Среди всего металлообрабатывающего оборудования следует выделить зубофрезерные станки. В принятой системе классификации их вынесли в отдельную группу. Станки зубофрезерные горизонтальные, вертикальные или иной разновидности применяются для получения зубчатого эвольвентного профиля. Получение сложной поверхности проводится методом обкатки.
Методы обработки
Изготовление червячных изделий осуществляется другими методами. Для обработки используются 2 типа врезания – радиальный и тангенциальный.
- Радиальный метод обработки – осуществляется с помощью радиального перемещающего винта. Во время работы совершается одно движение (ФУ – B1B2), которое производит деление и формирование поверхности зубьев.
Для радиальной обработки используется одно врезающее движение (БП – П7).
- Тангенциальный метод обработки – используется гораздо реже чем радиальный метод, но ничуть не хуже.
Главными рабочими механизмами являются винт тангенциального перемещения и червячная модульная фреза, с конусом в виде забора.
Для формирования зубьев и делительных операций используется такое же движение, как и при первом методе (ФУ – B1B2). Но боковые поверхности зубьев формируются 2 раза, первый уже обсудили, а второй проходит одновременно с врезанием фрезы в заготовку.
Для тангенциального врезания фрезы, а именно конусной части, осуществляется движение ФS2 – П5B6.
Классификация по типу привода
Станки зубофрезерные имеют достаточно сложную конструкцию. Тип привода определяет то, как можно рассчитывать деление диска. Рассмотрим особенности и параметры следующих распространенных схем привода:
- Группа зубофрезерных станков с делительной червячной передачей стола. Оборудование имеет переменную толщину витка. Настраивать зазор можно в диапазоне 0,03-0,05 мм с существенным смещением червяка.
- Рассматривая описание следует уделить внимание и расположению систем. Особенности данной схемы заключаются в монтировании отдельного корпуса для делительной передачи. Делятся венцы в данном случае путем регулировки зазора. Червяк перемещается вместе с червяком в радиальном направлении относительно колеса.
- Проводить обкатку заготовки зубофрезерованием также можно при установке двух червячных передач с различным направлением витков. Этот метод регулировки универсален, представлен осевым смещением одного из червяка. Центр может смещаться на определенное расстояние в зависимости от особенностей модели.
- Есть модели, на которых устанавливается узел с зубчатой передачей. Зубчатое колесо приводится в движение гидравлическим насосом.
- Цилиндрический тип зубчатого колеса может устанавливать на шпинделе фрезы, который представлен двумя половинами. Установка зазора проводится путем смещения половин колес относительно друг друга.
- Рассматривая чертеж различных станков отметим вариант исполнения, когда оба зубчатых колеса шпиндельной фрезы имеют малую конусность зубьев. Управлять зубообрабатывающим оборудование в данном случае можно путем смещения одного колеса в осевом направлении.
- На шпинделе фрезы может устанавливать зубчатое колесо с очень большим количеством зубьев. Проводя расчет отметим, что регулировка проводится за счет замедления вращения относительно основного колеса.
Кроме этого появились и иные варианты передачи вращения. Некоторые подходят для производства, характеризующимся единичным выпуском.
Обработка на зубофрезерном станке червячной фрезой
Основные технические параметры
Этот вид станков обладает большим количеством технических характеристик. При этом настройка зубофрезерного станка позволяет провести изменение некоторых параметров и применять одну панель для получения зубчатых колес с разными параметрами.
Зубофрезерные станки имеют следующие технические параметры:
- Настройка зубофрезерного станка с учетом диаметра венца и максимального размера модуля зуба
- Важным показателем является ширина зубчатого венца.
- Проводя расчет гитары дифференциала зубофрезерного станка можно задавать режим обработки при нарезании зубьев под углом. При этом угол может устанавливаться в конкретном диапазоне.
- Рассматривая универсальный зубофрезерный станок отметим, что конструкция имеет суппорт, перемещающийся в вертикальном и поперечном направлении. Важным моментом является максимальный показатель перемещения.
- Классическое устройство зубофрезерного станка имеет узел, где проводится крепление режущего инструмента. Ручная установка или устанавливаемые системы ЧПУ для зубофрезерных станков могут устанавливать скорость вращения режущего инструмента в определенном диапазоне.
- Устанавливаемые зубофрезерные станки обладают техническими характеристиками, определяющими диапазон подачи. Она может быть ручной или механической, быть вертикальной, тангенциальной и радиальной.
- Принцип работы основан на передаче вращения от основного электродвигателя через привод режущему инструменту и креплению заготовки. Поэтому одним из основных показателей является мощность основного электродвигателя. Кроме этого горизонтальный или вертикальный зубофрезерный станок может иметь несколько двигателей, каждый отвечает за выполнение определенных задач.
- Различные зубофрезерные станки имеют разные габаритные размеры. Стоит учитывать тот момент, что размеры оборудования определяют не только особенности его установки, но и некоторые эксплуатационные качества. Так с увеличением габаритных размеров зачастую увеличивается ход суппорта и режущего инструмента, и увеличиваются размеры стола.
- Вес может меняться в большом диапазоне.
Формулы настройки гитар зубофрезерных станков
Гитара деления зубофрезерного станка может существенно отличаться в зависимости от особенностей конкретной модели. Это следует учитывать проводя расчет гитары деления зубофрезерного станка.
Примеры станков
Для примера возьмем зубофрезерные станки 53A50, 53A50H, 53A80H и 53A80 с вертикальным расположением.
Они базируются на нескольких методах врезания и используются для обработки сразу нескольких видов материалов, как червячных изделий, так и цилиндрических колес.
Станки подходят для серийного производства и домашней мастерской.
В следующих разделах вы сможете подробно ознакомиться с устройством некоторых станков, а также изучить паспорт оборудования.
Где применяются?
Зубофрезерные станки отличаются по некоторым характеристикам, и они применяются:
-в приборостроении;
-в машиностроительной отрасли;
-в авиационной и автомобильной отраслях.
Из-за того, что обработка не разрешает поменять диаметральный размер цилиндрических изделий, зубофрезерный станок универсального типа устанавливается с другим металлообрабатывающим оборудованием. Существуют модели, которые можно применить в таких производствах, как: серийное, мелкосерийное и крупносерийное.
Конструкция зубофрезерного полуавтомата 5К32 и 5К32А
Ниже мы рассмотрим детальное описание каждой модели зубофрезерного оборудования.
Габариты рабочего пространства
Модель 5К32А имеет более высокие габариты нежели 5К32, а значит и рабочего пространства понадобится намного больше. Теперь понятно, почему модель А хуже подходит для домашних мастерских.
Габариты рабочего пространства 5K32 и 5K32A. Схема:
Посадочные и присоединительные базы
Если взглянуть на картинку, которая показана ниже, то можно увидеть, что она схема посадочных и присоединительных баз практически одинакова для каждой модели.
У модели 5К32А есть небольшое отличие, которое также связано с её большими габаритами.
Посадочные и присоединительные базы. Схема:
Расположение органов управления
Модели станков практически идентичны по своему строению, а значит и расположение управляющих механизмов идентично.
Расположение органов управления. Схема:
Числовое программное управление
Настройка гитары деления зубофрезерного станка производятся для изменения параметров нарезаемых зубьев. Зубофрезерные станки с ЧПУ имеют основные узлы, которые могут настраиваться под условия резания, они имеют высокую точность перемещения. Станки с ЧПУ можно охарактеризовать так:
- Могут применяться для нарезания конических шестерен и конических колес. Числовое программное управление позволяет устанавливать основные режимы обработки.
- При составлении программы обработки проводится подсчет всех параметров. Однако деление венца происходит иначе, настройка гитары не требуется. Это связано с тем, что вертикальный зубофрезерный станок или горизонтального типа с ЧПУ имеет подвижные узлы, положение которых и основные показатели работы настраиваются созданной программой.
Современное оборудование не требует серьезного вмешательства оператора, поскольку гитара деления зачастую отсутствует. Подобные зуборезные модели дорогие и сложны в обслуживании. Поэтому чаще всего целесообразно устанавливать и использовать обрабатывающий станок, где есть конструкция гитары дифференциала.
Юрий Давыдов » Новости
Зубофрезерные станки. Конструкция, описание и технические характеристики.
Зубофрезерные станки предназначены для нарезания цилиндрических колёс с прямым и винтовым зубом внешнего зацепления с помощью фасонных дисковых, пальцевых и червячных модульных фрез. Если в зубофрезерном станке имеется помимо вертикального ходового винта радиального или тангенциального перемещения инструмента относительно заготовки, то на нём можно также нарезать червячными фрезами червячные колёса. Станок, имеющий все три выше перечисленных винта, относится к универсальным зубофрезерным станкам.
На зубофрезерных станках производят нарезание цилиндрических и червячных колес по методу обката и по методу копирования с осевой, радиально-осевой и тангенциальной подачами за один или два рабочих хода. В зависимости от расположения оси изделия станки разделяются на вертикальные (состоят из станины, инструментальной стойки фрезерного суппорта задней стойки стола для установки изделия. Вертикальные станки выполняют с подвижной в радиальном направлении стойкой или с подвижным в этом направлении столом, а также со столом подвижным в вертикальном направлении. Компоновка станков с подвижной стойкой и неподвижным столом наиболее удобна для автоматизации процесса зубонарезания.
Горизонтальные станки, предназначенные для нарезания зубьев на тяжелых деталях, выполняют с подвижной в горизонтальном направлении инструментальной стойкой а станки для нарезания колес малых размеров- с подвижным столом, несущим изделие.
Технические данные зубофрезерных станков
Профиль зуба образуется копированием или обкатом, форма зуба по длине методом касания. Зубофрезерные станки метода копирования имеют простую структуру, состоящую из групп: ФV(В1), ФS(П2), а также деления Д(В3). Станки касания-обката имеют две или три группы формообразования и не имеют группы деления: профиль зуба: ФV(В1 В2); форма по длине: прямозубые: ФS(П3),косозубые: ФS(П3 В4).
Метод копирования, когда режущие кромки инструмента соответствуют форме впадины зубчатого колеса и после нарезания одной впадины заготовка поворачивается на один зуб при помощи делительного устройства, метод обкатки, (обрабатывающий инструмент воспроизводит движение пары зубчатых колёс), горячее и холодное накатывание.
Формообразование зубьев червячного колеса осуществляется методами радиального и тангенциального врезания. При первом методе используют винт радиального пере-мещения. Формирование боковых поверхностей зубьев по профилю и длине, а также делительный процесс осуществляются одним сложным движением Фu, (В1В2). Процесс радиального врезания зубьев фрезы в заготовку осуществляется движением Вр (П7). При втором методе используют винт тангенциального перемещения и специальную червячную фрезу с заборным конусом. Образование профиля и формы зуба по длине, а также делительный процесс осуществляются, как и при первом методе, движением Фu (В1В2). Вторым движением Фs2 (П5В6) осуществляется тангенциальное –врезание за счет конусной части фрезы и еще раз формирование боковых поверхностей.
Полуавтоматы зубофрезерные вертикальные 53А50, 53А50Н, 53А80, 53А80Н предназначены для нарезания цилиндрических и червячных зубчатых колес в условиях индивидуального и серийного производства.
Зубофрезерные полуавтоматы моделей 53А50, 53А80 и изготавливаются по классу П ГОСТ 8-71, а их модификации по классу Н ГОСТ 8-71. Станки моделей 53А50, 53А80 комплектуются суппортами с непрерывной передвижкой фрезы (с ползушкой), а модели 53А50Н, 53А80Н — суппортами с периодической (шаговой) передвижкой фрезы. По заказу Покупателя возможна комплектация зубофрезерных станокв системой ЧПУ.
Универсальный зубофрезерный станок предназначен для фрезерования цилиндрических прямозубых, косозубых и червячных колес в условиях единичного и серийного производства. Нарезание зубчатых колес производится по способу обкатки червячной фрезы и обрабатываемой заготовки. Станок работает по замкнутому полуавтоматическому циклу и по циклу наладки.
На базе станка могут изготавливаться спецстанки, позволяющие обрабатывать колеса с бочкообразной или конусной формой зубьев. Обработка осуществляется копированием по шаблону.
Большая универсальность станков и высокая степень автоматизации обеспечивает работу станков как в однопроходном, так и в двухпроходном автоматических циклах. При двухпроходном автоматическом цикле происходит автоматическая смена режимов обработки. Полуавтомат имеет бесступенчатый привод вертикальной и радиальной подачи.
Типовые конструктивные компоновки
Рассматривая зубофрезерный станок и принцип его работы важно уделить внимание тому, какая у него компоновка. По этому показателю выделяют следующие группы:
- Вертикальная ориентация оси заготовки. Компоновка зубофрезерных станков определяет особенности обработки, имеют подвижный стол. Компоновка применяется при производстве универсальных моделей, получивших наибольшее распространение.
- Вертикальная ориентация оси заготовки, инструмент подвижен по горизонтали. Устройство данного зубофрезерного станка имеет инструментальный суппорт, через который проводится передача осевой подачи. Такая компоновка больше всего подходит для моделей, оснащенных системой автоматизации погрузки/выгрузки заготовок. Подобные зубофрезерные станки с ЧПУ, принцип работы которых предусматривает автоматическую подачу заготовки, получили широкое распространение при выпуске крупных партий продукции.
- Зубофрезерные станки при размещении заготовки в вертикальном направлении. Рассматривая главные узлы отметим стол, который зачастую подвижен в вертикальном направлении. Радиальная подача осуществляется инструментальной стойкой. Данные зубофрезерные станки, модели которых могут значительно отличаться в зависимости от предназначения, имеют конструкцию, позволяющую легко их встраивать в различные автоматические линии обработки. Обработка на современных зубофрезерных станках сводится к уменьшению количеству операций, требующих вмешательства оператора.
- Горизонтальные с размещением оси заготовки в этой плоскости. Стол подвижный в этом направлении, передает осевое вращение. Инструмент крепится на инструментальной стойке. Зубофрезерный станок подобного вида получил широкое применение в сфере нарезания мелкомодульных зубчатых колес. Конструкция имеет горизонтальные направляющие для обеспечения перемещения инструментальной стойки.
- Горизонтальные станки имеют крепление для размещения заготовки в определенной плоскости. Ключевая особенность заключается в неподвижности стола. Инструментальная стойка подвижная, предназначена для передачи осевой и радиальной подачи. Эти виды оборудования позволяют обрабатывать зубчатые колеса, выполненные в виде единой конструкции с валом.
Расчет дифференциала зубофрезерного станка проводится в зависимости от особенностей схемы. Дифференциальный метод встречается достаточно часто.
Зубофрезерный полуавтомат 5М324А
Назначение
Зубофрезерный полуавтомат мод. 5М324А предназначен для фрезерования зубьев цилиндрических прямозубых и косозубых колес, а также червячных колес в условиях среднею и крупносерийного производства. По точности станок изготовлен в соответствии с требованиями ГОСТ 659 — 78 по классу Н. Высокая универсальность станка обеспечивает работу по автоматическому циклу с радиальным врезанием, попутным и встречным фрезерованием.
Кинематические цепи
Цепь главного движения: электродвигатель 70, зубчатые колеса 1 — 2-3, сменные колеса гитары скоростей а — b (валы I, II, III), колеса 4-5, 22-23, вал V, колеса 42-43, 44-45, вал VII (фреза).
Цепь вращения стола: электродвигатель 70, зубчатые колеса 1-2-3, сменные колеса a1-b1 колеса 4-5, 6-7, 8-9-10, дифференциал, передачи 13-14, колеса e-f, сменные колеса гитары деления a2-b2, c2-d2, колеса 15 — 16, 60 — 61, червячная пара 62 — 63. Колесо 63 тесно связано со столом.
Делительная цепь, связывающая вращательное движение фрезы и стола: колеса 45-44, 43-42, 23-22, 6-7, 8-10, дифференциал, колеса 13-14, колеса e-f, сменные колеса гитары деления a2-b2,, c2-d2колеса 15-16, 60-61, червячная передача 62-63.
Цепь вертикальной подачи: червячная- пара 63-62, колеса 61-60,16-15, червячная передача 17-50,- колеса 58-57, сменные колеса гитары подач a3 -b3, колеса 56-55, 33-28, червячная передача 25-18, винт вертикальной подачи с шагом t1 = 10 мм.
Ускоренная вертикальная подача осуществляется по цепи: электродвигатель 73, цепная передача 21-59, колеса 54-53, 30-28, червячная передача 25 -18, винт вертикальной подачи с шагом t1 = 10 мм.
Цепь радиальной подачи для нарезания червячных колес идет от стола через червячную пару 63-62, колеса 61- 60,16-15, червячные пары 17-50, 58-57, сменные колеса a3 -b3, колеса 56-55, 33-34, 31-32 , червячную передачу 35-36 па винт радиальной подачи X с шагом t2 = 10 мм.
В станке имеется дополнительная цепь, связывающая вращение стола и вращение фрезы. Началом этой цепи являются стол, затем следует перс-дача 63-62, колеса 61-60, 16-15, червячная передача 17-50, колеса 58-57, коробка подач со сменными шестернями a3 -b3 , колеса 54-53, 30-28, коническая пара 27-26, гитара дифференциала а2 -b2, с2 -d2, колеса 19-20, червячная пара 11 — 12, дифференциальный механизм, конические колеса 7-6, 22-23, 42-43, на колеса 44-45 — шпиндель. Эта цепь включается при нарезании цилиндрических косозубых колес.
Рис. 34 Кинематическая схема станка мод. 5М324А
Наладка полуавтомата 5М324
Для обеспечения нормальной работы станка перед его пуском необходимо проверить правильность установки заготовки на столе и установки фрезы, определить глубину фрезерования и настройку гитар сменных колес. Заготовку устанавливают на специальных оправках и проверяют на биение индикатором. Величина допустимого биения 0,01-0,02 мм. После закрепления заготовку проверяют па биение по наружному диаметру и торцу.
При нарезании прямозубых цилиндрических колес червячную фрезу устанавливают наклонно Под углом φ к горизонтальной плоскости, равным углу β подъема винтовой линии фрезы (рис. 35,а). При нарезании косозубых колес угол наклона фрезы φ= α± β, где α — угол наклона зубьев нарезаемого колеса к его оси. Знак плюс будет при разноименных па-правлениях винтовых линий зубьев нарезаемого колеса и фрезы (рис. 35,в), а знак минус — при одноименных направлениях (рис. 35,б). Рекомендуется выбирать фрезу с тем же направлением винтовой линии, что и у зубьев нарезаемого колеса; это повышает точность обработки. При нарезании червячных колес фрезу устанавливают горизонтально, т. е. φ = 0.
Рис. 35 Установка фрезы относительно заготовки
Функциональные возможности
С помощью зубофрезерного станка с ЧПУ производят такие виды зубчатых колёс:
— прямозубые;
— косозубые;
— шлицевые валы;
— звёздочки цепных передач;
— венцы червячных и храповых колёс;
— шевронные колёса и т.д.
Главное движение резания — это вращательное движение. Действия режущего инструмента приводят к синхронному вращению подающего стола, тем самым можно достичь необходимого числа зубцов на нарезаемом венце. При движении фрезы вдоль оси колеса нарезаются зубчатые венцы по ширине заготовки.
На станках с ЧПУ изделия обрабатывается последующими методами:
-задействуя встречную либо попутную подачи;
-при помощи круговой либо осевой врезки при диагональной либо осевой подаче;
-используя двухпроходный цикл с автоматической врезкой.
При всем этом скорость вращения шпинделя меняется бесступенчато.
