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.

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.

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.

1.1 Зубодолбежный станок в работе (видео)

1.2 Особенности конструкции

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

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

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

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

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.

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;
• 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.

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.

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.

Сведения о производителе зуборезного полуавтомата 525

Производитель зуборезного станка - полуавтомата 525 Московский завод координатно-расточных станков «МЗКРС» , основанный в 1942 году и ЭНИМС Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков, основанный 19 мая 1933 г.

Станки для нарезания конических колес с круговыми зубьями

Конические шестерни передают крутящий момент в механизмах, где валы соединяются между собой под углом 90 градусов. Это могут быть автомобильные дифференциалы, редукторы, дробилки и приводы.

При обработке конических колес с круговыми зубьями в качестве производящего колеса принимают плоское колесо 1, зубья которого направлены по дуге окружности радиуса r (рис. 136). Заготовка 2 в процессе обработки обкатывается с производящим колесом 1, зубья которого воспроизводятся резцовой головкой 3, вращающейся вокруг точки О1. Профиль резцов соответствует профилю зубьев производящего колеса. Проходя на участке А А 1 они имитируют один зуб производящего колеса.

При обработке колес с круговыми зубьями необходимо осуществить следующие формообразующие движения:

• а) главное движение - вращение резцовой головки вокруг точки 01;
• б) движение обката - согласованное вращение люльки (производящего колеса) и заготовки;
• в) движение деления - поворот заготовки на обработку следующего зуба.

Согласованность вращения люльки 1 (рис. 137) и заготовки 2 достигается сменными колесами 4, рассчитываемыми в зависимости от числа зубьев нарезаемого колеса. Вершины резцов 3 должны передвигаться по образующей внутреннего конуса нарезаемого колеса, для этого колесо необходимо установить под углом φ внутреннего конуса к плоскости, в которой передвигаются вершины резцов.

Заготовка должна устанавливаться относительно центра станка в правильное положение. Центром станка называется точка, в которой пересекаются горизонтальная ось ОО2 люльки, ось ОО1 шпинделя бабки и вертикальная ось О поворотного стола. Через центр стола должна проходить плоскость, в которой передвигаются вершины резцов головки, и с центром стола должна совпадать вершина начального производящего конуса нарезаемого колеса.

Резцовая головка (рис. 138, а) выполняется в виде диска с пазами, в которые вставляются и крепятся резцы перпендикулярно торцовой плоскости диска. Резцы бывают наружные (рис. 138, б) и внутренние (рис. 138, в).

Кроме того, резцы подразделяются на праворежущие и леворежущие, отличающиеся только расположением режущих кромок.

Конические колеса с круговым зубом нарезаются на станках 527, 5П23А, 525, 528С 5А27С1 и др.

525 Станок зуборезный для нарезания спиральных конических колес. Назначение и область применения

Станок производился серийно с 1956 года.

Полуавтомат 525 предназначается для чернового и чистового нарезания всех типов конических колес с круговыми зубьями, гипоидных колес и шестерен полуобкатных передач на скоростных режимах с высокой степенью точности обработки.

Станок изготовляется в двух исполнениях: с механизмом модификации обката и без него. Устройство для модификации обката служит для небольшого изменения формы профиля зубьев, исправления угла зацепления или диагонального контакта.

На станке можно нарезать:

1. Конические колеса со спиральными зубьями;
2. Гипоидные колеса;
3. Конические колеса с непрямым углом между осями;
4. Шестерни для полуобкатных передач.

Наилучшие результаты станок 525 дает в условиях серийного производства от крупных колес диаметром до 500 мм и модулем до 10 мм - до мелких зубчатых колес диаметром до 20-25 мм мм и модулем 2,5 мм.

При этом требуется минимальный комплект резцовых головок, количество которых при при одностороннем однономерном методе нарезания составляет 6 штук.

Список литературы для настройки станка

1. Станок для нарезания спиральнозубых конических колес модели 525. Руководство к станку, ЭНИМС, МЗКРС 1956 год.
2. Инструкция по расчету наладочных установок зуборезных станков модели 525 и 528 для нарезания конических колес со спиральными зубьями, ЭНИМС, МЗКРС.
3. Руковдство по расчету геометрических размеров гипоидных зубчатых колес и наладок для их нарезания на станках моделей 525, 528с, 5а27с1, Саратовский завод тяжелых зуборезных станков, 1967 год.
4. Руковдство по расчету наладок станков 525, 528с и 5а27с4п для нарезания конических колес методом обкатки, Саратовский завод тяжелых зуборезных станков, 1969 год.

Принцип работы станка 525

Станок работает как по методу обкатки, так и по методу врезания.

Черновое нарезание зубьев производят методом врезания, при котором образование зубьев осуществляется путем постепенного приближения заготовки к инструменту. В этом случае величина обкатки берется очень малой, необходимой только для того, чтобы после каждого цикла инструмент попадал в соседнюю впадину. Быстрый подвод стола заменяется медленной рабочей подачей, при которой режущий инструмент (резцовая головка) постепенно врезается в заготовку. По достижении полной глубины -впадины стол быстро отводится и обкатная люлька поворачивается в обратную сторону.

Метод обкатки используется при чистовом нарезании. При этом необходимо наличие двух движений; движения резания и движения обкатки. Обкаточное движение продолжается в течение всего времени, необходимого для обработки одной впадины. После этого заготовка отводится от инструмента, а люлька, несущая резцовую головку с инструментом, быстро поворачивается в обратном направлении до исходного положения. Заготовка при этом продолжает вращаться в ту же сторону, что и во время обработки. Благодаря этому за время холостого хода люльки заготовка успевает повернуться на определенное число зубьев.

Для нарезания на заготовке всех зубьев необходимо, чтобы они при каждом цикле поворачивались на целое число зубьев, не имеющее общих множителей с числом зубьев нарезаемого колеса. При несоблюдении этого условия инструмент после каждого цикла не будет попадать в новую впадину.

По окончании обработки всех впадин станок автоматически останавливается.

Наличие механизма модификации обкатки позволяет производить нарезание шестерен для полуобкатных передач, а также шестерен с большой длиной образующей начального конуса.

Особенности конструкции станка 525

Отличительной особенностью полуавтомата 525 является отсутствие реверсирования заготовки, непрерывный процесс деления заготовки и реверсирование обкатной люльки с помощью составного колеса.

Время холостого хода не зависит от продолжительности цикла обработки.

В станке модели 525 холостой ход может осуществляться с двумя скоростями; (при нарезании шестерни с z≤115 продолжительность холостого хода составляет 5 сек/зуб, при нарезании шестерни с z≥16 - 2,5 сек/зуб.

Перемещение стола с обрабатываемой заготовкой, крепление заготовки на оправке в шпинделе бабки изделия и переключение фрикционной муфты осуществляется гидроприводом.

Основные узлы станка (рис. 140). А-основание станины; Б - приводная коробка; В - стойка станины; Г - обкатная люлька; Д - вертикальный суппорт; Е - бабка изделия; Ж - сменные колеса гитары деления; 3 - поворотная плита; И - стол. Органы управления. 1 - счетчик циклов; 2 - рукоятка переключения привода быстрых перемещений; 3 - рукоятка подвода и отвода стола и зажима заготовки; 4 - кнопочная станция; 5 - главный выключатель станка; 6 - кнопка пуска электродвигателя гидравлики. Движения в станке. Движением резания является вращение резцовой головки. Движение подачи - перемещение бабки с изделием в направлении резцовой головки. Движением обкатки и деления является медленное вращение обрабатываемой заготовки и поворот обкатной люльки со шпинделем резцовой головки. Механический отвод салазок бабки изделия является вспомогательным движением.

Посадочные и присоединительные базы инструмента зуборезного станка 525

Конец шпинделя инструмента зуборезного станка 525

Конец шпинделя изделия зуборезного станка 525

525 Общий вид зуборезного станка

Расположение основных узлов станка 525

Расположение составных частей станка 525. Вид сзади

Спецификация органов управления зуборезным полуавтоматом 525

1. Включение станка в сеть /главный включатель/;
2. Кнопка пуска электродвигателя гидравлики;
3. Маховичок ручного вращения резцовой головки;
4. Рукоятка отвода и подвода стола и зажима заготовки;
5. Кран охлаждения;
6. Винт зажима бабки изделия;
7. Лимб винта вертикального смещения бабки изделия;
8. Винт для точной установки угла внутреннего конуса;
9. Рукоятка включения ручного привода и переключения скоростей ускоренного хода;
10. Щуп для контроля уровня масла в резервуаре гидравлики;
11. Щуп для контроля уровня масла в резервуаре охлаждения;
12. Пакетный выключатель для выключения электронасоса для работы без охлаждения;
13. Кнопочная станция управления работой главного электродвигателя;

• 13а. Кнопочная станция управления работой главного электродвигателя на задней стороне станка;

Регулятор скорости работы транспортера стружки;

Лимб и муфта для поворота шпинделя бабки изделия.

Спецификация составных частей зуборезного полуавтомата 525

1. Станина - 52511001
2. Ограждение - 5251201
3. Транспортер стружки - 5251401
4. Приводная коробка - 52521001
5. Люлька с корпусом - 52531001
6. Червяк люльки - 52532001
7. Бабка изделия - 52541001
8. Стол - 52542001
9. Гидрозажим - 52545001
10. Реверсивный механизм - 52551001
11. Распределительный механизм - 52552001
12. Гидрообрудование - 5256101
13. Счётчик циклов - 5257501
14. Электрооборудование - 5258101
15. Пульт управления - 5258201

Принадлежности

• Принадлежности - 5257101
• Оправка Тип 1 - 5257201
• Оправка Тип 2 - 5257301
• Оправка Тип 3 - 5257401

Кинематическая схема зуборезного станка 525

Привод главного движения - вращение шпинделя резцовой головки - осуществляется с помощью электродвигателя 70 и цепи передач: зубчатые пары 1-2, 3-4, сменные колеса гитары скоростей а4-b4, с4-d4, колеса 7-8, 9-10.

Цепь обката обеспечивает согласованное вращение люльки и заготовки. Движение от вала IX передается через коническую пару 41-42 зубчатому колесу 43, сцепленному с составным зубчатым колесом (см. также справа). Последнее состоит из участков наружного 65 и внутреннего 66 зацеплений, соединенных между собой полушестернями 63 и 64. Во время контакта колеса 43 с участком внутреннего зацепления происходит рабочий ход станка, а при сцеплении с остальной частью колеса - холостой ход, в обратном направлении.

При зацеплении колеса 43 с переходными полушестернями оно перемещается вместе с конической парой 41-42. Диск 44 имеет зубчатый венец, сцепляющийся с колесом 45. Последнее сидит на ведущем валу гитары обката a3/b3 · c3/d3, через которую движение передается конической паре 49-50, и всей цепи колес, от которой получает вращение червяк 62 люльки.

Колесо 45 зацеплено с валом гитары обката через зубчатую муфту колеса 47. Если последнюю передвинуть до сцепления с колесом 48, то движение будет передаваться через перебор 45-46, 48-47, при этом редукция будет 1: 5.

В станке предусмотрена цепь модификации обката. Она служит для сообщения червяку люльки 67 осевого перемещения, вызывающего добавочный небольшой поворот люльки с переменной скоростью, необходимый для нарезания конических колес некоторых разновидностей. Механизм модификации обката получает движение от колеса 57, сидящего на валу червяка люльки и сцепляющегося с колесом 58. Далее движение передается через гитару модификации обката и червячную пару 59-60 втулке, на которой эксцентрично установлен ролик, к которому посредством гидравлики прижимается стакан, связанный с червяком люльки. При работе станка эксцентриковый ролик, совершая планетарное движение, заставляет червяк люльки перемещаться в осевом направлении с переменной скоростью.

Расчет настройки станка 525

Рассмотрим расчет настройки станка 525. Исходными данными для расчета настройки станка являются геометрические параметры конического нарезаемого колеса, а также материал, из которого оно изготовлено.

Настройка цепи главного движения

Эта цепь связывает частоты вращения вала электродвигателя и шпинделя резцовой головки:

Расчетная формула настройки:

где n р.г - частота вращения шпинделя резцовой головки в об/мин;

С τ = 180 - постоянная цепи.

Настройка цепи подачи

Гитара подачи связывает вращение электродвигателя с барабаном 69. За время рабочего хода (t p) барабан 69 поворачивается на 4/9 оборота.

Уравнение кинематического баланса:

Расчетная формула настройки:

где C s - 4,7 - постоянная цепи подачи.

Настройка цепи деления

Шпиндель изделия во время работы станка непрерывно вращается в одном и том же направлении. Это движение берет начало от барабана 69 и передается на червячное колесо 62. За время пока планшайба, по окончании обработки очередной впадины зуба, вернется в исходное положение, заготовка успеет повернуться на zi зубьев. Следовательно к резцовой головке будет подведена не соседняя впадина, a z i . За один оборот барабана заготовка повернется на - оборота и уравнение кинематического баланса примет вид:

Расчетная формула настройки:

где С д = 2 - постоянная цепи деления.

От числа пропускаемых зубьев zi зависит угол качания люльки. Может, однако, оказаться, что угол качания люльки будет недостаточным или, наоборот, слишком большим. В первом случае отвод стола будет происходить раньше, чем окончится снятие стружки и, таким образом, зубья не получат правильной формы. Изменить угол качания люльки можно путем пересчета сменных колес гитар обкатки и деления, взяв другое число zi. Если угол качания люльки недостаточен, то zi надо увеличить, если же он слишком велик, то уменьшить.

Цепь деления при нарезании способом врезания (редукция 1: 5). За один оборот барабана 69 заготовка повернется на один зуб:

Расчетная формула настройки:

где С д = 10 - постоянная цепи.

Настройка гитары обката

Цепь обката связывает вращение люльки и заготовки:

получим формулу настройки:

где z π - число зубьев производящего колеса;

С об = 3,5 - постоянная цепи.

При нарезании зубьев способом врезания гитару обкатки настраивают аналогично, только вместо передачи 33-32 включают пару колес 31-30. При этом расчетная формула будет

где С об = 17,5 - постоянная цепи.

Нарезание конических колес с круговыми зубьями по способу обката характеризуется длительным циклом обработки. Чтобы избежать гранности зубьев и получить высокий класс чистоты поверхности, приходится увеличивать время огибания. Много времени затрачивается на холостые ходы станка, отвод инструмента, делительный процесс и др.

На Горьковском автозаводе в массовом производстве спирально-конические и гипоидные передачи нарезаются высокопроизводительным полуобкатным методом. В полуобкатной паре обкаткой нарезается только шестерня, имеющая небольшое число зубьев, а колесо нарезается торцовой резцовой головкой или круговой протяжкой по методу копирования. Зубья колеса полуобкатной пары имеют поэтому не винтовые, а конические рабочие поверхности, представляющие собой точные копии производящих поверхностей, описываемых режущими кромками резцов торцовой головки или протяжки.

На рис. 140 жирными линиями очерчены профили зубьев полуобкатной пары. Для сравнения тонкими линиями показаны профили зубьев обычной пары, которые нарезаются с обката. Такие зубья нарезаются на обычных зуборезных станках способом обкатки с коническим или плоским производящим колесом. В последнем случае применяется модификация обката. Поскольку методом обката нарезается только шестерня, а колесо нарезается методом копирования, эти передачи получили название «полуобкатных», а способ нарезания - полуобкатного.

Станки для нарезания конических зубчатых колес среднего и крупного модуля

В зависимости от типа зубьев обрабатываемых конических колес различают станки для нарезания колес с круговыми зубьями и станки для нарезания прямозубых колес. Технические данные станков, выпускаемых в России, приведены в табл. 4.1, 4.2. По своему основному назначению эти станки делят на универсальные и специализированные .

Универсальные обеспечивают черновое и чистовое нарезание зубчатых колес методами обкатки и копирования (врезания). Из них можно выделить две основные группы:

1. Станки, предназначенные для нарезания зубчатых колес средних размеров (m ≤ 8 мм, ≤ 500 мм):
   5С26В, 5С270П, 5C276П, 5С267П . На конечных звеньях кинематических цепей обкатки (люльке и шпинделе изделия) этих станков установлены высокоредукционные гипоидные передачи. Базовой моделью является станок 5С26В .
2. Станки, обеспечивающие обработку крупномодульных зубчатых колес (m ≤ 12 мм, d ≤ 800 мм):
   527В, 5С280П, 5С286П, 5С277П . На конечных звеньях кинематических цепей обкатки этих станков установлены червячные передачи и предусмотрено встраивание, при необходимости, механизма модификации обкатки (модификатора). Базовой моделью является станок 527В .

Станки обеих групп имеют идентичную кинематическую структуру и являются полуавтоматическими. Циклограмма работы станков при нарезании зубчатого колеса показана на рис. 2.7.

Последовательность работы механизмов полуавтоматов при обработке одного зуба зубчатого колеса методом обкатки показана на рис. 4.1. Цикл нарезания зуба tц складывается из времени на рабочий ход tр, при котором осуществляется обработка, и времени на вспомогательный ход tв, при котором механизмы возвращаются в исходное положение и происходит делительное движение. На рабочем ходу осуществляется движение обкатки с рабочей скоростью (согласованные вращения люльки и шпинделя изделия), а также возврат механизма деления в исходное положение. При этом стол с нарезаемой заготовкой неподвижен и находится в позиции резания. Во время вспомогательного хода стол отводится в позицию деления, движение обкатки реверсируется, и люлька со шпинделем изделия на ускоренном ходу возвращаются в исходное положение, шпиндель изделия получает от механизма деления делительный поворот, а затем происходят реверсирование движения обкатки на рабочий ход и подвод стола с заготовкой в позицию резания. Далее цикл повторяется. Движение инструмента (движение резания) осуществляется в течение всего цикла обработки.

525 Станок зуборезный полуавтомат. Видеоролик.

Технические характеристики зуборезного станка 525

Наименование параметра	525	528с
Основные параметры станка
Класс точности станка по ГОСТ 8-82 и ГОСТ 659-78	Н	Н
Наибольший окружной модуль нарезаемого колеса, мм	10	16
Наибольшая длина образующей начального конуса при угле спирали 0° / 30°, мм	180 /260	285 / 420
Наименьшая длина образующей, мм	0	0
Наибольший диаметр делительной окружности нарезаемых колес при передаточном отношении нарезаемой пары 10:1 при угле спирали 0° / 30°, мм	500 / 360	575 / 800
Наибольший диаметр делительной окружности нарезаемых колес при передаточном отношении нарезаемой пары 2:1 при угле спирали 0° / 30°, мм	450 / 320	520 / 750
Наибольший диаметр делительной окружности нарезаемых колес при передаточном отношении нарезаемой пары 1:1 при угле спирали 0° / 30°, мм	350 / 250	395 / 600
Угол внутреннего конуса (начального конуса), град	4°..90°	5°30`..84°
Наибольшее передаточное отношение нарезаемой пары при угле между осями 90°	10:1	10:1
Наибольшая длина зуба нарезаемого колеса (Наибольшая ширина зубчатого венца), мм	65	100
Наибольшая высота нарезаемого зуба, мм	20
Наибольшее число нарезаемых зубьев	5..100	4..100
Угол спирали, град	0°..50°
Угол наклона зуба, град	0°..45°
Инструментальная бабка. Размеры инструмента
Диаметры резцовых головок, мм	6", 9", 12"	250, 315, 500
Люлька
Поворот люльки при наладке, град	0..360°	0..360°
Установка угла эксцентрикового барабана, град	0..240	0..180
Соответствующее радиальное смещение шпинделя резцовой головки, мм	0..126	340
Наибольший угол качания люльки от центрального положения вверх и вниз, град	0..60°	0..60°
Точность отсчета по шкале поворота люльки, мин		1
Одно деление шкалы поворота эксцентрикового барабана, мин		20
Расстояние от центра станка до торца шпинделя (опорный торец для установки резцовой головки), мм		67,3
Бабка изделия (Делительная бабка)
Расстояние от торца шпинделя бабки изделия до центра станка, мм	60..360	135..600
Вертикальное смещение шпинделя вниз от центрального расположения при установленном расстоянии от торца шпинделя бабки изделия до центра станка до 115 / свыше 115, мм	10 / 75
Вертикальное смещение шпинделя вниз от центрального расположения при установленном расстоянии от торца шпинделя бабки изделия до центра станка 135..325, мм		20
Вертикальное смещение шпинделя вниз от центрального расположения при установленном расстоянии от торца шпинделя бабки изделия до центра станка 326..600, мм		100
Вертикальное смещение шпинделя вверх от центрального положения, мм	75	110
Размеры конического / сквозного отверстия в шпинделе, мм	100 / 78	153 / 125
Точность отсчета по шкале осевой установки бабки, мм		0,01
Точность отсчета по шкале установки бабки на угол внутреннего конуса, мин		1
Одно деление шкалы отсчета установки бабки на угол внутреннего конуса, мин		10
Установка бабки на угол внутреннего конуса, град		5°30`..84°
Одно деление шкалы гипоидного смещения бабки, мм		1
Стол
Наибольшее смещение от центрального положения,мм	±25	±25
Привод и электрооборудование станка
Количество электродвигателей, установленных на станке
Электродвигатель главного привода, кВт (об/мин)	4,5 (2870)	10 (2920)
Электродвигатель гидропривода, кВт (об/мин)	1,7 (930)	2,2 (1430)
Электродвигатель привода гидронасоса охлаждения, кВт (об/мин)
Суммарная мощность электродвигателей, кВт
Габаритные размеры и масса станка
Габаритные размеры станка (длина х ширина х высота), мм	2200 х 1600 х 1600
Масса станка с электрооборудованием и охлаждением, кг	7000

Использованная литература:

1. Гальперин Е.И. Наладка зуборезных станков. 1960.
2. Ачеркан Н.С. Металлорежущие станки. Том 1. 1965.
3. Кучер А.М. Киватицкий М.М. Покровский А.А. Металлорежущие станки. (Альбом общих видов, кинематических схем и узлов) 1972.
4. Руководящий материал для конструкторов, проектирующих технологическую оснастку. Основные данные и посадочные места металлорежущих станков. НИИМАШ, 1968.
5. Малахов Я.А. Зубообрабатывающие и резьбофрезерные станки и их наладка. 1972.
6. Мильштейн М.З. Нарезание зубчатых колес. Москва, 1972.
7. Лоскутов В.В. Ничков А.Г. Зубообрабатывающие станки. Москва, М. 1978.
8. Птицин Г.А. Кокичев В.Н. Зуборезные станки. 1957.

Санки имеют сходную кинематику и одинаковую методику

Зуборезные работы являются одним из методов металлообработки металлических изделий любой сложности. При необходимости изготовления шестерен, звездочек и иных деталей с зубьями наиболее подходящим методом обработки требующихся заготовок служат зуборезные работы, в результате проведения которых удаляется определенный слой металла с поверхности изделия.

Зуборезные работы включают в себя, как правило, две основные операции:

Нарезание червячных передач, т. е. глобоидных зацеплений, шлицевых соединений, шевронных зацеплений, и конических шестерен
Нарезание зубчатых колес. Зубчатые колеса, в свою очередь, могут быть прямозубыми и косозубыми, а выполняются как с внутренним, так и с наружным зацеплением
Для зуборезных работ наш цех использует модульные фрезы и долбежку. В зависимости от метода зубонарезания применяют модульные дисковые или пальцевые фрезы и зуборезные головки для работы методом копирования, зуборезные гребенки, червячные фрезы, долбяки, зубострогальные резцы и резцовые головки для работы методом обкатки.

Благодаря невысокой себестоимости технологического процесса, цены на наши металлические изделия значительно снижены, что при серийном производстве позволит Вам значительно сэкономить средства. Обратившись к нам, Вы получите консультацию специалистов по любому вопросу. А инженеры конструкторского бюро компании при необходимости сделают для Вас все необходимые чертежи и расчеты.

Максимальные параметры зубчатых колес до 1000 мм.
Зуборезные работы (зубообработка) на станках с ЧПУ: принимаем заказы на зубообработку любой сложности, работаем с серийными и штучными заказами

Зуборезные работы

Зуборезные работы это разновидность механической обработки металлической детали, при котором производится нарезка зубьев на изделии с целью получения зубчатого колеса. Зуборезные работы позволяют производить нарезку зубьев заданного профиля на внутренних и внешних поверхностях дисковых заготовок для

получения в результате колесных деталей требуемой конфигурации.

Выполнение зуборезных работ производится с использованием зубофрезерных, зубодолбежных станков, а так же станков зубострогальных, червячных фрез и гребёнок. Применяются такие методы как копирование, обкатка, методы горячего и холодного накатывания.

Использование современных, высокопроизводительных металлорежущих станков (ЧПУ) обеспечивает эффективное выполнение всего цикла зуборезных операций с соблюдением углов наклона, глубины зацепления, шага и прочих геометрических параметров зубьев.

Технологический процесс отличается малым расходом используемого сырья, что позволяет значительно снизить затраты на крупносерийное производство.

По окончании выполнения всех операций по зубонарезке полученные изделия проходят шлифовальную обработку для улучшения качества поверхностей.

Зубофрезерные станки с ЧПУ для цилиндрических зубчатых колес

Серводвигатель привода фрезы установлен на поворотный суппорт и, как следствие, из кинематической цепи исключены две пары конических шестерен, длинный шлицевой вал со скользящей муфтой и прочие элементы. Остальные координаты в своих кинематических цепях содержат только конечные звенья – либо ШВП, либо червячную пару. Все модификации станков включая и станки без тангенциальной подачи фрезы оснащены пятой управляемой от ЧПУ координатой осевой сдвижки фрезы в диапазоне 90 мм., позволяющей в многопроходных циклах сдвигать фрезу перед любым проходом, например последний чистовой проход выполнять отличным от черновых проходов (прохода) участком фрезы. Базовая математика станка включает 5 циклов обработки и модуль бочкообразования:

Вертикальная подача. Автоматический цикл обработки, содержащий от одного до максимум пяти проходов. В начале каждого прохода перед началом основной вертикальной подачи

возможно задание радиальной подачи стола. Для каждого прохода индивидуально задаются все параметры резания.
Цикл радиальной подачи.
Цикл обработки методом единичного деления модульной дисковой фрезой.

Цикл тангенциальной подачи.
Цикл обработки конических зубчатых шестерен модульной дисковой фрезой.

5,2 Зуборезные станки с ЧПУ для конических колес с круговым зубом

Максимально укорочена кинематическая цепь привода зуборезной головки (цепь главного привода), благодаря чему увеличилась жесткость главного привода, точность и чистота обработки. Улучшились шумовые характеристики станка – привода практически не слышно даже на максимальной скорости вращения шпинделя.
Из цепи исключены сменные шестерни и весь необходимый диапазон скоростей вращения инструмента с паспортным моментом на валу инструментального шпинделя обеспечивается системой управления и электроприводом.
Базовая математика станка предусматривает 4 цикла обработки

врезание,

обкатка с переменной подачей

комбинированное нарезание.

Для увеличения производительности в цикле «Врезание» подача стола может происходить с переменной скоростью: увеличенной в начале обработки и замедленной в конце на полной глубине впадины.

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.