logo
Устинов / Гондин,Устинов Производственное оборудование (Ч

3.7.2. Зубофрезерные станки

Предназначены для нарезания цилиндрических колес с прямым и винтовым зубом внешнего зацепления с помощью фасонных дисковых (рис.55, а), пальцевых (рис.55, б) и червячных модульных (рис.55, в) фрез. Если в зубо-фрезерном станке имеется помимо вертикального ходовой винт радиального или тангенциального перемещения инструмента относительно заготовки, то на нем можно также нарезать червячными фрезами червячные колеса. Станок, имеющий все три перечисленных винта, относится к универсальным зубофрезерным станкам. Профиль зубьев нарезаемых колес фрезерованием образуется методом копирования или обката, а форма зубьев по длине – методом касания. Станки, использующие метод копирования в сочетании с методом касания при нарезании колес фасонными дисковыми или пальцевыми фрезами, имеют простую структуру, состоящую из двух простых групп ФV (В1) и ФS (П2), а также группы Д(В3). Сложнее кинематическая структура зубофрезерных станков, в которых используют метод обката при нарезании колес червячными фрезами. Структура таких станков включает две или три формообразующие группы и не имеет отдельной группы деления. Для образования профиля зубьев применяют сложное движение ФV (В1В2), а для образования формы зуба по длине применяют для прямого зуба движение ФS (П3), для винтового зуба ФS (П3В4) и при фрезеровании винтового зуба с диагональной подачей – ФS1 (П3В4) и ФS2 (П5В6).

Рис.55. Формообразование зубьев цилиндрических колес с помощью фрез:

а– фасонной дисковой;б– фасонной пальцевой;в– червячной модульной

Формообразование зубьев червячного колеса осуществляется методами радиального (рис.56, а) и тангенциального (рис.56, б) врезания. При первом методе используют винт радиального перемещения. Формирование боковых поверхностей зубьев по профилю и длине, а также делительный процесс осуществляются одним сложным движением ФV (В1В2). Процесс радиального врезания зубьев фрезы в заготовку осуществляется движением Вр (П7). При втором методе используют винт тангенциального перемещения и специальную червячную фрезу с заборным конусом. Образование профиля и формы зуба по длине, а также делительный процесс осуществляются, как и при первом методе, движением ФV (В1В2). Вторым движением ФS2 (П5В6) осуществляется тангенциальное врезание за счет конусной части фрезы и еще раз формирование боковых поверхностей нарезаемых зубьев, поэтому второй метод используют для нарезания более точных червячных колес.

Рис.56. Формообразование зубьев червячного колеса методами врезания:

а – радиального; б – тангенциального

Как видно из приведенного анализа, наиболее сложную структуру имеет универсальный зубофрезерный станок (рис.58), имеющий несколько частных структур. Станок содержит три сложных группы формообразования. Структура каждой кинематической группы состоит из внутренней связи в виде внутренней кинематической цепи и внешней связи, через которую движение от двигателя передается во внутреннюю связь. Внутренняя цепь 1 – 2 – 3 – 4 группы движения резания ФV (В1В2), называемая цепью обката или профилирования, а также и цепью деления, связывает шпиндель фрезы со шпинделем заготовки (столом) и через гитару iобк обеспечивает условие кинематического согласования вращений фрезы и заготовки следующего вида:

,

где k – число заходов фрезы; z – число зубьев нарезаемого колеса.

Скорость движения ФV (В1В2) настраивается посредством органа настройки iV, который расположен во внешней связи группы ФV. Через орган настройки iV обеспечивается условие согласования вращений ротора двигателя М и шпинделя фрезы:

nМ мин-1 электродвигателя МnФ мин-1 фрезы.

Рис.57. Кинематическая структура универсального зубофрезерного станка

Внутренняя цепь 5 – 6 – 7 – 8 – 9 – 3 – 4 группы движения подачи ФS1 (П3В4), называемой дифференциальной цепью, соединяет через дифференциал гайку вертикального ходового винта, жестко связанную либо со столом, либо с суппортом фрезы, со шпинделем заготовки и через гитару iдиф обеспечивает условие кинематического согласования относительного перемещения фрезы вдоль оси заготовки с ее вращением следующего вида:

1 об.заготовки  Т мм относительного перемещения фрезы вдоль

оси заготовки,

где Т – шаг винтовой линии зуба, ;mн – нормальный модуль;  – угол наклона винтового зуба.

Скорость движения ФS1 (П3В4) настраивается посредством гитары подач iS, которая располагается в цепи подач 4 – 3 – 10 – 7 – 6 – 5, соединяющей гайку вертикального ходового винта (стол или суппорт фрезы) со шпинделем заготовки, но не проходящей через дифференциал. Условие согласования перемещений конечных звеньев цепи подач имеет вид

1 об.заготовки  Sв мм относительного перемещения фрезы вдоль

оси заготовки,

где Sв – подача на 1 об.