1.14.1. Общие сведения. Основные методы обработки. Классификация и выбор основных характеристик зубообрабатывающих станков

Зубчатые колеса являются изделиями общемашиностроительного применения. В зависимости от вида зубчатого венца (цилиндрические прямозубые и косозубые, конические прямозубые и с круговыми зубьями, червячные и др.), требований по точности и производительности используются соответствующие методы обработки и зубообрабатывающие станки. Этими факторами объясняется широкая номенклатура зубообрабатывающих станков, действующих в промышленности.

Особенности геометрических и кинематических параметров различных видов зубчатых колес определили целесообразность создания станков по признакам зубчатого венца. Концепции создания зубообрабатывающих станков основываются именно на упомянутых признаках.

Зубообрабатывающие станки разделяются по обобщенным признакам на две основные группы: станки, работающие методом обката, и станки, работающие методом копирования.

Для изготовления зубчатых колес в условиях крупносерийного и массового производства предпочтительны зубообрабатывающие станки, работающие методами непрерывного обката и контурной обработки.

Из основной номенклатуры зубообрабатывающих станков для цилиндрических колес выделяется зубофрезерный станок, работающий методом непрерывного обката цепной фрезой. Этот метод в 4 - 5 раз производительнее зубофрезерования червячной фрезой, но весьма высоки стоимость и эксплуатация инструмента и станка.

Из группы зубошлифовальных станков для цилиндрических колес станки, работающие одно- и многовитковыми (многозаходными) червячными абразивными кругами, наиболее производительные, но имеют ограничения по наибольшему шлифуемому модулю (до 8 мм), наименьшему числу шлифуемых зубьев (до 10) и по универсальности инструмента (для шлифования зубчатого колеса данного модуля требуется шлифовальный круг соответствующего модуля). Этих ограничений лишены менее производительные зубошлифовальные станки, работающие шлифовальным кругом с двухсторонним коническим профилем.

В автотракторной промышленности в качестве финишной операции зубообработки цилиндрических колес используется высокопроизводительный процесс - зубошевингование и соответствующие зубошевинговальные станки. Этот процесс предшествует термическому упрочнению зубчатого колеса, после которого точность снижается. Кроме того, зубошевингование улучшает лишь показатель плавности работы зубчатого колеса, практически снижая его кинематическую точность [11].

По классификации станков, принятой в СССР, группе зубообрабатывающих и резьбообрабатывающих станков присвоена цифра 5. Группы делятся на типы (2 — цифра шифра), а типы делятся по их размерам или по размерам обрабатываемых деталей — всего девять групп станков, а в каждой группе по девять типов. Типы зубообрабатывающих и резьбообрабатывающих станков имеют следующие цифровые обозначения:

  1. зубострогальные и зубодолбежные для цилиндрических колес (например, 516);
  2. зуборезные для конических колес (526);
  3. зубофрезерные для цилиндрических колес и шлицевых валиков (5327);
  4. зубофрезерные для колес червячных (542);
  5. для обработки торцов зубчатых колес (5582);
  6. резьбофрезерные (561);
  7. шевинговальные, притирочные, контрольные и обкатные (5714);
  8. зубошлифовальные (584);
  9. разные станки.

Первая цифра шифра означает, к какой группе относится станок, вторая — к какому типу. По этим двум цифрам всегда можно-определить группу и тип станка. Третья цифра шифра или третья и четвертая характеризует размер станка или обрабатываемой детали. Буква; стоящая после первой цифры шифра, означает, что данная модель станка модернизирована. Если буква стоит в конце цифрового шифра, то это означает, что на базе основной модели станка изготовлен станок с небольшими изменениями, приспосабливающими этот станок к какому-либо определенному виду работ. Так, изготовляют специальный зубофрезерный станок мод. 5Д32С для обработки колес с бочкообразными зубьями.

В станкостроительной промышленности большинство изготовляемых металлорежущих станков, в том числе и зубообрабатывающие, выпускают по государственным стандартам, в которых главные параметры отвечают нормальным или размерным рядам. Под размерным или нормальным рядом понимают группу однотипных станков, состоящих из унифицированных узлов и деталей, но каждый из этих станков предназначен для обработки деталей определенных размеров.

Ниже приведены параметры зубофрезерных станков отечественного производства.

За основной параметр, определяющий типоразмер зубофрезерного станка, принят наибольший диаметр нарезаемого зубчатого колеса. При этом каждая поступающая модель станка дает возможность нарезать зубчатые колеса в 1,58 раза больше чем предыдущий. Таким образом, у зубофрезерных станков установили знаменатель размерного ряда φ = 1,58, т. е. ряд 125, 200, 320, ..., 12 500 образует геометрическую прогрессию со знаменателем, равным 1,58.

Наличие закономерно изменяющегося основного параметра станка наибольшего диаметра нарезаемого колеса дает возможность также за.кономерно изменять и другие характеристики станка: мощность главного привода, модуль нарезаемых колес, частоту вращения фрезы и ряд др.

Аналогично по нормальным рядам изготовляют горизонтальные зубофрезерные станки. Станки специальные и специализированные также создают по определенным размерным рядам, принимая при этом за основу станки широкого профиля.""


1.14.2. Зубообрабатывающие станки для обработки цилиндрических и червячных зубчатых колес. Конструкции и особенности проектирования

Зубофрезеровальные станки. Станки для обработки цилиндрических зубчатых колес фрезерованием разделяются на две основные группы: станки, работающие по методу копирования, и станки, работающие по методу обката.

В зависимости от области применения зубофрезерные станки имеют несколько разновидностей компоновок, которые приведены в табл. 1.14.1.

Особенностью зубофрезерования является необходимость снижения отрицательного влияния пульсации силы резания на процесс нарезания зубчатых колес. В конструкциях приводов столов и инструментального суппорта это осуществляется созданием минимальных зазоров в конечных звеньях, а также натяжением кинематической цепи приводов стола и инструментального шпинделя.

Конструктивные схемы конечных звеньев приведены в табл. 1.14.2.

1.14.1. Типовые конструктивные компоновки зубофрезерных станков

Особенности компоновки зубофрезерных станков Конструктивные компоновки зубофрезерных станков
Ось заготовки вертикальна.
Стол станка подвижен в горизонтальном направлении.
Движение осевой подачи осуществляет инструментальный суппорт.
Компоновка наиболее характерна для универсальных станков, используемых в общем машиностроении
Ось заготовки вертикальна.
Станок имеет подвижную в горизонтальном направлении инструментальную стойку.
Движение осевой подачи осуществляет инструментальный суппорт.
Компоновка наиболее оптимальная для автоматизации загрузки и выгрузки заготовок.
Используется в крупносерийном и массовом производствах
Ось заготовки вертикальна.
Стол станка подвижен в вертикальном направлении и осуществляет движение осевой подачи.
Движение радиальной подачи осуществляет инструментальная стойка.
Компоновка удобна для встройки станка в автоматическую линию
Ось заготовки горизонтальна.
Стол станка подвижен в горизонтальном направлении и осуществляет движение осевой подачи.
Инструментальная стойка перемещается в горизонтальном направлении радиально к заготовке.
Компоновка наиболее распространена в станках для нарезания мелкомодульных колес
Ось заготовки горизонтальна.
Стол станка неподвижен.
Инструментальная стойка подвижна в горизонтальном направлении для осуществления движений осевой и радиальной подач. Компоновка наиболее оптимальна для нарезания зубчатых колес, выполненных заодно целое с валом

1.14.2. Схемы приводов стола и инструментального суппорта

Конструктивные особенности приводов стола и суппорта Схемы приводов стола и суппорта зубофрезерных станков
В делительной червячной передаче стола установлен червяк с переменной толщиной витка.
Регулирование зазора 0,03 -0,05 мм в передаче осуществляется смещением червяка в осевом направлении
Червяк делительной передачи стола смонтирован в отдельном корпусе.
Регулирование зазора осуществляется смещением корпуса с червяком в радиальном по отношению к колесу направлении
На шпинделе стола установлены две червячные передачи с различным направлением витков червяка.
Регулирование зазора осуществляется осевым смещением одного из червяков
На шпинделе стола установлена зубчатая передача, приводящая во вращение гидравлический насос, создающий натяжение кинематической. цепи привода стола при перекрытии сливного канала насоса
Зубчатое колесо, установленное на шпинделе фрезы, выполнено из двух половин.
Зазор в зубчатой передаче регулируется смещением одной половины колеса относительно другой
Оба зубчатые колеса привода шпинделя фрезы выполнены с малой конусностью по зубьям.
Регулирование зазора осуществляется смещением одного из колес в осевом направлении
На шпинделе фрезы свободно установлено зубчатое колесо с большим числом зубьев, вследствие этого вращающееся с замедлением относительно основного колеса.
Натяжение кинематической цепи осуществляется торможением свободно установленного колеса


Современные зубофрезерные станки изготовляют как с механическими, так и с электронными связями исполнительных органов.

Станки с механическими связями в большинстве случаев имеют принципиальную кинематическую схему, показанную на рис. 1.14.1, а. Вся кинематическая цепь приводится во вращение главным электродвигателем М. Частота вращения фрезы 8 настраивается с помощью гитары и коробки скоростей 5, вращение стола 9 с требуемой угловой скоростью ##1 осуществляется с помощью гитары деления 3 и делительной пары 10. Перемещение фрезерного суппорта 7 винтом 6 обеспечивает движение осевой подачи DS0 инструмента, подача настраивается с помощью гитары или коробки подач 1. При обработке косозубых колес в работе участвует дифференциал 4 и его гитара 2.

Принципиальная схема зубофрезерного станка с ЧПУ приведена на рис. 1.14.1, б. Все формообразующие движения этого станка по осям координат X, Y, Z, А, В, С осуществляются от отдельных регулируемых электродвигателей:

Мх (через винт 1) - перемещение инструментальной стойки для изменения межосевого расстояния;

Му (через винт 4) - перемещение фрезерного суппорта вдоль оси заготовки;

Мz (через винт 5) - перемещение фрезерной каретки 6 вдоль оси инструмента;

Мa - поворот суппорта с фрезой на требуемый угол;

Мс - вращение инструмента 7;

Mb (через делительную передачу 9) -вращение стола с заготовкой.

Все электродвигатели снабжены датчиками обратной связи, которые передают в систему ЧПУ данные о действительном положении осей электродвигателей для согласования их вращения.

Развитие конструкций современных зубофрезерных станков идет в направлении повышения точности обработки за счет повышения качества исполнения и монтажа элементов кинематических цепей, определяющих точностные параметры обработки, а также шпинделей стола и инструмента на высокоточных подшипниках качения.

Для повышения эффективности работы зубофрезерные станки оснащают устройствами автоматической смены инструмента.

Список литературы

  1. Антонюк В. Е. Справочное пособие зуборезчика. Минск: Беларусь, 1989. 303 с.
  2. Ачеркан Н. С. Расчет и конструирование металлорежущих станков. Изд. 2-е. М.: Машгиз, 1952. 746 с.
  3. Ионак В. Ф. Приборы кинематического контроля. М.: Машиностроение, 1981. 128 с.
  4. Калашников С.Н, Калашников А. С. Изготовление зубчатых колес. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1986. 287 с.
  5. Кедринский В. Н., Писманик К. М. Станки для обработки конических зубчатых колес. М.: Машиностроение, 1967. 584 с.
  6. Козырев Ю. Г. Промышленные роботы: Справочник. М.: Машиностроение, 1983. 376 с.
  7. Острецов Г. В., Пичхадзе Ш. И. Изготовление высокоточных червячных делительных пар средних размеров // Станки и инструмент. 1970. № 10. С. 11 - 13.
  8. Острецов Г. В., Пичхадзе Ш. И., Филиппов Е. К. Повышение эффективности изготовления высокоточных червячных делительных пар // Станки и инструмент. 1979. № 3. С. 16 - 18.
  9. Пичхадзе Ш. И. Требования к точности сборки червячных делительных передач зубофрезерных станков // Станки и инструмент. 1971. № 1. С. 1 - 3.
  10. Пичхадзе Ш. И., Филиппов Е. К., Куранов А. Р. Гибкая автоматизация зубообработки // Станки и инструмент. 1985. № 5. С. 7 - 9.
  11. Производство зубчатых колес: Справочник / С. Н. Калашников, А. С. Калашников, Г. И. Коган и др.; Под ред. Б. А. Тайца. 3-е изд. М.: Машиностроение, 1990. 464 с.
  12. Сегаль М. Г., Семенов Л. К., Уткин Д. С. Расширение области применения методов кругового протягивания прямозубых конических колес // Станки и инструмент. 1987. № 2. С. 21 - 23.
  13. Сильвестров Б. Н. Справочник молодого зуборезчика. Изд. 2-е перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1988. 230 с.
  14. Хлебалин Н. Ф. Нарезание конических зубчатых колес. Л.: Машиностроение, 1978. 155 с.


Москва, Машиностроение. Энциклопедия 2002. Под редакцией К.В. Фролова



Продукция   О компании   Новости   Контакты   Статьи   Прайс-лист   Станки по металлу   Станки по дереву   Скачать паспорт, книгу   Учебное Видео