Устройство и разновидности зубодолбежных станков. Устройство и разновидности зубодолбежных станков Зуборезный станок

Зубчатые колеса являются изделиями общемашиностроительного применения. В зависимости от вида зубчатого венца, требований по точности и производительности используются соответствующие методы обработки и зубообрабатывающие станки. Этими факторами объясняется широкая номенклатура станков, действующих в промышленности. Зубообрабатывающие станки разделяются на две основные группы: станки, работающие по методу копирования, и станки, работающие по методу обката. Схемы образования поверхностей зубчатых колес показаны на рис. 4.58.

Рис. 4.58. Схемы профилирования зубчатых эвольвентных поверхностей: Z – число зубьев заготовки, Ds.пр — движение подачи заготовке, Ds.кр — круговая подача заготовки З (или инструмента И), D.г — возвратно-поступательное движение инструмента, Ds.n — поступательное движение инструмента.

Для образования впадины между зубьями методом копирования (рис. 4.58,а) фасонный резец обрабатывает впадину так, что образуются две боковые поверхности двух соседних зубьев. Следующая впадина получается аналогичным способом после углового поворота заготовки на один зуб колеса. Аналогично такую впадину можно получить, используя в качестве режущего инструмента фасонную дисковую фрезу (рис. 4.58,б) или фасонную пальцевую фрезу (рис. 4.58,в).

Наибольшее развитие для нарезания зубчатых колес получил метод обкатки. Этот метод основан на зацеплении и согласованных движениях зубчатой пары, состоящей из заготовки и инструмента в виде зубчатого колеса (рис. 4.58,г), в виде рейки (рис. 4.58,д) или в виде двух резцов (рис. 4.58,е).

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

В конструктивном отношении эти станки отличаются большим разнообразием. Помимо общих для всех металлорежущих станков механизмов они имеют специальные механизмы для образования зубьев на заготовке и для формирования их профилей.

В зубообрабатывающих станках с программным управлением для перемещения рабочих органов применяют регулируемые приводы, часть из которых взаимосвязана в своей работе. В этих станках используют передачи с минимальными зазорами или совсем беззазорные. К ним относятся шариковые винтовые пары, червячные передачи с червяком, имеющим переменный шаг витка, цилиндрические передачи с малой конусностью зубьев.

Для нарезания цилиндрических зубчатых колес применяются зубофрезерные и зубодолбежные станки. Наибольшее распространение в тяжелом машиностроении получили мощные универсальные зубофрезерные станки, обладающие высокой производительностью, широкой универсальностью, надежностью в работе и более высокой точностью по сравнению с зубодолбежными станками.

На этих станках можно нарезать червячной фрезой прямозубые, косозубые, шевронные и червячные колеса, а при наличии дополнительных устройств работать летучими резцами, пальцевыми и дисковыми фрезами и соответственно нарезать червячные, шевронные колеса и колеса с внутренним зацеплением. Возможность перехода от обкатки к единичному делению создает весьма благоприятное условие для предварительной прорезки заготовок высокопроизводительными дисковыми фрезами.

Более высокая точность зубофрезерования червячной фрезой объясняется тем, что при зубодолблении режущей шестерней впадины зубьев профилируются различными зубьями долбяка. Поэтому ошибка окружного шага зубьев долбяка в сочетании с ошибками делительной цепи зубодолбежного станка и цепи вращения инструмента увеличивают шаговые погрешности колеса.

При работе червячной фрезой боковая поверхность зубьев изделия будет образовываться конечным числом элементарных профилирующих резов фрезы, при этом на каждом зубе изделия будут циклично повторяться все профилирующие резы, таким образом, каждому элементу поверхности одного зуба колеса, образованному определенной режущей кромкой, будет соответствовать такой же элемент поверхности другого зуба изделия, образованного той же режущей кромкой рассматриваемого зуба фрезы. В этом случае накопленная погрешность окружного шага зависит от погрешностей зуборезного станка, так называемого кинематического эксцентрицитета, и погрешностей установки детали - установочного эксцентрицитета - и не зависит от погрешностей инструмента. Ошибки же червячной фрезы сказываются на отклонениях основного шага и профиля зубьев колеса.

Эти особенности образования зубьев червячной фрезой позволяют применять зубофрезерные станки для нарезания наиболее точных зубчатых колес, что и подтверждается практикой отечественного и зарубежного производства турбинных редукторов.

Относительно недавно производственные возможности зубообрабатывающих станков ограничивались диаметром нарезаемого колеса 5 м и нарезание более крупных деталей представляло сложную задачу. В настоящее время отечественное станкостроение выпускает зубофрезерные станки модели 5355С с вертикальным расположением оси заготовки для нарезания колес диаметром до 12 м, при этом производится обработка червячной фрезой до модуля 30, дисковой до модуля 40 и пальцевой до модуля 75. При наличии механизма реверса, который может встраиваться в станок по особому заказу, имеется возможность нарезать пальцевой фрезой колеса с закрытым углом шеврона. Станки также оборудуются головками для обработки венцов внутреннего зацепления пальцевыми фрезами с максимальным, модулем 50. Аналогичные станки выпускаются к зарубежными фирмами, в частности в Англии производятся станки для нарезания зубчатых колес диаметром до 9 м.

Для обработки шестеренных валов применяются станки с горизонтальной осью расположения заготовки. На этих станках имеется возможность производить обработку цилиндрических шестерен с прямыми, косыми и шевренными (с канавкой) зубьями червячной фрезой и методом единичного деления пальцевой и дисковыми фрезами а также колес с закрытым углом шеврона пальцевой фрезой. Наиболее крупная модель 5375 рассчитана на обработку шестеренных валов диаметром до 1250 мм при наибольшей длине фрезерования 3000 мм и максимальной длине вала 5500 мм; наибольший модуль нарезаемых шестерен червячной фрезой 30 и пальцевой 50. Точность работы этих станков при работе пальцевыми фрезами соответствует обычно 9 степени.

Зарубежные фирмы выпускают зубофрезерные станки с горизонтальной осью заготовки более узкого назначения, работающие только пальцевыми фрезами, которые применяются в основном для нарезания шевронных валов шестеренных клетей прокатных станов и аналогичных силовых передач. Станки такого типа изготовляются для нарезания шестеренных валов диаметром до 1500 мм и максимальным модулем 75. В некоторых случаях на них обрабатываются крупномодульные прямозубые шестерни.

Для прямозубых колес в зависимости от точности зацепления нарезание пальцевой фрезой может быть окончательной или только черновой операцией с последующей чистовой обработкой червячной фрезой.

Зубодолбежные станки, работающие долбяком-шестерней, находят ограниченное применение вследствие их меньшей универсальности, более низкой производительности и точности и относительно сложного инструмента. Они используются для нарезания шевронных передач без канавки в тех случаях, когда работа пальцевой фрезой не обеспечивает необходимой точности, например, шестеренных валов быстроходных шестеренных клетей, венцов мельниц и других передач, а также венцов внутреннего зацепления. Точность колес, нарезаемых на этих станках, обычно соответствует восьмой степени. На заводах тяжелого машиностроения встречаются станки этого типа иностранных фирм для зубчатых колес диаметром 6 и 8 м до модуля 36, а также более мелкие модели для колес диаметром 1200-1600 мм с максимальным модулем 12.

Образование шевронных зубьев достигается наличием двух винтовых копиров и работой двух попеременно режущих косозубых долбяков. Правая сторона колеса нарезается левым долбяком, а левая соответственно правым. Замена винтовых копиров и косозубых долбяков одним прямым копиром и прямозубым долбяком позволяет нарезать колеса с прямыми зубьями. Применение специального приспособления, которое устанавливается на долбежную головку, дает возможность нарезать венцы с внутренним зацеплением.

Зубострогальные станки, работающие долбяком-гребенкой, обеспечивают высокую точность профиля нарезаемых колес и хорошую чистоту обрабатываемой поверхности. Однако конечная длина гребенки приводит при нарезании к необходимости пересопряжения положения колеса и инструмента, процесс зубонарезания периодически прерывается, и в зависимости от конструкции станка колесо или гребенка возвращаются в исходное положение. Так продолжается до тех пор, пока не будут нарезаны поочередно все зубья. Это приводит к появлению дополнительных погрешностей окружного шага нарезаемого колеса вследствие ошибок пересопряжения и местного износа винта подачи стола или винта подачи инструмента.

Таким образом, на станках, работающих гребенкой, зубчатые колеса обычно получаются более низких степеней точности, чем при нарезании червячной фрезой.

Станки, работающие гребенкой, существуют двух видов: типа Сондерлянд, на которых косозубые и шевронные колеса нарезаются с применением сменных направляющих и соответствующих комплектов косозубых гребенок для каждого угла, и типа Мааг, у которых нарезание прямых и косозубых колес с любым углом наклона зубьев производится для каждого модуля одной и той же прямозубой гребенкой.

Станки первого типа имеют горизонтальное расположение оси заготовки, и на них могут выполняться зубчатые колеса с прямыми, косыми и шевронными зубьями. Шевронные зубья могут нарезаться без канавки для выхода инструмента.

Станки второго типа имеют вертикальное расположение оси заготовки, и на них выполняются те же работы, за исключением того, что шевронные колеса нарезаются только при наличии канавки для выхода инструмента. Эти станки могут быть оборудованы дополнительной головкой, и тогда появляется возможность при помощи долбяка шестерни нарезать венцы внутреннего зацепления.

Станки типа «Сандерлен» производства фирмы «Паркинсон» в силу указанных причин встречаются на заводах тяжелого машиностроения редко и представлены отдельными моделями, позволяющими вести обработку зубчатых колес диаметром; до 2000 мм.

Станки типа «Мааг» встречаются чаще, однако также относительно (некрупных моделей для нарезания колес диаметром до 1800 мм с максимальным модулем 20. В практике за рубежных заводов применяются станки этого типа для зубчатых колес диаметром до 3000 мм и максимальным модулем 25 (модель SН-300).

Для достижения высокой точности в некоторых случаях находят применение зубоотделочные процессы: шевингование и даже шлифование профиля зубьев. Отечественное станкостроение для шевингования крупных зубчатых колес выпускает станки модели 5706 и 5708. Последняя модель позволяет шевинговать колеса диаметром до 4000 мм при ширине обода до 2400 мм с максимальным модулем 16. За рубежом Щевинговальные станки выпускает английская фирма «Дэвид Браун» для колес диаметром 5080 мм при ширине обода 2540 мм (модель 3200Н). Наиболее крупный зубошлифовальный станок изготовлен фирмой «Мааг» (модель Н55-360). На этом станке можно шлифовать колеса диаметром до 3600 мм при ширине 1000 мм и максимальном модуле 20.

ЗУБОРЕЗНЫЙ СТАНОК

ЗУБОРЕЗНЫЙ СТАНОК

станок для нарезания зубьев различных шестерен при помощи фрез по так наз. делительному методу или методом обкатки. В первом случае пользуются плоскими фрезами с постоянным профилем, во втором -червячными. Существуют З. с. для нарезки только винтовых, шевронных или конических шестерен, а также универсальные для нарезки прямых и винтовых цилиндрических зубьев.

Технический железнодорожный словарь. - М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство . Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович, Т. С. Хачатуров. 1941 .

Смотреть что такое "ЗУБОРЕЗНЫЙ СТАНОК" в других словарях:

ЗУБОРЕЗНЫЙ, зуборезная, зуборезное (тех.). Служащий для нарезки и обработки зубцов, зубчатых колес. Зуборезный станок. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ЗУБОРЕЗНЫЙ, ая, ое (спец.). Служащий для изготовления зубцов, зубчатых частей. З. станок. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Металлорежущий инструмент для обработки зубчатых колёс, червячных и храповых колёс, шлицевых валиков и др. деталей с зубьями. В зависимости от метода зубонарезания применяют модульные дисковые или пальцевые фрезы (См. Фреза) и зуборезные… …

Ая, ое. Предназначенный, служащий для обработки зубьев. З. станок … Энциклопедический словарь

зуборезный - ая, ое. Предназначенный, служащий для обработки зубьев. Зуборе/зный станок … Словарь многих выражений

Металлорежущий станок для обработки зубчатых колёс, червяков и зубчатых реек. В зависимости от применяемого инструмента (см. Зуборезный инструмент) различают зубофрезерные, зубодолбёжные, зубострогальные, зубоотделочные… … Большая советская энциклопедия

Ая, ое. Предназначенный, служащий для обработки зубьев (см. зуб во 2 знач.). Зуборезный станок … Малый академический словарь

На зуборезных станках зубчатые колеса нарезают в основном методом обкатки (огибания) и только в отдельных случаях методом копирования.

Для «повышения производительности и обеспечения точности обработки зубчатые колеса «нарезают в большинстве случаев за два приема-путем предварительной и окончательной (чистовой) обработки. Причем на одних станках стараются производить только предварительную обработку, а на других - только окончательную обработку. При предварительной обработке снимается 80-85% припуска и для повышения производительности нарезание колес ведется при большой глубине и подаче с максимально допустимой скоростью резания. Ввиду различных условий работы и различных требований предварительная и окончательная обработка производится режущими.инструментами разной геометрии, а иногда и на станках разных типов. Предварительная обработка ведется на наиболее производительных и менее точных станках, а окончательная-на более точных станках.

Парк металлорежущих станков, в том числе и зуборезных, имеет большое количество типов станков. По принятой в СССР классификации все станки разделяются на девять групп (токарные, сверлильные, фрезерные, зубообрабатывающие и т. п.). Каждая группа станков разделяется на типы-, а каждый гил станков разделяется по размерам станков или по размерам обрабатываемых деталей. Зуборезные станки относятся к 5-й группе.

В зависимости от применяемого режущего инструмента зуборезные станки разделяются на следующие типы: тип 1 - зубодолбежные станки; тип 2-зубострогальные станки; тип 3 - зубофрезерные станки;

тип 4 - станки для нарезания червячных пар;

тип 5 - станки зубозакругляющие для обработки торцов зубьев;

тип 6 - резьбофрезерные станки;

тип 7 - зубоотделочные и проверочные станки;.

тип 8 - зубошлифовальные станки;

тип 9 - разные зубообрабатывающие станки.

Наибольшее распространение в промышленности имеют станки:

а) з у б о ф р-е з е р н ы е, нарезающие зубчатые колеса червячной фрезой. На этих станках нарезают цилиндрические колеса внешнего зацепления с прямым и винтовым зубом, червячные колеса, а также шлицевые валики и др.;

б) зубодолбежные, нарезающие зубчатые колеса долбяком. На этих станках нарезают цилиндрические колеса с прямым и винтовым зубом наружного и внутреннего зацепления, блоки зубчатых колес, рейки, храповые колеса и др.;

в) зубострогальные, нарезающие конические колеса одним или двумя резцами.

Зуборезные станки, так же как и все металлорежущие станки, обозначают номерами из трех или четырех цифр, а иногда - из цифр в сочетании с буквами. Первая цифра показывает номер группы общей классификации металлорежущих станков; вторая-тип станка в данной группе; третья или третья и четвертая, вместе взятые, указывают размер или другой признак станка. Буква, стоящая после первой цифры, означает, что данная модель станка реконструирована, улучшена или модернизирована. Если буква стоит после цифр, то это значит, что на базе основной модели станк"а изготовлен станок с небольшими изменениями, приспосабливающими этот станок к какому-либо определенному виду работ. О таких станках говорят, что они являются модификацией основной (базовой) модели станка. Зуборезные станки, относящиеся к пятой группе в общей классификации станков, вначале имеют цифру 5.

Зубодолбежным станкам присвоена цифра 1, зубострогаль- ным - цифра 2 и зубофрезерным - цифра 3. Таким образом, по первой и второй цифрам всегда можно определить группу и тип станка. Например, станки 5301, 5321, 5330, 5332 относятся к зубофрезерным станкам. Что касается габаритов обрабатываемых на них деталей, то первый станок предназначен для обработки колес диаметром до 100 лш, второй - диаметром до 750 мм, третий - до 1500 мм и четвертый - до 3000 мм.

Несмотря на внешнее различие и на различие в типоразмерах, принцип работы зуборезных станков одного типа одинаков; станки имеют сходную кинематику и одинаковую методику наладки. Так сходны между собой по принципу работы, кинематике и настройке зубофрезерные станки 5Б32, 5Д32, 5Е32, 5К32.

То же самое можно сказать о зубодолбежных станках 512, 5А12, 514, 516 и т. д.

Поэтому наладку зуборезных станков для нарезания зубчатых колес рассмотрим на примере только одного станка из каждого типа станков.

Зубофрезерные станки разделяются на вертикальные и горизонтальные. На вертикальных станках ось оправки, на которую устанавливается заготовка нарезаемого колеса, расположена вертикально, а в горизонталь/ J ных - горизонтально. Наибольшее распространение в промышленности имеют вертикальные зуборезные станки, которые бывают двух исполнений: а) с подвижным столом и неподвижной стойкой и б) с подвижной стойкой и неподвижным столом.

При нарезании зубчатых колес на зубофрезерных станках червячной фрезе и заготовке сообщается такое вращательное движение, которое выполнялось бы червячной передачей, состоящей из червяка и червячного колеса. На 78 приведена принципиальная схема зубофрезерного станка. Заготовка 2 жестко связана с делительным червячным колесом 1, получающим вращение от делительного червяка 5, который сменными колесами кинематически связан с червячной фрезой 3. Соотношение чисел оборотов червячной фрезы и нарезаемого колеса определяется передаточным отношением набора сменных колес 4.

Кроме рассмотренного движения обката, фреза получает движение подачи вдоль оси заготовки вниз при нарезании прямозубых колес. При нарезании червячных колес движение подачи осуществляется радиальным перемещением суппортной стойки с фрезой к заготовке (радиальная подача) или же перемещением фрезы по касательной к заготовке (тангенциальная подача). На 79 приведены схемы рабочих движений фрезы и заготовки. При нарезании цилиндрических колес (79, а) фреза имеет главное вращательное движение 1 и движение подачи 3, а заготовка - вращательное движение 2. При нарезании червячных колес с радиальной подачей (79, б) фреза имеет главное

вращательное движение 1 и движение подачи 4. При нарезании червячных колес с тангенциальной подачей (79, в) фреза устанавливается сразу на полную глубину фрезерования и получает движение подачи 5 вдоль собственной оси.

При нарезании колес с винтовым зубом заготовка получает дополнительное движение в ту или другую сторону в зависимости от угла наклона зубьев.

Согласованность всех рассмотренных движений станка осуществляется настройкой следующих его кинематических цепей:

а) скоростной цепи, устанавливающей числа оборотов фрезы согласно выбранной скорости резания;

б) цепи деления, обеспечивающей вращение фрезы и заготовки;

в) цепи подач, определяющей величину подачи фрезы;

г) цепи дифференциала, обеспечивающей дополнительное вращение заготовки относительно вращения фрезы при нарезании косозубых цилиндрических колес.

Большим преимуществом зубофрезерных станков является их широкая универсальность. Зубофрезерные станки могут нарезать цилиндрические прямозубые и косозубые колеса, червячные колеса и обрабатывать другие детали.

Несмотря на большое разнообразие типоразмеров зубофре- зерных станков как отечественного, так и зарубежного производства, все они работают по одной схеме, имеют сходную кинематику и методику наладки.

Рассмотрим устройство, принцип "работы, кинематическую схему и [порядок наладки широко распространенного зубофрезер- «ого станка 5Д32 для нарезания зубчатых колес средних размеров.

Станки зуборезные используются для нарезки колес для зубчатых передач цилиндрической формы. Они весьма распространены в отрасли машиностроения. Ведь станки отличаются производительностью, а также универсальностью. Кроме того они надежны и весьма точны.

Область применения зуборезных станков

Зуборезные станки позволяют без труда нарезать шевронные или червячные, прямозубые или косозубые колеса. А если в наличии есть дополнительные устройства, то можно с легкостью работать дисковыми или пальцевыми фрезами, летучими резцами, а кроме того можно нарезать любые колеса с внутренним зацеплением. Не исключен и переход от процесса обработки к предварительной прорезке заготовки с помощью дисковой фрезы, которая является высокопроизводительной.

Повышенная точность зуборезного станка получается из-за того, что в случае зубодолбления шестерней режущего типа происходит профилирование зубьевой впадины. Именно по этой причине погрешности внутри делительной цепи, а также погрешности вызванные окружным шагом зубьев долбяка, находящихся в зубодолбежном станке, и ошибки вращательной цепи - все это увеличивает погрешности обработки колеса.

Если проводится работа при помощи червячной фрезы по поверхности зубьев сбоку изделия - будут происходить цикличные повторения. Поэтому для любого элемента зубьев колеса характерно полное соответствие элементам всех других зубьев. А погрешность скапливается в зависимости от точности станка. Ошибки при работе с червячной фрезой негативно отражаются на качестве профиля колеса или основного шага. С помощью червячной фрезы возможна весьма точная нарезка зубчатого колеса.

Нынешние зуборезные станки позволяют располагать заготовку вертикально, что дает возможность точно нарезать зубья на колесах диаметром вплоть до 12 мм, а обработка с использованием червячной фрезы возможна вплоть до 30 модуля. В случае с установленной фрезы дискового типа - до 40 модуля, а с помощью пальцевой - даже 75 модуля. При наличии есть реверсового механизма, который встроен в станок в индивидуальном порядке, появляется возможность нарезать зубчатые колеса при помощи фрезы пальцевого типа даже с закрытым углом шеврона. Также эти станки можно оборудовать специальными насадками, которые могут обрабатывать венцы с зацеплением внутреннего типа до пятидесятого модуля, что достигается использованием пальцевых фрез.

Модификации зуборезных станков

Если есть необходимость произвести обработку шестерных валов, используют станки, в которых ось заготовки установлена горизонтально. Таким образом, обрабатываются прямые или косые, а также шевронные зубья.

Станки, которые работают долбяком-шестерней, не так популярны. Они не так универсальны, имеют небольшую производительную мощь и точность. Обычно такие зуборезные станки используют для нарезки шевронных передач с отсутствующей канавкой, в случае если пальцевая фреза не дает нужной точности.Шевронные зубья образуются при наличии 2-х копиров, а также 2-х долбяков косозубых, которые работают попеременно. На долбежной головке в таком случае закрепляется спец-приспособление для нарезки внутреннего зацепления в венцах.

А станки, которые работают долбаком-гребенкой, весьма точно делают нарезку колес и обеспечивают чистоту поверхности, прошедшей обработку. Но при нарезании ограниченная длина часто приводит к тому, что необходимо производить пересопряжение заготовки и инструмента. Бывает и такое, что весь процесс прерывается, а колесо снова возвращаются в начальное положение, а иногда это происходит с гребенкой. Все это будет длиться до тех пор, пока не нарежутся все необходимые зубья. Тем самым появляются некоторые погрешности.

Если подытожить все вышесказанное, то можно сделать вывод, что с червячной фрезой более точные, чем на гребенчатых или зубчатых.

Цена на зуборезные станки может быть совершенно разной. Все зависит от конкретной модели и функций. Но в среднем сумма на него варьирует в пределах 100000 рублей.