2.7.3. Зубообрабатывающие станки для нарезания цилиндрических колес
Зубообрабатывающие и резьбообрабатывающие станки относятся к пятой группе классификации ЭНИМСа. Станки этой группы разделены на типы по методу обработки, назначению и виду обрабатываемого колеса. Таким образом, пятая группа включает следующие типы: 1 – зубодолбежные станки для обработки по методу обката; 2 – зуборезные станки для обработки конических колес с прямыми и круговыми зубьями, работающие по методу обката и копирования; 3 – зубофрезерные станки для обработки цилиндрических и червячных колес, шлицевых валов червячными фрезами и шевронных колес пальцевыми фрезами; 4 – зубофрезерные станки для обработки червячных колес и станки для обработки реек; 5 – станки 5525, 5Н580 и др. для обработки торцов зубьев; 6 – резьбообрабатывающие станки (резьбофрезерные 5К63 и др.); 7 – зубоотделочные станки (зубо- шевинговальные 5702, 5717, зубопритирочные 5П725); 8 – зубо- и резьбошлифовальные станки; 9 – разные зубо- и резьбохонинговальные станки.
Наиболее простыми по конструкции из зубообрабатывающих станков, работающих по методу обката, являются зубодолбежные. Эти станки используют при обработке цилиндрических прямозубых и косозубых колес, но наиболее эффективны они при обработке колес внутреннего зацепления, зубчатых секторов, некруглых колес, блоков колес. В то же время зубодолбежные станки не пригодны для нарезания червячных колес и при m>4 по производительности уступают зубофрезерным станкам.
Наибольшее распространение среди зубообрабатывающих станков (около 50%) получили зубофрезерные станки, работающие по методу обката и предназначенные для обработки цилиндрических колес внешнего зацепления и червячных колес. В качестве примера рассмотрим зубофрезерный полуавтомат 53А50, при обработке на котором имитируется червячная передача, где роль червяка выполняет червячная модульная фреза, а роль червячного колеса – заготовка.
Р и с. 2.65. Зубофрезерный полуавтомат 53А50:
а – общий вид; б – структурная схема
Конструктивно (рис. 2.65, а) станок состоит из станины 2 коробчатой формы, на которой слева жестко закреплена стойка 4, а справа по горизонтальным направляющим перемещается стол 1 с задней стойкой 8. По вертикальным направляющим неподвижной стойки 4 перемещаются каретка 5 с фрезерным суппортом 6, в шпинделе которого на оправке устанавливают фрезу 7. Вертикальные направляющие подвижной стойки служат для установочного перемещения контрподдержки, используемой для увеличения надежности закрепления заготовки на вращающемся 1. Настройку работы станка производят переставными упорами и переключателями цикла на пульте управления 3.
Главное движение резания – вращение – червячная модульная фреза получает от трехскоростного электродвигателя М по кинематической цепи с органом настройки в виде гитары Iv (рис. 2.65, б). Цепь обката связывает вращение фрезы с вращением стола и обеспечивает кинематическую имитацию червячного зацепления. Эту цепь настраивают гитарой обката io, исходя из условия, что за один оборот фрезы стол с заготовкой должен повернуться на k / zo часть оборота, где k – число заходов червячной фрезы.
Для переноса эвольвентного профиля впадин, полученного движением обката, на всю ширину нарезаемого колеса предусмотрена цепь подач с гитарой is.
Цепь подач связывает вращение заготовки с поступательным перемещением фрезы (заготовки). При нарезании прямозубых колес каретка с суппортом за один оборот заготовки перемещается вдоль её оси на расстояние, численно равное вертикальной подаче Sв. Для обработки с радиальным движением подачи Dград за один оборот заготовки задняя стойка посредством гитары is и муфты МЭ2 перемещается на расстояние, численно равное радиальной подаче Sрад.
Нарезание косозубых колес требует по сравнению с нарезанием прямозубых колес дополнительного поворота заготовки, обеспечивающего получение винтовой поверхности зуба с углом наклона и шагом Рк = d ctg , где d – диаметр делительной окружности колеса. Дополнительный поворот обеспечивается использованием в станке дифференциала Д (iд = 2), кинематическую цепь которого настраивают так, чтобы за один оборот заготовки фреза переместилась вдоль её оси на расстояние Рк, при этом винт вертикального движения подачи с шагом повернется на (Рк / Р) часть оборота. С целью увеличения стойкости инструмента и качества обработки нарезание косозубых колес с < 10 выполняют путем диагонального движения подачи. При этом фрезе одновременно сообщаются вертикальное Dsв и осевое Dsoc движение подачи. Соответствующие им подачи связаны соотношением Sос = Sв (l/b), где l – расчетное осевое перемещение фрезы; b – ширина венца нарезаемого колеса.
При нарезании червячных колес с осевым движением подачи Dsoc шпиндель с фрезой получает движение через гитары is, iос, муфту МЭ1 и за один оборот заготовки перемещается в осевом направлении на расстояние, численно равное осевой подаче Sос. Для сохранения движения обката, имитирующего червячное зацепление фрезы (перемещающейся в осевом направлении) с заготовкой, последней через дифференциал Д и гитару iд сообщают дополнительный поворот. Для этого гитару настраивают так, чтобы за время, пока ходовой винт осевого движения подачи с шагом Ро сделает (Soc/Po) часть оборота, заготовка должна повернуться на часть оборота, равную [Sос / (mnzз)], где mn и zз – соответственно модуль нормальный и число зубьев нарезаемого червячного колеса. Таким образом проводят наладку станка на нарезание червячных колес (с углом зубьев менее 6-7), путем радиального движения подачи настраивают цепь главного движения, цепь обката и цепь радиального движения подачи.