Содержание
1.Принципобразования зубьев червячной фрезой
2.Методыи способы нарезания зубьев
3.Инструментдля нарезания цилиндрических зубчатых колёс
4.Зажимныеприспособления
5.Зубофрезерныестанки и их основные технические характеристики
6.Списоклитературы
1. Принцип образования зубьев червячнойфрезой
В производстве зубчатых колеснарезание зубьев на зубофрезерных станках червячными фрезами методом обкатаявляется наиболее распространенным и трудоемким. Этим методом можно нарезатьцилиндрические зубчатые колеса внешнего зацепления с прямыми и косыми зубьямистандартной, конической и бочкообразной формы, блочные колеса, червячные колеса,шлицевые валы, звездочки цепных передач и др.
Одной червячной фрезой одинаковогонормального модуля и угла профиля можно нарезать большое количество прямозубыхи косозубых колес с различным числом и углом наклона зубьев, но с одинаковыммодулем и углом профиля. Двухвенцовые зубчатые колеса с различным числом зубьеву венцовнарезают за один установ заготовки.
При зубофрезеровании методом обкатаинструмент и заготовка, находясь в зацеплении, вращаются вокруг своих осей, какчервяк и червячное колесо (червяк представляет собой червячную фрезу).Продольные стружечные канавки фрезы образуют отдельные зубья с прямолинейнымпрофилем, которые в результате затылования получают задние углы, необходимые дляобработки резанием. По методу обката профиль зубьев цилиндрического колесаобразуется прямолинейными режущими кромками червячной фрезы. Процесс резаниязаготовки червячной фрезой можно рассматривать подобно зацеплению зубчатойрейки 2 (червячная фреза) и зубчатого колеса 1 (заготовки) на рис. 1, а.
На рис. 1, б показано, какследующие один за другим зубья 3 червячной фрезы входят в контакт с зубом 4обрабатываемого колеса и формируют эвольвентный профиль. Эвольвентная формазуба колеса, образованная прямолинейными режущими кромками одной червячнойфрезой, обладает такими свойствами, которые позволяют зубчатым колесам с любымчислом зубьев правильно зацепляться между собой и с зубчатой рейкой.
Другим важным преимуществомэвольвентного зацепления является то, что зубчатые колеса с эвольвентнымпрофилем менее чувствительны к неточностям монтажа. Прямолинейный профильзубьев червячной фрезы прост в изготовлении и контроле.
На рис. 1, в показанакинематическая схема зубофрезерного станка. Червячная фреза 2 и обрабатываемоеколесо 1 получают от главного электродвигателя 6 через шкивы и систему зубчатыхколес вращательные движения, которые относятся друг к другу, как число зубьев колесак числу заходов червячной фрезы, т.е. червячная фреза и обрабатываемое колесокинематически точно связаны между собой.
/>
Рис. 1.Зубофрезерованиецилиндрических колёс:
а -зацепление червячной фрезы сколесом; б—образование эвольвентного профиля;
в—принципиальная схема зубофрезерногостанка.
Главным механизмом в кинематическойцепи для передачи вращательного движения обрабатываемому колесу являетсяделительная червячная передача 8/9. Эту передачу изготовляют с высокойточностью и собирают с минимальным боковым зазором.
Аналогичную роль в передачевращательного движения червячной фрезе выполняет косозубая цилиндрическая пара5/4. Червячная фреза кроме вращения имеет возможность перемещаться вдоль своейоси относительно косозубого колеса 5 и осуществлять движение подачи параллельнооси обрабатываемого колеса 1 по шлицевому валу 3. Зубчатые колеса для измененияскорости резания, подачи, деления находятся в узле 7.
2. Методы и способы нарезания зубьев
Нарезание цилиндрических зубчатыхколес. Цилиндрические прямозубые и косозубые колеса нарезают двумя основнымиметодами: копирования и обката.
/>
Метод копирования, при котором профиль режущей частиинструмента соответствует профилю впадины зуба нарезаемого колеса (рис. 2, в), имеет в основном малую производительностьи невысокую точность, поэтому его применяют ограниченно, обычно в единичномпроизводстве для обработки неответственных зубчатых передач (например, дисковымимодульными фрезами на универсально-фрезерных станках с использованиемделительной головки). Метод копирования пальцевыми модульными фрезами применяютдля обработки крупномодульных цилиндрических и шевронных колес, а также когдаизготовление червячными фрезами неэкономично.
Метод обката, обладающий более высокой производительностьюи точностью, широко применяется в различных отраслях промышленности. В настоящее время наибольшее распространение получили следующиеспособы зубофрезерование методом обката.
Зубофрезерование с осевой подачей осуществляетсяпри подаче червячной фрезы параллельно оси обрабатываемого колеса (рис. 2, а). Этот универсальный способ имеетнаибольшее применение в промышленности для нарезания цилиндрических колес ишлицевых валов на обычных зубофрезерных станках. К недостаткам этого способаотносится большая длина врезания l, котораявозрастает с увеличением диаметра червячной фрезы и угла наклона линии зуба.
3убофрезерование с радиальной осевойподачей заключается в том, что подача червячной фрезы в начале резания и дополучения полной высоты зуба осуществляется радиально к оси обрабатываемогоколеса, затем она прекращается и включается осевая подача (рис. 2, б). Этот способ осуществляется наспециальных зубофрезерных станках обычными червячными фрезами.Производительность при радиально-осевой подаче выше, чем при осевой, за счетсокращения времени на врезание. Из-за повышенного износа зубьев червячной фрезырадиальная подача выбирается в пределах 0,7-0,9 мм/об. Этот способрекомендуется применять там, где это необходимо по условиям обработки, напримерпри зубофрезеровании зубчатых колес с большим наклоном линии зуба и закрытыхзубчатых венцов, при зубофрезеровании двумя рабочими ходами и работе червячнымифрезами большого диаметра. В обычных условияхспособ с осевой подачей является более экономичным.
Зубофрезерование с диагональнойподачей осуществляется на специальных зубофрезерных станках, где осевая подачасочетается с тангенциальной. Фреза перемещается по диагонали параллелограмма, составленногоиз двух подач — осевой и тангенциальной (рис. 2, г).
Зубофрезерование с диагональнойподачей по сравнению с осевой улучшает сопрягаемость профилей зубьев прямозубыхколес при обкате благодаря скрещиванию огибающих резов. Это особенно важно длязубчатых колес, которые в дальнейшем не подвергаются окончательной обработке(например, зубчатые колеса насосов). Уменьшается также шероховатостьповерхности на профилях зубьев. Существенно повышается период стойкости червячныхфрез из-за более равномерного износа зубьев по всей рабочей длине фрезы.
Этот способ целесообразно применятьдля обработки колес с широкими зубчатыми венцами, пакета колес или колес сповышенной твердостью, когда необходимо иметь большой период стойкостиинструмента в процессе обработки. При диагональном зубофрезерованииэкономически оправдано применять длинные и точные червячные фрезы.
Зубофрезерование с переменной осевойподачей основано на увеличении подачи при входе и выходе червячной фрезы иззаготовки. Фрезерование зубчатого колеса начинается на максимальной подаче,затем она постепенно уменьшается до постоянной величины. На постоянной подачестанок продолжает работать до начала выхода фрезы из заготовки. В этот моментподача снова автоматически повышается до установленного максимального значения.
Увеличение подачи вызывает увеличениешероховатости поверхности на зубьях, поэтому этот способ применяют для зубчатыхколес до т=5 мм под последующие чистовые операции — шевингование илишлифование, а также в случае нарезания зубчатых колес с большим углом наклоналинии зуба, где путь врезания достаточно велик. Зубофрезерование с переменнойосевой подачей позволяет повысить производительность на 20-35 %.
Сущность метода зубофрезерования задва рабочих хода состоит в том, что первый и второй рабочие ходы осуществляютсяпоследовательно, за один установ заготовки (рис. 2, д), причем второй рабочий ходпроизводится при минимальном припуске — глубина резания составляет 0,5-1,0 мм. Первый рабочий ход, как правило, производят на попутной подаче, второй — на встречной. Из-замалого припуска при втором рабочем ходе скорость резания и осевая подача выше,чем при первом.
При зубофрезеровании за два рабочиххода, которое применяют для колес с модулем свыше 4 мм помимо повышения производительности достигается высокая стабильная точность параметров зубьев,особенно по направлению зуба, создаются благоприятные условия для автоматизациипроцесса зубофрезерования, увеличивается период стойкости инструмента ипроизводительность на последующей операции зубошевингования.
При встречном зубофрезеровании срезаемаястружка имеет форму запятой, в начале ее толщина минимальная, а в конце — максимальная. При этом режущие кромки, особеннокогда они затуплены. В начале врезания не режут, а скользят по поверхности,уплотняют ее, сами подвергаются повышенному износу. Условия резания значительнозатруднены.
При попутном зубофрезеровании наоборот,толщина стружки в начале резания максимальная, а в конце — минимальная. В этомслучае незначительное скольжение в начале резания создает более благоприятныеусловия резания. Станок менее нагружен и работает более спокойно. Периодстойкости инструмента повышается на 10-30 %, достигается хорошая (матовая)поверхность, уменьшаются выхваты на профилях зубьев, возможные при встречномзубофрезеровании, образуется меньше заусенцев на торцах. Особенно эффективнопопутное фрезерование при обработке вязких материалов. При обработке чугуна ононе имеет преимуществ. При попутной подаче винт с гайкой для перемещениясуппорта с фрезой практически не должен иметь зазора.
Совмещенное зубофрезерование и зубодолбление- новое направление в расширении технологических возможностей зубофрезерныхстанков. Созданы станки, на которых можно выполнять одновременнозубофрезерование и зубодолбление двух или трех зубчатых венцов, а также толькозубофрезерование или зубодолбление наружных или внутренних венцов. Станкиизготовлены на базе зубофрезерного станка, зубодолбежная головка установленавместо задней колонны.
Основные преимущества совмещенногозубофрезерования и зубодолбления: более короткое время изготовления однойдетали благодаря одновременной обработке двух-трех зубчатых венцов; дляобработки двухвенцового колеса необходим один станок, одно зажимноеприспособление, при этом сокращается стоимость оборудования, производственнаяплощадь и т. д.; повышается точность обработки в отношении концентричностиобоих зубчатых венцов, так как они нарезаются за одну установку.
3. Инструмент для нарезания цилиндрических зубчатых колес
Червячная фреза представляет собойодно- или многозаходный червяк, который имеет определенный исходный контурзубчатой рейки, а расположенные вдоль оси продольные стружечные канавкиобразуют зубья с режущими кромками, необходимые для обработки резанием.
Конструктивные элементы червячнойфрезы приведены на рис. 3. Модуль и угол профиля фрезы должны
/>
Рис. 3. Червячная фреза цельная:
а — общий вид фрезы; б, в, г — профиль зуба фрезы в нормальном сечении; De— наружный диаметр; Dt — делительный диаметр; t — осевой шаг; tn— нормальный шаг; tокр — окружной шаг фрезы; Sх — толщина зуба; h — высота зуба; h' — высота головки; Dr — диаметр контрольного буртик
быть равны модулю и углу профилянарезаемого колеса. Зубья 1 червячной фрезы затылованы по архимедовой спирали,благодаря чему при переточке фрезы по передней поверхности 2 задние углы привершине зуба ав= 10--12о и на боковой режущейкромке аб= 2--4о, а также толщиназуба практически не изменяются. Для чистовых червячных фрез передний угол γ=0,для черновых фрез γ=5-100. Стандартныйпрофиль зубьев фрезы в осевом сечении имеет прямые стороны (рис. 3, б). Червячные фрезы под шлифование и шевингование имеютмодифицированный профиль (рис. 3, в). Утолщение, так Называемый «усик» 4 наголовке зуба фрезы, служит для поднутрения ножки зуба колеса, фланк 3 срезаетфаску на вершине зуба колеса. Для повышения прочности зубьев колеса головка зубафрезы скругляется и высота ее увеличивается (рис. 3,г), при этом необходимо соответственноувеличить полную высоту зуба колеса.
В зависимости от вида производства и требуемой точностинаиболее широкое применение имеют четыре основные группы червячных фрез:цельные фрезы со шлифованным профилем, сборные фрезы с поворотными вставнымирейками, цельные затылованные фрезы с нешлифованным профилем повышеннойточности и твердосплавные червячные фрезы.
Цельные фрезы со шлифованным профилем применяют для обработки высокоточныхцилиндрических колес с прямыми и косыми зубьями, червячных колес, шлицев изубчатых колес в единичном и серийном производстве. Чистовые червячные фрезыизготавляют по ГОСТ 9324-80Е. Точность изготовления червячных фрез различная.Фрезы самой высокой точности класса АА предназначеныдля обработки зубчатых колес 7-й степени точности (ГОСТ 1643-81 ) с модулем1-10 мм. Цельные чистовые червячные фрезы общего назначения классов точности А, В и С используют для обработки колес с модулем 1-14 мм.Черновые червячные фрезы изготовляют с пониженной точностью, в большинствеслучаев с нешлифованным профилем зубьев. Цельные фрезы с модулем примерно до 10 мм имеют небольшие длину и наружный диаметр. У фрез этой группы длина фрезы практически равна наружномудиаметру. Цельные фрезы, как правило, изготовляют однозаходными.
/>/>
Рис. 4. Червячная фреза с поворотнымивставными рейками
Червячные фрезы с поворотнымивставными рейками применяют главным образом в условиях массового производства.Эти фрезы имеют большую длину реек (до 200 мм), количество заходов 2-3,повышенную твердость реек (HRC 66-68), ширина зуба рейки увеличена до 20--25мм, количество реек колеблется в пределах 10-17. Наблюдается тенденция кувеличению наружного и внутреннего диаметров.
Основная причина, вызвавшая созданиедлинных фрез, связана с увеличением времени работы фрезы на станке. Врезультате повышения мощности, жесткости и автоматизации современныхзубофрезерных станков, а также увеличения режимов резания машинное времязубофрезерования значительно сократилось и фрезу приходится часто менять настанке. Кроме того, длинные фрезы более экономичны, чем короткие.
На рис. 4 показана сборная червячнаяфреза с поворотными вставными рейками, имеющая наибольшее применение впромышленности. Фрезы этой конструкции имеют большой период стойкости,обеспечивают высокую точность и производительность.
Окончательное шлифование профиля реекпроизводят на резьбошлифовальном станке с большими боковыми и задними углами.Шлифование осуществляется большим кругом с обеспечением высокойпроизводительности и качества. Подогревая рабочий корпус 1 червячной фрезы,запрессовывают рейки 2 в прямоугольные пазы. Плотная посадка реек гарантируетвысокую жесткость против осевого перемещения. Дополнительно рейки удерживаютсябоковыми крышками 3, которые запрессовываются в нагретом состоянии с натягом 0,1 мм и закрепляются винтами 4.
Цельные червячные фрезы снешлифованным профилем повышенной точности отличаются от шлифованных тем, чтопосле закалки профиль зубьев не подвергается механической обработке. Ихточность по сравнению с фрезами со шлифованным профилем ниже и соответствуетклассу В. Фрезы с нешлифованным профилем по сравнению с цельными фрезами сошлифованным профилем имеют большее число переточек, большие задние и боковыеуглы, которые обеспечивают повышенный период стойкости, и более низкую стоимость.
За последние годы наметилось новоенаправление при изготовлении фрез с нешлифованным профилем. С целью повышенияих точности до класса А профиль зубьев фрезы после термообработки подвергаютэлектроискровой обработке.
Цельные фрезы, изготовленные методом электроискровойобработки, широко применяют в автомобильной промышленности под последующеешевингование. Фрезы с модулем от 1,75 до 3,5 имеют большую длину150 мм, малыйнаружный диаметр в пределах 65-77 мм. Шпоночный паз для передачи вращенияделают в отверстии или на торце, в последнем случае внутреннее отверстиеуменьшают — жесткость фрезы увеличивается. Для повышения периода стойкости назубья фрезы наносят покрытие из нитрида титана.
Твердосплавные червячные фрезы изготовляютцельными и сборными с монолитными твердосплавными рейками. У фрез с модулем свыше 10 мм твердосплавные пластины припаиваютк зубу корпуса фрезы.
Из-за частых выкрашиваний режущихкромок, высокой стоимости и практически отсутствия специальных зубофрезерныхстанков с высокой жесткостью и мощным приводом область применениятвердосплавных фрез ограничена. Твердосплавные фрезы в основном применяют дляобработки зубчатых колес из неметаллических материалов (пластмасс) и цветных металловв часовой и приборостроительной промышленности.
При обработке серого чугунавыкрошивания режущих кромок не наблюдается, поэтому ряд ведущих автомобильныхзаводов применяют эти фрезы в серийном производстве. Твердосплавные фрезыприменяют и для обработки стальных зубчатых колес малого модуля 1-2,5 мм. Этиколеса нарезают на специальных зубофрезерных станках при скорости резания200-300 м/мин.
Большой отрицательный передний уголна зубьях фрезы обеспечивает равномерное резание при большой подаче сминимальным усилием резания и отсутствием ударов и вибраций. Эти фрезы снимаютнебольшой припуск с боковой стороны зуба (0,1-0,4), не касаясь дна впадины,что способствует получению высокого качества шероховатости боковых поверхностейзубьев колеса (Ra = 1—2 мкм). Большой период стойкости фрезы позволяет окончательнообрабатывать зубчатые колеса большого диаметра без промежуточной ее заточки собеспечением высокого качества.
Многозаходные червячные фрезыприменяют для повышения производительности станка при зубофрезеровании. Чтобырационально использовать преимущества многозаходных фрез, необходимо соблюдениеопределенных условий.
Однозаходная червячная фрезаимеет только одну винтовую линию (виток), навитую нанаружную цилиндрическую поверхность. За один оборот такой фрезы обрабатываемоезубчатое колесо повернется на один зуб. Двухзаходная червячная фреза имеет двевинтовые линии, навитые на наружную цилиндрическую поверхность. За один оборотфрезы колесо повернется на два зуба и т. д.
Таким образом, при зубофрезерованиимногозаходными фрезами заготовка вращается быстрее по отношению к фрезе впрямой зависимости от числа заходов. Это является главным преимуществоммногозаходного зубофрезерования. Время фрезерования двухзаходной фрезой вдвоеменьше, чем однозаходной. Однако при работе двухзаходной фрезой сечениесрезаемой стружки больше, чем однозаходной. Например, 12-зубая однозаходнаяфреза при работе по методу обката формирует профиль зуба колеса 12 резами, двухзаходная- 6, а трехзаходная — только 4 резами. Следовательно, сечение стружки умногозаходных фрез увеличивается, профиль зубьев колеса становится менееточным. Вот почему приходится несколько уменьшать величину подачи при работемногозаходными фрезами. При переходе с однозаходных фрез на двухзаходныепроизводительность увеличивается на 40-50 %, а трехзаходных — на 60-70 %. Крометого, при применении многозаходных фрез число зубьев колеса не должно бытькратным числу заходов фрезы. Ошибки в заходности фрезы вызывают погрешность вшаге определенных зубьев колеса во время зубофрезерования, устранить которые напоследующих операциях затруднительно. У однозаходной фрезы все зубья колесаобразуются одним заходом, следовательно, ошибки фрезы влияют на все зубьяодинаково.
Когда отношение числа зубьев колеса кчислу заходов фрезы выражено целым числом, например при нарезании зубчатогоколеса с числом зубьев 22 двухзаходной фрезой, то каждый из заходов фрезынарезают только определенные впадины зубьев, четные или нечетные при каждомобороте заготовки. Поэтому ошибки шага и профиля между заходами фрезы будут переданыопределенным зубьям вовремя зубофрезерования.
Следующим важным условием являетсяотношение между числом заходов фрезы и числом стружечных канавок, которое недолжно быть кратным. Для уменьшения погрешности профиля зубьев колеса прифрезеровании многозаходными фрезами необходимо, чтобы эти фрезы имели большестружечных канавок. Чтобы при этом не уменьшилась эффективная ширина зубафрезы, следует увеличить наружный диаметр.
В связи с созданием новых, болеежестких зубофрезерных станков применение многозаходных фрез с каждым годомвозрастает. В большинстве случаев многозаходные фрезы применяют припредварительном зубофрезеровании под последующее шевингование или шлифование.При чистовом нарезании многозаходные фрезы используют там, где точностьявляется второстепенным условием, например для обработки звездочек, зубчатыхвенцов маховика и т. д.
При выборе параметров червячной фрезынеобходимо учитывать ряд факторов.
Преимущества большого диаметра фрезы:возможно большее число зубьев и меньшая нагрузка на зубья фрезы, что позволяетповысить производительность станка, более высокая точность огибающих резов.
Преимущества малого диаметра фрезы:небольшие длина врезания и путь перебега фрезы, а также более высокая частотавращения фрезы повышают производительность и уменьшают нагрузку на станок.
При обработке зубчатых колес вмассовом и крупносерийном производстве экономично применять длинные червячныефрезы, они имеют большой срок службы. В мелкосерийном производстве из-за болеенизкой стоимости применяют короткие фрезы.
При нарезании зубчатых колес с угломнаклона зубьев свыше 20° целесообразно применять фрезы с заборным конусом.Такие фрезы уменьшают путь врезания, работают без передвижки в одном положении.Угол заборного конуса выбирают так, чтобы все его зубья участвовали в резании.На какой стороне фрезы должна быть выполнена заборная часть, зависит отнаправления подъема винтовой линии фрезы, направления линии зуба колеса,способа фрезерования (с попутной или встречной подачей). Косозубые колеса справым направлением линии зуба предпочтительнее нарезать правозаходнымичервячными фрезами, а с левым направлением — левозаходными фрезами.
Особенно большое значение дляповышения эффективного использования червячной фрезы имеет устройство дляавтоматического перемещения ее вдоль оси. В процессе резания зубья фрезыснимают различную по величине стружку в зависимости от ее положенияотносительно оси обрабатываемого колеса. Одни зубья снимают большой слойметалла, другие небольшой, а многие вообще не участвуют в резании. Зубьянагружены по-разному, поэтому износ их также различен. Более нагруженныережущие кромки зубьев имеют большой износ. В процессе заточки в один размерсошлифовываются как изношенные зубья, так и те, которые не участвовали в резании. Чтобы устранить этот недостаток (полностьюиспользовать все зубья фрезы), разработано устройство для автоматическогоперемещения фрезы. Фреза периодически перемещается вдоль оси на определеннуювеличину после обработки одного колеса, пакета или партии зубчатых колес.
На рис. 5 представлен график износазубьев червячной фрезы по задней поверхности при ручном 1 и автоматическом 2 ееперемещении. При ручном перемещении фрезы по сравнению с автоматическимнаблюдается большая неравномерность в затуплении зубьев и более низкаястойкость. Внедрение механизма автоматического перемещения червячных фрезпозволяет повысить период стойкости на 20~40 % за счет более полного иравномерного затупления зубьев. Кроме того, повышается производительность,облегчаются условия труда наладчика и повышается качество обработки.
/>
Зубья фрезы, находящиеся на входнойстороне, изнашиваются больше, чем остальные, поэтому периодическое перемещениедолжно быть направлено против вращения обрабатываемого колеса. В этом случаенеиспользованные зубья фрезы на выходной стороне будут окончательно нарезатьзубья колеса. На станках с автоматическим перемещением инструмента особенноэффективно работать длинными червячными фрезами.
При автоматическом перемещении фрезыважное значение имеют величина периодического перемещения и положение фрезыотносительно оси нарезаемого колеса в начальном и конечном положении. Этивеличины определяются опытным путем в каждом конкретном случае. Если припринятой величине передвижки износ фрезы мал, величину передвижки необходимоуменьшить и, наоборот, величину передвижки увеличить, если износ велик. Оптимальная величина передвижки обычно находится в пределах0,8-2,0 мм.
4.Зажимные приспособления
Основное назначение зажимныхприспособлений удерживать зубчатое колесо точно и устойчиво во времязубообработки и контроля. Поэтому зажимные приспособления должны иметьдостаточную жесткость, высокую точность размеров установочных поверхностей(отверстий, шеек и опорных торцов), не иметь чрезмерного вылета (консоли),свободно сидящих втулок и множества посадок. Если позволяет форма и размерзаготовки, при зубонарезании нужно использовать те базовые поверхности, которыеобеспечивают надежный зажим заготовки в процессе резания. При установке назубофрезерном станке (рис. 6) биение установочных поверхностей приспособленияшейки В и торца Т не должно превышать 0,01-0,015 мм, а для прецизионных зубчатых колес — 0,005 мм.
/>
Рис. 6 Приспособление для закрепления двух цилиндрическихколёс на зубофрезерном станке
На рис. 6 показано зажимноеприспособление, устанавливаемое на стол зубофрезерного станка, для нарезанияодновременно двух цилиндрических зубчатых колес-дисков. Зубчатые колеса 3базируют по отверстию и торцам зубчатого венца, а центрируют по втулке 4 сопорой на кольцо 5. Заготовки в приспособлении зажимают с помощью гидроцилиндрачерез соединительную муфту 7, тягу 2 и прижимную крышку 1. Крышка имеетшпоночные пазы; при зажиме ее надевают через шлицы тяги 2 и поворачивают нанебольшой угол. При опускании тяги торцы шлицев, опираясь на крышку, зажимаютзаготовки. Втулка 4 закреплена на массивной чугунной тумбе б. Это зажимное приспособление универсального типа можноиспользовать для широкого диапазона зубчатых колес, заменяя втулку 4, кольцо 5и прижимную крышку 1. Оно обеспечивает точное и жесткое крепление заготовок.
Зубчатые колеса-валы небольшихразмеров обрабатывают от центровых фасок, вращение заготовке передается отшпинделя станка через хомутик или специальные острые стержни, которыевнедряются в торец заготовки и передают вращение.
/>
Приспособление такого типа,показанное на рис. 7, применяют на горизонтальном зубофрезерном автомате.Заготовку 5 устанавливают в центрах 3, 6 на фаски центровых отверстий.Правый центр б перемещает заготовку 5 влево, ее торец внедряется вострые стержни 4, посредством которых осуществляется вращение заготовки впроцессе резания червячной фрезой 7. Левый центр 3 подпружинен пружиной 2.Поверхность 1 служит для выверки правильности установки приспособления вшпиндель станка. Колеса-валы с модулем свыше 5 мм базируют и зажимают за шейкув цанговом или кулачковом патроне.
5. Зубофрезерные станки и их основные техническиехарактеристики
Согласно принятой в отечественномстанкостроении классификации металлорежущих станков каждая модель станкаобозначается шифром, состоящим из нескольких цифр в сочетании с буквами. Перваяцифра шифра обозначает группу, к которой относится станок. Так,зубообрабатывающие станки Относятся к 5-й группе, поэтому первой цифрой в шифрезубообрабатывающих станков является цифра 5. Вторая цифра в шифре станкахарактеризует его тип.
Группа зубообрабатывающих станковподразделяется на девять типов: 1 — зубодолбежные и зубострогальные станки дляобработки цилиндрических колес; 2 — зубострогальные и зуборезные станки для коническихколес; 3 — зубофрезерные станки для цилиндрических и червячных колес; 4 — зубофрезерные станки для червячных колес; 5 — станки для обработки торцов зубьев(зубозакругляющие, зубофасочные); 6 — резьбообрабатывающие станки (дляобработки червяков); 7-зубоотделочные (шевинговальные, зубопритирочные),контрольно-обкатные и обкатные станки;
8 — зубошлифовальные станки; 9 — зубохонинговальные и другие зубообрабатывающие станки.
Буква, стоящая после первой цифрышифра, указывает на то, что данная модель станка модернизирована. Последняябуква шифра обозначает, что данная модель является модернизацией базовой моделии имеет специальные изменения для выполнения определенных работ.
В зависимости от уровня точности нарезаемых зубчатых колесстанки разделены на следующие классы точности: Н — нормальной точности; П — повышенной точности; В — высокой точности; А — особо высокой точности; С — особо точный.
Цилиндрические зубчатые колеса можно изготовлять6-8-й степени точности — на станках нормальной точности, 3-4-й степени — настанках повышенной точности, червячные колеса — на станках свыше З-й степениточности.
Зубофрезерные станки выпускают двухтипов: универсальные и продукционные.
Универсальные станки имеют широкиетехнологические возможности, при небольшой специализации на них можноизготовлять зубчатые колеса с конусными и бочкообразными зубьями и червячныеколеса. Эти станки в основном используют в мелкосерийном и серийномпроизводстве. Для сокращения времени на наладку современные зубофрезерныестанки изготавляют с ЧПУ (числовым программным управлением).
Продукционные станки используют дляработы в крупносерийном и массовом производстве. Современные станки этой группыимеют высокую статическую и динамическую жесткость за счет повышенной массы (1,21,5 Т на модуль), точную и короткую кинематическую цепь, повышенную мощностьглавного электродвигателя (1,8-2,5 кВт на модуль). У этих станков длинные иширокие направляющие, гидростатические подшипники в ответственных узлах,шариковые винты с гайкой для осуществления подач, большая длина осевогоперемещения фрезы (160-180 мм), обильное охлаждение (200400 л/мин), хорошиеусловия отвода теплоты и вытяжные устройства для отвода масляного тумана,образующегося при резании.
Станки позволяют работать наповышенных режимах
резания: и=60-80 м/мин иподаче S0=3-6 мм/об с применением многозаходных фрез.
В зависимости от расположения осиобрабатываемой детали зубофрезерные станки разделяют на станки с вертикальной игоризонтальной компоновкой. В современных станках с вертикальной компоновкойстол с заготовкой неподвижен, по горизонтальным направляющим перемещается леваястойка с червячной фрезой. Станки с неподвижным столом удобны и надежны дляавтоматизации и встраивания в автоматические линии. Обеспечивается высокая жесткостьсистемы: стол, магазин, заготовка и постоянный уровень расположения заготовкипри загрузке и разгрузке.
Горизонтальные станки имеют двемодификации. Для обработки зубчатых колес малого модуля станки имеют замкнутуюрамную конструкцию с широким фрезерным суппортом, хорошую доступность зажимныхэлементов и инструмента. Станки удобны для автоматизации, положение заготовкипри загрузке и разгрузке постоянное. Другая группа станков предназначена длянарезания зубьев и шлицев на длинных и тяжелых валах. Для удобства загрузки иразгрузки заготовки суппорт с режущим инструментом расположен сзади детали.
При выборе нового зубофрезерногостанка для массового производства необходимо создать резерв мощности ижесткости, выбирая станок с наибольшим модулем на 2-4 мм выше, чем модуль обрабатываемого колеса.
Список литературы
1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т./Под ред А.Г.Косиловойи Р.К. Мещерякова, М.: Машиностроение, 1986.
2. Изготовление зубчатых колёс /Под ред.С.Н.Калашникова и А.С.Калашникова ,1986.
3.Производство зубчатых колёс /Под ред.Б.А.Тайца