;
  • Д — поперечина;
  • Е — фрезерный суппорт;
  • Ж — протяжной суппорт;
  • 3 — подвижная стойка;
  • И — гитары дифференциала и подачи;
  • К — делительная гитара

Перечень органов управления станком 5Д32

  1. рукоятка включения и выключения рабочих подач;
  2. рукоятка включения подачи при работе с протяжным суппортом;
  3. кнопочная станция;
  4. рукоятка включения вертикальной подачи фрезерного суппорта;
  5. квадрат для ручного вертикального перемещения подвижной стойки;
  6. квадрат для ручного горизонтального перемещения подвижной стойки;
  7. рукоятка включения радиальной подачи подвижной стойки.

Схема кинематическая зубофрезерного станка 5Д32

Схема кинематическая зубофрезерного станка 5Д32

Схема кинематическая зубофрезерного станка 5Д32. Смотреть в увеличенном масштабе


Кинематическая схема (Рис.40) станка включает в себя шесть кинематических цепей:

  • цепь главного движения
  • цепь обкатки (деления нарезаемой заготовки)
  • цепь вертикальных подач фрезы
  • цепь радиальных подач подвижной стойки
  • цепь тангенциальных (осевых) подач фрезы
  • цепь дифференциала
  • цепь ускоренных перемещений рабочих органов станка

На кинематической схеме (см. Кин.Схему) показано условное и упрощенное изображение механизмов передачи движения с указанием валов, чисел зубьев колес, шагов ходовых винтов, муфт переключения и других характеристик элементов механизма, с помощью которых можно определить, какие движения и с какими скоростями совершают отдельные части станка и какова зависимость между ними.

При определении передачи движения между какими-либо частями механизма рассматривают кинематическую цепь. Кинематической цепью называется последовательный ряд звеньев механизма, связывающих движение одной его части с другой. Передаточное отношение кинематической цепи равно отношению чисел оборотов конечного звена к числу оборотов первого звена и выражается произведением отношений чисел зубьев первых колес к числу зубьев вторых всех передач цепи в направлении передачи движения.


Схема структурная зубофрезерного станка 5Д32

Схема структурная зубофрезерного станка 5Д32

Структурная схема механизма (См. Структ.Схему). На этой схеме указаны стрелками направления движений по цепям и изображены звенья этих цепей: кружками с номерами обозначены валы согласно кинематической схеме, а черточками, соединяющими эти валы, зубчатые или червячные передачи. Над чертой и под ней указаны числа зубьев передачи.

Для определения передаточного отношения числа зубьев записывают в таком порядке: если передача движения рассматривается по направлению стрелок схемы, то в числителе записывают верхнее число зубьев, а в знаменателе нижнее; если передача движения рассматривается в направлении против стрелок, то в числителе записывают нижнее число, а в знаменателе верхнее.

Для изучения работы механизма и для наладки станка необходимо рассмотреть следующие кинематические цепи, связывающие отдельные звенья механизма станка.

  • I. Электродвигатель Э1— фреза
  • II. Фреза — стол
  • III. Стол — суппорт
  • IV. Электродвигатель Э2— суппорт
  • V. Стол — суппортная стойка
  • VI. Стол — осевой суппорт
  • VII. Цепь дифференциала (вал XI — дифференциал)
  • VIII. Фреза — стол, через цепь дифференциала (при работе со включенным дифференциалом)

Цепь I. Вращение фрезы. В эту цепь входят сменные зубчатые колеса с передаточным отношением x0. Меняя эти колеса, можно получать различные числа оборотов фрезы.

Цепь II. Вращение стола. От вала IV вращение столу передается через передачу 46 : 46, дифференциал и гитару деления с передаточным отношением хл. Стол и фреза связаны кинематической зависимостью по цепи II и вращение их согласовывают между собой, для чего рассчитывают передаточное отношение хл сменных зубчатых колес гитары деления.

Цепь III. Вертикальная подача суппорта. Движение подачи — от вала XXVII, вращение которого связано со столом, через червячную передачу 2 : 24, вал IX и гитару подач с передаточным отношением хп движение по этой цепи передается суппорту. При этом муфта М3 включается и соединяет валы X и XI. Кроме того, необходимо включить муфту М4, соединяющую червячное колесо передачи 4 : 20 с валом XV, и муфту М5, соединяющую червяк передачи 5 : 30 с валом XV. Через передачу 5 : 30 вращение передается винту XX, перемещающему суппорт. Заменяя зубчатые колеса гитары, можно получить разные величины подач.

По окончании резания при вертикальной подаче станок автоматически останавливается упором автоматического выключения подачи фрезерного суппорта, установленным в пазу салазок суппорта, который выключает главный электродвигатель. Кроме упора 10, имеется еще два неподвижных конечных упора, которые служат для автоматического выключения станка в крайних положениях суппорта: верхнем и нижнем. Эти упоры выключают электродвигатель, если почему-либо не включен упор 10 и суппорт перемещается вдоль стойки до своего крайнего предела.

Цепь IV. Быстрое вертикальное перемещение суппорта. После нарезания зубьев по всей ширине обода колеса фрезу надо перевести в первоначальное рабочее положение для второго прохода или для обработки следующей заготовки. Для этого суппорт быстро перемещают по направляющим суппортной стойки.

Для быстрого его перемещения надо рукоятку включения и выключения рабочей подачи поднять вверх, при этом разъединяется муфта М3 (см. Кин.Схему) и включается пара винтовых колес 16 : 42, передающих движение от электродвигателя Э2 валу XI Потом надо нажимать кнопки 13 (см. рис 39) «Вверх» или 14 «Вниз», в зависимости от требующегося перемещения.

Кнопку надо держать все время нажатой, пока суппорт переместится на требующуюся величину: если кнопку отпустить, электродвигатель выключается и движение суппорта приостанавливается.

Цепь V. Горизонтальное перемещение суппортной стойки. Движение для перемещения суппортной стойки, необходимое для радиальной подачи при нарезании червячных колес, осуществляется от вала XXVII (см. См. Структ.Схему) и передается через гитару подач валу XV. От вала XV через винтовые колеса 10 : 20 и червячную пару 4 : 20 вращение передается конической паре колес 20 : 25. При вращении колеса 25 этой пары, закрепленной в стойке, оно своей резьбой во втулке навинчивается на винт XIX и перемещает стойку.

Для автоматического выключения перемещения стойки после врезания фрезы на требуемую величину h на направляющих станины устанавливают жесткий упор А с одной или с другой стороны стойки (рис. 42), который в сочетании с падающим червяком выключает механизм подачи стойки. Когда суппортная стойка дойдет до жесткого упор А, гайка в зубчатом колесе 25 (см. Кин.Схему) не будет перемещаться, ее вращение остановится, не будут вращаться и валы XVIII и XVII, а вместе с ними прекратится вращение и червячного колеса 20 в червячной паре 4 : 20. В то же время вал XVI с червяком этой пары будет продолжать вращаться от механизма станка: червяк будет ввинчиваться относительно неподвижного колеса 20 и смещаться вдоль своей оси, пока не соскочит с защелки и не отключится от него.

Включение червяка производится рукояткой включения подающего червяка, для чего ее поворачивают по часовой стрелке (вверх).

Цепь VI. Перемещение осевого суппорта. Для нарезания червячных колес с осевой подачей фрезы устанавливают специальный суппорт. Движение его осуществляется от вала XIV (см. Кин.Схему, 41). На этот вал надевается коническое зубчатое колесо 16 (кроме пары 16 : 16, связывающей вал XIII с валом XIV), сопрягающееся с таким же коническим колесом 16 на валу XXI осевого суппорта. Далее движение передается осевому суппорту, как указано на кинематической и структурной схемах, через передачу 30 : 30, червячную пару 1 : 50 и винт XXIII, который перемещает суппорт.

Цепь VIII. Дифференциал. В кинематических цепях, связывающих вращение стола и фрезы, движение передается через механизм, состоящий из четырех конических зубчатых колес, который называется дифференциалом (См. Схему Дифференциала). Этот механизм позволяет суммировать два движения, передаваемые столу по двум кинематическим цепям.

На валу XXV свободно насажено водило п0 и два конических зубчатых колеса zх и z3; колесо z1 может свободно вращаться на этом валу, а колесо z3 закреплено на нем неподвижно. На пальцах водила свободно насажены два конических колеса z2, называемые сателлитами, которые находятся в зацеплении с колесами z1 и z3. Конические колеса попарно имеют одинаковое число зубьев z1=z3; z2=z2.


Схема дифференциала зубофрезерного станка 5Д32

Схема дифференциала зубофрезерного станка 5Д32

На втулке конического колеса zх неподвижно закреплено цилиндрическое колесо 46, связанное механизмом с вращением фрезы.

На втулке водила свободно насажено червячное колесо 30, находящееся в зацеплении с червяком 1, который может получать вращение при помощи вала XXIV от гитары дифференциала.

На вал XXV попеременно устанавливают два сменных кулачка М и N. Если поставить кулачок М, закрепляемый на валу, то водило жестко соединяется с валом XXV (См. Схему Дифференциала, а); если вместо него поставить кулачок N, насаживаемый на вал свободно то водило соединится с червячным колесом 30 (См. Схему Дифференциала, б)

Когда устанавливается кулачок M, то вал XXV, водило n0, колесо z3, сателлиты z2 и колесо z1 соединяются в жесткий узел, они не вращаются друг относительно друга и колесо 46 непосредственно вращает вал XXV. Передаточное отношение дифференциала в этом случае будет равно ip=l.

Когда надо сообщить дополнительное вращение столу, то устанавливается кулачок N (См. Схему Дифференциала, б) и настраивается гитара дифференциала, сообщающая вращение червяку 1 и червячному колесу 30 при помощи вала XXIV. Вал XXV, передающий вращение столу, при этом будет получать два вращения.

Первое вращение от зубчатого колеса 46 и связанного с ним в одно звено колеса z1 передается сателлитам z2, которые, вращаясь вокруг пальцев водила, передают вращение колесу z3 и связанному с ним валу XXV. Колесо 46 и вал XXV в этом случае будут вращаться в разные стороны с одинаковым числом оборотов; передаточное отношение их, являющееся передаточным отношением дифференциала в этом движении, равно ir = -1.

Цепь VII. Второе, дополнительное, вращение вал XXV будет получать от вала XI через гитару дифференциала x0, вал XXIV и червячную передачу 1 : 30 (см. Кин.Схему). Червячное колесо этой передачи вращает водило, которое при помощи пальцев вращает сателлиты z, (см. См. Схему Дифференциала) вокруг конического колеса z1 и колесо z3 вместе с валом XXV. Это дополнительное вращение добавляется к тому вращению, которое этот вал имеет от колеса 46. Таким образом, дифференциал осуществляет суммирование двух вращений на одном валу XXV.

При обкатывании водилом сателлитов вокруг колеса z1 за один оборот водила вокруг вала XXV зубчатое колесо z3 повернется два раза: один раз вместе с водилом и один раз от вращения сателлитов. Значит, передаточное отношение вала XXV к водилу, т. е. передаточное отношение дифференциала при его дополнительном вращении, iг=2.


Технические характеристики зубофрезерного станка 5Д32

Наименование параметра 5Д32 5Е32 5К32
Основные параметры станка
Наибольший модуль нарезаемого колеса по стали, мм 2..6 2..6 10
Наибольший диаметр нарезаемых цилиндрических прямозубых колес (0°), мм 800 800 800
Наибольший диаметр нарезаемых цилиндрических косозубых колес (30°), мм 500 500 500
Наибольший диаметр нарезаемых цилиндрических косозубых колес (45°), мм 350
Наибольший диаметр нарезаемых цилиндрических косозубых колес (60°), мм 190 120..250
Наибольший диаметр червячных нарезаемых колес, мм 800
Наибольшая длина венца нарезаемых цилиндрических прямозубых колес (0°), мм 350
Наибольшая длина венца нарезаемых цилиндрических косозубых колес (30°), мм 200
Наибольшая длина венца нарезаемых цилиндрических косозубых колес (45°), мм 150
Наибольшая длина венца нарезаемых цилиндрических косозубых колес (60°), мм 130
Наименьшее число нарезаемых зубьев 12
Расстояние между осями стола и фрезы, мм 30..500 30..480 80..500
Расстояние от плоскости стола до оси фрезы, мм 200..510 190..525 210..570
Расстояние от оси шпинделя до направляющих суппорта, мм 220 319
Стол
Диаметр стола, мм 475 475 670
Наибольшее перемещение стола, мм - - 500
Ускоренное перемещение стола, мм/мин - - 170
Ручное перемещение стола за один оборот лимба, мм - - 0,5
Суппортная стойка
Наибольшее перемещение суппортной стойки, мм 470 450 -
Быстрое перемещение суппортной стойки, мм/мин 50 230 -
Перемещение стойки на одно деление лимба, мм 0,05 0,02 -
Перемещение стойки на один оборот лимба, мм 4,0 4,0 -
Блокировка от перегрузки есть есть -
Суппорт
Наибольшее перемещение суппорта, мм 335 360
Ускоренное перемещение каретки суппорта, мм/мин 220 550
Наибольший диаметр режущего инструмента - фрезы, мм 120 150 200
Наименьшая длина режущего инструмента, мм 130 200
Диаметры фрезерных оправок, мм 32; 40
Ускоренное перемещение шпинделя вдоль оси, мм/мин 130
Наибольший угол наклона зубьев нарезаемого колеса, град ±60 ±60
Поворот суппорта на одно деление шкалы линейки, град
Поворот суппорта на одно деление шкалы нониуса, мин 6` 1`
Конусное отверстие шпинделя Морзе 5 Морзе 5
Наибольшее осевое перемещение фрезы, мм 80
Механика станка
Пределы оборотов фрезы, об/мин 47,5..192 53,5..250 5..310
Число ступеней оборотов фрезы 8 9
Пределы вертикальных (продольных) подач фрезы, мм/об 0,5..3 0,8..5,0
Пределы радиальных подач подвижной стойки, мм/об 0,1..1,0 0,3..1,7
Пределы тангенциальных (осевых) подач фрезы, мм/об 0,17..3,7
Число ступеней подач 7
Привод и электрооборудование станка
Электродвигатель главного привода, кВт 2,8 4,5 7,5
Электродвигатель ускоренного хода, кВт 1,0 3,0
Электродвигатель привода осевого движения фрезы, кВт - 0,18 0,4
Электродвигатель привода гидронасоса, кВт - - 1,1
Электродвигатель насоса охлаждения, кВт 0,15 0,15 0,15
Габаритные размеры и масса станка
Габаритные размеры станка (длина х ширина х высота), мм 2395 х 1210 х 1975 2390 х 1340 х 2080 2550 х 1510 х 2000
Масса станка с электрооборудованием и охлаждением, кг 3660 4000 7200

Связанные ссылки. Дополнительная информация