Можно ли на зубодолбежном станке обрабатывать косозубое колесо
Обновлено: 02.07.2024
1.4. Зубодолбление при обработке зубчатых колёс
Зубодолбление долбяками
Зубодолбление применяют для черновой и чистовой обработки зубчатых колес с внутренним и внешним зубьями, многовенцовых зубчатых колес, закрытых зубчатых венцов с внешним зацеплением, если малый зазор для выхода инструмента не позволяет применять другие методы обработки зубчатых реек, шевронных колес без канавки. Однако в большинстве случаев зубодолбление уступает зубофрезерованию червячными фрезами по производительности и точности, но в ряде случаев зубодолбление имеет явные преимущества по сравнению с зубофрезерованием. Основное преимущество зубодолбления по сравнению с обработкой червячной фрезой - меньшая огранка эвольвентного профиля малозубых колес. Кроме того, зубодолбление значительно экономичнее зубофрезерования при нарезании зубчатых колес малой ширины, у которых длина врезания фрезы больше ширины нарезаемого зубчатого венца, а также при обработке зубчатых секторов из-за потерь времени холостого хода.
Во всех случаях, когда нельзя применить зубофрезерование, нарезание долбяками успешно используется как в поточно-автоматизированном, так и в единичном производстве зубчатых колес. В настоящее время существует много моделей зубодолбежных станков, на которых можно обрабатывать зубчатые колеса, начиная с диаметра 1,5 мм и модуля 0,1 мм до крупногабаритных колес диаметром до 7 м, модулем более 25 мм и шириной зубчатого венца до 1,5 м.
Точность нарезания зубчатых колес долбяками за висит от станка, точности инструмента, жесткости и точности оснастки, от обрабатываемого материала, точ ности заготовки и квалификации оператора. На зубо долбежных станках улучшенной конструкции для об работки цилиндрических колес с наибольшим диаметром 250 мм и модулем 6 мм можно при нарезании колес меньшего диаметра и модуля достичь 6-й степени точ ности. В зависимости от материала и числа проходов при чистовом зубодолблении можно получить шерохо ватость поверхностей зубьев Ra = 0,8 - 1,6 мкм.
Зубодолбление можно производить на заготовках, имеющих сравнительно высокую твердость. Штампован ные заготовки зубчатых колес из легированной стали, подвергнутые термической обработке, можно нарезать при HRC 43. Литые стальные заготовки с содержанием углерода около 0,4 % можно обрабатывать с максимальной твердостью HRC Э приблизительно равной 25. Кроме того, в промышленности накоплен опыт чистового зубодолбления твердосплавными долбяками зубчатых колес из труднообрабатываемых сталей и сплавов твердостью HRC Э 42 – 61.
При зубодолблении приозводится зацепление производящего колеса - долбяка и нарезаемого колеса. Зуборезный долбяк представляет собой по форме зубчатое колесо с прямыми или косыми зубьями. В процессе резания долбяк совершает прямоли нейное (для прямозубых колес) или винтовое (для косозубых колес) возвратно-поступательное движ ение от копира и вращается вокруг своей оси (рис. 1.16). При врезании долбяк получает радиальную подачу.
Зубодолбление можно производить за один или не сколько проходов в зависимости от модуля, твердости материала, точности и шероховатости обрабатываемых зубьев. В зависимости от числа проходов и мощности станка зубодолбление выполняется в одну или две операции - черновое и чистовое зубодолбление.
Число зубьев долбяка не должно быть кратным числу зубьев обрабатываемого колеса. Если долбяк косозубый, то его параметры должны быть согласованы с имеющимся на зубодолбежном станке копиром. Диаметр долбяка следует выб ирать максимально возможным. Высокие точность и стойкость достигаются при работе долбяком, имеющим размеры, при которых за один оборот заготовка делает два оборота.
При обработке зубчатых колес с буртами, препят ствующими свободному выходу долбяка за край зуб чатого венца, предусматривается достаточной ширины канавка для выхода долбяка. Необходимые размеры канавки для выхода долбяка (рис. 1.17) определяются по формулам b ³ h tg g + l ,5 - 2,0 мм - для прямо зубых колес; b ³ h tg g + рп sin b + 1,5 - 2,0 мм — для косозубых колес, где h – полная высота зуба детали; g - передний угол долбяка; рп - нормальный делительный шаг зубьев колеса; b - угол наклона линии зуба.
При нарезании венцов с внутренним зацеплением на деталях со свободным выходом долбяка из зацепления необходимо предусматривать минимальную ширину канавки (рис. 1.18). Однако во всех случаях канавку следует предусматривать как можно более шире, чтобы обеспечить достаточное пространство для стружки, предотвратить повреждение нижнего торца канавок и избежать ударов зубьев долбяка.
Рис. 1.18. Величина выхода прямозубого и косозубого долбяков при долблении внутренних венцов: 1 - прямозубый долбяк;
2 - косозубый долбяк; с - величина вре зания долбяка (2 - 4 мм); b - ширина канавки для выхода долбяка
Зубчатые венцы со ступицей, затрудняющей выхо д долбяка при обкаточном движении, обрабаты вают другим методом (рис. 1.19). Вначале в каждой впадине зуба сверлят отверстие ( рис. 1.19а ) . Диаметр сверла следует выбирать таким, чтобы обеспечить минимал ьный (0,2 - 0,3 мм) припуск на сторону. Долбление зубьев производят специаль ным долбяком, зубья которого свободно входят в отверстие с зазором по вершине и боковым сторонам с = 0,2 -
0,3 мм (рис. 1.19б), сначала с одной стороны (рис. 1.19в), затем - с другой
(рис. 1.19г). Обработку ведут без обкатки на специальных станках.
Рис. 1.19. Схема обработки внутреннего зуба зубчатого колеса со ступицей:
Долбяки зуборезные чистовые по ГОСТ 9323 – 79 разделяются на дисковые, чашечные и хвостовые.
Дисковые долбяки имеют наиболее широкое применение и менее дороги по сравнению со стоимостью других конструкций (рис. 1.20).
Дисковые долбяки используют при нарезании прямозубых колес с внешними и внутренними зубьями, а также блочных колес у которых вторые венцы выступают по отношению к обрабатываемому венцу на расстояние, не превышающее 4 - 5 модулей. Ограничивает это расстояние крепежная гайка, выступающая за нижнюю торцовую плоскость зубьев долбяка. Изготовляют дисковые косозубые долбяки с правым и левым направлением зубьев.
Чашечные долбяки (рис. 1.21) применяются, когда необходимо обеспечить зазор между гайкой, закрепляющей долбяк, и заплечиком или креплением изделия.
Чашечные прямозубые долбяки используют при нарезании прямозубых колес с сильно выступающими вторыми венцами или буртами (более 4 - 5 модулей). У долбяков этого типа крепежная гайка располагается выше торца зубьев долбяка.
Хвостовые долбяки используют в основном при нарезании зубчатых колес малого диаметра с внутренними зубьями: прямозубые долбяки (рис. 1.22а) - для прямозубых колес, косозубые долбяки (рис. 1.22б) - для косозубых колес.
Стандартные зуборезные долбяки изготовляют с износостойким покрытием и без него. Износостойкое покрытие обеспечивает повышение стойкости долбяков за весь срок эксплуатации в 2 раза при одинаковой производительности по сравнению со стойкостью аналогичных долбяков без износостойкого покрытия.
Косозубые долбяки бывают такой же конструкции, как и прямозубые. При нарезании косозубых колес с внешними зубьями применяются долбяки разноимен ного направления линии зубьев. Если нарезаются колеса с внутренними зубьями, то долбяк по отноше нию к нарезаемому колесу имеет одноименное направ ление линии зубьев. Делительные углы наклона вин товых линий долбяка и нарезаемого колеса должны быть одинаковыми. Винтовая направляющая имеет такой же ход и направление винтовой линии, какой имеется у долбяка. Долбяки бывают двух типов: Феллоу и Сайке, различающиеся только формой за точки.
Долбяки типа Феллоу имеют заточку, при которой передняя поверхность располагается перпендикулярно направлению зуба (рис. 1.23). Долбяки типа Сайке применяются для нарезания шевронных колес, не имеющих канавки в середине колеса для выхода ин струмента. Нарезание таких колес производится двумя спаренными долбяками, передние поверхности которых располагаются в плоскости, перпендикулярной оси долбяка, что позволяет режущим кромкам долбяка доходить точно до середины плоскости обрабатывае мого колеса. Кроме того, заточка типа Сайке позволяет получить на обеих сторонах зуба долбяка одинаковые передние углы.
В ряде случаев для нарезания зубчатых колес с модифицированным профилем зубьев применяются специальные долбяки, пригодные для обработки одной детали или группы детален. К числу таких долбяков относятся долбяки с проту беранцем, долбяки для снятия фасок на продольных кромках зуба, долбяки с фланком и долбяки со скругленной вершиной зуба.
Долбяки с протуберанцем (рис. 1.24а) применяются для образования пере ходной кривой зуба с поднутрением при получистовом нарезании зубьев под шевер или под зубошлифование.
Снятие фасок на продольных кромках зубьев (рис 1.24б) производят для пред отвращения выжимания небольших заусенцев к поверхности вершин зубьев при шевинговании, а также для устранения шума и стуков, возникающих вследствие того, что при отсутствии фаски забоины обычно появляются в точке А ; если же на продольных кромках зубьев снята фаска, забоина образуется в точке Вив за цеплении не участвует.
Для образования среза на кромках вершин зубьев применяются долбяки с фланкированными зубьями (с утолщением ножки зуба, рис. 1.24в ). Срез вершин зубьев колеса преследует цель уменьшить динамическую нагрузку в зацеплении, вызываемую погрешностями изготовления зубьев, а также повысить плавность работы передачи.
Когда требуется полностью скругленная поверхность впадин зубчатого ко леса (рис. 1.24г ) , применяются долбяки со скругленной вершиной.
Режимы резания при обработке зубьев на зубодолбежных станках зависят от обрабатываемого ма териала, шероховатости и точности обрабатываемых зубьев, от модуля, критерия износа и стойкости дол бяка. Режимы резания обычно рассчитаны на приме нение быстрорежущего инструмента с охлаждением его при обработке стальных деталей сульфофрезолом. В первом приближении подача и скорость резания могут быть приняты в соответствии с рекомендациями отраслевых или общемашиностроительных нормативов режимов резания и времени для технического нормиро вания зуборезных работ [5]. Оптимальные режимы резания устанавливаются на основе скоростно-стой костных испытаний, проводимых в процессе пробного нарезания зубчатых колес.
Основное время зубодолбления определяется по формуле
где z - число зубьев нарезаемого колеса; n - число двойных ходов долбяка в 1 мин; S - круговая подача, мм/дв. ход; i – количество рабочих ходов; h 1 - высота нарезаемого зуба, мм; S рад - радиальная подача, мм/ход.
Причины типичных погрешностей нарезания зубьев долбяками следующие.
1. Погрешность профиля зубьев, отклонение шага зацепления
(см. рис. 1.14а), непрямолинейность кон тактной линии косых зубьев. Причины появления погрешностей при обработ ке прямых и косых зубьев - погрешность профиля зубьев долбяка (по затылованным поверхностям), отклоне ние угла, непрямолинейность и пере кос образующих передней поверхности долбяка при заточке; циклические погрешности делительных пар станка.
2. Местное отклонение профиля у ножки зуба (см. рис. 1.14б) или кон тактной линии косых зубьев, неравно мерность шагов зубьев. Причины появ ления погрешностей - неправильный выбор долбяка, затуп ление уголков зубьев долбяка, местная погрешность шагов зубьев делительных колес станка, местные погрешности шага зубьев долбяка, циклические погрешности делительных червяков, не стабильность фиксации механизма от вода долбяка (колеса) на рабочем ходу.
3. Накопленная погрешность шагов зубьев, колебание длины общей нор мали, радиальное биение зубчатого венца (см. рис. 1.14 e ). Причины появления погрешностей - накопленная погрешность шагов делительных колес станка (биение зубчатого венца отсут ствует), накопленная погрешность шага зубьев долбяка, радиальное биение долбяка на станке, эксцентриситет и перекос передней поверхности долбяка при заточке, перекос передней по верхности долбяка на станке, эксцентриситет установки колеса на станке не влияет на колебание длины общей нормали.
4. Погрешность направления зубьев, симметричная по обоим профилям, ко- нусообразность зубьев (см. рис. 1.14д). Причина появления погрешностей - непараллельность направления движе ния инструментального шпинделя оси вращения колеса в его. радиальной плоскости.
5. Погрешность направления зубьев в одну сторону по обоим профилям (без конусообразности, см. рис. 1.14е). Причина появления погрешности при обработке прямых колес - непарал лельность направления движения ин струментального шпинделя оси враще ния колеса в плоскости, касательной к последнему; при обработке косых зубьев - несоответствие и неточность винтовых направляющих, непараллельн ость направления движения инстру ментального шпинделя оси вращения колеса в плоскости, касательной к по следнему.
Зубодолбление резцовыми головками
Зубодолбление резцовыми головками при меняют для черновой, получистовой и чистовой обработки прямозубых цилиндрических колес внешнего и внутреннего зацепления, а также для обработки шлицевых валов.
Метод можно применять при наличии прилегающих к зубьям заплечиков или фланцев, если имеется канавка для выхода резцов.
Процесс долбления зубчатых колес осуществляется по методу копирования многорезцовыми головками на зубодолбежных станках. В резцовой головке имеется столько радиально расположенных резцов, сколько впадин или зубьев должно быть на нарезаемом колесе. Профиль режущей кромки каждого резца должен точно соответствовать профилю впадины между зубьями колеса. Поэтому для каждого обрабатываемого колеса в соответствии с его модулем, числом и формой зубьев изготовляется специальная резцовая головка.
При зубодолблении резцовыми головками все зубья колеса обрабатывают одновременно. В процессе резания деталь 1 (рис. 1.25) совершает вертикальное возвратно-поступательное движение. Ход соответствует ширине зубчатого венца. Ход детали вверх является рабочим. Суппорт резцовой головки имеет два поло жения: нижнее - рабочее, которое фиксируется жестким упором, и верхнее - для снятия и установки детали.
Резцы 2, установленные в пазах головки 3, перемещаются перед рабочим хо дом конусом 4 по направлению к центру, а при обратном ходе - конусом 5 от центра.
Движение подачи происходит при каждом рабочем ходе заготовки, когда конус подачи нажимает на резцы и сдвигает их в радиальном направлении на величину, при которой толщина срезае мого слоя на боковых сторонах зуба составляет в сред нем 0,02 - 0,03 мм. При холостом ходе заготовки вну тренний конус отводит резцы от заготовки для устра нения трения задней поверхности резцов об обработан ную поверхность впадин. Процесс зубодолбления рез цовыми головками сходен с протягиванием.
Процесс зубодолбления резцовыми головками об ладает наивысшей производительностью по сравнению с процессами зубонарезания другими зуборезными инструментами. Однако применение этого метода огра ничено исключительно рамками массового производства, так как каждая головка предназначается только для нарезания зубчатых колес с определенным числом зубьев и параметрами - углом профиля исходного контура, модуля, смещения исходного контура и т. д.
Зубодолбежные станки предназначены для нарезания цилиндрических зубчатых колес, наружного и внутреннего зацепления с прямыми и косыми (винтовыми) зубьями, зубчатых муфт, реек и т.д. Производительность зубодолбежных станков ниже, чем зубофрезерных, однако они незаменимы при нарезании колес внутреннего зацепления практически любого диаметра, а также зубчатых блоков, в которых расстояние между венцами недостаточна для выхода фрезы.
Зубодолбление по методу обката воспроизводит зацепление пары цилиндрических колес с параллельными осями, одним из которых является инструмент- долбяк. Поэтому таким способом могут быть обработаны любые детали, входящие в зацепление с сопряженным зубчатым колесом (прямозубые, косозубые и шевронные колеса, зубчатые рейки и секторы, некруглые колеса и блоки колес). Долбяк представляет собой прямозубое или косозубое колесо, боковые поверхности которого затылованы для получения заднего угла, то есть изготовлен в виде режущих элементов. Долбяк и заготовка при зубонарезании обкатываются по начальным окружностям без проскальзывания.
Наибольшее распространение получили вертикальные зубодолбежные станки. Кинематическая структура такого станка показана на рис.152.
Главное движение при зубодолблении осуществляется осевым возвратно-поступательным перемещением долбяка 2, которое происходит от электродвигателя M1. Скорость резания настраивается при помощи органа настройки iv и (или) M1 и может достигать 100 м/мин и более. Перемещение долбяка производится с помощью кривошипного (кривошипно-шатунного или кривошипно-кулисного) механизма 4, с которым непосредственно или через промежуточные передачи связывается шпиндель. Недостатком этих механизмов является непостоянство скорости резания по длине заготовки при обработке каждого зуба. Во время обратного хода шпинделя для избежания трения задней грани инструмента о заготовку 1 и защемления долбяка его отводят от изделия на 0,2-0,8 мм механизмами "отскока". В большинстве зубодолбежных станков отскок осуществляется поворотом шпинделя с долбежной головкой вокруг оси, перпендикулярной направлению главного движения. Подвод шпинделя (или стола) при резании может осуществляться кулачком 5.
Движение обката при зубодолблении осуществляется согласованным вращением долбяка и заготовки и настраивается гитарой обката (деления) iобк. Расчетное перемещение цепи обката имеет вид:
где z и zд- число зубьев соответственно нарезаемого колеса и долбяка.
При обработке косозубых колес кроме движения обката и возвратно-поступательного движения инструмента долбяку сообщается дополнительный поворот (винтовое движение) с помощью винтовых направляющих (рис.153).
Неподвижный копир 1 связан с червячным колесом 3, а подвижный 2 - закреплен на шпинделе и совершает возвратно-поступательное движение, скользя при этом по неподвижному копиру. Копиры - сменные. При наладке на обработку прямозубого колеса устанавливают прямолинейные копиры.
Для каждого значения величины хода винтовой линии зуба требуется свой копир. Так как долбяк и винтовая направляющая имеют одинаковые шаги, то с помощью одной винтовой направляющей можно обрабатывать колеса с различным углом наклона, применяя для этой цели долбяки различного диаметра. Угол наклона винтовой направляющей
где Рн – высота подъема (шаг) винтовой направляющей, и не превышает 45° из-за возникающих усилий.
При обработке колес с внутренним зубом нарезаемое колесо и долбяк имеют одинаковое направление винтовой линии, при обработке колес с наружным зубом - разное. Точность работы зубодолбежного станка в значительной степени зависит от точности перемещения шпинделя.
Частота вращения долбяка определяет круговую подачу, которая может осуществляться от отдельного электродвигателя М2 переменного (или постоянного) тока (рис.152) через цепь подач с органом настройки is (или без него) и исчисляется в миллиметрах перемещения S по диаметру делительной окружности долбяка за один его двойной ход. Настройка на скорость движения подачи (взаимного обката долбяка и заготовки) должна обеспечить следующее условие согласования перемещения долбяка с его поворотом
Кроме указанных движений в начале процесса обработки выполняют радиальное перемещение стола с заготовкой (или стойкой с инструментом) для достижения требуемой глубины врезания (высоты зуба). Движение врезания может осуществляться от гидроцилиндра с бесступенчатым изменением скорости, от общего или отдельного электродвигателя МЗ с соответствующим органом настройки.
Представлены практические задания и методические рекомендации к их выполнению, вопросы для самоконтроля для студентов дневной формы обучения специальности 15.02.08 Технология машиностроения.
Предназначены для организации практических занятий по дисциплине, используется как методическое обеспечение занятий.
Для преподавателей и студентов
Практическая работа 3
Тема: Расчет наладки зубообрабатывающих станков .
Цель: Приобрести практические навыки расчета наладки зубообрабатывающих станков модели 5140, 5М32 и 5К310 .
1 Рассчитать наладку зубодолбёжного станка модели 5140 на обработку прямозубых и косозубых колес.
2 Рассчитать наладку зубофрезерного станка модели 5М32 на обработку прямозубого, косозубого и червячного колеса .
3 Рассчитать наладку зубофрезерного станка модели 5К310 на обработку прямозубого, косозубого и червячного колеса .
Порядок выполнения работы.
Согласно задания провести расчет наладки зубообрабатывающих станков модели 5140, 5М32 и 5К310 на обработку разных зубчатых колес.
1 Краткие теоретические сведения
На производстве применяют два средства обработки зубчатых колес: метод копирования и метод обкатки.
1. Метод копирования. Сущность этого метода в том, что в качестве инструмента используют модульные дисковые и конечные фрез, профиль режущих
кромок которых имеют форму впадины зубчатого колеса, которое нарезается.
После нарезание одной впадины осуществляют деление на один шаг.
Недостатки метода: низкое количество изготовления и точность обработки, необходимость комплекта инструмента в зависимости от модуля и количества зубьев, которые нарезаются. Для каждого модуля используют набор из восьми или пятнадцати фрез. Каждую фрезу используют для нарезания колес с количеством зубьев в использованных границах, но расчет ее профиля приводят при наименьшем количестве зубьев этого интервала. Метод копирования используют в единичном производстве.
2. Метод обкатки состоит из того, что инструмент и заготовка в
процессе нарезания копирует своими движениями зубчатое зацепление.
Инструменту можно придать форму зубчатого колеса, зубчатой рейки,
червяка и другое. Для нарезания цилиндровых зубчатых колес методом
обкатки используют долбяки, червячные фрезы и гребенки.
Метод обкатки используют в серийном или массовом производстве. Он имеет следующие преимущества, большую производительность и точность обработки, использования. Одного инструмента для нарезания с одинаковой точностью колес одного модуля с разными числами зубьев, возможности автоматизации.
Наладку на обработку зубчатых колес станка модели 5140
Наладку зубодолбёжного полуавтомата модели 5140 на обработку прямозубых и косозубых колес осуществляется в последовательности:
1 Необходимо рассчитать число двойных ходов долбяка:
где L - длина хода долбяка, мм;
b - толщина заготовки, мм;
∆ - величина перебега долбяка, мм.
Полученную величину двойных ходов необходимо скорректировать с паспортными числами двойных ходов и принять ближе наименьшее значение. Число двойных ходов долбяка:
- черновое: 65, 92, 132, 145, 206, 296, дв. х../ мин.;
- чистовое: 99, 140, 200, 220, 230, 310, 450 дв. х../ мин.
2 Рассчитать действительное значение скорости резания
3 Наладить цепь движения деления и обкатки:
где Z Д - число зубьев долбяка;
Z - число зубьев колеса, которое нарезается.
Необходимо помнить, что
c = 2 · k · Zд. k = 1; 2
Набор сменных колёс гитары деления: 24, 30, 30, 32, 36, 38, 40, 40, 44,45, 46, 48, 50, 50, 51, 52, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 60, 61, 62, 64, 65, 66, 67, 70, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 78, 79, 80, 80, 82, 83, 84, 85, 86, 88, 89, 90, 90, 91, 92, 94, 96, 98, 100, 100, 101, 102, 103, 104, 106, 107, 108, 109, 110, 112, 113, 114, 115, 116, 118, 120.
4 Наладить цепь круговой подачи.
где S кр - круговая подача;
Д д - диаметр довлбяка, мм.
5 Наладка радиальной подачи.
Радиальная подача осуществляется гидросистемой, которая перемещает клиновую ползунку со скоростью, устанавливаемой дросселем.
6 Расчет высоты зуба:
7 При обработке косозубых колес рассчитывают шаг винтовой линии.
где m - модуль, мм;
Z Д - число зубьев долбяка;
β - угол наклона зуба.
Наладка на обработку зубчатых колес станков модели 5М32 и 5К310.
Наладка зубофрезерних полуавтоматов модели 5М32 и 5К310 на обработку прямозубых, косозубых и червячных колес осуществляется в последовательности.
Наладка на обработку прямозубых колес.
Расчет частоты вращения фрезы:
где V - скорость резания, м/мин.;
Д фр - диаметр фрезы, мм
Полученную величину корректируем согласно паспорта станка и принимаем ближайшую наименьшую величину.
Числа вращения фрезы: 50, 63, 80,100,125,160, 200, 250, 315 мин . -1 .
Рассчитать действительное значение скорости резания:
Наладить движение деления и обкатки.
Для станка модели 5М32:
Для станка модели 5К310:
где z 1 - число заходов фрезы;
z - число зубьев колеса, которое нарезается.
Набор сменных колёс: 23, 24, 25, 25, 30, 33, 34, 35, 37,40,40,41,43,47, 48, 50, 53, 58, 59, 60, 61, 62, 65, 67, 70, 71, 73,75, 79, 80, 83, 85, 87, 89, 90, 92, 95, 98, 100.
4 Наладка вертикальной подачи.
где і к.п. – передаточное отношение коробки подач.
5 Расчет высоты зуба.
где m – модуль, мм.
Наладка на обработку косозубых колес.
Наладку станков на обработку косозубых колес осуществляется также, как и при обработке прямозубих колес, но необходимо еще рассчитать:
6 Наладка гитары дифференциалу
где β - угол наклона зуба колеса, яке нарезается.
7 Шаг винтовой линии.
где m - модуль, мм;
Z - число зубьев нарезаемого колеса ;
β – угол наклона зуба.
Суппорт станка устанавливают под углом:
где β – угол наклона зубьев колеса, которое нарезается
α – угол подъема винтовой линии фрезы.
Знак "+" – при разных направлениях винтовой линии фрезы и наклона зубьев, " – " – при однаковых направлениях.
Наладка на обработку червячных колес.
При обработке червячных колес необходимо рассчитать пункты 1, 2, 3, 5 таким образом, как и при обработке прямозубых колес, но вместо наладки вертикальной подачи осуществляют наладку радиальной подачи.
Доступно для всех учеников 1-11 классов и дошкольников
Классификация и назначение. Станки для обработки и изготовления зубчатых колес в зависимости от способа обработки и применяемого инструмента делятся на:
По назначению зубообрабатывающие станки подразделяют на станки:
- для нарезания цилиндрических колес с прямыми зубьями,
- для нарезания цилиндрических колес с косыми зубьями,
- для нарезания цилиндрических колес с шевронными зубьями,
-для нарезания червячных колес, зубчатых реек,
- для нарезания конических колес (прямозубых и с криволинейными зубьями),
- для нарезания шлицевых валов.
Зубообрабатывающие станки работают либо по методу копирования, либо по методу обката (огибания). Последний метод — наиболее производительный и точный. В массовом производстве применяются специальные высокопроизводительные зубообрабатывающие станки, работающие по методу копирования. Эти станки оснащены специальным режущим инструментом для обработки зубчатого колеса только определенной конструкции и размера.
Зубодолбежные станки
Зубодолбежный станок работает по методу обката, воспроизводя зацепление двух зубчатых колес, одно из которых является заготовкой, а другое — режущим инструментом (долбяком). За один оборот долбяка заготовка должна повернуться на угол, сопутствующий их передаточному отношению z д /z к где z д — число зубьев долбяка, a z K — число зубьев обрабатываемого зубатого колеса.
Рисунок 1 - Долбя к (а) и схема нарезания косозубого колеса (б): 1 — косозубое колесо; 2, 3 — направляющие (копиры); 4 — штоссель; 5 — дол с косыми зубьями
Станки с долбяком обрабатывают прямые и косые зубья цилиндрических колес для наружного внутреннего зацепления: блок зубчатых колес и зубчатых муфт, реек, секторов, храповиков и других аналогичных деталей.
Главное движение долбяка — возвратно-поступательное относительно заготовки: при движении долбяка вниз совершается рабочий ход (направление D r ), при движении долбяка вверх - вспомогательный.
Во время обратного вспомогательного хода долбяк отводится от заготовки, что необходимо, так как усилия резания при перебеге становятся равными нулю, упругие отжатия узлов восстанавливаются и при обратном ходе штосселя долбяк испортит сработанную поверхность зубьев.
При рабочем ходе долбяку постепенно сообщается движение резания в радиальном направлении на полную высоту зуба, после чего заготовка должна еще совершить полный оборот — это движение называют движением радиальной подачи D Sp . Радиальная подача осуществляется либо от дисковых кулачков, либо от клинового копира, перемещающегося от гидроцилиндра.
Станок работает в полуавтоматическом режиме. Заготовку закрепляют вручную, на счетчике 5 устанавливают число обрабатываемых зубьев; далее цикл обработки автоматический. Счетчик 5 фиксирует полный оборот стола с изделием в автоматическом цикле при чистовых и черновых проходах. На станке предусмотрена возможность ручного поворота шпинделя 20 долбяка за квадрат 12.
Рисунок 2 - Зубодолбежный станок: 1 — станина; 2 — гидропривод; 3 — дроссель; 4, 6, 7, 9, 13, 15, 17 — рукоятки; 5 — счетчик; 8 — коробка скоростей; 10 — гитара деления; 11 — коробка подач; 12, 18, 25 — квадраты ручного поворота; 14 — штоссель; 16 — шкала 19 — упор; 20 — шпиндель долбяка; 21 — долбяк; 22 — пульт управления, 23 — нониус; 24 — стол
Рисунок 3 - Зубодолбежный станок модели Yichang YK5150D
Зубофрезерные станки
Одним из наиболее распространенных видов зуборезного оборудования благодаря высокой производительности и универсальности являются зубофрезерные станки. Они позволяет обрабатывать цилиндрические колеса с прямыми и винтовые зубьями, червячные колеса, звездочки цепных передач, храповики и др. В зависимости от расположения оси заготовки станки делятся на горизонтальные и вертикальные.
Формообразование цилиндрического зубчатого колеса осуществляется методом обката. При обработке воспроизводи' червячное зацепление, один из элементов которого (червяк) режущий инструмент (червячно-модульная фреза), а друг (червячное колесо) — заготовка.
Рисунок 4. - Принципиальные схемы нарезания прямозубого (а), червячного (б. д). косозубого (в) цилиндрических зубчатых колес червячно-модуль ной фрезой и схема формирования угла наклона зуба (г): 1 — червячно-модульная фреза; 2 — заготовка (колесо); i x и i ф — передаточные отношения гитары обкатки и дифференциальной гитары; λ — угол установки шпинделя фрезы; α — угол наклона винтовой линии фрезы; ß — угол наклона винтовой линии нарезаемого колеса
Зубофрезерный полуавтомат вертикальной компоновки показан на рисунке 4. На станине 1 закреплена стойка 8, по направляющим которой в вертикальном направлении перемещается каретка 11 с суппортом 13, несущим фрезу 24. В станине 1 в нише, закрытой дверцами 2 , размещаются сменные зубчатые колеса для настройки главного движения. Электродвигатель вращает стол 17 с нарезаемым колесом (заготовкой) 23 и инструментальный шпиндель с червячной фрезой 24.
В станине находятся конвейер стружки с отдельным приводом и резервуар для СОЖ, откуда жидкость подается насосом в зону обработки.
Рисунок 5 - Зубофрезерный полуавтомат:
1— станина; 2 — дверцы; 3 — коробка передач: 4, 18 — рукоятки; 5, 19 квадраты; 6 — крышка; 7 — пульт управления; 8, 15 — стойки; 9, 10, 20, 22 , упоры: 11 — каретка; 12, 16— краны; 13 - суппорт; 14 — поворотный кронштейн; 17 — стол; 21 — валик; 23 — заготовка; 24 — червячная фреза
Зубострогальные станки
Зубострогальные станки работают по методу обката. Обработка заготовки осуществляется впадиной производящего колеса , которую образуют два резца . Резцы получают главное возвратно-поступательное движение от ползунов, которые крепятся на люльке . Ползуны устанавливают под углом λ 1 , соответствующим углу расположения впадины зубьев на коническом колесе. Люлька получает возвратно-вращательное движение.
На станке производится черновое и чистовое нарезание прямозубых конических коле Основные узлы станка: станина коробчатой формы, внутри которой размешены механизмы и электрооборудование станка; передняя бабка с люлькой , на суппорте которой с помощью шкал и установочных приспособлений закрепляют резцы в определенном положении. Заготовку базируют на оправке, устанавливаемой в шпинделе бабки изделия с помощью патрона с гидроприводом. На столе станка расположена поворотная плита, на которой установлена бабка изделия.
Рисунок - Зубофрезерный станок с ЧПУ модели HOTA HGH-180.
Контрольные вопросы
1. Каким режущим инструментом обрабатываются зубчатые колеса по методу обката?
2. Какие движения настраиваются на зубофрезерном станке при обработке цилиндрического косозубого колеса?
3. Можно ли на зубодолбежном станке обрабатывать косозубое колесо ?
4. Назовите кинематические цепи, которые необходимо настроить, чтобы обработать червячное колесо на зубофрезерном станке.
5. Расскажите об устройстве зубострогального станка для нарезания конических прямозубых колес.
На зубодолбежных станках нарезают цилиндрические зубчатые колеса внешнего и внутреннего зацепления с прямыми и косыми зубьями. На этих же станках можно нарезать блоки зубчатых колес с малым расстоянием между венцами колес, а также шевронные колеса. Зубчатые колеса на зубодолбежных станках нарезают долбяками по методу обкатки, в основу которого положено зацепление двух цилиндрических зубчатых колес (см. рис. 75, б).
Зубодолбежные станки в зависимости от расположения оси нарезаемого колеса делят на горизонтальные и вертикальные.
Рис. 79. Общий вид зубодолбёжного станка.
На рис. 79 показан общий вид вертикального зубодолбежного станка. Станина станка состоит из двух частей – нижней 1 и верхней 2. Долбяк, закрепленный в шпинделе 6, получает вращение и одновременно возвратно-поступательное движение. Суппорт 4 перемещается по направляющим станины 2 и в роперечном направлении. Заготовку закрепляют на шпинделе стола 7 и сообщают ей вращательное движение. Кроме того, заготовка имеет возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости для отвода заготовки от долбяка во время его холостого хода. Гитара скоростей 8 предназначена для изменения числа двойных ходов в минуту долбяка. Гитара делении 3 сообщает долбяку окружную скорость для автоматического деления заготовки на заданное число зубьев. С помощью механизма подачи 5 устанавливают радиальную подачу долбяка.
Нарезание цилиндрических колес с прямыми зубьями (рис. 80, а).
Такие колеса нарезают прямозубыми долбяками.
Рис. 80. Схемы нарезания цилиндрических колёс с прямым зубов внешнего (а) и внутреннего (б) зацеплений на зубодолбёжном станке:
1 – долбяк; 2 – нарезаемое колесо
Главным движением, определяющим скорость резания, является возвратно-поступательное движение долбяка. Движение долбяка вниз является рабочим ходом vp, движение его вверх — холостым ходом vx. Оба движения — рабочее и холостое составляют двойной ход долбяка.
Скорость резания (в м/мин) при зубодолблении:
где L — длина хода долбяка, мм; n — число двойных ходов долбяка в минуту.
Долбяк и заготовка, находясь в зацеплении, вращаются со скоростью, обратно пропорциональной числу их зубьев:
где nзаг — частота вращения заготовки, об/мин; nд — частота вращения долбяка, об/мин; zд — число зубьев долбяка; zзar — число зубьев нарезаемого колеса.
Вращение долбяка (круговая подача долбяка sкp. д) и вращение заготовки (круговая подача заготовки sкp. заг) являются движением обкатки.
Круговая подача выражается длиной дуги делительной окружности долбяка, на которую он поворачивается за один двойной ход (мм/дв. ход). Поперечным перемещением суппорта долбяку сообщают радиальную подачу — движение врезания долбяка в заготовку (sp мм/об. заг). Радиальная подача сообщается до достижения полной глубины впадины между зубьями. В дальнейшем процесс нарезания происходит при постоянном межцентровом расстоянии в течение одного оборота заготовки. Для устранения трения зубьев долбяка о заготовку во время холостого хода заготовка вместе со столом отводится от долбяка, а в начале рабочего хода подводится к долбяку (на схеме — движение Δs).
Рис. 81. Схемы нарезания цилиндрического колеса с косым зубом внешнего зацепления на зубодолбёжном станке:
1 – копир; 2 – долбяк; 3 – нарезаемое колесо
Нарезание цилиндрических колес с прямыми зубьями внутреннего зацепления (рис. 80, б). При нарезании таких колес долбяку и заготовке сообщают те же движения, что и при нарезании колес внешнего зацепления. Различие заключается лишь в том, что при нарезании зубчатых колес внутреннего зацепления направления вращения долбяка и заготовки одинаковы, тогда как при нарезании колес внешнего зацепления они противоположны.
Нарезание цилиндрических колес с косыми зубьями (рис. 81). Нарезают такие колеса косозубыми долбяками. Для нарезания колес с косыми зубьями нужен комплект косозубых долбяков с таким же углом наклона зубьев, как и у нарезаемых колес. Этот комплект состоит из двух долбяков: левого — для нарезания правого колеса и правого — для нарезания левого колеса.
Долбяку и заготовке сообщают те же движения, что и при нарезании колес с прямыми зубьями. Дополнительно долбяку сообщают вращательное движение (дополнительную круговую подачу Δsкр. д), обусловленное углом наклона зубьев и согласованное с его возвратно-поступательным движением. Дополнительное вращение долбяка обеспечивается установкой на шпинделе станка винтовых направляющих (копиров). Угол наклона винтовой линии копира должен соответствовать углу наклона зубьев нарезаемого колеса.
Цилиндрические колеса с косыми зубьями внутреннего зацепления нарезают долбяками с одноименным направлением зубьев.
Преимуществом метода зубодолбления, помимо возможности нарезания колес внутреннего зацепления и блочных колес, является более высокая точность и меньшая шероховатость боковых поверхностей зубьев по сравнению с поверхностями, получаемыми при зубофрезеровании.
Нарезание конических колес с прямыми зубьями назубострогальных станках
Конические зубчатые колеса на зубострогальных станках нарезают методом обкатки. В основу этого метода положено зацепление двух конических колес, одно из которых плоское (рис. 82, а).
Рис.82. Схема нарезания конического колеса с прямым зубом на зубострогальном станке: 1 – производящее колесо; 2 – нарезаемое колесо; 3 – люлька; 4 – зубострогальный резец
Нарезаемое коническое колесо (заготовка) находится в зацеплении с производящим плоским коническим колесом, у которого угол при вершине конуса φп = 90°, а зубья ограничены плоскостями сходящимися в общей вершине, и имеют форму зуба рейки, т. е. плоское коническое колесо представляет собой кольцевую ройку. Роль производящего колеса выполняют два зубострогальных резца, образуя впадину между зубьями.
На рис. 83 показан общий вид зубострогального станка. На станине 1 слева расположена стойка 3 с люлькой 4. По направляющим люльки перемещаются два резцовых суппорта 5, несущих зубострогальные резцы. Резцы попеременно совершают возвратно-поступательное движение в направлении к вершине конусов комических колес — плоского и заготовки. Число двойных ходов резцов в минуту устанавливают настройкой гитары скоростей 2. Люлька смонтирована на планшайбе и при обкатке вращается вокруг горизонтальной оси, имитируя вращение плоского конического колеса.
В шпинделе делительной бабки 6 на оправке закрепляют заготовку. Салазки 8 делительной бабки, перемещаясь по продольным направляющим станины, подводят заготовку к резцам и отводят ее от них. Величина подвода и отвода заготовки регулируется с помощью барабана механизма 9. Настройкой гитары деления 7 заготовке при отводе ее от резцов сообщают поворот на один угловой шаг, т. е. на 1/z оборота. Делительная бабка 6 может поворачиваться вокруг вертикальной оси для установки оси шпинделя (заготовки) под углом φ (угол при вершине конуса нарезаемого колеса) к оси люльки.
Рис. 83. Общий вид зубострогального станка
В процессе зубострогания конических колес с прямыми зубьями (см. рис 82, б) главным движением является возвратно-поступательное движение резцов. Движение резцов в направлении к вершине конуса заготовки является рабочим — vp, а обратный ход резцов является холостым — vх. Оба движения — рабочее и холостое — составляют двойной ход резца.
Вращение заготовки (круговая подача заготовки sкp. заг) и люльки с резцами (круговая подача люльки sкp. л) является движением обкатки и должно соответствовать передаточному отношению:
где zп — фиктивное число зубьев производящего колеса; z — число зубьев нарезаемого колеса.
В результате главного и обкаточного движений на заготовке образуются две неполные впадины и один полностью обработанный зуб. После нарезания одного зуба заготовка отводится от резцов, направление вращения люльки с резцами и заготовки изменяется, затем они возвращаются в исходное положение (холостой ход). Во время отвода заготовки от резцов шпиндель бабки вместе с заготовкой поворачивается на угловой шаг (1/z оборота), обеспечивая деление. Затем заготовке сообщают подачу на глубину впадины, и начинается нарезание второго зуба.
Читайте также: