Станки

Зубообрабатывающие станки

1. Назначение, классификация и общие сведения о зубообрабатывающих станках

Станки, предназначенные для изготовления зубчатых колес, реек, звездочек, шевронных колес, называют зубообрабатывающими. По принятой классификации (см. табл. 1.5) их относят к пятой группе. По конструктивному исполнению и видам выполняемых работ различают: зубофрезерные, зубодолбежные, зуборезные, зубошевинговальные, зубохонинговальные, зубопритирочные и зубошлифовальные станки.

Наиболее универсальными и широко внедренными в производство являются зубофрезерование и обкаточное зубодолбление.

Зубофрезерование представляет собой непрерывный процесс, что обусловливает его повышенную производительность (табл. 1— 3). Примером высокопроизводительного зубофрезерного станка может служить универсальный вертикальный полуавтомат мод. 53А50ЕФ2 (рис. 1). Станок предназначен для нарезания червячных цилиндрических зубчатых колес различных модификаций. Он имеет трехкоординатную систему ЧПУ.

Технические характеристики станка мод. 53А50ЕФ2

Наибольший диаметр обрабатываемых зубчатых колес, мм 500
Наибольшая длина вертикального перемещения фрезерного суппорта, мм 400
Наибольший модуль обрабатываемых зубчатых колес, мм 10
Наибольший угол наклона зубьев обрабатываемых колес, град 45

При зубообрабатывании часто используют разнообразные червячные фрезы.

Фрезы червячные:

  • стандартные и специальные, однои многозаходные, под шевингование, шлифование с различными модификациями по ТУ, ГОСТ 9324—80, DIN 3968 (Германия), ANSI (США), JIS (Япония), BS (Великобритания), в диапазоне модулей 0,8…14 мм или питчей 2…25 DP, классов точности АА, А, В, С, применяемых для нарезания цилиндрических зубчатых колес 6…10 степеней точности;
  • стандартные с нешлифованным профилем класса точности D для нарезания зубьев звездочек к приводным цепям по техническим условиям ГОСТ 15127—83 с шагом 8,0…63,5 мм;
  • фрезы специальные для нарезания зубьев шкивов к зубчато-ременным передачам (классов точности А, В, С);
  • стандартные и специальные для нарезания шлицевых валов с прямобочным и эвольвентным профилем зубьев по техническим условиям ГОСТ 8027—86, ГОСТ 6637—80, DIN, ANSI, классов точности А, В, С;
  • насадные и хвостовые однои многозаходные для нарезания червячных колес в диапазоне модулей 1…12 мм (2,5…25 DP) по техническим условиям ОСТ, DIN, ANSI и другим, классов точности АА, А, В, С.

Таблица 1. Зубофрезерные полуавтоматы для цилиндрических колес

Параметры Модели станков
5303ПТ 5303П;

5303В

5304В 5К301П 5К310 53А20 3А30П 5В312 5К324А 53А50 5К328А 5343
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм 20 50 80 125 200 200 320 320 500 500 1250 3200
Наибольшие размеры нарезаемых колес, мм:

модуль

1 1 1,5 2,5 4 6 6 6 8 8 12 35
длина зуба прямозубых колес 50 50 100 100 200 180 220 180 300 350 560 1350
Угол наклона зубьев, град 60 45 60 60 60 45 60 60 60 45
Наибольший диаметр устанавливаемых червячных фрез, мм 32 40 80 100 125 125 160 160 180 200 225 360
Расстояние, мм:

от торца стола до оси фрезы (или между торцами шпинделя заготовки и пиноли)

75…125 120 45…170 100…250 145…365 160…410 160…410 120…300 210…570 195…595 230…880 700…

2100

от оси инструмента до оси шпинделя заготовки 5…45 5…45 10…88 20…135 45…180 25…200 30…250 55…245 60…350 60…350 115…820 300…

2150

Наибольшее осевое перемещение фрезы 50 50 50 170 75 75 80 180 240
Частота вращения шпинделя инструмента, об/мин 400…

4000

400…

4000

200…

1600

100…500 63…480 75…500 50…400 100…500 50…310 40…405 32…200 10…60
Подача, мм/об, заготовки:
вертикальная или продольная 0,063…

1,0

0,063…

1,0

0,1…

1,6

0,35…

45*

0,63…4 0,45…

120*

0,63…7 2,5…

100*

0,8…5,0 0,75…

7,5

0,5…5,6 0,3…15
радиальная 1,5…

45*

1,5…

45*

0,05…

0,8

0,4…

60*

0,135…2 0,1…1,6 0,3…2 0,14…

0,84

0,22…

2,25

0,22…

2,6

0,15…

7,5

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 1,1 1,1 1,5 2,2 4 7,5; 8,5 3,2; 4,2 7,5 7,5 8; 10; 12,5 10 42
Габаритные размеры 810x

750x

1340

810x

750x

1335

1215x

1195x

1620

1320x

812x

1820

2000x

1300x

2040

3150x

1815x

2300

2300x

1500x

1950

1790x

1000x

2450

2500x

1440x

2000

2670x

1810x

2250

3580x

1790x

2590

9570x

3780x

5170

Масса, кг 680 680 2100 1720 4000 6800 6800 5250 6400 9850 14 000 75 800

* Подача в мм/мин.

Примечание. Полуавтоматы 5303ПТ, 5303П и 5303В горизонтальные, остальные — вертикальные.

Таблица 2. Зубообрабатывающие полуавтоматы для прямозубых конических колес (размеры в мм)

Параметры Модели станков
5236П 5Т23В 5С268 5С277П 5С286П
Наибольший:

диаметр обрабатываемого колеса при передаточном отношении пары 10 : 1

125 125 320 500 800
модуль обрабатываемых колес 1,5 1,5 8 12 16
ширина зубчатого венца 20 16 80 125
Число зубьев нарезаемых колес 12…200 12…200 8…50 10…150 10…150
Длина образующей делительного конуса нарезаемых колес 7…63 5…63 165 (наиб.) 250 (наиб.) 400 (наиб.)
Расстояние от торца шпинделя бабки заготовки до центра стола 30…140 30…140 115…415 135…600
Наибольший угол, град:

качания люльки от центрального положения вверх и вниз

35 35 60 60
установки суппорта (или фрезерного суппорта) 8 2,5 10 11
Наибольший ход резца 28 20 180
Число двойных ходов резцов в минуту 160…800 210…820 34…167
Частота вращения дисковых фрез (или инструментального шпинделя), об/мин 10,5…20 20…80
Время рабочего хода при нарезании одного зуба (или впадины), с 5…53 5…53 3…5,7 10…120 12…240
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 1,1 1,1 10 5,5 7,5
Габаритные размеры 1620

1050

1415

1620

1050

1415

2700

2375

2075

3075

1975

2200

3235

2180

2470

Масса, кг 3000 3000 9000 15 000 15 000

Примечания: 1. Полуавтомат 5С277П зубофрезерный, 5С268 зубопротяжный, остальные полуавтоматы зубострогальные.

2. Угол установки инструментальной бабки для станка 5С268 равен 15…75 .

Таблица 3. Зуборезные полуавтоматы для конических колес с круговыми зубьями (размеры в мм)

Параметры Модели станков
5С263 527В 5С27П 5С280П
Наибольший:

диаметр обрабатываемого колеса при передаточном отношении пары 10 : 1

320 500 500 800
модуль обрабатываемых колес 8 12 12 12
длина образующей начального конуса нарезаемых колес (при угле накло

на зуба 30 )

150 265 220 400
Угол делительного конуса конического колеса 5…85 5 42 …84 18 5 4 …84 18
Число зубьев нарезаемых колес 5…75 5…150 5…150 5…150
Наибольшее радиальное смещение инструментального шпинделя 140 240 240 340
Поворот бабки на угол внутреннего конуса, град:

наименьший

–12 –12 –12 +5
наибольший +90 +90 +90 +90
Диаметр зуборезных головок 60, 80, 100,

125, 160, 200,

250

160, 200, 250,

315, 400

160, 200,

250, 315, 400

160, 200,

250, 320,

400, 500

Частота вращения зуборезной головки, об/мин 20…155 20…155 20…125
Время обработки одного зуба, с 9…80 10…120 10…120 12…200
Вертикальная установка бабки заготовки для нарезания гипоидных колес 80 125 125 125
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 3 4 4 7,5
Габаритные размеры 2607x

1925x

1870

3140x

1975x

2200

3235x

2180x

2200

3235x

2180x

2200

Масса, кг 8800 13 500 13 500 15 500

Примечание. Угол качания люльки для приведенных моделей станков равен 60 .

Станок модели 53А50ЕФ2

Рис. 1. Станок модели 53А50ЕФ21 — панель управления; 2 — защитный кожух; 3 — панель контроля

Схема нарезания зубчатых колес фрезой методом копирования

Рис. 2. Схема нарезания зубчатых колес фрезой методом копированияа — дисковой; б — пальцевой; 1 — фреза; 2 — заготовка

Зуборезные станки полностью закрыты защитным кожухом, что обеспечивает их высокую экологическую и техническую безопасность.

Существуют два метода нарезания цилиндрических зубчатых колес: копирования и обката. При методе копирования используют инструмент, режущая кромка которого совпадает по форме с профилем впадины зубчатого венца. Модульная фреза 1 (дисковая — рис. 2, а или пальцевая — рис. 2, б), перемещаясь вдоль впадины цилиндрического колеса 2, в каждый момент времени оставляет отпечаток своей формы. Закончив обработку одной впадины, заготовку поворачивают на окружной шаг и обрабатывают следующую впадину.

Специальные зубодолбежные станки обеспечивают высокую производительность. Их применяют в массовом производстве.

Зубофрезерный автомат мод. 5М32 предназначен для фрезерования зубьев цилиндрических, прямозубых и косозубых колес, а также червячных колес в условиях единичного и серийного производства. Червячные колеса нарезают методом радиальной или тангенциальной подач.

Технические характеристики станка мод. 5М32

Наибольшие размеры нарезаемых цилиндрических колес, мм:

диаметр. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 800

нарезаемый модуль . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

Пределы частот вращения фрезы, с–1 . . . . . . . . . . .  . . . 0,83…5,25

Пределы подачи, мм/об:

вертикальной. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,8…5,0

радиальной . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,15…1

тангенциальной . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,17…3,1

2. Нарезание зубчатых колес зубодолблением

При нарезании блочных колес и колес с буртами, внутренними зубьями, зубчатых секторов обработка зубодолблением является единственно возможным методом обработки. Во всех других случаях выбор метода обработки подтверждается технико-экономическим расчетом.

Более низкая стоимость долбяка по сравнению с фрезой также положительно характеризует зубодолбление. При повышении требований к степени точности и уменьшению параметра шероховатости поверхности зубьев обрабатываемых колес время, необходимое на зубофрезерование, растет быстрее, чем время на зубодолбление.

При нарезании зубчатых колес без радиальной подачи применяют специальный долбяк, у которого число зубьев в два раза больше, чем у нарезаемого колеса (рис. 3, а).

Долбяк имеет выемку для съема готовой детали со станка и установки заготовки. Одна половина долбяка предназначена для черновой обработки зубьев, вторая — для чистовой. Толщина черновых зубьев меньше толщины чистовых на величину удвоенного припуска на чистовое долбление. Нарезание колеса осуществляется за два его оборота. В течение первого оборота черновые зубья долбяка прорезают впадины, оставляя по их боковым сторонам припуск, срезаемый чистовыми зубьями долбяка при втором обороте заготовки.

Долбяк с двумя выемками и числом зубьев в четыре раза больше, чем число зубьев нарезаемого колеса, обеспечивает обработку зубьев одной заготовки за половину оборота долбяка (рис. 3, б).

Одновременная обработка нескольких заготовок одним комбинированным долбяком повышает производительность процесса (рис. 3, в). Заготовки устанавливают в шпиндели станка, вращающиеся вокруг своей оси и вместе со столом — относительно оси.

Кинематические схемы долбления по методу обката

Рис. 3. Кинематические схемы долбления по методу обкатаа — специальным долбяком с одной выемкой; б — специальным долбяком с двумя выемками; в — специальным комбинированным долбяком (З1 — зона без зубьев; З2 — заходная зона; З3 — зона черновых зубьев; З4 — зона чистовых зубьев); г — двух колес одним долбяком; д — долбяком-прошивкой; е — комплектными долбяками; ж — двух венцов двумя долбяками; 3 — двух венцов долбяком и червячной фрезой

Характеристики отечественных зубодолбежных станков приведены в табл. 4.

Таблица 4. Технические характеристики зубодолбежных станков

Модель станка Наибольшие размеры нарезаемых колес, мм Число двойных ходов штосселя в минуту Мощность главного привода, кВт Диаметр долбяка, мм Круговая подача, мм/дв. ход Группа станков
диаметр модуль
5В12 200 4,0 200…600 2,2 80,0 0,1…0,46 I
5121 200 4,5 125…700 2,3/2,9 80 0,1…0,5
5122 200 5,0 200…850 2,1/3,0 100 0,16…0,6
5М14 500 6,0 125…400 2,8 100 0,17…0,51 II
5140 500 8,0 65…450 3,0 125 0,14…0,75
5А140 500 8,0 55…560 5,0/6,3/10 125 0,01…1,0
5В150 800 12 33…188 4,8/5,7/7,5 200 0,2…1,5 III
5В150П 800 12 33…188 4,8/5,7/7,5 200 0,2…1,5
5М150 800 12 33…188 4,8/5,7/7,5 200 0,2…1,5
5М150П 800 12 33…188 4,8/5,7/7,5 200 0,2…1,5
5В161 1250 12 33…188 4,8/5,7/7,5 200 0,2…1,5
5В161П 1250 12 33…188 4,8/5,7/7,5 200 0,2…1,5

3. Зубострогальные станки

Зубострогальный станок мод. 5А250 работает по методу обката и предназначен для чернового и чистового нарезания прямозубых и конических колес в условиях серийного и массового производства. Применяя специальную накладную головку, можно нарезать и винтовые зубья.

Технические характеристики станка мод. 5А250

Наибольший диаметр нарезаемых зубчатых колес, мм 500
Число зубьев нарезаемых колес 10…100
Число двойных ходов ползунов-резцов 73…470
Продолжительность нарезания одного зуба, с 8…123

Долбяки зуборезные прямозубые классов точности А, В:

  • дисковые в диапазоне модулей (М 1…8 мм), чашечные (М 1…6,5 мм) и хвостовые (М 1…5 мм) по ГОСТ 9323—79 и ГОСТ 6762—79 и специальные;
  • мелкомодульные дисковые и хвостовые в диапазоне модулей М 0,3…0,9 мм по ГОСТ 10059 и специальные;
  • резцы для напильников.

Шеверы дисковые:

стандартные и специальные в диапазоне модулей 0,3…8 мм (85…3 DP) с делительными диаметрами 85, 180, 250 и 280 мм классов точности А, В по техническим условиям ГОСТ 10222—81, ГОСТ 8570—80 для обработки цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем 5—8 степеней точности.

Эталонные измерительные колеса:

стандартные и специальные по ГОСТ 6512—74 и чертежам заказчика в диапазоне модулей 0,3…8 мм, 4…5 степеней точности.

ЗАО «Тяжелые зуборезные станки» — единственное в России и странах СНГ предприятие, производящее полный комплект оборудования (зуборезные, зубопротяжные, зубошлифовальные, зубопритирочные, контрольно-обкатные, закалочные станки) для изготовления конических и гипоидных зубчатых колес с круговым зубом и конических прямозубых колес методами фрезерования, строгания и протягивания. Завод производит более 30 современных моделей. Станки являются глубоко модернизированным технологическим оборудованием на базе моделей, хорошо зарекомендовавших себя ранее. Наиболее востребованные модели (527ВФ3, 5С280ВФ3, 5А26ВФ3, 5А270ВФ3, 5А872ВФ3, 5А284ФЗ и др.) поставляются с системами ЧПУ «Siemens» (рис. 4).

В настоящее время завод производит уникальные станки 5А284 и 5Е283 для изготовления зубчатых колес диаметром 1600 мм и модулем 30 мм (рис. 5, 6).

Заводом освоено новое направление — производство станков с ЧПУ для изготовления цилиндрических зубчатых колес диаметром до 2000 мм, модуль 25 мм. В настоящее время поставляются зубодолбежные станки 5С140Ф3, 5С150Ф3 (рис. 7), 5С161Ф3 и зубофрезерные станки моделей 53С42Ф4, 53С11Ф4, 53С80Ф4, 53С50Ф4 с ЧПУ «Siemens».

Поставка каждой единицы зубообрабатывающего оборудования сопровождается передачей технологии для обработки деталей. Под технические требования заказчиков прорабатываются и предлагаются оптимальные варианты поставок следующих зубообрабатывающих комплексов:

  • специализированных с технологией для массового производства типовых зубчатых колес;
  • универсальных с технологией для производства зубчатых колес различной номенклатуры.

Общий вид станка модели 527ВФ3

Рис. 4. Общий вид станка модели 527ВФ3

Общий вид станка модели 5А284

Рис. 5. Общий вид станка модели 5А284

Общий вид станка модели 5АЕ283

Рис. 6. Общий вид станка модели 5АЕ283

Общий вид станка модели 5С150Ф3

Рис. 7. Общий вид станка модели 5С150Ф3

В составе зубообрабатывающих комплексов поставляются универсальные 6-осевые координатно-измерительные машины для контроля зубчатых колес и зуборезного инструмента, основными преимуществами которых являются:

  • 6 степеней свободы перемещения щупа;
  • встроенная система самокалибровки;
  • двухступенчатая система виброзащиты.

4. Зубошлифовальные станки

Зубошлифовальные станки применяют для шлифования зуборезных долбяков, шеверов и эталонных зубчатых колес. Такие специальные прецизионные станки работают по методу обката (огибания) с помощью эвольвентного копира. Очень важной и сложной операцией является шлифование профиля зубьев.

У долбяков эвольвентный профиль зубьев шлифуют на специальных полуавтоматах, работающих по методу обката с периодическим делением. За каждый цикл обрабатывается лишь одна сторона зуба. Движение обката выполняется заготовкой.

Технические характеристики зубошлифовальных станков приведены в табл. 5, зубошевинговальных и зубохонинговальных — в табл. 6, зубопритирочных и контрольно-обкаточных — в табл. 7.

Таблица 5. Зубошлифовальные станки и полуавтоматы для цилиндрических колес (размеры в мм)

Параметры Модели станков
5В832 5В833 5В835 5А841 5843 5851 5853 5891С 5А893С
Диаметр обрабатываемого зубчатого колеса 20…200 40…320 50…500 30…320 80…800 35…320 150…800 10…125 40…320
Модуль обрабатываемого зубчатого колеса 0,3…3 0,5…4 1,5…5 1,5…8 2…12 2…10 2…12 1…6 2…12
Наибольшая длина шлифуемого зуба прямозубого колеса 100 150 200 150 220 220 280 28 56
Наибольший угол наклона шлифуемого зубчатого колеса, град 45 45 30 45 45 45 45 30 35
Число зубьев обрабатываемого зубчатого колеса 12…200 12…200 16…250 10…200 14…250 10…120 12…210 7…100 10…180
Шлифовальный круг Червячный Конический Тарельчатый (два) Конический
Наибольшие размеры шлифовального круга (Д Ш) 400

63

400

80

400

100

350

32

400

32

225 275

20

250

25

500

32

Частота вращения шлифовального круга, об/мин 1500 1500 1500

1920

1670 1900; 2660 1900; 2660 2000; 2500 1150
Вертикальная подача суппорта заготовки (подача обката), мм/мин 3,78…165 3,78…165 2…165 (6…800) (6…800)
Радиальная подача шпиндельной бабки за один ход суппорта 0,02…0,08 0,02…0,08 0,02…0,08 0,01…2,49 0,01…2,49 0,002…

0,01 (на

врезание)

0,002…

0,01 (на

врезание)

Продольная подача:

cтола (бесступенчатое регулирование), мм/мин

100…

1800

100…

1500

за один обкат 0,35…7 0,5…50
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 3 4 5,5 1,5 1,5 0,75 2 0,75 2 0,75 1,1
Габаритные размеры 2110

2450

1985

2400

2500

2070

2830

2210

2345

2850

2325

2085

3280

2780

2525

3170

1820

20202

3340

2165

2340

1590

1500

1820

2545

1770

2190

Масса, кг 7180 7000 8500 8000 11 200 5600 7500 2800 3500

Примечание. Станки 5891С и 5А893С особо точные, предназначены для окончательной обработки эвольвентного профиля долбяков, шеверов и измерительных колес.

Таблица 6. Зубошевинговальные и зубохонинговальные полуавтоматы для цилиндрических колес (размеры в мм)

Параметры 5701 5702В 5Б703 ВС-Б03В 5А913
Наибольшие размеры обрабатываемого колеса:

диаметр

125 320 500 550 320
длина зуба 40 100 150 140 120
модуль колес 0,3…1,5 1,5…6 2…10 1,5…8 8 (наиб.)
Наибольший угол поворота шеверной (или хонинговальной) головки в обе стороны от горизонтального (или вертикального) положения, град 30 35 30 20 25
Частота вращения шпинделя инструмента (или заготовки), об/мин 100…630 63…500 50…400 50…400 160…1000
Осевая (продольная) подача инструмента (или заготовки), мм/мин 32…310 18…300 16…200 16…200 50…400
Радиальная подача, мм/ход стола 0,01; 0,02; 0,03 0,02…0,06 0,025
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 0,9 3 3,2 3,2 3
Габаритные размеры 1450

870

1695

1820

1500

2120

2260

1265

1930

2260

1265

1930

1650

1460

1620

Масса, кг 1560 5300 4000 4000 3400

Примечания: 1. Полуавтоматы 5А913 — зубохонинговальные горизонтальные, остальные полуавтоматы зубошевинговальные;

2. Полуавтомат 5702В горизонтальный, остальные зубошевинговальные полуавтоматы вертикальные.

Таблица 7. Зубопритирочные и контрольно-обкатные станки для конических колес (размеры в мм)

Параметры 5П722 5725Е 5Б720 5В722 5Д725 5Б725 5Б726
Наибольшие размеры обрабатываемого (или контролируемого) конического колеса: 320 500 125 200 500 500 800
модуль 2…6 2,5…10 0,3…2,5 1,5…8 2,5…10 2,5…10 5…16
длина образующей делительного конуса ведомого конического и гипоидного зубчатых колес 250 60 100 250 250
Частота вращения ведущего шпинделя, об/мин 1450 1450 600…1000 1200; 800 300…3000

(бесступенчатая)

625; 1250 220; 450; 625;

1250

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 5,5 5,5 0,9 1,8; 2,1 6,5 2,2; 3,6 6,0; 9,0
Габаритные размеры 1540x

1480x

1810

1540x

1480x

1810

1000x

850x

1380

1540x

1100x

1550

2330x

1725x

1900

2000x

1550x

1750

2990x

2640x

1905

Масса, кг 4600 4800 990 1700 6290 3070 6550

Примечания: 1. Станки 5П722 и 572Е зубопритирочные, остальные — контрольно-обкатные универсальные.

2. Для станков 5П722 и 572Е число двойных осциллирующих ходов за один цикл 2—30.

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *