Технические характеристики станка мод. 53А50ЕФ2

Наибольший диаметр обрабатываемых зубчатых колес, мм
Наибольшая длина вертикального перемещения фрезерного суппорта, мм
Наибольший модуль обрабатываемых зубчатых колес, мм
Наибольший угол наклона зубьев обрабатываемых колес, град	±45
Мощность привода главного двигателя, кВт
Габаритные размеры станка	4125 х 2450 х 3175
Масса станка, кг

Рис 1. Станок мод. 53А50ЕФ2: 1 - панель управления; 2 - защитный кожух; 3 — панель контроля
Станок полностью закрыт защитным кожухом, это обеспечивает его высокую экологическую и техническую безопасность.
Существуют два метода нарезания цилиндрических зубчатых колес: метод копирования и метод обката. При методе копирования используют инструмент, режущая кромка которого совпадает по форме с профилем впадины зубчатого венца. Модульная фреза (дисковая или пальцевая), перемещаясь вдоль впадины цилиндрического колеса, 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. В практике
машиностроения очень широко распространен метод обката, в котором режущий инструмент и заготовка обкатываются подобно звеньям зубчатой передачи.
В зубодолбежном станке (рис. 2, а) долбяк 1 и заготовка 2 воспроизводят зацепление цилиндрических колес. Если бы заготовка была достаточно пластичной, в ней можно было выдавливать впадины, прокатив по окружности твердое колесо (инструмент).
Согласованное движение долбяка и заготовки в станке применяют для создания на заготовке в поперечном сечении формы зуба в виде эвольвенты. Долбяком можно нарезать также зубчатую рейку. При этом движение, образующее профиль зуба, должно состоять из вращения долбяка и согласованного с ним прямолинейного движения рейки. Можно наоборот режущей рейкой 2 (гребенкой) нарезать цилиндрическое колесо 1 (рис. 2, б).
Инструмент и заготовка в зубофрезерном станке образуют пару подобно червячной передаче. Если провести секущую плоскость через ось червяка перпендикулярно оси червячного колеса, то в сечении червяка получается профиль зубчатой рейки. Процесс обката имеет место в зубофрезерном станке, где червячная фреза 1 (рис. 2, в) вращается с заготовкой 2 (сложное формообразующее движение). На рис. 2, г показано профилирование одной впадины зубчатого венца.
Для обработки червячного колеса нужно углубиться фрезой на полную высоту зуба, при этом получится его форма по длине. Для нарезания цилиндрического колеса необходимо еще формообразующее движение вдоль зуба. Если зуб зубчатого колеса прямой, то это движение простое. У косозубого колеса зуб винтовой, поэтому для его образования требуется сложное движение, состоящее из перемещения червячной фрезы вдоль оси колеса и доворота самого колеса.

Рис. 2. Схема нарезания зубчатых колес методом обката: а — долбяком; б — гребенкой (1 — цилиндрическое колесо; 2 — рейка); в — червячной фрезой (1 -червячная фреза; 2 — заготовка); г — профилирования зубчатого венца зубом червячной фрезы
Зубчатые колеса с прямыми зубьями фрезеруют на зубофрезерных станках модульными дисковыми фрезами; заготовку закрепляют в делительной головке.
Устройство зубофрезерного автомата и настройка станка на нарезание зубчатых и червячных колес
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

Наибольший диаметр нарезаемых цилиндрических колес, мм
Наибольший нарезаемый модуль, мм
Пределы частот вращения фрезы, с1	0,83-5,25
Пределы подачи, мм/об
Вертикальной	0,8...5,0
Радиальной	0,15...1
тангенциальной	0,17...3,1

Конструктивно станок состоит из следующих основных узлов: станины А, на которой закреплена стойка B, по ней перемещается фрезерный суппорт Г. Стол E движется по горизонтальным направляющим станины (рис. 3). Узел Д поддерживает верхний конец оправки с установленными на ней заготовками. Коробка скоростей Ж расположена в станине, а в суппортной стойке - коробка подач Б. При обработке заготовок на станке осуществляется главное движение — вращение фрезы.
Кинематическая схема станка показана на рис. 3.
При настройке станка на нарезание прямозубых цилиндрических колес фрезу устанавливают наклонно под углом у к горизонтали, равным углу подъема витков червячной фрезы А (рис. 4, а)

Рис. 3. Кинематическая схема зубофрезерного полуавтомата мод. 5М32:

Рис. 4. Схема нарезания зубьев червячной фрезой: a — прямозубых цилиндрических колес; б — цилиндрических колес с винтовым зубом; в — червячных колес методом радиальной подачи; г — червячных колес методом тангенциальнойподачи.
Подобно зуборезной гребенке червячная фреза обеспечивает большую точность по шагу зубьев нарезаемого колеса за счет меньшего накопления ошибок. Однако для получения эвольвентного профиля зубьев колеса необходимо строить профиль зуба нарезающей его фрезы на базе эвольвентного основного червяка. Профилирование эвольвентной фрезы в настоящее время может быть осуществлено лишь приближенно. Отрицательно сказывается на точности профиля зубьев нарезаемого колеса и ограниченное число резов, приходящихся на одну впадину при зубофрезеровании.
При отсутствии специальной червячной фрезы можно воспользоваться методом обкатки, применив «летучий» резец, т. е. оправку с резцом, представляющим собой один зуб фрезы.
Нарезание зубчатых колес зубодолблением
При нарезании блочных колес и колес с буртами, колес с внутренними зубьями, зубчатых секторов обработка зубодолблением является единственно возможным методом обработки. Во всех других случаях выбор метода обработки зубчатых колес 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.
Сравнительные исследования основного времени при зубодолблении и зубофрезеровании показывают, что в общем случае долбяки предпочтительнее применять при нарезании колес с меньшими модулями, с большими числами зубьев, с меньшими ширинами венцов и с большими углами наклона зубьев.
Для создания движения резания долбяк получает возвратно-поступательное движение в направлении, параллельном оси обрабатываемого колеса. Скорость перемещения долбяка является скоростью резания.
Долбяк и заготовка в процессе зубодолбления непрерывно вращаются относительно своих осей.
Во время холостого хода для предохранения долбяка от трения об обрабатываемую поверхность долбяк или заготовку отводят друг от друга. Перед началом рабочего хода оси долбяка и обрабатываемого колеса сближаются.
При нарезании косозубых колес применяют косозубый долбяк. Он имеет тот же угол наклона зубьев, что и у нарезаемых колес, но с разноименным направлением для колеса с внешними зубьями (левый — для правого колеса, правый - для левого) и одноименным — для колеса с внутренними зубьями.
Для образования зубьев колеса в этом случае долбяк при его поступательном движении должен получать дополнительный поворот вокруг своей оси. Это достигается установкой на станке специальных винтовых копиров-направляющих вместо обычных прямолинейных направляющих. Один из копиров прикрепляют к ползуну. Он совершает с ним возвратно-поступательное движение. Второй — неподвижный копир, закрепляют в отверстии червячного колеса, сквозь которое проходит ползун.
Долбяк при зубообработке врезается в заготовку в радиальном направлении. Такое врезание осуществляется двумя способами, при помощи специального ходового винта и автоматического делительного механизма; при помощи одного из специальных кулачков — копиров, определяющих число проходов, необходимых для нарезания полного профиля зубьев (под проходом понимается оборот заготовки в процессе нарезания). Скорость врезания характеризуется радиальной подачей за один двойной ход долбяка. После врезания на заданную глубину радиальная подача выключается, и в дальнейшем следует только обкат.
При нарезании зубчатых колес без радиальной подачи применяют специальный долбяк, у которого число зубьев в два раза больше, чем у нарезаемого колеса.
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.
Одновременная обработка нескольких заготовок одним комбинированным долбяком повышает производительность процесс. Заготовки устанавливают в шпиндели станка, вращающихся вокруг своей оси и вместе со столом — относительно оси стола. Долбяк имеет четыре зоны. В зоне з, у долбяка нет зубьев (в этой зоне осуществляется съем обработанной детали и установка заготовки); зона з2 — заходная; зона з3 — черновых зубьев; зона з4 — чистовых зубьев. Долбяк имеет только возвратно-поступательное движение. За рубежом предложен новый способ для зубодолбления двух цилиндрических колес. Один долбяк нарезает два колеса, установленных на двух столах — при прямом ходе — одно колесо, при обратном — другое. Долбяк представляет собой цилиндрическое колесо, ось которого повернута на угол, равный заднему углу долбяка.
Внедренный в России долбяк-прошивка для изготовления мелкомодульных прямозубых колес позволяет сократить основное время обработки в два раза. Принцип работы долбяка-прошивки аналогичен принципу работы обычного долбяка, а конструкция его во многом сходна с конструкцией эвольвентной прошивки. Долбяк-прошивка имеет режущую и калибрующую части, стружку срезает как эвольвентная прошивка. Форма поперечного слоя, срезаемого долбяком-прошивкой за один рабочий ход, аналогична форме поперечного слоя, срезаемого долбяком.
Широкие технологические возможности имеет зубодолбление комплектными долбяками с разными схемами разделения срезаемых слоев. Верхний долбяк служит для окончательного профилирования зубьев колеса; нижний долбяк перешлифовывается так, чтобы весь срезаемый слой был разделен между ступенями инструмента в заранее заданном отношении.
При определенном соотношении параметров двух венцов блочного колеса возможно одновременное долбление этих венцов двумя долбяками.
Фирма «Пфаутер» (Pfauter) разработала комбинированные станки для одновременного зубофрезерования и зубодолбления блочных колес. Это существенно повышает производительность зубообработки.
Долбяками специального профиля можно обрабатывать шлицевые пазы, кулачки, фасонные отверстия и другие подобные поверхности.
Комбинирование движений долбежного инструмента и обрабатываемой детали, выключение в соответствующие моменты времени движения обката, применение вместо кулачков радиальной подачи — кулачков специального профиля, а также применение специальных приспособлений и фасонных долбяков делает процесс широкоуниверсальным. Благодаря этим достоинствам долбяки особенно популярны в мелкосерийном производстве, когда фасонные протяжки слишком дороги, а фрезерные станки не обеспечивают необходимой точности и возможности обработки внутренних поверхностей.
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
Число зубьев нарезаемых колес	10...100
Числа двойных ходов ползунов-резцов	73...470
Продолжительность нарезания одного зуба, с	8...123

Станок работает следующим образом: на станине 1 (рис. 5, а) смонтирована обкатная люлька 2 с закрепленными на ней в ползунах 8 резцами 9 (рис. 5, б). По направляющим 5 станины 1 перемещается стол 7 (см. рис. 5, а), имеющий круговые направляющие 6. На них вместе с плитой 4 поворачивается бабка изделия 3 для установки заготовки на угол фm.
При формообразовании боковых поверхностей зуба используют следующие движения: главное движение — возвратно-поступательное перемещение резцов; возвратно-качательное движение люльки вокруг оси О, и связанное с ним коническое вращение заготовки вокруг оси О2 После окончания профилирования зуба происходит поворот заготовки на следующий зуб (деление). На станке мод. 5А250 можно обрабатывать зубья методом обката и методом врезания. При методе обката люлька и заготовка одновременно вращаются до тех пор, пока не будет нарезана впадина. Далее заготовка отводится от резцов и продолжает вращаться в том же направлении, люлька с резцами движется в обратном направлении до исходного положения. За время одного качательного движения заготовка повернется на целое число зубьев Z. Это позволяет начать обработку следующей впадины. После обработки всех впадин станок автоматически отключается.

а) б)

Рис. 5. Схемы работы зубострогального станка методом обката: a — эскиз станка; б — эскиз обкатной люльки; 1 — станина; 2 — люлька; 3 — изделие; 4 — плита; 5— направляющие станины; 6— круговые направляющие стола; 7 — стол; 8 — ползун; 9 — резец
При методе врезания, применяемом для чернового нарезания зубьев, движение обката значительно замедляется, поэтому профиль зуба в данном случае близок к прямолинейному.
Кинематическая схема станка мод. 5А250 показана на рис. 6. Главное движение обеспечивает электродвигатель Ml (N=2,8 кВт, n = 23,66 с-1) через зубчатые пары Z — (15/48), (34/34), сменные колеса a—b, зубчатую пару Z— (30/72) и вал с кривошипным диском 2. Ползуны с резцами от диска 2 через систему рычагов получают возвратно-поступательное движение. За каждый оборот диска 2

Рис. 6. Кинематическая схема зубострогального станка мод. 5А250: 1 — барабан; 2 — диск; 3 — ползуны; 4 — резцы
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.
Принцип шлифования зубьев долбяков основан на зацеплении долбяка с неподвижной производящей рейкой, которую воспроизводит в этом случае шлифовальный круг.
В качестве примера рассмотрим зубошлифовальный полуавтомат мод. 5893 (рис. 7). В основе работы станка лежит известный принцип образования эвольвенты окружности (рис. 8): производящая прямая СС1 неподвижна, а основная окружность вращается равномерно вокруг своего центра и в то же время движется поступательно, параллельно С со скоростью, равной окружной скорости точки, лежащей на основной окружности.

Рис. 7. Зубошлифовальный полуавтомат мод. 5893: 1 — педаль тормоза; 2 — станина; 3 — нижний стол; 4 — квадрат продольного перемещения круга; 5 - верхний стол; 6— маховичок поперечного перемещения круга; 7— маховичок вертикального перемещения круга; 8 — пылесос; 9— колонна; 10 — поворот колонны; 11 — рукоятка продольного перемещения приспособления для правки круга; 12 — кнопка для установочного перемещения приспособления; 13 — поворотная кнопка для поперечного перемещения приспособления; 14— шлифовальная бабка; 15— рукоятка ручного поворота рабочей головки; 16— рабочая головка; 17— маховичок тонкой поперечной подачи шлифовального круга; 18— салазки

Рис. 8. Схема расположения салазок станка мод. 5893 под углом установки ауст: АА — касательная к эвольвенте зубьев долбяка; ВВ — касательная к эвольвенте профиля копира.
При вращении шпинделя вместе с закрепленным на нем долбяком и копиром вся система перемещается под действием груза (или пружины) параллельно производящей прямой СС. Основная окружность катится без скольжения по этой прямой. Конструкцией станка предусмотрена возможность установки салазок вместе с производящей прямой под углом ауст к оси шпинделя шлифовального круга (см. рис. 8). Это позволяет шлифовальному кругу работать всей кольцевой поверхностью, так как центр основной окружности долбяка перемещается из одного положения в другое по наклонной прямой ОО2, а профиль зуба долбяка при этом перемещается от точки М, к точке М2.
Установка салазок под различными углами ауст позволяет пользоваться одним и тем же копиром для шлифования долбяков с раз личными начальными окружностями. Изменение угла установки для использования одного копира при обработке долбяков с различными окружностями должно оставаться в пределах 14...30° (лучше 16...25°). Такое ограничение диктуется тем, что при больших значениях а т шлифовальный круг может задевать соседний зуб долбяка. К тому же, чем больше угол ауст, тем больше зона М,М2, но это приводит к чрезмерно большой разнице между окружными скоростями крайних точек окружностей, расположенных на шлифовальном круге и, как следствие, к его неравномерному износу. Исходя из этого, на практике принимают 10° < ауст < а, где а — угол зацепления шлифуемого долбяка.

Рис. 9.. Кинематическая схема полуавтомата мод. 5893: / — муфта; 2— клиноременная передача; 3 — электродвигатель; 4 — копир; 5 — упор; 6 — салазки; 7— груз; 8 — червячный вал; 9 — червяк; 10 — червячное колесо; 11 — кривошипный диск; 12 — вал; 13 — шатун; 14 — ползушка; 15 — гибкий вал; 16 — винт; 17 — круг
Привод станка показан на рис. 9. От электродвигателя 3 (N = 1 кВт, п= 15,5 с"1) через клиноременную передачу 2 с четырехступенчатыми шкивами и фрикционную конусную муфту 1 вращение передается червячному валу 8, с которого движение сообщается цепи качания рабочей головки (бабки изделия) и цепи деления.
На одном валу 12 с червячным колесом 10 закреплен кривошипный диск 11 с профрезерованным диаметральным пазом. По этому пазу винтом 16 можно перемещать ползушку 14, ось которой связана через опору качения с шатуном 13. При вращении червяка 9 и червячного колеса 10 шатун 13 через систему рычагов сообщает качательное движение рабочей головке вокруг оси шпинделя изделия.
Скорость и величина хода головки определяются скоростью вращения червячного вала 8 и радиусом кривошипа (положением ползушки 14), который можно регулировать в пределах 50... 110 мм.
Эвольвентный копир 4, закрепленный на шпинделе рабочей головки, при качании упирается в неподвижную плоскость регулируемого упора 5 и сообщает рабочей головке возвратно-поступательное перемещение по направляющим салазок 6, установленных под углом а к горизонтальной плоскости. Постоянный контакт копира 4 с плоскостью упора 5 обеспечивается грузом 7. Для шлифования следующего зуба заготовка поворачивается при помощи делительного механизма, смонтированного в рабочей головке.