Можно ли на зубодолбежном станке обрабатывать косозубое колесо

Опубликовано: 15.05.2024

Зубодолбежные станки предназначены для нарезания цилиндрических зубчатых колес, наружного и внутреннего зацепления с прямыми и косыми (винтовыми) зубьями, зубчатых муфт, реек и т.д. Производительность зубодолбежных станков ниже, чем зубофрезерных, однако они незаменимы при нарезании колес внутреннего зацепления практически любого диаметра, а также зубчатых блоков, в которых расстояние между венцами недостаточна для выхода фрезы.

Зубодолбление по методу обката воспроизводит зацепление пары цилиндрических колес с параллельными осями, одним из которых является инструмент- долбяк. Поэтому таким способом могут быть обработаны любые детали, входящие в зацепление с сопряженным зубчатым колесом (прямозубые, косозубые и шевронные колеса, зубчатые рейки и секторы, некруглые колеса и блоки колес). Долбяк представляет собой прямозубое или косозубое колесо, боковые поверхности которого затылованы для получения заднего угла, то есть изготовлен в виде режущих элементов. Долбяк и заготовка при зубонарезании обкатываются по начальным окружностям без проскальзывания.

Наибольшее распространение получили вертикальные зубодолбежные станки. Кинематическая структура такого станка показана на рис.152.

Главное движение при зубодолблении осуществляется осевым возвратно-поступательным перемещением долбяка 2, которое происходит от электродвигателя M1. Скорость резания настраивается при помощи органа настройки i_v и (или) M1 и может достигать 100 м/мин и более. Перемещение долбяка производится с помощью кривошипного (кривошипно-шатунного или кривошипно-кулисного) механизма 4, с которым непосредственно или через промежуточные передачи связывается шпиндель. Недостатком этих механизмов является непостоянство скорости резания по длине заготовки при обработке каждого зуба. Во время обратного хода шпинделя для избежания трения задней грани инструмента о заготовку 1 и защемления долбяка его отводят от изделия на 0,2-0,8 мм механизмами "отскока". В большинстве зубодолбежных станков отскок осуществляется поворотом шпинделя с долбежной головкой вокруг оси, перпендикулярной направлению главного движения. Подвод шпинделя (или стола) при резании может осуществляться кулачком 5.

Движение обката при зубодолблении осуществляется согласованным вращением долбяка и заготовки и настраивается гитарой обката (деления) i_обк. Расчетное перемещение цепи обката имеет вид:

где z и z_д- число зубьев соответственно нарезаемого колеса и долбяка.

При обработке косозубых колес кроме движения обката и возвратно-поступательного движения инструмента долбяку сообщается дополнительный поворот (винтовое движение) с помощью винтовых направляющих (рис.153).

Неподвижный копир 1 связан с червячным колесом 3, а подвижный 2 - закреплен на шпинделе и совершает возвратно-поступательное движение, скользя при этом по неподвижному копиру. Копиры - сменные. При наладке на обработку прямозубого колеса устанавливают прямолинейные копиры.

Для каждого значения величины хода винтовой линии зуба требуется свой копир. Так как долбяк и винтовая направляющая имеют одинаковые шаги, то с помощью одной винтовой направляющей можно обрабатывать колеса с различным углом наклона, применяя для этой цели долбяки различного диаметра. Угол наклона винтовой направляющей

где Р_н – высота подъема (шаг) винтовой направляющей, и не превышает 45° из-за возникающих усилий.

При обработке колес с внутренним зубом нарезаемое колесо и долбяк имеют одинаковое направление винтовой линии, при обработке колес с наружным зубом - разное. Точность работы зубодолбежного станка в значительной степени зависит от точности перемещения шпинделя.

Частота вращения долбяка определяет круговую подачу, которая может осуществляться от отдельного электродвигателя М2 переменного (или постоянного) тока (рис.152) через цепь подач с органом настройки i_s (или без него) и исчисляется в миллиметрах перемещения S по диаметру делительной окружности долбяка за один его двойной ход. Настройка на скорость движения подачи (взаимного обката долбяка и заготовки) должна обеспечить следующее условие согласования перемещения долбяка с его поворотом

Кроме указанных движений в начале процесса обработки выполняют радиальное перемещение стола с заготовкой (или стойкой с инструментом) для достижения требуемой глубины врезания (высоты зуба). Движение врезания может осуществляться от гидроцилиндра с бесступенчатым изменением скорости, от общего или отдельного электродвигателя МЗ с соответствующим органом настройки.

studopedia- Студопедия.Орг - 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

На зубодолбежных станках нарезают цилиндрические зубчатые колеса внешнего и внутреннего зацепления с прямыми и косыми зубьями. На этих же станках можно нарезать блоки зубчатых колес с малым расстоянием между венцами колес, а также шевронные колеса. Зубчатые колеса на зубодолбежных станках нарезают долбяками по методу обкатки, в основу которого положено зацепление двух цилиндрических зубчатых колес (см. рис. 75, б).

Зубодолбежные станки в зависимости от расположения оси нарезаемого колеса делят на горизонтальные и вертикальные.

Рис. 79. Общий вид зубодолбёжного станка.

На рис. 79 показан общий вид вертикального зубодолбежного станка. Станина станка состоит из двух частей – нижней 1 и верхней 2. Долбяк, закрепленный в шпинделе 6, получает вращение и одновременно возвратно-поступательное движение. Суппорт 4 перемещается по направляющим станины 2 и в роперечном направлении. Заготовку закрепляют на шпинделе стола 7 и сообщают ей вращательное движение. Кроме того, заготовка имеет возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости для отвода заготовки от долбяка во время его холостого хода. Гитара скоростей 8 предназначена для изменения числа двойных ходов в минуту долбяка. Гитара делении 3 сообщает долбяку окружную скорость для автоматического деления заготовки на заданное число зубьев. С помощью механизма подачи 5 устанавливают радиальную подачу долбяка.

Нарезание цилиндрических колес с прямыми зубьями (рис. 80, а).

Такие колеса нарезают прямозубыми долбяками.

Рис. 80. Схемы нарезания цилиндрических колёс с прямым зубов внешнего (а) и внутреннего (б) зацеплений на зубодолбёжном станке:

1 – долбяк; 2 – нарезаемое колесо

Главным движением, определяющим скорость резания, является возвратно-поступательное движение долбяка. Движение долбяка вниз является рабочим ходом vp, движение его вверх — холостым ходом vx. Оба движения — рабочее и холостое составляют двойной ход долбяка.

Скорость резания (в м/мин) при зубодолблении:

где L — длина хода долбяка, мм; n — число двойных ходов долбяка в минуту.

Долбяк и заготовка, находясь в зацеплении, вращаются со скоростью, обратно пропорциональной числу их зубьев:

где nзаг — частота вращения заготовки, об/мин; nд — частота вращения долбяка, об/мин; zд — число зубьев долбяка; zзar — число зубьев нарезаемого колеса.

Вращение долбяка (круговая подача долбяка sкp. д) и вращение заготовки (круговая подача заготовки sкp. заг) являются движением обкатки.

Круговая подача выражается длиной дуги делительной окружности долбяка, на которую он поворачивается за один двойной ход (мм/дв. ход). Поперечным перемещением суппорта долбяку сообщают радиальную подачу — движение врезания долбяка в заготовку (sp мм/об. заг). Радиальная подача сообщается до достижения полной глубины впадины между зубьями. В дальнейшем процесс нарезания происходит при постоянном межцентровом расстоянии в течение одного оборота заготовки. Для устранения трения зубьев долбяка о заготовку во время холостого хода заготовка вместе со столом отводится от долбяка, а в начале рабочего хода подводится к долбяку (на схеме — движение Δs).

Рис. 81. Схемы нарезания цилиндрического колеса с косым зубом внешнего зацепления на зубодолбёжном станке:

1 – копир; 2 – долбяк; 3 – нарезаемое колесо

Нарезание цилиндрических колес с прямыми зубьями внутреннего зацепления (рис. 80, б). При нарезании таких колес долбяку и заготовке сообщают те же движения, что и при нарезании колес внешнего зацепления. Различие заключается лишь в том, что при нарезании зубчатых колес внутреннего зацепления направления вращения долбяка и заготовки одинаковы, тогда как при нарезании колес внешнего зацепления они противоположны.

Нарезание цилиндрических колес с косыми зубьями (рис. 81). Нарезают такие колеса косозубыми долбяками. Для нарезания колес с косыми зубьями нужен комплект косозубых долбяков с таким же углом наклона зубьев, как и у нарезаемых колес. Этот комплект состоит из двух долбяков: левого — для нарезания правого колеса и правого — для нарезания левого колеса.

Долбяку и заготовке сообщают те же движения, что и при нарезании колес с прямыми зубьями. Дополнительно долбяку сообщают вращательное движение (дополнительную круговую подачу Δsкр. д), обусловленное углом наклона зубьев и согласованное с его возвратно-поступательным движением. Дополнительное вращение долбяка обеспечивается установкой на шпинделе станка винтовых направляющих (копиров). Угол наклона винтовой линии копира должен соответствовать углу наклона зубьев нарезаемого колеса.

Цилиндрические колеса с косыми зубьями внутреннего зацепления нарезают долбяками с одноименным направлением зубьев.

Преимуществом метода зубодолбления, помимо возможности нарезания колес внутреннего зацепления и блочных колес, является более высокая точность и меньшая шероховатость боковых поверхностей зубьев по сравнению с поверхностями, получаемыми при зубофрезеровании.

1.4. Зубодолбление при обработке зубчатых колёс

Зубодолбление долбяками

Зубодолбление применяют для черновой и чистовой обработки зубчатых колес с внутренним и внешним зубьями, многовенцовых зубчатых колес, закрытых зубчатых венцов с внешним зацеплением, если малый зазор для выхода инструмента не позволяет применять другие методы обработки зубчатых реек, шевронных колес без канавки. Однако в большинстве случаев зубодолбление уступает зубофрезерованию червячными фрезами по производительности и точности, но в ряде случаев зубодолбление имеет явные преимущества по сравнению с зубофрезерованием. Основное преимущество зубодолбления по сравнению с обработкой червячной фрезой - меньшая огранка эвольвентного профиля малозубых колес. Кроме того, зубодолбление значительно экономичнее зубофрезерования при нарезании зубчатых колес малой ширины, у которых длина врезания фрезы больше ширины нарезаемого зубчатого венца, а также при обработке зубчатых секторов из-за потерь времени холостого хода.

Во всех случаях, когда нельзя применить зубофрезерование, нарезание долбяками успешно используется как в поточно-автоматизированном, так и в единичном производстве зубчатых колес. В настоящее время существует много моделей зубодолбежных станков, на которых можно обрабатывать зубчатые колеса, начиная с диаметра 1,5 мм и модуля 0,1 мм до крупногабаритных колес диаметром до 7 м, модулем более 25 мм и шириной зубчатого венца до 1,5 м.

Точность нарезания зубчатых колес долбяками за висит от станка, точности инструмента, жесткости и точности оснастки, от обрабатываемого материала, точ ности заготовки и квалификации оператора. На зубо долбежных станках улучшенной конструкции для об работки цилиндрических колес с наибольшим диаметром 250 мм и модулем 6 мм можно при нарезании колес меньшего диаметра и модуля достичь 6-й степени точ ности. В зависимости от материала и числа проходов при чистовом зубодолблении можно получить шерохо ватость поверхностей зубьев Ra = 0,8 - 1,6 мкм.

Зубодолбление можно производить на заготовках, имеющих сравнительно высокую твердость. Штампован ные заготовки зубчатых колес из легированной стали, подвергнутые термической обработке, можно нарезать при HRC 43. Литые стальные заготовки с содержанием углерода около 0,4 % можно обрабатывать с максимальной твердостью HRC _Э приблизительно равной 25. Кроме того, в промышленности накоплен опыт чистового зубодолбления твердосплавными долбяками зубчатых колес из труднообрабатываемых сталей и сплавов твердостью HRC _Э 42 – 61.

При зубодолблении приозводится зацепление производящего колеса - долбяка и нарезаемого колеса. Зуборезный долбяк представляет собой по форме зубчатое колесо с прямыми или косыми зубьями. В процессе резания долбяк совершает прямоли нейное (для прямозубых колес) или винтовое (для косозубых колес) возвратно-поступательное движ ение от копира и вращается вокруг своей оси (рис. 1.16). При врезании долбяк получает радиальную подачу.

Зубодолбление можно производить за один или не сколько проходов в зависимости от модуля, твердости материала, точности и шероховатости обрабатываемых зубьев. В зависимости от числа проходов и мощности станка зубодолбление выполняется в одну или две операции - черновое и чистовое зубодолбление.

Число зубьев долбяка не должно быть кратным числу зубьев обрабатываемого колеса. Если долбяк косозубый, то его параметры должны быть согласованы с имеющимся на зубодолбежном станке копиром. Диаметр долбяка следует выб ирать максимально возможным. Высокие точность и стойкость достигаются при работе долбяком, имеющим размеры, при которых за один оборот заготовка делает два оборота.

При обработке зубчатых колес с буртами, препят ствующими свободному выходу долбяка за край зуб чатого венца, предусматривается достаточной ширины канавка для выхода долбяка. Необходимые размеры канавки для выхода долбяка (рис. 1.17) определяются по формулам b ³ h tg g + l ,5 - 2,0 мм - для прямо зубых колес; b ³ h tg g + р_п sin b + 1,5 - 2,0 мм — для косозубых колес, где h – полная высота зуба детали; g - передний угол долбяка; р_п - нормальный делительный шаг зубьев колеса; b - угол наклона линии зуба.

При нарезании венцов с внутренним зацеплением на деталях со свободным выходом долбяка из зацепления необходимо предусматривать минимальную ширину канавки (рис. 1.18). Однако во всех случаях канавку следует предусматривать как можно более шире, чтобы обеспечить достаточное пространство для стружки, предотвратить повреждение нижнего торца канавок и избежать ударов зубьев долбяка.

Рис. 1.18. Величина выхода прямозубого и косозубого долбяков при долблении внутренних венцов: 1 - прямозубый долбяк;

2 - косозубый долбяк; с - величина вре зания долбяка (2 - 4 мм); b - ширина канавки для выхода долбяка

Зубчатые венцы со ступицей, затрудняющей выхо д долбяка при обкаточном движении, обрабаты вают другим методом (рис. 1.19). Вначале в каждой впадине зуба сверлят отверстие ( рис. 1.19а ) . Диаметр сверла следует выбирать таким, чтобы обеспечить минимал ьный (0,2 - 0,3 мм) припуск на сторону. Долбление зубьев производят специаль ным долбяком, зубья которого свободно входят в отверстие с зазором по вершине и боковым сторонам с = 0,2 -
0,3 мм (рис. 1.19б), сначала с одной стороны (рис. 1.19в), затем - с другой
(рис. 1.19г). Обработку ведут без обкатки на специальных станках.

Рис. 1.19. Схема обработки внутреннего зуба зубчатого колеса со ступицей:

Долбяки зуборезные чистовые по ГОСТ 9323 – 79 разделяются на дисковые, чашечные и хвостовые.

Дисковые долбяки имеют наиболее широкое применение и менее дороги по сравнению со стоимостью других конструкций (рис. 1.20).

Дисковые долбяки используют при нарезании прямозубых колес с внешними и внутренними зубьями, а также блочных колес у которых вторые венцы выступают по отношению к обрабатываемому венцу на расстояние, не превышающее 4 - 5 модулей. Ограничивает это расстояние крепежная гайка, выступающая за нижнюю торцовую плоскость зубьев долбяка. Изготовляют дисковые косозубые долбяки с правым и левым направлением зубьев.

Чашечные долбяки (рис. 1.21) применяются, когда необходимо обеспечить зазор между гайкой, закрепляющей долбяк, и заплечиком или креплением изделия.

Чашечные прямозубые долбяки используют при нарезании прямозубых колес с сильно выступающими вторыми венцами или буртами (более 4 - 5 модулей). У долбяков этого типа крепежная гайка располагается выше торца зубьев долбяка.

Хвостовые долбяки используют в основном при нарезании зубчатых колес малого диаметра с внутренними зубьями: прямозубые долбяки (рис. 1.22а) - для прямозубых колес, косозубые долбяки (рис. 1.22б) - для косозубых колес.

Стандартные зуборезные долбяки изготовляют с износостойким покрытием и без него. Износостойкое покрытие обеспечивает повышение стойкости долбяков за весь срок эксплуатации в 2 раза при одинаковой производительности по сравнению со стойкостью аналогичных долбяков без износостойкого покрытия.

Косозубые долбяки бывают такой же конструкции, как и прямозубые. При нарезании косозубых колес с внешними зубьями применяются долбяки разноимен ного направления линии зубьев. Если нарезаются колеса с внутренними зубьями, то долбяк по отноше нию к нарезаемому колесу имеет одноименное направ ление линии зубьев. Делительные углы наклона вин товых линий долбяка и нарезаемого колеса должны быть одинаковыми. Винтовая направляющая имеет такой же ход и направление винтовой линии, какой имеется у долбяка. Долбяки бывают двух типов: Феллоу и Сайке, различающиеся только формой за точки.

Долбяки типа Феллоу имеют заточку, при которой передняя поверхность располагается перпендикулярно направлению зуба (рис. 1.23). Долбяки типа Сайке применяются для нарезания шевронных колес, не имеющих канавки в середине колеса для выхода ин струмента. Нарезание таких колес производится двумя спаренными долбяками, передние поверхности которых располагаются в плоскости, перпендикулярной оси долбяка, что позволяет режущим кромкам долбяка доходить точно до середины плоскости обрабатывае мого колеса. Кроме того, заточка типа Сайке позволяет получить на обеих сторонах зуба долбяка одинаковые передние углы.

В ряде случаев для нарезания зубчатых колес с модифицированным профилем зубьев применяются специальные долбяки, пригодные для обработки одной детали или группы детален. К числу таких долбяков относятся долбяки с проту беранцем, долбяки для снятия фасок на продольных кромках зуба, долбяки с фланком и долбяки со скругленной вершиной зуба.

Долбяки с протуберанцем (рис. 1.24а) применяются для образования пере ходной кривой зуба с поднутрением при получистовом нарезании зубьев под шевер или под зубошлифование.

Снятие фасок на продольных кромках зубьев (рис 1.24б) производят для пред отвращения выжимания небольших заусенцев к поверхности вершин зубьев при шевинговании, а также для устранения шума и стуков, возникающих вследствие того, что при отсутствии фаски забоины обычно появляются в точке А ; если же на продольных кромках зубьев снята фаска, забоина образуется в точке Вив за цеплении не участвует.

Для образования среза на кромках вершин зубьев применяются долбяки с фланкированными зубьями (с утолщением ножки зуба, рис. 1.24в ). Срез вершин зубьев колеса преследует цель уменьшить динамическую нагрузку в зацеплении, вызываемую погрешностями изготовления зубьев, а также повысить плавность работы передачи.

Когда требуется полностью скругленная поверхность впадин зубчатого ко леса (рис. 1.24г ) , применяются долбяки со скругленной вершиной.

Режимы резания при обработке зубьев на зубодолбежных станках зависят от обрабатываемого ма териала, шероховатости и точности обрабатываемых зубьев, от модуля, критерия износа и стойкости дол бяка. Режимы резания обычно рассчитаны на приме нение быстрорежущего инструмента с охлаждением его при обработке стальных деталей сульфофрезолом. В первом приближении подача и скорость резания могут быть приняты в соответствии с рекомендациями отраслевых или общемашиностроительных нормативов режимов резания и времени для технического нормиро вания зуборезных работ [5]. Оптимальные режимы резания устанавливаются на основе скоростно-стой костных испытаний, проводимых в процессе пробного нарезания зубчатых колес.

Основное время зубодолбления определяется по формуле

где z - число зубьев нарезаемого колеса; n - число двойных ходов долбяка в 1 мин; S - круговая подача, мм/дв. ход; i – количество рабочих ходов; h ₁ - высота нарезаемого зуба, мм; S _рад - радиальная подача, мм/ход.

Причины типичных погрешностей нарезания зубьев долбяками следующие.

1. Погрешность профиля зубьев, отклонение шага зацепления

(см. рис. 1.14а), непрямолинейность кон тактной линии косых зубьев. Причины появления погрешностей при обработ ке прямых и косых зубьев - погрешность профиля зубьев долбяка (по затылованным поверхностям), отклоне ние угла, непрямолинейность и пере кос образующих передней поверхности долбяка при заточке; циклические погрешности делительных пар станка.

2. Местное отклонение профиля у ножки зуба (см. рис. 1.14б) или кон тактной линии косых зубьев, неравно мерность шагов зубьев. Причины появ ления погрешностей - неправильный выбор долбяка, затуп ление уголков зубьев долбяка, местная погрешность шагов зубьев делительных колес станка, местные погрешности шага зубьев долбяка, циклические погрешности делительных червяков, не стабильность фиксации механизма от вода долбяка (колеса) на рабочем ходу.

3. Накопленная погрешность шагов зубьев, колебание длины общей нор мали, радиальное биение зубчатого венца (см. рис. 1.14 e ). Причины появления погрешностей - накопленная погрешность шагов делительных колес станка (биение зубчатого венца отсут ствует), накопленная погрешность шага зубьев долбяка, радиальное биение долбяка на станке, эксцентриситет и перекос передней поверхности долбяка при заточке, перекос передней по верхности долбяка на станке, эксцентриситет установки колеса на станке не влияет на колебание длины общей нормали.

4. Погрешность направления зубьев, симметричная по обоим профилям, ко- нусообразность зубьев (см. рис. 1.14д). Причина появления погрешностей - непараллельность направления движе ния инструментального шпинделя оси вращения колеса в его. радиальной плоскости.

5. Погрешность направления зубьев в одну сторону по обоим профилям (без конусообразности, см. рис. 1.14е). Причина появления погрешности при обработке прямых колес - непарал лельность направления движения ин струментального шпинделя оси враще ния колеса в плоскости, касательной к последнему; при обработке косых зубьев - несоответствие и неточность винтовых направляющих, непараллельн ость направления движения инстру ментального шпинделя оси вращения колеса в плоскости, касательной к по следнему.

Зубодолбление резцовыми головками

Зубодолбление резцовыми головками при меняют для черновой, получистовой и чистовой обработки прямозубых цилиндрических колес внешнего и внутреннего зацепления, а также для обработки шлицевых валов.

Метод можно применять при наличии прилегающих к зубьям заплечиков или фланцев, если имеется канавка для выхода резцов.

Процесс долбления зубчатых колес осуществляется по методу копирования многорезцовыми головками на зубодолбежных станках. В резцовой головке имеется столько радиально расположенных резцов, сколько впадин или зубьев должно быть на нарезаемом колесе. Профиль режущей кромки каждого резца должен точно соответствовать профилю впадины между зубьями колеса. Поэтому для каждого обрабатываемого колеса в соответствии с его модулем, числом и формой зубьев изготовляется специальная резцовая головка.

При зубодолблении резцовыми головками все зубья колеса обрабатывают одновременно. В процессе резания деталь 1 (рис. 1.25) совершает вертикальное возвратно-поступательное движение. Ход соответствует ширине зубчатого венца. Ход детали вверх является рабочим. Суппорт резцовой головки имеет два поло жения: нижнее - рабочее, которое фиксируется жестким упором, и верхнее - для снятия и установки детали.

Резцы 2, установленные в пазах головки 3, перемещаются перед рабочим хо дом конусом 4 по направлению к центру, а при обратном ходе - конусом 5 от центра.

Движение подачи происходит при каждом рабочем ходе заготовки, когда конус подачи нажимает на резцы и сдвигает их в радиальном направлении на величину, при которой толщина срезае мого слоя на боковых сторонах зуба составляет в сред нем 0,02 - 0,03 мм. При холостом ходе заготовки вну тренний конус отводит резцы от заготовки для устра нения трения задней поверхности резцов об обработан ную поверхность впадин. Процесс зубодолбления рез цовыми головками сходен с протягиванием.

Процесс зубодолбления резцовыми головками об ладает наивысшей производительностью по сравнению с процессами зубонарезания другими зуборезными инструментами. Однако применение этого метода огра ничено исключительно рамками массового производства, так как каждая головка предназначается только для нарезания зубчатых колес с определенным числом зубьев и параметрами - углом профиля исходного контура, модуля, смещения исходного контура и т. д.

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

Станина.
Гитара обкатки.
Шпиндель, в котором зафиксирован долбяк.
Рабочий стол, в котором крепится заготовка.
Штоссель.
Направляющая суппорта.
Гитара (круговая подача).
Рычаг установки глубины врезания.
Долбежный суппорт.
Гитара (радиальная подача).
Механизм врезки.
Механизм привода кулачка.
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 ↑

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:

Подбор шестерен деления и подачи ;
Подбор кулачка радиальной подачи.
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.

Рис. 79. Общий вид зубодолбёжного станка.

Нарезание цилиндрических колес с прямыми зубьями (рис. 80, а).

Такие колеса нарезают прямозубыми долбяками.

1 – долбяк; 2 – нарезаемое колесо

Скорость резания (в м/мин) при зубодолблении:

где L — длина хода долбяка, мм; n — число двойных ходов долбяка в минуту.

Долбяк и заготовка, находясь в зацеплении, вращаются со скоростью, обратно пропорциональной числу их зубьев:

Рис. 81. Схемы нарезания цилиндрического колеса с косым зубом внешнего зацепления на зубодолбёжном станке:

1 – копир; 2 – долбяк; 3 – нарезаемое колесо

Нарезание конических колес с прямыми зубьями назубострогальных станках

Конические зубчатые колеса на зубострогальных станках нарезают методом обкатки. В основу этого метода положено зацепление двух конических колес, одно из которых плоское (рис. 82, а).

Рис.82. Схема нарезания конического колеса с прямым зубом на зубострогальном станке: 1 – производящее колесо; 2 – нарезаемое колесо; 3 – люлька; 4 – зубострогальный резец

На рис. 83 показан общий вид зубострогального станка. На станине 1 слева расположена стойка 3 с люлькой 4. По направляющим люльки перемещаются два резцовых суппорта 5, несущих зубострогальные резцы. Резцы попеременно совершают возвратно-поступательное движение в направлении к вершине конусов комических колес — плоского и заготовки. Число двойных ходов резцов в минуту устанавливают настройкой гитары скоростей 2. Люлька смонтирована на планшайбе и при обкатке вращается вокруг горизонтальной оси, имитируя вращение плоского конического колеса.

Рис. 83. Общий вид зубострогального станка

В процессе зубострогания конических колес с прямыми зубьями (см. рис 82, б) главным движением является возвратно-поступательное движение резцов. Движение резцов в направлении к вершине конуса заготовки является рабочим — vp, а обратный ход резцов является холостым — vх. Оба движения — рабочее и холостое — составляют двойной ход резца.

Вращение заготовки (круговая подача заготовки sкp. заг) и люльки с резцами (круговая подача люльки sкp. л) является движением обкатки и должно соответствовать передаточному отношению:

где zп — фиктивное число зубьев производящего колеса; z — число зубьев нарезаемого колеса.

В результате главного и обкаточного движений на заготовке образуются две неполные впадины и один полностью обработанный зуб. После нарезания одного зуба заготовка отводится от резцов, направление вращения люльки с резцами и заготовки изменяется, затем они возвращаются в исходное положение (холостой ход). Во время отвода заготовки от резцов шпиндель бабки вместе с заготовкой поворачивается на угловой шаг (1/z оборота), обеспечивая деление. Затем заготовке сообщают подачу на глубину впадины, и начинается нарезание второго зуба.

Читайте также: