Расчёт гитары дифференциала. Как посчитать? Станки для нарезания конических колес с круговыми зубьями Нарезание цилиндрических колес червячными фрезами

Раньше на большинстве предприятий гитару дефференциала считали технологи (по крайней мере насколько я это знаю). На данный момент на некоторых предприятиях дифференциал считают технологи, а на некоторых эта «забота» перешла к зуборезчикам, что уж и говорить когда требуется «втихаря» сделать шабашку! Связанно это думаю с тем, что с массового производства шестернь идёт переход на производство на малых предприятиях, где эта задача ложится на плечи зуборезчика… Лично моё мнение и я не раз уже говорил об этом — считать дифференциал должны технологи, хотя данное умение не помешает зуборезчику. Конечно это не трудно, но зачем лишняя ответственность? Я думаю Вы со мной согласитесь. В основном никто просто не хочет брать на себя ответственность!

Что нужно знать и иметь чтобы посчитать дифференциал на зубофрезерный станок?

• Постоянную гитары дифференциала станка.
• Угол наклона по делительному диаметру.
• Модуль.
• Должна быть книга подбора сменных шестернь (отличный и более приемлемый вариант в электронном виде. К примеру «Петрик М.И., Шишков В.А. (1973). Таблицы для подбора зубчатых колес.» или «Сандаков М.В. — Таблицы для подбора шестерен. Справочник.»
• Калькулятор. Я использую калькулятор на смартфоне.

Формула расчёта гитары дифференциала:

c (дифференциала станка) × sinβ/Mk

То есть постоянная дифференциала станка умножить на синус нарезаемого угла и разделить на модуль/ значение k — это число заходов фрезы. Обычно фрезы однозаходние, если нет то делим модуль умножить к примеру на 2 — если фреза двухзаходняя.

Гитара дифференциала на червячные колёса при нарезании тангенциальной подачей, считается по другой формуле!

Всё просто, главное не ошибиться и не запутаться в цифрах!

Посчитаем дифференциал угла 10 градусов, 33 минуты, 23 секунды. Постоянная 15, модуль 8. Фреза однозаходняя.

Находим синус угла 10 33 23. Для этого мы переводим данный угол в десятичный. Как это делать? 23/3600+33/60+10=0,0063888888888880+0,55+10=10,5563888888889 Определяем синус 10,5563888888889, он равен 0,183203128805159.

Далее открываем таблицу подбора сменных шестернь (я пользуюсь Петрик М.И., Шишков В.А) и ищем число (передаточное число) 0,343505866509673. При этом надо найти максимально близкое значение. Более всего подходит 0,3435045. Гитара дифференциала: 43 61 83 92 — первое значение вверх дроби, второе низ.

Настраиваем гитару дифференциала. 43 ведущая, 92 ведомая. Ставим 43, соединяем её с 83, 83 на одном валу с 61, 61 соединяем с 92. Вот так:

Среди всего металлообрабатывающего оборудования следует выделить зубофрезерные станки. В принятой системе классификации их вынесли в отдельную группу. Станки зубофрезерные горизонтальные, вертикальные или иной разновидности применяются для получения зубчатого эвольвентного профиля. Получение сложной поверхности проводится методом обкатки.

Зубофрезерный станок

Где применяются?

Модели зубофрезерных станков могут отличаться по достаточно большому количеству характеристик, не получили столь широкого распространения как оборудование токарной или фрезерной группы. Поэтому они применяются в:

1. Машиностроительной отрасли промышленности.
2. Авиационной и автомобильной отраслях промышленности.
3. Приборостроении.

Универсальный зубофрезерный станок устанавливается с иным металлообрабатывающим оборудованием, так как обработка на зубофрезерных станках не позволяет изменить диаметральный размер цилиндрической формы. В продаже можно встретить модели, пригодные для применения в серийном, мелкосерийном и крупносерийном производстве.

Гитара деления зубофрезерного станка может также существенно отличаться в зависимости от особенностей конкретной модели. Это должны учитывать проводя расчет гитары деления зубофрезерного станка.

Типовые конструктивные компоновки

Рассматривая зубофрезерный станок и принцип работы следует уделить внимание тому, какая у него компоновка. По данному показателю можно выделить следующие группы:

1. Вертикальная ориентация оси заготовки. Компоновка зубофрезерных станков определяет особенности обработки, имеют подвижный стол. Компоновка применяется при производстве универсальных моделей, получивших наибольшее распространение.
2. Вертикальная ориентация оси заготовки, инструмент подвижен по горизонтали. Устройство данного зубофрезерного станка имеет инструментальный суппорт, через который проводится передача осевой подачи. Данная компоновка наиболее подходит для моделей, оснащенных системой автоматизации погрузки/выгрузки заготовок. Именно подобные зубофрезерные станки с ЧПУ, принцип работы которых предусматривает автоматическую подачу заготовки, получили широкое распространение при выпуске больших партий продукции.
3. Зубофрезерные станки при размещении заготовки в вертикальном направлении. Рассматривая основные узлы отметим стол, который зачастую подвижен в вертикальном направлении. Радиальная подача осуществляется инструментальной стойкой. Данные зубофрезерные станки, модели которых могут существенно отличаться в зависимости от предназначения, имеют конструкцию, которые позволяют легко их встраивать в различные автоматические линии обработки. Обработка на современных зубофрезерных станках сводится к уменьшению количеству операций, требующих вмешательства оператора.
4. Горизонтальные с размещение оси заготовки в этой плоскости. Стол подвижный также в этом направлении, передает осевое вращение. Инструмент крепится на инструментальной стойке. Зубофрезерный станок данного вида получил широкое применение в сфере нарезания мелкомодульных зубчатых колес. Конструкция имеет горизонтальные направляющие для обеспечения перемещения инструментальной стойки.
5. Горизонтальные станки имеют крепление для размещения заготовки в этой плоскости. Ключевая особенность заключается в неподвижности стола. Инструментальная стойка подвижная, предназначена для передачи осевой и радиальной подачи. Эти виды оборудования позволяют обрабатывать зубчатые колеса, которые выполнены в виде единой конструкции с валом.

Отметим, что расчет дифференциала зубофрезерного станка проводится в зависимости от особенностей схемы. Дифференциальный метод встречается крайне часто.

Числовое программное управление

Настройка гитары деления зубофрезерного станка проводится для изменения параметров нарезаемых зубьев. Зубофрезерные станки с ЧПУ имеет основные узлы, которые могут настраиваться под условия резания, они имеют высокую точность перемещения. Станки с ЧПУ можно охарактеризовать следующим образом:

1. Могут применяться для нарезания конических шестерен, а также для конических колес. Числовое программное управление позволяет устанавливать основные режимы обработки.
2. При составлении программы обработки проводится подсчет всех параметров. Однако деление венца проходит несколько иначе, настройка гитары не требуется. Это связано с тем, что вертикальный зубофрезерный станок или горизонтального типа с ЧПУ имеет подвижные узлы, положение которых и основные показатели работы настраиваются созданной программой.

Современное оборудование не требует серьезного вмешательства оператора, так как гитара деления зачастую отсутствует. Подобные зуборезные модели дорогие и сложны в обслуживании. Поэтому в большинстве случаев целесообразно устанавливать и использовать обрабатывающий станок, у котором есть конструкция гитары дифференциала.

Классификация по типу привода

Станки зубофрезерные имеют достаточно сложную конструкцию. Тип привода определяет то, как можно рассчитывать деление диска. Рассмотрим особенности и параметры следующих распространенных схем привода:

1. Группа зубофрезерных станков с делительной червячной передачей стола. Оборудование имеет переменную толщину витка. Настраивать зазор можно в диапазоне 0,03-0,05 мм с существенным смещением червяка.
2. Рассматривая описание следует уделить внимание и расположению систем. Особенности данной схемы заключаются в монтировании отдельного корпуса для делительной передачи. Делятся венцы в данном случае путем регулировки зазора. Червяк перемещается вместе с червяком в радиальном направлении относительно колеса.
3. Проводить обкатку заготовки зубофрезерованием также можно при установке двух червячных передач с различным направлением витков. Этот метод регулировки универсален, представлен осевым смещением одного из червяка. Центр может смещаться на определенное расстояние в зависимости от особенностей модели.
4. Есть модели, на которых устанавливается узел с зубчатой передачей. Зубчатое колесо приводится в движение гидравлическим насосом.
5. Цилиндрический тип зубчатого колеса может устанавливать на шпинделе фрезы, который представлен двумя половинами. Установка зазора проводится путем смещения половин колес относительно друг друга.
6. Рассматривая чертеж различных станков отметим вариант исполнения, когда оба зубчатых колеса шпиндельной фрезы имеют малую конусность зубьев. Управлять зубообрабатывающим оборудование в данном случае можно путем смещения одного колеса в осевом направлении.
7. На шпинделе фрезы может устанавливать зубчатое колесо с очень большим количеством зубьев. Проводя расчет отметим, что регулировка проводится за счет замедления вращения относительно основного колеса.

Кроме этого появились и иные варианты передачи вращения. Некоторые подходят для производства, характеризующимся единичным выпуском.

Классификация по назначению

Еще важным показателем можно назвать назначение оборудования. Конструкция станков создается под выпуск определенной продукции. По данному показателю выделяют следующие группы оборудования:

1. Резьбо-нарезные.
2. Зубофрезерные станки для конических шестерен.
3. Для нарезания зубьев цилиндрических колес.
4. Для обработки цилиндрических колес и шлицевых валов.
5. Для выпуска червячных колес.
6. Резьбофрезерные.
7. Для обработки торцевых поверхностей колес.
8. Зубоотделочные, обкатные и проверочные.
9. Шлифовальные.

Кроме этого есть оборудование, создаваемое под определенные условия обработки. Его отводят в отдельную группу.

В заключение отметим, что оборудование для нарезания зубьев выпускается самыми различными компаниями. На протяжении длительного периода на производственных линиях в машиностроительной промышленности устанавливали модели, производимые на заводах СССР. Сегодня зарубежная техника намного обходит отечественную, позволяет получать изделия с высокоточными размерами и показателем шероховатости.

Сведения о производителе зуборезного полуавтомата 5С280П

Производитель зуборезного полуавтомата 5С280П Саратовский завод тяжелых зуборезных станков, ТЗС , основанный в 1947 году.

5С280П Станок зуборезный для конических зубчатых колес с круговыми зубьями полуавтомат. Назначение и область применения

Станок предназначен для чистовой и черновой обработки конических зубчатых колес с круговой линией зубьев, диаметром до 800 мм и модулем до 16 мм. Кроме того, на нем можно обрабатывать гипоидные зубчатые колеса.

Нарезание зубчатых колес осуществляется по методу обкатки или врезания. В качестве режущего инструмента применяются торцовые зуборезные головки.

На полуавтомате можно производить нарезание обкаткой и врезанием. При нарезании зубчатых колес достигается 7-6 степени точности по ГОСТ 1768-56 и шероховатость обработанной поверхности зубьев не ниже V6 класса по ГОСТ 2789-59.

Полуавтомат может быть использован во всех отраслях машиностроения в условиях мелкосерийного, крупносерийного и массового производства.

Применение полуавтомата в массовом производстве обеспечивается возможностью многостаночного обслуживания рабочим невысокой квалификации.

Особенности конструкции и принцип работы зуборезного станка 5С280П

В отличие от других станков подобного типа он имеет:

• новую компоновку узлов (сокращенное число звеньев в кинематической цепи обкатки и главного движения), позволившую значительно повысить жесткость и точность системы «инструмент - изделие»;
• самостоятельный бесступенчатый привод цепи обкатки и управления, не зависимый от привода главного движения;
• оригинальный механизм деления, не входящий в цепь обкатки;
• специальный механизм управления, обеспечивающий цикл работы, необходимую величину угла качания люльки и глубину подачи на врезание и управляющий переменной скоростью подачи при работе методами обкатки и врезания.

На зуборезном станке 5С280П удобное расположение органов управления, возможность гибкой наладки, наличие транспортера удаления стружки, гидравлический зажим и отжим заготовки, подвод и отвод бабки изделия обеспечивают высокую производительность полуавтомата.

Принцип работы этого станка аналогичен показанному на рис. 64, а, при котором резцы зуборезной головки воспроизводят в своем вращении зуб плосковершинного производящего колеса, а профиль зубьев нарезаемого конического колеса получается в процессе обката как огибающие боковых поверхностей зубьев этого колеса.

Обработка конических зубчатых колес с круговой линией зубьев
по схеме производящего колеса: а - плосковершинного, б - конусного

Станок может работать тремя методами: обката, врезания и комбинированным.

Метод обката применяют при чистовой обработке обычных конических зубчатых передач.

Метод врезания

Метод врезания (без обката) применяют при черновом нарезании колес обычных конических зубчатых передач, а также при чистовой обработке полуобкатных передач, когда парная шестерня в передаче обрабатывается обкатом с модифицированием по профилю.

Комбинированным методом обрабатывают колеса с углом начального конуса 70...80°. Метод заключается в том, что в начале производится простое врезание инструмента в заготовку (при этом имеет место очень малая скорость обката), а после того, как зуб обработан «а полную глубину, подача врезания прекращается, и происходит окончательная обработка зуба обкатом.

Деление в этих станках (на 1 зуб) осуществляется периодически после отвода заготовки от инструмента.

Станок - полуавтомат, гидрофицирован и может быть использован при мелкосерийном, крупносерийном и массовом производствах.

Станки для нарезания конических колес с круговой линией зубьев

Группа станков для нарезания конических колес с круговой линией зубьев самая многочисленная и разбита на три подгруппы:

1. станки, работающие по методу обката;
2. станки, предназначенные для чернового нарезания;
3. станки для чистового нарезания методом кругового протягивания.

Особое место среди указанных подгрупп занимают станки, работающие по методу обката. Станки этой подгруппы универсальны, а следовательно, и самые сложные. Одни из них работают по схеме плосковершинного производящего колеса, другие - по схеме конусного.

Конструктивные различия этих станков зависят от метода формообразования, а также от структуры кинематических схем, внутренних механических связей и предельных размеров заготовок и обусловливают особенности их наладок. Изучение наладок всех станков не представляется возможным. С особенностями наладки каждого станка можно познакомиться непосредственно по руководствам, поставляемым со станком. В данной главе будет рассмотрена наладка распространенного в промышленности зуборезного станка 5С280П. Знакомство с этим станком поможет освоить любые другие зуборезные станки.

Рабочее пространство зуборезного станка 5с280п

Конец шпинделя изделия зуборезного станка 5с280п

Конец шпинделя зуборезной головки станка 5с280п

Общий вид и общее устройство зуборезного станка 5С280П

Фото зуборезного станка 5с280п

Фото зуборезного станка 5с280п

Фото зуборезного станка 5с280п

Зуборезный полуавтомат 5С280П класса точности П предназначен для чернового и чистового нарезания конических и гипоидных колес с круговыми зубьями. Станок имеет следующие конструктивные особенности: число звеньев в кинематической цепи обкатки и главного движения сокращено; реверс люльки осуществляется обычной фрикционной муфтой; подвод стола в зону резания и отвод его на деление осуществляется гидравлически с помощью следящей системы; самостоятельный привод цепи обкатки и управления независим от привода зуборезной головки; механизм деления имеет гидравлический привод.

Станок работает методами врезания и обкатки. Врезание применяется при черновом нарезании зубчатых колес, а также при чистовом нарезании колес полуобкатных передач; обкатка применяется при чистовом нарезании всех зубчатых колес, кроме полуобкатных ведомых. Обкаточное вращение производящего колеса осуществляет люлька, несущая зуборезную головку. Режущие кромки головки воспроизводят движение боковой поверхности зуба производящего колеса.

Деление осуществляется периодически. По окончании профилирования одной впадины (при нарезании двухсторонним методом) или одной стороны впадины (при нарезании односторонним методом) включается делительный механизм, поворачивающий заготовку на один шаг.

Рабочий цикл станка. При работе по методу врезания червяк 66 люльки отключают от привода подачи, и привод вращает только цепь управления. На валы X VII и X VIII (рис. 132) надевается специальный хомут, удерживающий их от поворота во время деления. Копир подачи 63 через следящую систему начинает перемещать стол. Диск управления 61 поворачивается синхронно с копиром врезания. Так же синхронно поворачивается копир 64 управления переменной подачи. В конце подачи упор на диске управления дает команду на отвод стола с бабкой изделия. В конце отвода стола подаются команды на муфту реверса 70 с рабочего хода на холостой, на цилиндр изменения скорости обкатки, на цилиндр счетчика циклов, на муфту 71 механизма деления. Деление происходит во время обратного вращения цепи управления и заканчивается раньше, чем упор на диске управления дает команду на рабочий ход.

Метод обкатки отличается от метода врезания тем, что червяк люльки подключают к приводу обкатки. С валов XVII и XVIII снимают хомут и вместо него на эти валы устанавливают сменные колеса гитары обкатки, а копир врезания заменяют копиром чистового нарезания. В остальном цикл работы такой же, как и при врезании.

Расположение основных узлов зуборезного станка 5с280п

Кинематическая схема зуборезного станка 5с280п

Рассмотрим основные кинематические цепи станка 5С280П

Главное движение - вращение зуборезной головки передается от электродвигателя 1 через цилиндрические колеса 2, 3, 4 на сменные колеса а - b, а от них через цилиндрические колеса 5, 6, 7, 8 - на вал-шестерню 9, связанную с колесом внутреннего зацепления 10, которое закреплено на шпинделе зуборезной головки.

Цепь обкатки приводится во вращение электродвигателем 11 через клиноременную передачу 12 - 13 на входной вал I коробки подач.

На рабочем ходу вращение от вала II передается через сменные зубчатые колеса a 1 - b 1 валу III и далее через колеса 20-21, муфту 70 валу IV, через цилиндрические колеса 22, 24, 25, 26, конические колеса 27, 28, червячную пару 66-67 люльке. От червяка через конические колеса 29-30, сменные колеса гитары обкатки а 3 , b 3 , c 3 , d 3 , вал XVIII, муфту 71, конические колеса 42, 43, 44, 45, сменные колеса гитары а 4 , b 4 , c 4 , d 4 - на червяк 46 и червячное колесо 47.

На замедленном холостом ходу вращение от вала II передается на вал IV через колеса 16 - 18, а на ускоренном холостом ходу - через колеса 17-19. Дальнейшее движение от вала IV до вала X VIII осуществляется так же, как и на рабочем ходу.

Деление происходит во время холостого хода. От гидроцилиндра с рейкой вращение передается колесу 38, далее через колеса 37 - 36 и корпус дифференциала - колесам 35, 34 и валу XXIV. Возврат гидроцилиндра и корпуса дифференциала в исходное положение происходит во время рабочего хода, когда однозубая муфта войдет в зацепление с валом XXIV.

От колеса 22, установленного на валу IV коробки подач, вращение передается с колеса 23 на вал XXX, затем через сменные колеса гитары a 5 -b 5 , червячную передачу 52, 53 - на вал копиров XXXII через колеса 54, 55, вал XXXIII и цепную передачу 56, 57-диску управления 61.

От вала VII через сменные колеса гитары а 2 - b 2 , с 2 - d 2 , конические колеса 48 - 49, червячную передачу 50-51 получает вращение диск 69 модификатора с регулируемым эксцентриком. Эксцентрик диска перемещает в осевом направлении гильзу 68, в которой смонтированы опоры червяка люльки. Осуществляемое таким образом перемещение червяка люльки обеспечивает модификацию обкатки.

Настройка полуавтомата . Исходными данными для настройки станка являются число зубьев нарезаемого колеса, материал заготовки, диаметр фрезерной головки, модуль нарезаемой шестерни и все геометрические параметры шестерни.

• Настройка гитары цепи главного движения. Эта цепь связывает вращение вала электродвигателя 1 и фрезерной головки
• Настройка цепи деления. Цепь деления включается в конце отвода стола.
• Настройка гитары обкатки. Эта цепь связывает поворот люльки и заготовки.
• Цепь подачи. Началом этой цепи является электродвигатель 11
• Настройка цепи управления. Сменные колеса гитары цепи управления а 5 -b 5 обеспечивают необходимые углы качения люльки, изменяют угловую скорость поворота копиров
• Настройка гитары модификатора. Модификатор 69 имеет специальное устройство для установки по нониусу необходимого эксцентриситета

Необходимые частоты вращения стола при различных частотах вращения фрез и числах зубьев нарезаемых колес

• - При наличии фрез из быстрорежущей стали с покрытием и размерами согласно ГОСТ 9324-80 можно резать зубчатые колеса m = 4 с числом зубьев более 20
• скорость резания 120–150 м/мин - При наличии фрез из быстрорежущей стали с покрытием TiN диаметром 190–200 мм можно резать зубчатые колеса любого модуля с числом зубьев более 8
• скорость резания 250–300 м/мин - При наличии фрез с пластинами из твердого сплава диаметром 190–225 мм можно резать зубчатые колеса любого модуля с числом зубьев более 16

Из сказанного выше следует, что при использовании на модернизированных зубофрезерных станках современного инструмента, можно значительно повысить производительность оборудования. Особенно это заметно при изготовлении зубчатых колес с большим числом зубьев. Данный эффект достигается при значительно меньших затратах на техническое перевооружение предприятия, чем при покупке нового оборудования, эксплуатация которого неизбежно потребует перехода на современный высокопроизводительный инструмент.

Резцовая головка (рис. 131,а) выполняется в виде диска с пазами, в которые вставляют и крепят резцы перпендикулярно торцовой плоскости диска. Резцы бывают наружные (рис. 131,6) и внутренние (рис. 131,в). Кроме того, резцы подразделяются на праворежущие и леворежущие, отличающиеся только расположением режущих кромок.

Профили зубьев полуобкатной пары

Нарезание конических колес с круговыми зубьями по способу обката характеризуется длительным циклом обработки. Чтобы избежать гранности зубьев и снизить шероховатость поверхности, приходится увеличивать время огибания. Много времени затрачивается также на холостые ходы станка, отвод инструмента, делительный процесс и др. В массовом производстве зубчатые колеса спирально-конических и гипоидных передач нарезают высокопроизводительным полуобкатным методом. В полуобкатной паре обкаткой нарезается только колесо, имеющее небольшое число зубьев, а большое колесо нарезается торцовой резцовой головкой или круговой протяжкой по методу копирования. Зубья колеса полуобкатной пары имеют поэтому не винтовые, а конические рабочие поверхности, представляющие собой точные копии производящих поверхностей, описываемых режущими кромками резцов торцовой головки или протяжки.

На рис. 133 жирными линиями очерчены профили зубьев полуобкатной пары. Для сравнения тонкими линиями показаны профили зубьев обычной пары, которые нарезаются методом обката. Такие зубья нарезаются на обычных зуборезных станках с коническим или плоским производящим колесом. В последнем случае применяется модификация обката. Поскольку таким методом нарезается только ведущее зубчатое колесо, а ведомое колесо нарезается методом копирования, эти передачи получили название полуобкатных, а способ нарезания - полуобкатным.

Работа на зуборезном станке 5С280П

Технические характеристики зуборезного станка 5С280П

Доступные файлы (13):

7 Зубообрабатывающие станки(готово100%).doc

Методы нарезания конических зубчатых колес.

По методу копирования зубьев конических колеc можно нарезать на станках, работающих островершинным резцом по шаблону дисковой или пальцевой модульном фрезой, круговой протяжкой 1 (рис.23) и торцовой резцовой головкой (рис. 24). Из перечисленных наиболее производительной является обработка круговой протяжкой.

^

Нарезание конических зубчатых колес на станках работающих по методу обката.

Плоским колесом называется предельное коническое колесо, с углом при вершине начального конуса 2180.

Профиль зуба плоского колеса прямобочный. Зацепление плоского колеса с коническим показано на рис.25.

Рис.25.Схема зацепления плоского колеса с коническим.

На рис.26 показана принципиальная схема нарезания впадины конического колеса одним резцом при единичном делении.

Рис. 26. Схема нарезания колеса одним резцом.

Если представить плоское колесо 1, у которого из Z пр зубьев оставлен лишь один 2 в позиции А, этот зуб заточен как строгальный резец и имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение П 1 , можно понять суть процесса формообразования впадины конического колеса 3. Плоское колесу задается медленное вращение В 2 , а заготовка получает связанное с ним движение В 3 , так как если бы в зацеплении была коническая пара
. При движениях из позиции А резец, совершающий строгание П 1 , будет постепенно врезаться во вращающуюся заготовку и, достигнув позиции Б, прорежет одну впадину эвольвентного профиля. Обеспечив движение деления В 4 поворот заготовки на оборота- и повторив цикл, можно нарезать вторую впадину и т.д.

Можно представить плоское колесо с дуговым зубом, образованным участком а-в резцовой головки 3 (рис.27). Резцовая головка получает независимое вращение В 1 - главное движение, необходимое для формирования впадины по ее длине. При вращении В 2 воображаемого плоского колеса 1 из позиции А в позицию Б и связанном с ним вращении В заготовки 4 на последней будет сформирована впадина, имеющая эвольвентный профиль и длине форму дуги.

Рис. 27. Резцовая головка.

Наибольшее число станков для обработки конических колес, выпускаемых отечественной промышленностью, работает либо резцовой головкой, обеспечивая дуговой зуб, либо двумя резцами 2 (рис.27), формирующими не впадину, как на рис.26, а зуб колеса и обеспечивающими прямой или тангенциальный зуб по длине.
^

Принцип действия зубострогального станка

В структуре станка имеются две кинематические группы формообразования и одна группа деления.

Группа формообразования зуба по длине обеспечивает исполнительное.движение Ф V (П 1)- возвратно-поступательное движение резцов 3, которое создается кривошипом 2, размещенным на люльке 1. На кривошип движение поступает от двигателя М 1 по цепи а b i v с d l.

Рис.28.Структурная схема зубострогального станка.

Группа формообразования зуба по профилю обеспечивает сложное исполнительное движение Ф S (В 2 В 3), в ней имеются внутренняя и внешняя связи. Внутренняя связь обеспечивает траекторию движения и связывает вращение В 2 воображаемого производящего колеса с Z пр, один зуб которого реализуется резцами 3, и вращение В 3 заготовки.

Эта связь осуществляется по цепочке q i x l m n CM r i y t .

Настройкой гитары i x обеспечивается связь между В 2 и В 3 так, чтобы за один оборот производящего колеса заготовка сделала
оборотов.

Назначение гитары i y будет объяснено в последующем изложении.

От того, как быстро будут происходить движения В 2 и В 3 , будет зависеть толщина срезаемого слоя металла за каждыйдвойнойход резца.

Формирование одной впадины (одного зуба) происходят в определенной последовательности:

Далее цикл повторяется в каждой впадине до нарезания всех зубьев.

Циклом управляет распределительный барабан (р.б.), которыйделает один оборот за цикл и в нужное времявключаетмеханизмподвода и отвода заготовки П 5 , реверсирует движения В 2 и В 3 , включает делительныймеханизм.

Таким образом время, потребное на один оборот распределительного барабана, определяет толщину срезаемого слоя металла. Временем цикла t ц в этих станках и определяется скорость формообразования или подача. Один оборот распре распределительного барабана связывается с числом оборотов двигателя М1 за время цикла.

Внешняя связь в группе формообразования зуба по профилю осуществляется по цепочке M 1 a f i s g р.б. h i x P p q .. Гитара i s обеспечивает настройкуна заданную подачу, а гитара i k введена для получения заданного угла качания люльки   .

Группа деления Д(В 4 ).

От двигателя М1 по цепочке a w x y z движение постоянно поступает на однооборотную муфту делительного механизма (д.д.) В нужный момент цикла распределительный барабан включает эту муфту, она делает 1 оборот и автоматически выключается. Это движение через правую часть делительного механизма по цепочке v и СМ s i y t передается на вращающуюся (В 3 ) заготовку.

Гитара i у обеспечивает поворот заготовки в делительном движении на оборота.

Если в схеме (рис.28) кривошип 2 заменить резцовой головкой 2 на рис.29, то получится структурная схема зуборезного станка для обработки конических колес с дуговым зубом, работающего по методу обката при единичном делении.

Рис.29. Схема нарезания конических колес с дуговым зубом.

Зубообрабатывающие станки предназначены для нарезания и от­делки зубьев колес различных передач. По виду обработки и инстру­мента различают следующие зубообрабатывающие станки: зубоф- резерные, зубострогальные, зубопротяжные, зубошлифовальные и др. По назначению станки бывают: для обработки цилиндрических колес с прямыми и косыми зубьями, червячных колес, шевронных колес, зубчатых реек, конических прямозубых колес, с криволинейными зубьями. По степени шероховатости обработанной поверхности выде­ляют станки: для предварительного нарезания зубьев, для чистовой обработки, для отделочной обработки поверхности зубьев.

Существуют два метода нарезания зубчатых колес, метод обката и метод следа (копирования). При методе копирования используется инструмент, режущая кромка которого совпадает по форме с профилем впадины зубчатого венца. Модульная фреза 7 (дисковая см. рис. 174, а или пальцевая на рис. 174, б) перемещается вдоль впадины цилиндри­ческого колеса 2, в каждый момент времени оставляя отпечаток своей формы. После обработки одной впадины заготовку поворачивают на окружной шаг (движение деления) и обрабатывают следующую впади­ну.

Данный метод имеет свои недостатки: профиль зуба зависит от модуля и числа зубьев колеса. Для точной обработки каждого колеса нужна своя фреза. Поэтому необходим большой набор сложных фрез. Практически ограничиваются набором из 8 или 15 фрез для каждого модуля. При этом одной фрезой нарезают колеса с различным числом зубьев (в некотором интервале). Наименьшее из колес интервала получается с правильным профилем, другие - не точно. Достоинство метода копирования - простота оборудования. Обработку можно ве-

Сти на горизонтально - и вертикально-фрезерных с использо­ванием делительной головки. Метод копирования мало производите­лен.

Метод копирования используется в единичном производстве, чаще при ремонтных работах. Специальные зубодолбежные станки с резцо­вой головкой обеспечивают очень высокую производительность, их применяют в массовом производстве.

Наиболее распространен метод обката. В этом случае режущий инструмент и заготовка обкатываются подобно звеньям зубчатой пе­редачи.

В зубодолбежном станке долбяк 1 (рис. 175, а) 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). В станке дви­жение обката (согласованное движение долбяка и заготовки) является сложным формообразующим движением. Оно служит для создания формы зуба в поперечном сечении эвольвенты. Чтобы удалить материал из впадины обрабатываемого колеса, на торце долбяка по всему контуру создают режущие кромки, а долбяку сообщают возвратно-поступатель­ное движение, которое является также формообразующим движением и служит для получения формы зуба по длине. Долбяком можно нарезать зубчатую рейку. Для этого движение, образующее профиль зуба, должно состоять из вращения долбяка и согласованного с ним прямолинейного движения рейки. Можно режущей рейкой 2 (гребен­кой) нарезать цилиндрическое колесо 1 (рис. 175, б).

В зубофрезерном станке инструмент и заготовка образуют пару, подобно червячной передаче. Если провести секущую плоскость через ось червяка перпендикулярно оси червячного колеса, то в сечении червяка получается профиль зубчатой рейки. При вращении червяка 280

Рис. 175. Схема нарезания зубчатых колес методом обката:

А - долбя ком, б- гребенкой, в -червячной фрезой, г - профилирования зубчатого венца зубом червячной фрезы

Эта рейка сдвигается вдоль его оси, обкатываясь с зубьями колеса. Такой же обкат имеет место в зубофрезерном станке, где червячная фреза 7 (рис. 175, в) вращается с заготовкой 2 (сложное формообразу­ющее движение).

Профилирование одной впадины зубчатого венца показано на рис. 175, г.

При обработке червячного колеса достаточно углубиться фрезой на полную высоту зуба, чтобы получилась его форма по длине. При нарезании 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. При нарезании конических колес заготовка обкатывается с воображаемым плоским производящим колесом. Метод обката отличается высокой производительностью и точностью. Преимущество метода обката - универсальность режущего инструмента: при одном модуле одним

Инструментом теоретически можно нарезать колеса с разным числом зубьев.

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

Технические характеристики станка. Наибольший диаметр нареза­емых цилиндрических колес 800 мм; наибольший нарезаемый модуль - 10 мм; пределы частот вращения фрезы 50-315 мин"1; пределы подач: вертикальной 0,8-5,0 мм/об; радиальной 0,15-1 мм/об; осевой 0,17- 3,1 мм/об.

Цикл работы станка автоматизирован: быстрый подвод инструмента к заготовке, зубонарезание, быстрый отвод инструмента в исходное положение и остановка станка. Цилиндрические колеса можно обра­батывать методом попутного (вертикальная подача снизу вверх) и встречного (вертикальная подача сверху вниз) фрезерования. При попутном фрезеровании возможно применение более высоких скоро­стей резания.

Станок состоит из следующих основных узлов: на станине А (рис. 176) закреплена суппортная стойка В, по которой перемещается фре­зерный суппорт Г. Стол JFдвижется по горизонтальным направляющим станины. Контрподдержка Д поддерживает верхний конец оправки с установленными на ней заготовками.

В станине расположена коробка скоростей Ж, а в суппортной стойке коробка подач Б.

Обработка заготовок на станке осуществляется при наличии сле­дующих движений в станке: главное движение - вращение фрезы; движения подачи: а) вертикальная - суппорта Г,; б) радиальная - стола Е в) осевое перемещение ползушки суппорта Г, движение обкатки и деления - согласованное вращение фрезы и детали; вспомогательное движение; ускоренное перемещение суппорта и стола, перемещение фрезы для более полного использования ее витков.

1. Настройка станка на нарезание прямозубых цилиндрических колес. Фрезу устанавливают наклонно под углом у к горизонтали, равным углу подъема витков червячной фрезы а (рис. 177, а), т. е. у = =а. В станке должны быть настроены кинематические цепи главного движения, обкатки и деления, вертикальной подачи.

Главное движение станка (см. рис. 176) осуществляется от элект­родвигателя Ml (N = 7,5 кВт, п = 1460 мин*1) через зубчатую пару (26/63), коробку скоростей с электромагнитными муфтами, вал IV, конические пары (29/29), (29/29), (29/29), цилиндрическую передачу (20/80). Переключением муфт Ми М2, Л/3, МА, М5, М6 обеспечивается девять значений частоты вращения фрезы в пределах 50-315 мин"1 282

Уравнения кинематического баланса для минимальной частоты вра­щения Лф = 1460 х (26/63) х (45/57) х (32/81) х (29/29) х (29/29) х (29/29)1 х х(20/80) = 50 мин"1.

Движение обкатки и деления связывает вращение фрезы и заготов­ки. Эта кинематическая цепь имеет следующий вид: червячная фреза, зубчатые пары Z- (80/20), (29/29), (27/27), дифференциал, зубчатые передачи, Z- (58/58), е - /, гитара сменных колес а - с - d, зуб­чатые пары Z- (33/33), (35/35), делительная червячная пара Z- (1/96). При работе правозаходной фрезы движение с вала XIII переда­ется на вал ЛУ, минуя зубчатую передачу Z- (58/58).

Цепь деления и обкатки настраивается исходя из условия: за один оборот К-заходной фрезы заготовка должна совершить K/Z оборотов, где Z- число зубьев нарезаемого колеса: 1 х (80/20) х (29/29) х (29/29)х х (27/27) х (/д„ф) х (58/58) х (e/f) х (а/Ъ) х (c/d) х (33/33) х (35/35) х (1/96) = =(K/Z), откуда (a/b) х (c/d) = (24Kf)/(Zim^). При нарезании прямозубых колес дифференциал работает как обычная зубчатая передача, поэтому передаточное отношение іт ф= 1. Зубчатые колеса ей/ служат для расширения диапазона регулирования сменных колес гитары деления. Их подбирают следующим образом: при Z< 161 (e/f) - (54/54), при Z> 161 (e/f) - (36/72).

Формула для настройки гитары деления при Z< 161 (a/b) х (c/d) = =24A/Z, при Z> 161 (a/b) x (c/d) = 48A/Z

К станку прилагается следующий набор сменных колес для гитары деления и дифференциала: 23, 24, 25 (2 шт.), 30, 33, 34, 35, 37, 40, 40, 41, 43, 45, 47, 48, 50, 53, 55, 58, 59, 60, 61, 62, 65, 67, 70, 71, 73, 75, 79, 80, 83, 85, 87, 89, 90, 92, 98, 100.

Вертикальная подача осуществляется по следующей кинематиче­ской цепи: стол, червячная пара (96/1), зубчатые передачи (35/35), (33/33), вал XVII, червячная пара (2/26), коробка подач с электромаг­нитными муфтами передач (45/45), вал XXIII, при включенной муфте МЬ передачи (50/45), (45/45), червячная пара (1/24), ходовой винт XXV с шагом Р= 10 мм. Переключение электромагнитных муфт Мп - Мп обеспечивает девять значений подач в пределах 0,8-5,0 об/мин стола. Реверс подачи осуществляется для цепи вертикальной подачи: за один оборот стола с заготовкой фреза должна переместиться на величину вертикальной подачи SB. Уравнение кинематической цепи 1 х (96/1) х х(35/35) х (33/33) х (2/26) х (40/56) х (/кп.) х (45/55) х (50/45) х (45/45) х х (1/24) х 10 = SB, откуда SB = 2/кп>, где /кп. - передаточное отношение коробки подач.

Ускоренные вертикальные перемещения фрезы осуществляются от электродвигателя М2 (N= 3 кВт, п = 1430 мин"1), через цепную пере - 284

Дачу (20/24) по следующей кинематической цепи: 1430 х (20/24) х х(45/55) х (50/45) х (45/45) х (1/24) х 10 = 450 мм/мин.

2. Настройка станка на нарезание цилиндрического колеса с винто­вым зубом. Фрезу устанавливают под углом у = р ± а0, где р° - угол наклона зубьев нарезаемого колеса к оси, а а0 - угол подъема винтовой линии фрезы. Знак плюс ставят при разноименных направлениях.

Кинематические цепи главного движения, обкатки и деления, вертикальной подачи настраивают так же, как и при нарезании пря­мозубых цилиндрических колес, но заготовке, кроме вращательного движения обката сообщают еще и дополнительное вращение из-за наклона зуба. Кинематическая цепь, обеспечивающая траекторию винтового движения, называется цепью дифференциала. Она идет (рис. 176) от винта XXVчерез гитару дифференциала ах - bu сх - du кони­ческую передачу (27/27), вал XXIX, червячную передачу (1/45), диффе­ренциал, вал XIII, передачу (58/58), колеса е - /, гитару деления, зубчатые пары (33/33) х (35/35), делительную червячную пару (1/96). Уравнение кинематической цепи дифференциала составим из условия, что при перемещении фрезы на величину шага винтовой линии Рь л. заготовка делает один оборот: (Р^/10) х (24/1) х (3/22) х (ax/bx) х (cx/dx) х х (1/45) х (/д„ф) х (58/58) х (e/f) х (а/Ь) х (c/d) х (33/33) х (35/35) х (1/96)= == 1 об. заготовки.

Для данного случая /даф = 2, червячное колесо Z- 45 вращает водило, передаточное отношение колес e/f= 1, передаточное отноше­ние гитары деления (axb)x(cxd) = (24к//), шаг винтовой линии Ръл. = (т х nnZ)/(sinp).

В результате получим передаточное отношение колес гитары диф­ференциала (с/Ь) х (cx/dx) = (7,95775 х sinp)/w„&.

Дифференциальная цепь настраивается и при нарезании прямозу­бых колес с простым числом зубьев, для которых нет сменных колес в прилагаемом к станку наборе. Для этого на входной и выходной валы коробки подач устанавливают специальные колеса, а электромагнит­ные муфты коробки подач отключают.

3. Настройки на нарезание червячных колес методом радиальной подачи. Ось фрезы устанавливают горизонтально (рис. 177, в). Червяч­ная фреза должна иметь параметры, соответствующие червяку, с которым будет работать в паре нарезаемое червячное колесо. Для нарезания червячного колеса нужны следующие движения: вращение фрезы, движение обката и деления, движение радиальной подачи. Настройка цепей главного движения и обкатки аналогична настройке при нарезании цилиндрических колес.

Цепь радиальной подачи связывает вращение заготовки с ходовым винтом XXXIV За один оборот заготовки стол должен переместиться на величину радиальной подачи Sp.

Уравнение кинематического баланса цепи радиальной подачи: 1 х х(96/1) х (35/35) х (33/33) ч (2/26) х (40/56) х (/к п.) х (45/55) х (45/50) х х(34/61) х (1/36) х 10 = Sp, откуда Sp = 0,6/кп.

Муфта Mis включает радиальную подачу. Переключение муфт М-} - М2 обеспечивает девять значений радиальных подач в пределах 0,15-1,5 мм/об. Муфта МХ1 тормозная. При врезании стол доводится до жесткого упора, что обеспечивает стабильный размер детали. Уско­ренное перемещение стола происходит от электродвигателя М2 через подачи (20/24), (45/45), вал XXIII, передачи (45/45), (34/61), (1/36).

4. Настройка станка на нарезание червячных колес методом осевой подачи. Этим методом, в основном, нарезают червячные колеса для многозаходных червяков, профиль нарезаемых зубьев имеет более высокую точность, чем при методе радиальной подачи. При нарезании колес методом осевой подачи в станке необходимы следующие движе­ния (рис. 177, г); вращение специальной червячной фрезы, обкаточное движение фрезы и заготовки, осевая подача фрезы S0, добавочное вращение заготовки, вызванное осевой подачей фрезы. Настройка цепей главного движения, обкатки и деления при этом методе анало­гичны настройке при нарезании цилиндрических колес. Такая подача фрезы обеспечивается перемещением ползушки и встроенным в нее фрезерным шпинделем. Цепь (рис. 176) подач от заготовки до вала АТ7Кодинакова с цепью вертикальной подачи. С вала XXIVвращение передается через зубчатую пару (33 х 22), трехступенчатый блок Б1, реверсивный блок Б2, передачи (40/70) (70/40), (2/36), (68/40) (4/25) на ходовой винт XI осевой подачи с шагом Р = 8 мм. Составим уравнение кинематического баланса цепи осевой подачи, учитывая, что за один оборот заготовки фреза в осевом направлении переместится на величину осевой подачи: 1 х (9/1) х (25/25) х (22/22) х (2/28) х х(40/56) х(/кп)х (45/53) х (23/22) х (/0 х (32/40) х (40/70) х (70/40) х х(2/26) х (68/40) х (4/25) х 8 =

Отсюда, S0 = 0,89/к. п. х /ь где ix - передаточное отношение блока Б1, который вместе с коробкой передач обеспечивает получение 27 значе­ний осевых подач в пределах 0,7-2,1 мм/об. Быстрые перемещения шпинделя фрезы вдоль оси осуществляются от электродвигателя Ml 286

Рис. 178. Нарезание зубчатых колес на зубострогальном станке:

А - рабочая зона зубострогального станка, б- схема обкатки заготовки конического колеса с плоским производящим колесом

Быстрых перемещений. Цепь дифференциала (или добавочное враще­ние заготовки). Червячная фреза получает осевое перемещение. Так как фрезу можно рассматривать как рейку, при перемещении фрезы - рейки на один осевой шаг Р0 зацепленная с ней заготовка, выполня­ющая роль реечного колеса, должна повернуться на 1/2 оборота. Однако заготовка уже имеет обкаточное движение, поэтому для сум­мирования этих двух движений служит дифференциал. Учитывая, что рассматриваемая цепь связывает винт осевой подачи XI с заготовкой, запишем уравнение кинематического баланса (Ро/8) х (25/4) х (40/68) х х(38/2) х (40/70) х (70/40) х (40/32) х (ітф/іх) х (22/33) х (33/22) х (ах/Ьх) х x(cx/dx) х (27/27) х (1/45) х (/кп) х (58/58) х (e/f) х(а/Ь) х (c/d) х (33/33) х х(35/35) х (1/96) = 1/2 об. заг.

Имея в виду, что Ро = птх, где тх -■ модуль червячной фрезы в осевом сечении; i-x - передаточное отношение блока 2?1; ітф = 2; (e/f)- = (54/54); (a/b) х (c/d) = 24k/Z, получим (ax/bx) x (cx/dx) = (2,77056 x x /,)/(mxk).

При отсутствии специальной червячной фрезы можно воспользо­ваться методом обкатки, применив «летучий» резец, т. е. оправку с резцом, представляющим собой один зуб фрезы.

Зубострогальные станки предназначены для нарезания прямых зубьев конических колес.

Принцип образования зубьев при нарезании конических зубчатых колес на зубострогальных станках состоит в следующем: прямолиней­ные образующие зуба колеса 1 (рис. 178, а) получаются благодаря главному движению - возвратно-поступательному перемещению па-

Ры резцов 2. Форма зуба в поперечном сечении образуется на одних станках по методу копирования формы шаблонов, на других - по методу обката.

При методе обката можно мысленно представить, что заготовка 1 (рис. 178, б) взаимодействует с плоским производящим колесом 2. У этого теоретического колеса угол начального конуса равен 90°. Оно является предельной разновидностью конического колеса, подобно тому, как форма рейки является предельной формой для цилиндриче­ского зубчатого колеса при радиусе R <®. Плоское колесо - это кольцевая рейка.

При вращении заготовка может перекатываться по неподвижному плоскому колесу, тогда ее ось должна вращаться в пространстве вокруг оси плоского колеса. При анализе конструкции станка удобнее пред­ставлять, что при вращении заготовки согласованно с ней поворачи­вается плоское колесо, а оси неподвижны.

На станке плоского колеса нет, но есть узел - люлька, ось поворота которой являются осью плоского колеса. На люльке расположены суппорты с резцами. Прямолинейные режущие кромки резцов явля­ются линиями профиля зуба плоского колеса. При поступательном движении кромки описывают в пространстве плоскости, боковые поверхности зубьев плоского колеса. Вращение заготовки и поворот люльки составляют сложное формообразующее движение обката.

Зубострогальный станок 5А250. Прямозубые конические зубчатые колеса нарезают методами копирования и обката. Метод копирования применяют для чернового нарезания зубьев на универсально-фрезер­ных станках специальными дисковыми фрезами. В современных стан­ках используют метод обката. Зубострогальный станок 5А250 работает по методу обката и предназначен для чернового и чистового нарезания прямозубых и конических колес в условиях серийного и массового производства. С помощью, специальной накладной головки можно нарезать и дуговые зубья.

Технические характеристики станка. Наибольший диаметр нареза­емых зубчатых колес - 500 мм; число зубьев нарезаемых колес - 10-100; пределы торцевых модулей нарезаемых колес 1,5-8 мм; числа двойных ходов ползунов-резцов - 73-470; продолжительность наре­зания одного зуба - 8-123 с.

Принцип работы станка состоит в следующем: на станине А (рис. 179, а) смонтирована обкатная люлька Б с закрепленными на ней в ползунах / резцами 2 (рис. 179, б). По направляющим станины J может перемещаться стол /"(рис. 179, а), имеющий круговые направляющие 4. На них вместе с плитой 2 поворачивается бабка изделия 1 для установки заготовки на угол фт. В станке имитируются зацепления нарезаемого конического колеса (заготовки) с воображаемым кониче­ским колесом. В данном случае люльку с резцами, имеющими прямо - 288

Рис. 179. Схемы работы зубострогального станка, работающего методом обкатки

Линейный профиль, можно рассматривать, как производящее колесо. Для формообразования боковых поверхностей зуба нужны следующие движения: главное движение - возвратно-поступательное перемеще­ние резцов; возвратно-качательное движение люльки вокруг оси Ох и связанное с ним коническое вращение заготовки вокруг оси 02. После окончания профилирования зуба происходит поворот заготовки на следующий зуб (деление). На станке 5А250 можно обрабатывать зубья методом обкатки и методом врезания. При методе обката люлька и заготовка одновременно вращаются до тех пор, пока не будет нарезана впадина. Затем заготовка отводится от резцов и продолжает вращаться в том же направлении, люлька с резцами движется в обратном направ­лении до исходного положения. Причем за время одного качательного движения заготовка повернется на целое число зубьев Д. Начинается обработка следующей впадины, а после обработки всех впадин станок автоматически отключается.

При методе врезания, применяемом для чернового нарезания зубьев, движение обката значительно замедляется, поэтому профиль зуба в данном случае близок к прямолинейному. Все зубья обрабаты­вают последовательно, т. е. деление происходит на 1/Z.

Главное движение (рис. 180) осуществляется от электродвигателя (N=2,8 кВт, п = 1420 мин"1) через зубчатые пары (15/48), (34/34), сменные колеса а - Ъ, зубчатую пару (30/72) и вал с кривошипным диском 2. От диска 2 через систему рычагов получают возвратно-по­ступательное движение ползуны с резцами. За каждый оборот диска 2 ползуны совершают один двойной ход. Уравнение кинематического баланса для цепи главного движения имеет вид: 1420 х (16/48) х (34/34)х

Х (а/Ь) х (30/72) = Лдв. х/мин, откуда (a/b) = {n^JUS). Из паспорта станка известно, что а+ Ь = 106. В цепи главного движения имеются следу­ющие сменные колеса: 30, 35, 41,47, 53, 59, 65, 71, 76.

Движение подачи. Время /ц, затраченное на обработку одной впа­дины, называется циклом. Станок является полуавтоматом и управля­ется барабаном 7, находящимся на распределительном валу. За время цикла барабан 1 делает один оборот, причем рабочему ходу соответст­вует поворот на 160°, а холостому - на 200°.

Следовательно, распределительный вал за время рабочего хода делает 160°/360° оборота. Цепь подач кинематически связывает враще­ние электродвигателя и барабана 1 через передачи 15/48, сменные 290

Колеса ах - bu сх - dx, зубчатую пару (34/68), фрикционную муфту А/, зубчатые передачи (24/56), (44/96), (96/64) и червячную пару (2/6). Уравнение кинематического баланса цепи подачи 1420 х (4>/60) х х(15/48) х (ax/bx) х (cx/dx) х(34/68) х (42/56) х (44/96) х (96/64) х (2/66)= = (1600/60°), отсюда формула настройки гитары подачи

Ускоренный ход происходит, когда фрикционная муфта М вклю­чается в двойной блок с числами зубьев 88 и 84. Тогда движение передается или через передачу (52/88) (при числе зубьев нарезаемого колеса Z= 16), или Z= (76/64) (при Z> 17), а далее по цепи, анало­гично рабочей подаче.

За время холостого хода txx барабан повернется на 200°, отсюда 1420 х (4.х/60) х (15/48) х (52/88) или (7/64) х (42/56) х (44/98) х (2/66)= = 200/360°, txx« 3 с/зуб (при работающей паре 76/64) или /хх.« 6 с/зуб (включены колеса 52/88).

Распределительный барабан 1 производит подвод и отвод стола, переключает муфту М через гидравлический распределитель. Одну кривую барабана используют для работы методом врезания, другую - методом обката.

Вращение заготовки (деление) на целое число зубьев Z, происходит за один оборот барабана. Число Z, не должно иметь общих множителей с числом зубьев нарезаемого колеса Z. Это необходимо для того, чтобы инструмент попадал каждый раз в другую впадину. Вращение заготовки происходит от распределительного вала через передачи (66/2), (64/60), (60/44), коническую пару (23/23), через зубчатую пару (75/64) (при методе обкатки) или (27/108) (при методе врезания), через конические передачи (26/26), (26/26), (26/26), гитару деления а2 - Ьъ с2 - d2, конические пары (30/30), (30/30), червячную передачу (1-120). Рас­четное уравнение составляют из условия, что за один оборот барабана 1 заготовка повернется на ZJZ оборота: 1 об. р.бар. х (66/2) х (64/60) х х(60/44) х (23/23) х (75/80) х (26/26) х (26/26) х (26/26) х (д2/^) х (М)х х(30/30) х (30/30) х (1/120) = ZJZ.

Из уравнения выводим формулу настройки гитары деления (a2/b2)(c2/d2) = 2 ZJZ

При работе методом врезания в уравнение вместо числа (75/80) ставят число (27/108), тогда (a2/b2) х (c2/d2) = IQZJZ.

Цепь обката связывает поворот люльки, выполняющей роль про­изводящего колеса, с заготовкой. Движение от люльки передается через червячную передачу (125/2), конические колеса (28/30), гитару обката (с3/^з)(6з/лз), колесо Z= 21, составное колесо Z = 14, конические пары (32/18), (23/23) и далее по цепи деления, рассмотренной выше.

Составное колесо позволяет при неизменном направлении враще­ния колеса Z= 14 получать возвратно-вращательное движение люльки.

Составное колесо состоит из венца внутреннего зацепления со 196 зубьями (в полной окружности Z= 224), венца наружного зацепления с 98 зубьями (в полной окружности Z= 112 зубьев) и двух полуколес внутреннего зацепления (Z= 28). Во время зацепления колеса Z= 14 с участком внутреннего зацепления происходит рабочий ход станка, а при сцеплении с остальной частью - холостой. При зацеплении колеса Z= 14 с полуколесами Z= 28 происходит его перемещение вместе с парой (16/32).

Уравнение кинематического баланса составляют из условия, что при повороте люльки на (1/2^) оборота нарезаемое колесо повернется на (1/2) оборота (Дш - число зубьев воображаемого плоского произ­водящего колеса) (1/ZJ х(126/2) х (28/30) x(c3/d3)(b3/a3) х (21/252) х х(224/14) х (22/16) х (23/23) х (75/80) х (26/26) х (26/26) х (26/26) х (26/26) х х(а2/Ь2) х (c2/d2) х (30/30) х (1/20) = Z.

Подставляя в уравнение кинематического баланса значение (d2/b2)x х (c2/d2) = 2ZyZ для метода обката и значение Z^ = Z/sinyi, где - половина угла начального конуса нарезаемого колеса, получим (с2/кг)х х(6зМ) = 3,5^/sinyi. При методе врезания (с3Д/3) х (6зМ) = = 17,523/siny,.

Для определения Z, составим уравнение кинематического баланса на условии, что за время поворота барабана 1 на 160° люлька повора­чивается на угол 160°: (66/2) х (64/60) х (16/31) х (14/224) х (252/21) х х(сзМ) х (Ь3/а3) х (30/28) х (2/135) = 0°.

Подставляем значение (c3/d3) х (Ьъ/аъ) = 3,522ysin

Угол качания люльки 0° зависит от параметров нарезаемого зубча­того колеса; его выбирают, чтобы обеспечить полностью обкатку зуба. Люлька должна качаться в обе стороны на одинаковый угол. При обработке методом врезания Z, = 1.

Угол установки бабки изделия

Угол установки бабки изделия при черновой обработке

Угол установки поворотных сегментов (мин) определяют по фор­муле соП1 = 3428/Јg[(5t/2) + Ao)ttga] мин, где L% - длина образующей конуса, мм; St - толщина зуба по дуге начальной окружности, мм; Acot - высота ножки зуба колеса, мм; а a - угол зацепления в град (обычно a = 20°).

Нарезание конических колес с криволинейными зубьями. Кониче­ские колеса с криволинейными зубьями компактны, бесшумны, вы­держивают большие нагрузки и имеют более плавный ход, чем
прямозубые конические колеса. Форма нарезаемого зуба зависит от формы зуба сопряженного плоского производящего колеса. Оно представляет собой плоское коническое колесо с зубьями на торце и углом при вершине на­чального конуса 2ф = 180°. На производящем колесе линии, оп­ределяющие форму зуба, зависят от выбранного инструмента и мо­гут быть в виде прямой, дуги ок­ружности, удлиненной или укороченной эвольвенты и т. д. В качестве инструмента использу­ют торцевые резцовые головки, пальцевые модульные и кониче­ские червячные фрезы. Напри­мер, торцевой резцовой головкой (рис. 181) с резцами, имеющими прямолинейные режущие кромки, нарезают круговые зубья конических колес с углом спирали 0-60° методом обката при периодическом делении. При такой обработке главным движением будет вращение резцовой головки 2, вращение люльки /, согласованное вращение заготовки 3, движение обката. Деление производится поворотом заготовки после обработки каждого зуба.

Конические колеса с криволинейными зубьями нарезают на станке 5280. В качестве инструмента используют торцевую резцовую головку. Станок может работать методом обката (при чистовой обработке) и методом врезания (при черновой обработке). При методе обката вра­щается резцовая головка, люлька, несущая шпиндель инструмента, получает вращение, согласованное с вращением заготовки (движение обкатки). После обработки одной впадины нарезаемое колесо отво­дится от инструмента, но продолжает вращаться в ту же сторону, что и ранее, поворачиваясь на Z, зубьев. Люлька же с резцами быстро поворачивается в обратном направлении до исходного положения. Реверс люльки осуществляется с помощью составного колеса.

При методе врезания движение обката почти отсутствует (обкатка нужна только для того, чтобы происходил процесс деления). Зубья образуются при постепенном приближении заготовки к инструменту. Метод производителен, но менее точен по сравнению с методом обката.

Зубоотделочные операции. Для получения точной формы и размеров зубьев, а также уменьшения шероховатости их рабочих поверхностей зубчатые колеса после нарезания на соответствующих зуборезных станках подвергают чистовой отделке на зубоотделочных станках ме­
тодом обкатки, притирки, шевингования шлифования и зубохонингования.

Обкатка - процесс образования гладко* поверхности профиля зубьев незакаленньо зубчатых колес. Обработка ведется за счет давления, возникающего при вращении об­рабатываемого колеса и закаленного шлифо­ванного колеса (обкаточного эталонного колеса).

Притирка -■ доводочный процесс прида - Рис. 182. Схема притирки ния зубьям колес чистой и гладкой поверх­ности путем искусственного изнашивания зубьев обрабатываемого колеса посредством притира и абразивного порошка. Притир представляет собой тщатель­но изготовленное чугунное зубчатое колесо. Притирку применяют для предварительно термически обработанных зубчатых колес. Процессом притирки можно увеличивать поверхность контакта по длине и высоте и уменьшать параметры шероховатости зубьев.

Притирка осуществляется по двум схемам: оси притира и зубчатого колеса скрещиваются, образуя винтовую зубчатую передачу. В первом случае притирку производят одним притиром, которому сообщается наряду с вращательным движением возвратно-поступательное движе­ние. Во втором случае притирку производят двумя или тремя прити­рами; возвратно-поступательное движение при этом получает притираемое колесо. При обработке тремя притирами оси двух из них скрещиваются с осью притираемого колеса, а ось третьего параллельна ей (рис. 182).

Притирку можно вести в распор и методом торможения. Если притирка производится в распор, то зубья инструмента (притира) устанавливают в контакт с обеими сторонами зуба обрабатываемого колеса и в процессе притирки осуществляется постепенное сближение осей притира колеса. При работе методом торможения контакт имеет место лишь по одному боковому профилю зуба обрабатываемого колеса. Необходимое давление контакта создается притормаживанием обрабатываемого колеса. После обработки зубьев с одной стороны производят реверсирование вращения притира и обрабатывают зубья с другой стороны.

Шевингование применяют для уменьшения волнистости на повер­хности зубьев цилиндрических зубчатых колес с помощью специаль­ного инструмента шевера, соскабливающего с поверхности профиля зуба стружку толщиной 0,005-0,1 мм. Во время шевингования основ­ное движение получает шевер, от которого приводится во вращение обрабатываемое колесо, свободно вращающееся с оправкой в центрах бабок рабочего стола, кроме того, шевингуемое колесо имеет возврат­но-поступательное движение. После каждого двойного хода стола

Рис. 183. Схемы шлифования зубчатых колес методом обката

Зубчатому колесу сообщается вертикальная подача. У некоторых мо­делей станков продольное движение сообщается инструменту.

Шлифование производится для повышения точности изготовления зубчатых колес и устранения отклонений, вызываемых термической обработкой. Шлифование может осуществляться двумя методами: копированием и обкатом.

При шлифовании зубьев методом копирования шлифовальный круг имеет профиль, соответствующий профилю впадины зубчатого колеса. Шлифовальный круг профилируют с одной или двух сторон.

Шлифование зубьев цилиндрических зубчатых колес методом об­ката основано на копировании зацепления колеса рейкой, роль одного зуба которой выполняет профилированный дисковый круг или пара тарельчатых кругов. На рис. 183 показаны схемы шлифования зубчатых колес методом обката дисковым кругом и двумя тарельчатыми кругами. По схеме, показанной на рис. 183, а, главное движение получает дисковый круг. Он вращается вокруг оси и получает возвратно-посту­пательное движение (движение продольной подачи) по стрелке.

Шлифуемое колесо вращается вокруг своей оси со скоростью Vx и прямолинейно перемещается со скоростью V2. Эти два движения связаны между собой и образуют сложное движение обката. В это время обрабатывается одна сторона зуба. После реверсирования движения обрабатывается противоположная сторона соседнего зуба. Затем шли­фовальный круг выходит из впадины и производится деление - пово­рот колеса на один зуб. В зависимости от типа станка могут быть обработаны одна или две боковые стороны одновременно (рис. 183, б). Шлифование двумя тарельчатыми кругами показано на рис. 183, в.

Зубохонингование применяют для обработки зубчатых колес после зубошевингования и термической обработки.

Обработку производят зубчатым хоном, представляющим собой зубчатое колесо, изготовленное из пластмассы с абразивной смесью, зернистостью (40, 60, 80) которую выбирают в зависимости от марки стали, твердости и требуемых параметров шероховатости поверхности зубьев.

Относительное движение при зубохонинговании то же, что и при шевинговании. Станки для хонингования зубчатых колес аналогичны шевинговальным станкам. Зубохонингование происходит при окруж­ной скорости хода, примерно в 2 раза превышающей окружную скорость шевера.