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, мм500
Наибольшая длина вертикального перемещения фрезерного суппорта, мм400
Наибольший модуль обрабатываемых зубчатых колес, мм10
Наибольший угол наклона зубьев обрабатываемых колес, град45

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

ПараметрыМодели станков
5303ПТ5303П;

5303В

5304В5К301П5К31053А203А30П5В3125К324А53А505К328А5343
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм20508012520020032032050050012503200
Наибольшие размеры нарезаемых колес, мм:

модуль

111,52,54666881235
длина зуба прямозубых колес50501001002001802201803003505601350
Угол наклона зубьев, град60456060604560606045
Наибольший диаметр устанавливаемых червячных фрез, мм324080100125125160160180200225360
Расстояние, мм:

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

75…12512045…170100…250145…365160…410160…410120…300210…570195…595230…880700…

2100

от оси инструмента до оси шпинделя заготовки5…455…4510…8820…13545…18025…20030…25055…24560…35060…350115…820300…

2150

Наибольшее осевое перемещение фрезы505050170757580180240
Частота вращения шпинделя инструмента, об/мин400…

4000

400…

4000

200…

1600

100…50063…48075…50050…400100…50050…31040…40532…20010…60
Подача, мм/об, заготовки:
вертикальная или продольная0,063…

1,0

0,063…

1,0

0,1…

1,6

0,35…

45*

0,63…40,45…

120*

0,63…72,5…

100*

0,8…5,00,75…

7,5

0,5…5,60,3…15
радиальная1,5…

45*

1,5…

45*

0,05…

0,8

0,4…

60*

0,135…20,1…1,60,3…20,14…

0,84

0,22…

2,25

0,22…

2,6

0,15…

7,5

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт1,11,11,52,247,5; 8,53,2; 4,27,57,58; 10; 12,51042
Габаритные размеры810x

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, кг6806802100172040006800680052506400985014 00075 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)

ПараметрыМодели станков
5236П5Т23В5С2685С277П5С286П
Наибольший:

диаметр обрабатываемого колеса при передаточном отношении пары 10 : 1

125125320500800
модуль обрабатываемых колес1,51,581216
ширина зубчатого венца201680125
Число зубьев нарезаемых колес12…20012…2008…5010…15010…150
Длина образующей делительного конуса нарезаемых колес7…635…63165 (наиб.)250 (наиб.)400 (наиб.)
Расстояние от торца шпинделя бабки заготовки до центра стола30…14030…140115…415135…600
Наибольший угол, град:

качания люльки от центрального положения вверх и вниз

35356060
установки суппорта (или фрезерного суппорта)82,51011
Наибольший ход резца2820180
Число двойных ходов резцов в минуту160…800210…82034…167
Частота вращения дисковых фрез (или инструментального шпинделя), об/мин10,5…2020…80
Время рабочего хода при нарезании одного зуба (или впадины), с5…535…533…5,710…12012…240
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт1,11,1105,57,5
Габаритные размеры1620

1050

1415

1620

1050

1415

2700

2375

2075

3075

1975

2200

3235

2180

2470

Масса, кг30003000900015 00015 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)

ПараметрыМодели станков
5С263527В5С27П5С280П
Наибольший:

диаметр обрабатываемого колеса при передаточном отношении пары 10 : 1

320500500800
модуль обрабатываемых колес8121212
длина образующей начального конуса нарезаемых колес (при угле накло

на зуба 30 )

150265220400
Угол делительного конуса конического колеса5…855 42 …84 185 4 …84 18
Число зубьев нарезаемых колес5…755…1505…1505…150
Наибольшее радиальное смещение инструментального шпинделя140240240340
Поворот бабки на угол внутреннего конуса, град:

наименьший

–12–12–12+5
наибольший+90+90+90+90
Диаметр зуборезных головок60, 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/мин20…15520…15520…125
Время обработки одного зуба, с9…8010…12010…12012…200
Вертикальная установка бабки заготовки для нарезания гипоидных колес80125125125
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт3447,5
Габаритные размеры2607x

1925x

1870

3140x

1975x

2200

3235x

2180x

2200

3235x

2180x

2200

Масса, кг880013 50013 50015 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 станкаНаибольшие размеры нарезаемых колес, ммЧисло двойных ходов штосселя в минутуМощность главного привода, кВтДиаметр долбяка, ммКруговая подача, мм/дв. ходГруппа станков
диаметрмодуль
5В122004,0200…6002,280,00,1…0,46I
51212004,5125…7002,3/2,9800,1…0,5
51222005,0200…8502,1/3,01000,16…0,6
5М145006,0125…4002,81000,17…0,51II
51405008,065…4503,01250,14…0,75
5А1405008,055…5605,0/6,3/101250,01…1,0
5В1508001233…1884,8/5,7/7,52000,2…1,5III
5В150П8001233…1884,8/5,7/7,52000,2…1,5
5М1508001233…1884,8/5,7/7,52000,2…1,5
5М150П8001233…1884,8/5,7/7,52000,2…1,5
5В16112501233…1884,8/5,7/7,52000,2…1,5
5В161П12501233…1884,8/5,7/7,52000,2…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, мм500
Число зубьев нарезаемых колес10…100
Число двойных ходов ползунов-резцов73…470
Продолжительность нарезания одного зуба, с8…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)

ПараметрыМодели станков
5В8325В8335В8355А8415843585158535891С5А893С
Диаметр обрабатываемого зубчатого колеса20…20040…32050…50030…32080…80035…320150…80010…12540…320
Модуль обрабатываемого зубчатого колеса0,3…30,5…41,5…51,5…82…122…102…121…62…12
Наибольшая длина шлифуемого зуба прямозубого колеса1001502001502202202802856
Наибольший угол наклона шлифуемого зубчатого колеса, град454530454545453035
Число зубьев обрабатываемого зубчатого колеса12…20012…20016…25010…20014…25010…12012…2107…10010…180
Шлифовальный кругЧервячныйКоническийТарельчатый (два)Конический
Наибольшие размеры шлифовального круга (Д Ш)400

63

400

80

400

100

350

32

400

32

225275

20

250

25

500

32

Частота вращения шлифовального круга, об/мин150015001500

1920

16701900; 26601900; 26602000; 25001150
Вертикальная подача суппорта заготовки (подача обката), мм/мин3,78…1653,78…1652…165(6…800)(6…800)
Радиальная подача шпиндельной бабки за один ход суппорта0,02…0,080,02…0,080,02…0,080,01…2,490,01…2,490,002…

0,01 (на

врезание)

0,002…

0,01 (на

врезание)

Продольная подача:

cтола (бесступенчатое регулирование), мм/мин

100…

1800

100…

1500

за один обкат0,35…70,5…50
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт345,51,51,50,75 20,75 20,751,1
Габаритные размеры2110

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, кг718070008500800011 2005600750028003500

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)

Параметры57015702В5Б703ВС-Б03В5А913
Наибольшие размеры обрабатываемого колеса:

диаметр

125320500550320
длина зуба40100150140120
модуль колес0,3…1,51,5…62…101,5…88 (наиб.)
Наибольший угол поворота шеверной (или хонинговальной) головки в обе стороны от горизонтального (или вертикального) положения, град3035302025
Частота вращения шпинделя инструмента (или заготовки), об/мин100…63063…50050…40050…400160…1000
Осевая (продольная) подача инструмента (или заготовки), мм/мин32…31018…30016…20016…20050…400
Радиальная подача, мм/ход стола0,01; 0,02; 0,030,02…0,060,025
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт0,933,23,23
Габаритные размеры1450

870

1695

1820

1500

2120

2260

1265

1930

2260

1265

1930

1650

1460

1620

Масса, кг15605300400040003400

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)

Параметры5П7225725Е5Б7205В7225Д7255Б7255Б726
Наибольшие размеры обрабатываемого (или контролируемого) конического колеса:320500125200500500800
модуль2…62,5…100,3…2,51,5…82,5…102,5…105…16
длина образующей делительного конуса ведомого конического и гипоидного зубчатых колес25060100250250
Частота вращения ведущего шпинделя, об/мин14501450600…10001200; 800300…3000

(бесступенчатая)

625; 1250220; 450; 625;

1250

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт5,55,50,91,8; 2,16,52,2; 3,66,0; 9,0
Габаритные размеры1540x

1480x

1810

1540x

1480x

1810

1000x

850x

1380

1540x

1100x

1550

2330x

1725x

1900

2000x

1550x

1750

2990x

2640x

1905

Масса, кг460048009901700629030706550

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 *