Группа 5. Зубо - и резьбообрабатывающие станки ТЕМА 9
Пятая группа станков включает многообразные зубообрабатывающне, а также специальные резьбообрабатывающие станки. Зуборезные станки, пожалуй, самые сложные из металлорежущих станков и едва ли не самые малопроизводительные. Для обработки зубьев колес используются следующие способы мехобработки: фрезерование, строгание, долбление, протягивание, точение, шлифование и другие технологические методы, что можно увидеть в названии станка. В групповой классификации зубообрабатывающнх станков отражаются:
· технологический метод резания;
· вид зубчатого колеса;
· назначение обработки (образование зубьев, их отделка);
· другие признаки.
Методы нарезания зубьев зубчатых колёс. Основные: метод копирования и метод обкатки.
Метод копирования (Рис.9.1). При обработке этим методом впадина зубчатого колеса образуется режущим инструментом, профиль режущих кромок которого выполнен по форме впадины нарезаемого колеса. К данному методу относятся фрезерование зубьев модульными дисковыми и пальцевыми фрезами, строгание профильными резцами, обработка протяжками и профильными шлифовальными кругами. Следует отметить, что профиль зуба (кривизна эвольвенты) зубчатого колеса зависит от модуля, угла зацепления и числа зубьев, следовательно, теоретически для обработки каждого зубчатого колеса с определённым числом зубьев и модулем потребуется свой режущий инструмент. Поэтому, например, при обработке дисковыми модульными фрезами зубчатых колёс одного модуля, но с различным числом зубьев применяют наборы фрез из 8, 15 или 27 шт. Метод копирования при изготовлении зубчатых колёс имеет ограниченное применение.
Рисунок 9.1 Нарезание зубьев зубчатых колёс методом копирования.
Рисунок 9.2 Нарезание червяком (фрезой) поз.1 зубьев цилиндрического колеса поз.2. |
Метод обкатки (Рис.9.2). При обработке зубчатых колёс методом обкатки в процессе нарезания зубьев воспроизводится работа какой либо зубчатой пары (реечной, цилиндрической, червячной, конической). При этом одна из деталей зубчатой пары является инструментом, а другая – заготовкой. Формирование боковых поверхностей обрабатываемых зубьев происходит при последовательном изменении положений режущих кромок инструмента в процессе огибания (обкатки) инструмента и заготовки. Метод обкатки обеспечивает высокую производительность и точность нарезания зубьев, возможность одним инструментом обрабатывать зубчатые колёса одного и того модуля с любым числом зубьев и по этой причине широко распространён.
Виды зубчатых колёс. В зависимости от эксплуатационных требований зубчатые колеса разделяют на три группы: скоростные, силовые и отсчётные.
В зависимости от типа передачи движений:
o для передачи вращения при параллельных осях валов служат цилиндрические
зубчатые колеса с прямыми и спиральными (косыми) или шевронными зубьями.
o для передачи вращения при пересекающихся осях служат конические зубчатые
колеса с прямыми и криволинейными зубьями.
o для передач со скрещивающимися осями применяют зубчатые колеса с
винтовыми зубьями и червячные пары (червячное колесо, находящееся в зацеплении с ведущим червяком).
o для преобразования прямолинейного движения во вращательное, или наоборот,
применяют реечные передачи, где зубчатое колесо находится в зацеплении с зубчатой рейкой; зубья колеса и рейки могут быть прямые или спиральные (косые).
1. Зубодолбежные станки для обработки по методу обкатки зуборезным долбяком цилиндрических колес, а также зубчатых секторов внутреннего и внешнего зацепления с прямым, косым или винтовым зубом.
Обработка зубчатых колёс долбяками. Долбяк 1, Рис.9.3, имеет форму цилиндрического колеса, зубья которого выполнены с углами резания. При нарезании воспроизводиться работа пары цилиндрических зубчатых колёс (долбяк 1 и заготовки 2). Во время обработки долбяк получает прямолинейное возвратно-поступательное главное движение и медленное вращение вокруг своей оси. В начале нарезания зубьев при согласованном вращении заготовки и долбяка (движение обкатки) происходит радиальное врезание долбяка (или заготовки) до полной глубины резания. Для получения полностью обработанных зубьев на всей окружности заготовка после окончания радиального врезания долбяка должна сделать полный оборот. Резание происходит только при прямом ходе долбяка, а при обратном холостом ходе шпиндель долбяка или стол несколько отводится образуя зазор между инструментом и заготовкой для устранения трения задних поверхностей долбяка в впадине нарезаемого колеса. Долбяками можно производить нарезание цилиндрических колёс наружного зацепления внутреннего зацепления, зубчатых блоков, цилиндрических колёс с косыми зубьями.
2
 | |||||
 | |||||
 | |||||
а) б)
Рисунок 9.3 Нарезание зубьев цилиндрических колёс: а) – наружного зацепления хвостовым долбяком; б) – внутреннего зацепления дисковым долбяком.
Для нарезания цилиндрических колёс с косыми зубьями необходимы специальные долбяки.
Модели зубодолбёжных станков: 5107, 5В150, 511.1 и другие (Рис.9.4) полуавтоматические станки. В парке зуборезных станков они составляют более 20%.
а) б)
Рисунок 9.4 Зубонарезные станки 1 группы: а) – универсальный долбёжный 5А140П;
б) – полуавтомат зубодолбёжный 5М150П.
2. Ко второму типу относятся зуборезные станки для обработки конических колёс (ГОСТ 659-89), Рис.9.5.
а) б)
Рисунок 9.5 Полавтомат зуборезный для конических колёс с круговыми зубьями 5С26П:
а) – общий вид полуавтомата; б) – станочная наладка.
Техническая характеристика модели 5С26П Предназначен для нарезания прямозубых конических и гипоидных колес, работает по методу обкатки или врезания. |
|
ОКП: | |
Год начала выпуска: | |
Класс точности: | П |
Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм | |
Наибольший модуль обрабатываемых зубчатых колес | |
Наибольшая ширина зубчатого венца, мм | |
Min частота вращения шпинделя об/м: | |
Max частота вращения шпинделя, об/м: | |
Мощность, кВт: | |
Размеры (Д_Ш_В), мм: 2940х2090х2050 |
|
Масса станка с выносным оборудованием, кг: |
По методу обкатки зуборезной головкой, Рис. 9.6, обрабатываются круговые зубья на станках мод. 525, 5Б231 и др.
Рисунок 9.6 Зуборезные головки для нарезания конических и гипоидных колёс с
круговыми зубьями.
Прямозубые колеса получают на зубострогальных станках (Рис.5.9) мод. 5А250, 5282, 5А283 и др., которые тоже относятся ко 2 группе. Рабочие движения сообщаются инструменту и заготовке. Движение резания осуществляют резцы (Рис.5.7), движущиеся возвратно-поступательно в радиальном направлении к центру станка и закрепляемые в резцовых салазках. Заготовка закрепляется в шпинделе делительной головки. Заготовке через зубчатую передачу сообщается вращение в период обкатки.
Рисунок 9.7 Зубострогальный резец: а - углы
заточки; б - внешний вид.
Рис. 9.8 Станок зубострогальный 5А250П для нарезвния прямозубых конических колёс
двумя резцами по методу обкатки.
По методу кругового протягивания каждой впадины работает зубопротяжный станок мод. 5245 для обработки конических прямозубых колес в условиях массового производства. Зубофрезерные станки мод. 5П23, 5230 и др. применяют для обработки двумя дисковыми фрезами конических прямозубых колес по методу обкатки. За один цикл обрабатываются обе стороны профиля зуба модулем до 8 мм.
а) б)
Рисунок 9.9 Зуборезные станки 2 группы: а) – зубопротяжный автомат 5С269 для обработки дифференциалов автомобилей и тракторов; б) – зубофрезерный станок 5230.
3. Зубофрезерные станки для обработки по методу обкатки червячной фрезой цилиндрических прямозубых и косозубых колёс, червячных колес и шлицевых валов в условиях единичного, серийного и массового производства.
Рисунок 9.10 Нарезание зубчатого колеса на зубофрезерном станке методом обкатки с помощью червячной фрезы; а) – одного колеса; б) – двух колёс (на универсальном фрезерном полуавтомате 53А50Н).
Рисунок 9.11 Станок 53А11. Нарезание зубчатых колес производится по способу обкатки червячной фрезы и обрабатываемой заготовки. Станок работает по замкнутому полуавтоматическому циклу и по циклу наладки. Станок имеет неподвижный стол и подвижную стойку. Наличие в станке универсального фрезерного суппорта позволяет обрабатывать цилиндрические и червячные колеса методом радиального врезания и тангенциальной подачи.
Они относятся к третьему типу и составляют около 50% зуборезного оборудования. К ним относятся мод. 530П, 5К32, 5А342, 5300 и др. На некоторых моделях можно работать и пальцевыми модульными фрезами по методу копирования, обрабатывая шевронные зубья. По специфике процесса нарезания эти станки относятся к полуавтоматическим. На станках этого типа нарезаются шлицы на валах, так же как на обычных зуборезных и специальных шлицефрезерных станках (мод. 5350, 5350Б и др.).
4. Зубофрезерные станки для нарезания червячных колес работают только по методу обкатки. Следует отметить, что с каждым червячным колесом может входить в зацепление только червяк одного определенного размера. Поэтому червячное колесо необходимо нарезать червячной фрезой, имеющей все основные параметры (модуль, диаметр делительной окружности, число заходов, угол винтовой нарезки) такие же, как у червяка, которой будет работать с данным нарезаемым колесом. Червячные колеса могут быть нарезаны двумя способами: радиальной подачей фрезы и осевой или тангенциальной подачей фрезы (Рис.9.12). В обоих случаях ось червячной фрезы устанавливают перпендикулярно оси заготовки и в средней плоскости нарезаемого червячного колеса.
Рисунок 9.12 Способы нарезания червячных колёс: а) – с радиальной подачей фрезы;
б) – с осевой (тангенциальной) подачей фрезы.
При способе нарезания червячных колёс с радиальной подачей фрезы (рис. а) червячная фреза получает главное вращательное движение nф и перемещение в направлении l (радиальная подача), заготовка – вращение, согласованное с вращением червячной фрезы (движение обкатки). Процесс нарезания заканчивается после перемещения фрезы на полную глубину зубьев нарезаемого колеса.
При способе нарезания червячных колёс с осевой или тангенциальной подачей (рис. б) фреза выполняется с заборным конусом и при настройке станка её устанавливают на полную глубину фрезерования. При обработке червячная фреза получает главное вращательное движение nф и движение осевой подачи в направлении l, заготовка при этом должна получить вращение, как при работе червячной пары (движение обкатки), и дополнительный поворот как при работе реечной пары при перемещении червячной фрезы на величину l.
Как и станки для обработки реек, их относят к четвертому типу (хотя станки для обработки реек могут работать как фрезой по методу копирования, так и зуборезным долбяком). Примером станков этого типа являются мод. 5412, 5414 и др.
5. Станки для обработки торцов зубьев колёс относятся к пятому типу и позволяют обрабатывать фаски, снимать заусенцы или закруглять торцы зубьев.
Рисунок 9.13. Схема зубозакругления зубьев: а) – наружных; б) – внутренних.
|
Рисунок 9.14 Схема снятия фасок с острых кромок зубьев 5: 3 – шлифовальным кругом; 4 – дисковой фрезой.
|
К этим станкам относятся модели:
- зубозакругляющие и зубозаостряющие 5А580, 5Н580,5Е580, 5Н582, ЕЗ101, КН50;
- зубофасочные и для снятия заусенцев 5525, 5Б525, 5Б525-2, 5527, ВС320А, ВС500.
Рисунок 9.15 Полуавтомат ВС-81 для заострения зубьев на торцах прямозубых цилиндричес-ких зубчатых колес наружного и внутреннего зацепления двумя торцевыми фрезами.
6. Шестой тип станков пятой группы включает рсзьбофрезерные станки (ГОСТ 1797-78).
Резьбофрезерные станки предназначены для нарезания наружных и внутренних резьб гребенчатыми, дисковыми фрезами и резцовыми головками. Гребенчатые фрезы применяют при нарезании коротких резьб, а дисковые фрезы и резцовые головки — длинных резьб.
В зависимости от степени универсальности резьбофрезерного станка узлы регулирования движений выполнены в нем по-разному.
В более универсальных резьбофрезерных станках скорость главного движения и подачи изменяют с помощью коробок скоростей и подач или сочетанием коробок скоростей и подач со сменными гитарами зубчатых колес. В менее универсальных станках скорость главного движения регулируют, например, сменными зубчатыми колесами, а винторезную цепь настраивают с помощью гитары сменных зубчатых колес или плоской поворотной линейки, или сменными дисковыми или торцовыми кулачками.
Модели резьбофрезерных станков: 5Б63, 5Б63Г, 5Д63Г(Рис.9.16), 5Б64, 5Б65 используются как резьбофре-зерные полуавтоматы.
Рисунок 9.16 Станок 5Д63Г резьбофрезерный патронно.
7. Зубоотделочные станки относятся к седьмому типу зубообрабатывающих станков. Зубоотделочные станки служат для получения точной формы и размеров зубьев и улучшения качества их поверхности. Отделка зубьев производится методами обкатывания, шевингования, притирки, шлифования и хонингования. Обкатывание и шевингование применяют для отделки незакаленных колес, а шлифование, притирку, хонингование - для закаленных.
Обкатные (нагартовочные) станки ( мод. 5А725, 5А726, 5Б725 и др. ) предназначены для получения гладкой и уплотненной поверхности зубьев методом наклепа. Обрабатываемое колесо вводят в зацепление с тремя эталонными колесами. Прижим колеса к эталонным колесам осуществляется гидравлически. Периодически движение всех колес реверсируется. На отделку одного зуба затрачивается 0,1-1 с. При обработке на этих станках погрешности профиля шага не устраняются. На контрольно-обкатных станках контролируются пятна контакта зубьев, бокового зазора и уровня шума в зубчатых передачах.
Рисунок 9.17 Станок контрольно-обкатной СЗ-14.
Зубопритирочные станки (мод. 5П725и др). Притираемое колесо насаживается на оправку, свободно вращающуюся в центрах, и вводится в зацепление с одним или несколькими чугунными притирами. Притир - это изготовленное с высокой точностью зубчатое колесо, зубья которого смазываются смесью масла с мелкозернистым абразивным порошком. Притиры получают вращение и возвратно-поступательное движение вдоль оси заготовки. Оси притиров и зубчатого колеса могут скрещиваться или быть параллельными между собой. После обработки зубьев с одной стороны притиры вращаются в обратном направлении и зубья обрабатываются с другой стороны. Притирка повышает степень точности и качество поверхности зубчатых колес.
Рисунок95.18 Полуавтомат зубопритирочный 5П725Е.
Зубошевинговальные станки (мод. 5702, 5717 и др.) применяют для отделки поверхностей термически не обработанных и улучшенных колес. Выпускаются зубошевинговальные полуавтоматы для обработки зубчатых колес диаметром до 4000 мм. При относительном скольжении профилей обрабатываемого колеса и шевера с боковых поверхностей зубьев снимается стружка толщиной 0,005-0,1 мм. При обработке прямозубых колес применяют косозубый шевер и наоборот. Для обеспечения относительного проскальзывания профилей зубьев заготовку и шевер устанавливают под углом скрещивания 10-15°.
Рисунок 9.19 Полуавтомат зубошевин-говальный 5Б703. |
Рисунок 9.20 Схема шевингования. | |||||||||||||||||||||||
Техническая характеристика 5Б703
| ||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Шевингование происходит следующим образом. Шевер получает вращение (движение резания) и ведет за собой заготовку (движение обкатывания). Заготовка установлена на оправке в центрах передней и задней бабок, размещенных на специальном столе, обеспечивающем получение бочкообразного зуба. Стол с заготовкой получает возвратно-поступательное движение подачи S1 по направляющим кронштейна; причем в конце каждого хода вращение шевера и заготовки реверсируется. Радиальная подача S (врезание) сообщается столу с заготовкой или шпиндельной головке.
8. Зубо- и резьбошлифовальные станки относятся к восьмому типу. К нему также относятся станки для шлифования цилиндрических колес мод. 5В830, 5891, 5831 и др. Зубошлифовальные станки применяют для шлифования зуборезных долбяков, шеверов и эталонных зубчатых колес. Такие специальные прецизионные станки работают по методу обката (огибания) с помощью эвольвентного копира. Очень важной и сложной операцией является шлифование профиля зубьев. Например, у долбяков эвольвентный профиль зубьев шлифуют на специальных полуавтоматах, работающих по методу обката с периодическим делением. За каждый цикл обрабатывается лишь одна сторона зуба. Движение обката выполняется заготовкой. На Рис. 9.21 изображён зубошлифовальный полуавтомат мод. 5893.
Рисунок 9.21 Зубошлифовальный полуавтомат мод. 5893: 1 — педаль тормоза; 2 — станина; 3 — нижний стол; 4 — квадрат продольного перемещения круга; 5 - верхний стол; 6— маховичок поперечного перемещения круга; 7— маховичок вертикального перемещения круга; 8 — пы-лесос; 9— колонна; 10 — поворот колонны; 11 — рукоятка продольного перемещения приспособления для правки круга; 12 — кнопка для установочного перемещения приспособле-ния; 13 — поворотная кнопка для поперечного перемещения приспособления; 14— шлифо-вальная бабка; 15— рукоятка ручного поворота рабочей головки; 16— рабочая головка; 17— маховичок тонкой поперечной подачи шлифовального круга; 18— салазки.
Рисунок 9.22 Станок универсальный резьбошлифовальный 5822М.
Рисунок 9.23 Резьбошлифовальныестанки Matrix (Великобритания)
9. К девятому типу относятся разные зубо- и резьбообрабатывающие станки, например зубохонинговальные (мод. 5А913, Рис.9.24). Зубохонинговальные станки применяют для обработки зубчатых колес после шевингования и термической обработки. Инструмент - зубчатый хон представляет собой зубчатое колесо, изготовленное из пластмассы с абразивной смесью. Станки для хонингования зубчатых колес аналогичны шевинговальным станкам, так как для обработки необходимы одни и те же движения. Окружная скорость хона обычно в 2 раза превышает окружную скорость шевера. При зубохонинговании снимается окалина, устраняются небольшие дефекты поверхности и обеспечивается шероховатость поверхности Ra = 0,25 мкм.
а) б)
Рисунок 9.24 Оборудование и оснастка для ханингования: а) – зубохонинговальный полуавтомат 5А193; б) – хон-притиры, оснащённые алмазными и эльборовыми брусками.
Дата добавления: 2015-08-27; просмотров: 602 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Группа 3. Шлифовальные и доводочные станкиТЕМА 8 | | | Цель: закрепить пройденный материал |
