Зуборезный станок. Распространенные модели оборудования

Устройство и разновидности зубодолбежных станков

Зуборезный (долбежный) станок — агрегат, предназначенный для нарезания зубьев на колесах цилиндрического типа и обработки зубчатых секторов конструкций внешнего и внутреннего зацепления, с винтовым, косым либо прямым зубом.

В данной статье представлены зубодолбежные станки. Мы изучим их конструкцию и принцип работы, рассмотрим наиболее распространенные модели и дадим рекомендации по настройке данного оборудования.

1 Область применения и принцип работы

С помощью зубодолбежных станков можно выполнить нарезку шевронного либо червячного колеса прямозубого или косозубого типа. Функциональность агрегатов расширяется при их комплектации специальным устройством — фрезой дискового либо пальцевого типа, которая позволяет нарезать любые типы колес с внутренним зацеплением. При этом дисковая фреза является многофункциональной, установив ее можно не только обрабатывать зубья, но и выполнять прорезку внутренней плоскости детали.

Современные зубодолбежные станки позволяют с высокой точностью формировать зубья на колесах минимального размера (до 12 мм включительно), при этом посредством червячной фрезы может быть нанесено до 30 модулей, до 40 — дисковой фрезой, и до 75 — пальцевым долбяком. Если же агрегат оснащен системой реверсного хода, то нарезать зубья можно даже на колесах с закрытым углом шеврона.

Основным рабочим инструментом зубодолбежного станка является долбяк — жестко зафиксированное зубчатое колесо, одна сторона которого крепится к несущей раме станка, а вторая контактирует с обрабатываемой заготовкой и с помощью режущей кромки, изготовленной из высокотвердого сплава, формирует на ней зубья.

Принцип нарезки зубьев

Зубья на заготовках нарезаются по технологии обкатки, при этом профиль выступов на долбяке может не соответствовать с требуемой конфигурацией профиля детали. Это позволяет посредством одного и того же долбяка нарезать заготовки с отличающимся количеством зубьев.

Перед началом работы зуборезный станок всегда обкатывается. Суть обкатки заключается в подборе правильного соотношения зубьев рабочего инструмента по отношению к профилю заготовки. В процессе обкатки деталь и долбяк вращаются каждый вокруг своих осей, при это при нарезке внешних колес вращение разностороннее, внутренних — одностороннее.

Обработка внутренних и наружных колец

При нарезке долбяку сообщаются не только вращательное, но и поступательное движение, благодаря которому профилированная кромка долбяка вырезает (долбит) зубья на контактирующей с ней кромке заготовки. В самом начале нарезки установить добляк на требуемую глубину невозможно из-за высокого сопротивления металла, поэтому рабочий инструмент врезается в заготовку последовательно, вследствие радиальной подачи, тем самым увеличивая глубину зубьев.

По завершению полного цикла рабочего хода, чтобы зубья долбяка и кромка детали не терлись между собой во время прокручивания колеса в исходное положение, фиксирующий заготовку рабочий стол отодвигается. Также существуют агрегаты, в которых заготовка остается неподвижной, а перемещается сам долбяк.
к меню ↑

1.1 Зубодолбежный станок в работе (видео)


к меню ↑

1.2 Особенности конструкции

Практически все современные зубодолбежные станки имеют вертикальную компоновку. Основными конструктивными узлами агрегата являются:

Схема зубодолбежного станка

  1. Станина.
  2. Гитара обкатки.
  3. Шпиндель, в котором зафиксирован долбяк.
  4. Рабочий стол, в котором крепится заготовка.
  5. Штоссель.
  6. Направляющая суппорта.
  7. Гитара (круговая подача).
  8. Рычаг установки глубины врезания.
  9. Долбежный суппорт.
  10. Гитара (радиальная подача).
  11. Механизм врезки.
  12. Механизм привода кулачка.
  13. Кулачок врезания.

Кинематическую схема оборудования данного типа рассмотрим на примере станка 5М14. Она состоит из четырех основных цепей — главного движения, радиальной подачи, обкатки и круговой подачи. За главную подачу отвечает электропривод , момент вращения от которого передается на шпиндель через клиноременную передачу и коробку скоростей.

Станок зубодолбежный 5М14 оснащается зубчатой коробкой скоростей, позволяющей получать 4 скорости хода рабочего инструмента. Регулировка скоростей выполняется посредством изменения положения шестерней коробки. Помимо основного двигателя в станке предусмотрено 3 вспомогательных привода, первый из которых отвечает за быстрого вращение рабочего стола, а от остальных работает гидропривод и насос системы охлаждения. Защита приводов от перегрузки обеспечивается встроенными тепловыми реле класса PTI-PТ4.
к меню ↑

Читать еще:  Гнойные раны — обработка и лечение в домашних условиях. Обработка и лечение гнойной раны в домашних условиях

2 Распространенные модели оборудования

Зуборезный станок 5М14, конструкцию которого мы рассмотрели в предыдущем разделе статьи, являлся одним из наиболее востребованных долбежных агрегатов во времена СССР, используется он в машиностроительной промышленности и по сей день.

В базовой комплектации станок зубодолбежный 5М14 может выполнять нарезку прямозубых колес цилиндрического типа, однако изготовленное по спецзаказу оборудование оснащалось винтовыми направляющими, позволяющими нарезать винтовые зубья.

Зуборезный станок 5М14

Рассмотрим технические характеристики данного агрегата:

  • диаметры обрабатываемых колес — от 20 до 500 мм;
  • максимальная ширина нарезаемых зубьев: при наружном зацеплении — 105 мм, при внутреннем — 75 мм;
  • диапазон нарезаемых модулей — от 2 до 6 мм;
  • угол наклона зубьев — до 23 градусов;
  • ход штросселя — до 125 мм;
  • максимальное продольное перемещение суппорта — 50 мм;
  • расстояние шпиндель-стол — до 350 мм;
  • количество двойных ходов долбяка — 400, 265, 179 и 124 мм.

5М14 оснащен электроприводом мощностью 2800 Вт. Данная модель является крупногабаритным стационарным оборудованием, имеющим размеры 180*135*220 см и вес 3.5 тонн. В качестве ее аналога можно рассматривать зубодолбежный станок 5140, имеющий схожие характеристики и функциональные возможности, который отличается увеличенным до 8 мм модулем нарезаемого колеса.

Зуборезный станок 5В12

Среди компактных моделей выделим зуборезный станок 5В12. Как и рассмотренные выше агрегаты он произведен на Корсунь-Шевченковском станкостроительном заводе. Это высокопроизводительное устройство, способное без смены комплектации нарезать прямые и косые зубья на колесах цилиндрического типа с внутренним и наружным зацеплением.

Данная модель отличается сравнительной простотой настройки, что позволяет использовать ее в сфере мелкосерийного производства. Станок является полностью автоматизированным в пределах 1-го рабочего цикла. Рассмотрим функциональные возможности 5В12:

  • диаметры обрабатываемых колес — от 12 до 208 мм;
  • максимальная ширина нарезаемых зубьев: при наружном зацеплении — 50 мм, при внутреннем — 30 мм;
  • диапазон нарезаемых модулей — от 2 до 4 мм;
  • ход штросселя — до 50 мм;
  • максимальное продольное перемещение суппорта — 50 мм;
  • расстояние шпиндель-стол — до 140 мм;
  • количество двойных ходов долбяка — 600, 425, 315 и 200 мм.

5В12 комплектуется электроприводом мощностью 2200 Вт. Вес станка составляет 1.95 тонн, размеры — 132*94*182 см.

Электрическая схема зубодолбежного станка 5В12

2.1 Особенности настройки

Настройка зубодолбежного станка состоит из следующих операций:

  1. Подбор шестерен деления и подачи ;
  2. Подбор кулачка радиальной подачи.
  3. Подбор требуемой скорости оборотов привода и числа ходов долбяка.

Чтобы определить число ходов долбяка используется формула:

  • d — скорость резки;
  • k — ширина профиля зубьев обрабатываемой детали);
  • p — перебег долбяка за торец детали.

За длину хода долбяка при этом берется результат не менее соотношения L = k +4 мм. Выполнить расчет сменных колес на делительную гитару можно по формуле:

  • O, P, J, L — количество зубьев на сменных колесах гитары;
  • d — фактический диаметр делительной окружности долбяка;
  • n — число ходов, рассчитанное в первой формуле.

Также потребуется высчитать сменные кольца на гитару радиальной подачи, делается это по формуле:В формуле M — несменный коэффициент для используемой модели станка, Yрад — величина радиальной подачи колеса на 1 ход долбяка.

Зубофрезерные станки

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.

Где применяются?

Модели зубофрезерных станков могут отличаться по достаточно большому количеству характеристик, не получили столь широкого распространения как оборудование токарной или фрезерной группы. Поэтому они применяются в:

  1. Машиностроительной отрасли промышленности.
  2. Авиационной и автомобильной отраслях промышленности.
  3. Приборостроении.
Читать еще:  Болезнь фордайса на губах лечение. Что такое гранулы Фордайса

Универсальный зубофрезерный станок устанавливается с иным металлообрабатывающим оборудованием, так как обработка на зубофрезерных станках не позволяет изменить диаметральный размер цилиндрической формы. В продаже можно встретить модели, пригодные для применения в серийном, мелкосерийном и крупносерийном производстве.

Основные технические параметры

Данный вид станков обладает достаточно большим количеством технических характеристик. При этом настройка зубофрезерного станка позволяет провести изменение некоторых параметров, что позволяет одну панель применять для получения зубчатых колес с различными параметрами.

Зубофрезерные станки имеют следующие основные технические характеристики:

  1. Настройка зубофрезерного станка с учетом диаметра венца и максимального размера модуля зуба
  2. Важным показателем можно назвать ширину зубчатого венца.
  3. Проводя расчет гитары дифференциала зубофрезерного станка можно задавать режим обработки при нарезании зубьев под углом. При этом угол может устанавливаться в определенном диапазоне.
  4. Рассматривая универсальный зубофрезерный станок отметим, что конструкция имеет суппорт, перемещающийся в вертикальном и поперечном направлении. Важным моментом является максимальный показатель перемещения.
  5. Классическое устройство зубофрезерного станка имеет узел, в котором проводится крепление режущего инструмента. Ручная установка или устанавливаемые системы ЧПУ для зубофрезерных станков могут устанавливать скорость вращения режущего инструмента в определенном диапазоне.
  6. Устанавливаемые зубофрезерные станки имеют технические характеристики, которые определяют диапазон подачи. Она может быть ручной или механической, быть вертикальной, тангенциальной и радиальной.
  7. Принцип работы основан на передаче вращения от основного электродвигателя через привод режущему инструменту и креплению заготовки. Именно 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.
  8. 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, а также увеличиваются размеры стола.
  9. Вес может варьироваться также в большом диапазоне.

Формулы настройки гитар зубофрезерных станков

Гитара деления зубофрезерного станка может также существенно отличаться в зависимости от особенностей конкретной модели. Это должны учитывать проводя расчет гитары деления зубофрезерного станка.

Типовые конструктивные компоновки

Рассматривая зубофрезерный станок и принцип работы следует уделить внимание тому, какая у него компоновка. По данному показателю можно выделить следующие группы:

  1. Вертикальная ориентация оси заготовки. Компоновка зубофрезерных станков определяет особенности обработки, имеют подвижный стол. Компоновка применяется при производстве универсальных моделей, получивших наибольшее распространение.
  2. Вертикальная ориентация оси заготовки, инструмент подвижен по горизонтали. Устройство данного зубофрезерного станка имеет инструментальный суппорт, через который проводится передача осевой подачи. Данная компоновка наиболее подходит для моделей, оснащенных системой автоматизации погрузки/выгрузки заготовок. Именно подобные зубофрезерные станки с ЧПУ, принцип работы которых предусматривает автоматическую подачу заготовки, получили широкое распространение при выпуске больших партий продукции.
  3. Зубофрезерные станки при размещении заготовки в вертикальном направлении. Рассматривая основные узлы отметим стол, который зачастую подвижен в вертикальном направлении. Радиальная подача осуществляется инструментальной стойкой. Данные зубофрезерные станки, модели которых могут существенно отличаться в зависимости от предназначения, имеют конструкцию, которые позволяют легко их встраивать в различные автоматические линии обработки. Обработка на современных зубофрезерных станках сводится к уменьшению количеству операций, требующих вмешательства оператора.
  4. Горизонтальные с размещение оси заготовки в этой плоскости. Стол подвижный также в этом направлении, передает осевое вращение. Инструмент крепится на инструментальной стойке. Зубофрезерный станок данного вида получил широкое применение в сфере нарезания мелкомодульных зубчатых колес. Конструкция имеет горизонтальные направляющие для обеспечения перемещения инструментальной стойки.
  5. Горизонтальные станки имеют крепление для размещения заготовки в этой плоскости. Ключевая особенность заключается в неподвижности стола. Инструментальная стойка подвижная, предназначена для передачи осевой и радиальной подачи. Эти виды оборудования позволяют обрабатывать зубчатые колеса, которые выполнены в виде единой конструкции с валом.
Читать еще:  Гомеопатические препараты для восстановления менструального цикла. Гомеопатия и гомотоксикология для женского здоровья

Отметим, что расчет дифференциала зубофрезерного станка проводится в зависимости от особенностей схемы. Дифференциальный метод встречается крайне часто.

Пример кинематической схемы зубофрезерного станка

Числовое программное управление

Настройка гитары деления зубофрезерного станка проводится для изменения параметров нарезаемых зубьев. Зубофрезерные станки с ЧПУ имеет основные узлы, которые могут настраиваться под условия резания, они имеют высокую точность перемещения. Станки с ЧПУ можно охарактеризовать следующим образом:

  1. Могут применяться для нарезания конических шестерен, а также для конических колес. Числовое программное управление позволяет устанавливать основные режимы обработки.
  2. При составлении программы обработки проводится подсчет всех параметров. Однако деление венца проходит несколько 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.

Зубофрезерные станки с ЧПУ

Современное оборудование не требует серьезного вмешательства оператора, так как гитара деления зачастую отсутствует. Подобные зуборезные модели дорогие и сложны в обслуживании. Поэтому в большинстве случаев целесообразно устанавливать и использовать обрабатывающий станок, у котором есть конструкция гитары дифференциала.

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Есть модели, на которых устанавливается узел с зубчатой передачей. Зубчатое колесо приводится в движение гидравлическим насосом.
  5. Цилиндрический тип зубчатого колеса может устанавливать на шпинделе фрезы, который представлен двумя половинами. Установка зазора проводится путем смещения половин колес относительно друг друга.
  6. 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.
  7. 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

Классификация по назначению

Еще важным показателем можно назвать назначение оборудования. Конструкция станков создается под выпуск определенной продукции. По данному показателю выделяют следующие группы оборудования:

  1. Резьбо-нарезные.
  2. Зубофрезерные станки для конических шестерен.
  3. Для нарезания зубьев цилиндрических колес.
  4. Для обработки цилиндрических колес и шлицевых валов.
  5. Для выпуска червячных колес.
  6. Резьбофрезерные.
  7. Для обработки торцевых поверхностей колес.
  8. Зубоотделочные, обкатные и проверочные.
  9. Шлифовальные.

Кроме этого есть оборудование, создаваемое под определенные условия обработки. Его отводят в отдельную группу.

В заключение отметим, что оборудование для нарезания зубьев выпускается самыми различными компаниями. На протяжении длительного периода на производственных линиях в машиностроительной промышленности устанавливали модели, производимые на заводах СССР. Сегодня зарубежная техника намного обходит отечественную, позволяет получать изделия с высокоточными размерами и показателем шероховатости.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector