Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

5е32 станок зубофрезерный вертикальный полуавтомат схемы, описание, характеристики

Введение

Зубофрезерный станок предназначен для создания цилиндрических изделий. Если оборудование содержит вертикальный и радиальный ходовой винт, аппарат становится пригодным для создания червячных колес. Для этого используются червячные модульные фрезы.

Принцип создания цилиндрических и червячных изделий базируется на обкате и копировании заготовки. Вид обработки зависит оборудования передвижного винта.

Кроме того, станки различаются по расположению оси заготовки – вертикальные и горизонтальные. Станки разделяются на два типа, но схожи по составу конструкции.

Вертикальные станки состоят из станины и инструментальной стойки. Имеют подвижную стойку или передвижной стол, который двигается в радиальном направлении. Есть и дополнительный подвижной стол, который двигается по вертикали.

Горизонтальные станки предназначаются для работы с изготовками повышенной сложности. Подвижная стойка перемещается по горизонтали. Горизонтальные станки для нарезания изделий маленького размера имеют специальный подвижной стол, который используется для поддержки изделия.

Ниже вы найдете подробную информацию о работе станков.

Виды приводов станков

  1. Червячный тип привода стола. Особенностью конструкции является установка дополнительного червяка с непостоянной толщиной витка, зазор которого регулируется в широком диапазоне.
  2. Отдельная червячная передача, устанавливаемая в отдельный блок. Регулировка осуществляется с помощью радиального перемещения.
  3. Универсальной считается схема, при которой на шпиндели устанавливают две червячные передачи с противоположным направлением витков. Регулировкой одной передачи изменяют текущий зазор.
  4. Гидравлический тип. В этом случае передача приводится в движение под действием гидравлической жидкости, подающейся с помощью насоса.
  5. Двойной тип. Регулировочную шестерню изготавливают из двух половин. При изменении их положения относительно друг друга происходит изменение зазора.
  6. Конусный. При реализации данной схемы применяют шестерни с малой конусностью. При осевом смещении изменяется зацепление и корректируется зазор.
  7. Многозубый. Использование многозубой шестерни, устанавливаемой на шпиндель, позволяет замедлить скорость базового колеса. Регулировка кинематической цепи выполняется торможением колеса.

Применение числового программного управления сужает круг обязанностей оператора по причине отсутствия гитары деления. Отметим, что стоимость подобных станков достаточно высока, что не позволяет использовать их на предприятиях, имеющих незначительные объемы производства.

Виды зубообрабатывающих станков

Программа поставок включает в себя оборудование, инструмент и средства измерения и контроля от ведущих производителей Европы, Америки, Японии и Южной Кореи.

Для обработки цилиндрических, конических и червячных зубчатых колес, звездочек, червячных валов, шлицевых соединений и других видов зубчатых зацеплений, получаемых методом обката или единичным делением, применяют:

  • зубофрезерные станки:HF 1000,HF 1250,HF 1600,HF 2000,HF 2500,HF 3000,HF 4000,HF 6000,HF 8000;
  • зубодолбежные станки;
  • зубошлифовальные станки:HELIX 400,VIPER 500,RAPID 650 — 800,RAPID 1000 — 1250,RAPID 1600,RAPID 2000,RAPID 2500,RAPID 3000,RAPID 4000,RAPID 6000,RAPID 8000,LFG-8040,LFG-3540,REN-550 T
  • зубохонинговальные станки;
  • шлицефрезерные станки;
  • шлицестрогальные станки;
  • шлиценакатные станки;
  • протяжные станки;
  • оборудование для отделки зуба (чистовая накатка, снятие фасок, зубозакругление).

Характеристики H 400

Макс. диаметр детали, мм400
Макс. модуль при фрезеровании методом обката, мм8
Ход по оси X, мм60-285
Макс. скорость подачи по X, мм/мин10000
Ход по оси Y, мм240
Макс. скорость подачи по Y, мм/мин7000
Ход по оси Z, мм200-600
Макс. скорость подачи по Z, мм/мин7000
Частота оборотов вращения фрезерного шпинделя, об/мин225 — 1800 (300 — 3000)
Мощность привода фрезерного шпинделя, кВт14 (31)
Номинальный крутящий момент фрезерного шпинделя, Нм550 (190)
Угол наклона фрезерной головки, град±45
Крепление во фрезерном шпинделе, тип032 / SK25 HSK-A80 / цилиндр. HSK-A80 / SK25
Макс. диаметр фрезы, мм175 (130)
Макс. длина фрезы с зубьями (общая), мм250 (325)
Макс. частота оборотов вращения стола, об/мин1-440
Диаметр стола, мм330
Диаметр отверстия стола, мм150 H6
Общая установленная мощность, кВт40
Система ЧПУ станкаSiemens 840 D Solution line Safety integrated
Число управляемых ЧПУ осей6
Габариты (ДхШхВ), мм4000 x 2420 x 2750
Масса, кг~9500 .. 11000
— Опция 

Основные параметры

Давайте подробно ознакомимся с техническими характеристиками оборудования.

Как уже говорилось, оборудование предназначается для создания червячных и цилиндрических изделий, а также разделяется на 2 типа – вертикальный и горизонтальный.

Оборудование имеет прямой и винтовой зуб зацепления. Профиль детали может быть образован по-разному, в зависимости от вида обработки. Зубовая форма различается только по длине, определяется с помощью касания.

Структура оборудования с методом копирования проста и включает три группы:

  1. ФВ(B1).
  2. ФС(П2).
  3. Деление Д(B3).

Оборудование, которое базируется на методе обката, также разделяются на группы:

  1. ФВ (B1 B2) – зубовой профиль.
  2. ФС(П3) – прямозубый профиль.
  3. ФС (П3 B4) – профиль косой формы.

При копировании заготовок режущие части инструментов должны соответствовать форме зубчатого колеса. После нарезания впадин головка поворачивается, 1 впадина – 1 поворот зубьев. Для поворота используется метод деления, который осуществляется особым внутренним механизмом.

При обкатке материала, зубчатые колеса начинают непрерывно двигаться. Движение осуществляется главным инструментом обработки. От типа движения зависит тип накатывания – горячее или холодное.

Зубообрабатывающие станки

Зубообрабатывающие станки предназначены для изготовления зубчатых колес. Для того, чтобы изготовить зубчатое колесо требуемого качества необходимо знать, как устроены современные зуборезные станки, в чем особенности конструкции активного инструмента, приспособлений и контроля.

Специалисты ГК «ФИНВАЛ» комплексно подходят к вопросам технологического оснащения промышленных предприятий. У нас вы можете не только купить зубообрабатывающие станки, но и получить качественное сервисное обслуживание — техническое и абонентское. Собственный инжиниринговый центр и служба логистики позволяют нам доставить оборудование в любую точку России, оперативно установить, настроить и запустить его в работу.

Мы сотрудничаем только с проверенными компаниями-поставщиками с многолетним опытом работы.

Комплекс работ по внедрению процесса зубообработки в производство включает:

  • создание технологического процесса зубообработки на территории производства заказчика;
  • подбор и поставку необходимого оборудования, а также средств контроля;
  • пусконаладку оборудования с ЧПУ, гарантийное и постгарантийное обслуживание;
  • проектирование инструмента по чертежам деталей заказчика;
  • изготовление инструмента;
  • подбор режимов резания, применительно к оборудованию;
  • проведение испытаний инструмента на производстве заказчика;
  • получение годной детали.

Высокое качество поставляемой нами продукции подтверждается международными сертификатами и большим количеством реализованных проектов по всему миру.

Устройство и принцип работы оборудования

Рассмотрим устройство станка на примере модели вертикального типа 5М324А. Ниже представлена кинематическая схема и условное изображение с указанием основных элементов конструкции.

  1. Станина аппарата.
  2. Коробка переключения скоростей.
  3. Распределительный механизм.
  4. Валик ручного перемещения каретки.
  5. Управление механическим перемещением каретки.
  6. Делитель.
  7. Панель управления.
  8. Стойка, которая крепится на станине.
  9. Ограничитель движения каретки.
  10. Ограничитель движения каретки.
  11. Каретка.
  12. Кран подачи охлаждающей жидкости.
  13. Суппорт.
  14. Кронштейн.
  15. Контрподдержка.
  16. Управление перемещением кронштейна.
  17. Подающий стол.
  18. Механизм управления ограничителями каретки.
  19. Механизм управления перемещением стола.
  20. Упор подвода стола.
  21. Кран управления смазкой стола.
  22. Упор подвода стола.
  23. Обрабатываемая заготовка.
  24. Фреза для нарезки зуба.

Вращение фрезы – основное движение при обработке заготовки. Нарезка по всей длине выполняется за счет движения цилиндрического элемента вокруг своей оси. Для получения расчетного количества зубов скорость вращения подающего стола синхронизируется с количеством оборотов и передаточным отношением гитары.

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.

Пример кинематической схемы зубофрезерного станка

1 Функциональные возможности

С помощью зубофрезерного станка с ЧПУ производят следующие виды зубчатых колёс с использованием цилиндрической болванки:

  • прямозубые;
  • косозубые;
  • шлицевые валы
  • звёздочки цепных передач;
  • венцы червячных и храповых колёс;
  • шевронные колёса с дисковой и червячной фрезой;
  • точные делительные червячные колёса и т.д.

Основным движением резания считается вращательное. Деятельность режущего инструмента синхронизируется с вращением подающего стола и тем самым достигается расчётное количество зубцов на нарезаемом венце.

Косозубый зубофрезерный станок с ЧПУ

При смещении фрезы вдоль оси колеса происходит нарезка зубчатого венца по всей ширине заготовки.

На станках с ЧПУ изделия могут обрабатываться следующими способами:

  • используя встречную или попутную подачи;
  • с помощью радиальной или осевой врезки при диагональной или осевой подаче;
  • применяя двухпроходный цикл с автоматической врезкой.

При этом скорость вращения шпинделя изменяется бесступенчато.

1.1 Модификации

По принципу исполнения различают зубофрезерные станки ЧПУ бывают:

  • с подающим столом. При этом колонна жёстко закрепляется на станине. Врезка происходит за счёт смещения оси обрабатываемой детали;
  • с подающей колонной. Мобильная колонна позволяет регулировать нарезку на цилиндрической болванке.

В зависимости от этого расположение оси вращающейся заготовки может быть вертикальной или горизонтальной.

Зубофрезерный станок «HOFLER» HF 1250

Принято различать шесть основных гамм среди зубофрезерных станков ЧПУ:

  1. Для изготовления мелкомодульных колёс, диаметр которых лежит в диапазоне 25-80 мм. Их используют в приборостроении и часовой промышленности.
  2. Универсальные станки, способные взять в обработку колёса до 12 500 мм.
  3. Станки с повышенной жёсткостью и высокой производительностью колёс до 500 мм. Используются в серийном и крупносерийном производстве.
  4. С горизонтальной осью заготовки для совместного фрезерования вала длиной до 3600 мм и зубьев колёс диаметром до 1250 мм.
  5. Станки высокой и сверхвысокой точности для изделий до 3200 мм.
  6. Мастер-станки для нарезки зубцов для делительных колёс диаметром до 800 мм.

На основе перечисленных базовых станков с нормальной точностью выпускаются их модификации с повышенной точностью.

Зубофрезерные станки ЧПУ могут обрабатывать деталь механическим, полуавтоматическим и полностью автоматическим методом. В последнем случае станок может быть встроен в автоматическую линию производственного процесса.

Основные технические параметры

Данный вид станков обладает достаточно большим количеством технических характеристик. При этом настройка зубофрезерного станка позволяет провести изменение некоторых параметров, что позволяет одну панель применять для получения зубчатых колес с различными параметрами.

Зубофрезерные станки имеют следующие основные технические характеристики:

  1. Настройка зубофрезерного станка с учетом диаметра венца и максимального размера модуля зуба
  2. Важным показателем можно назвать ширину зубчатого венца.
  3. Проводя расчет гитары дифференциала зубофрезерного станка можно задавать режим обработки при нарезании зубьев под углом. При этом угол может устанавливаться в определенном диапазоне.
  4. Рассматривая универсальный зубофрезерный станок отметим, что конструкция имеет суппорт, перемещающийся в вертикальном и поперечном направлении. Важным моментом является максимальный показатель перемещения.
  5. Классическое устройство зубофрезерного станка имеет узел, в котором проводится крепление режущего инструмента. Ручная установка или устанавливаемые системы ЧПУ для зубофрезерных станков могут устанавливать скорость вращения режущего инструмента в определенном диапазоне.
  6. Устанавливаемые зубофрезерные станки имеют технические характеристики, которые определяют диапазон подачи. Она может быть ручной или механической, быть вертикальной, тангенциальной и радиальной.
  7. Принцип работы основан на передаче вращения от основного электродвигателя через привод режущему инструменту и креплению заготовки. Именно поэтому одним из основных показателей является мощность основного электродвигателя. Кроме этого горизонтальный или вертикальный зубофрезерный станок может иметь несколько двигателей, каждый отвечает за выполнение определенных задач.
  8. Различные зубофрезерные станки имеют разные габаритные размеры. Стоит учитывать тот момент, что размеры оборудования определяют не только особенности его установки, но и некоторые эксплуатационные качества. Так с увеличением габаритных размеров зачастую увеличивается ход суппорта и режущего инструмента, а также увеличиваются размеры стола.
  9. Вес может варьироваться также в большом диапазоне.

Формулы настройки гитар зубофрезерных станков

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

Получение рельефных поверхностей

Попутная обработка фрезой, наклонённой примерно на 10° в двух направлениях, обеспечивает хорошее качество обработанной поверхности и надёжную работоспособность. Фреза со сферическим концом или с радиусной режущей кромкой дадут поверхность с определённой высотой гребешка, h, в зависимости от:

  • ширины резания, ae
  • подачи на зуб, fz

Другими важными факторами являются глубина резания, ap, влияющая на силы резания, и показание индикатора биения инструмента – TIR. Для получения оптимальных результатов:

  • Используйте высокоточный гидропластовый патрон с соединением Coromant Capto
  • Уменьшите вылет инструмента до минимума

Черновая и получистовая обработка

Если подача на зуб гораздо меньше ширины и глубины резания, то полученная поверхность будет иметь гораздо меньшую высоту гребешков (переходов) в направлении подачи.

Чистовая и финишная обработка

Следует стремиться получить гладкую, симметричную текстуру поверхности во всех направлениях, которую можно впоследствии легко отполировать независимо от выбранного способа полировки.

Это достигается при fz ≈ ae.

Для получения оптимальной текстуры поверхности при финишной обработке всегда используйте двузубую фрезу с наклоном.

  Получистовая обработка с fz, гораздо меньшей, чем aeФинишная обработка фрезой с наклоном при fz = ae
 
 
 

Техника безопасности

Техника безопасности имеет ряд требований, которые должны выполняться обязательно. Пункты разделяются на несколько списков.

Требования:

  1. Допускать к работе только обученных людей.
  2. Выполнять только порученные задачи.
  3. Рабочий должен находиться в специальной униформе.
  4. Скользкий пол оснащается специальным покрытием.

Требования перед началом работы:

  1. После принятия станка от другого рабочего убедитесь в том, что рабочее пространство находится в чистоте.
  2. Наличие хорошего освещения.
  3. Требуется проверка исправности станка. Также убедитесь в наличии требуемого количества смазки.

Требования во время работы:

  1. Деталь закреплять правильно и как можно надежнее.
  2. Для закрепления и обработки использовать специальные инструменты.
  3. Для установки и снятия крупных деталей использовать средства для подъема грузов.
  4. Не вводить руки в опасное место при фрезеровке.

Станки с программным управлением

В мелкосерийном производстве затраты на устройства по автоматизации и на технологическую оснастку не окупаются. В этих условиях рационально применять станки с программным управлением и особенно для обработки деталей со сложным криволинейным профилем. Применение станков с программным управлением позволяет автоматизировать процессы обработки деталей в единичном и мелкосерийном производствах при сравнительно небольшой затрате времени и средств на переналадку станка. Программное управление позволяет быстро переходить от обработки деталей одной конфигурации к обработке другой. Эта особенность программного управления позволяет автоматизировать производство даже при небольших партиях обрабатываемых деталей. Кроме того, станки с программным управлением могут обслуживать рабочие невысокие квалификацию.

Все разработанные системы программного управления делятся на две большие группы:

-С программными устройствами непрерывного действия;

-С программными устройствами прерывного (дискретного) действия.

В первом случае приходится иметь дело с моделями деталей, во втором – с цифровыми программами, характеризующими профиль обрабатываемой детали.

В системах непрерывного действия программа управления имеет вид непрерывной кривой, характеризующей движения рабочих органов станка, необходимых для обработки заданной поверхности детали. Программа составляется с помощью электромагнитных датчиков в электрические сигналы, которые записываются на магнитную ленту. Чтобы обработать последующие заготовки, надо «проиграть» записанную магнитную ленту. Сигналы, записанные на ленте, проходят через считывающее устройство, воздействуют на исполнительные органы станка и воспроизводят рабочие движения, необходимые для обработки детали. В результате изготовляется деталь с поверхностью, идентичной той, которая обрабатывалась в момент записывания ленты.

Второй способ непрерывного программного управления станками с фотоэлектрическими устройствами заключается в том, что в начале обработки на светочувствительную пленку фотографируется профиль детали, начерченной на бумаге в большом масштабе. Пленка помещается в считывающее устройство перед фотообъективом, который проектирует контур детали на фотоэлемент. Последний через следящую систему непрерывного посыла команды на перемещения исполнительных рабочих органов станка, и деталь обрабатывается в соответствии с проектируемым контуром.

В программных устройствах дискретного (прерывного) действия запись перемещения исполнительных органов станка (программы) ведется прерывно, в виде импульсов. Первоначально программа движений управления станком записывается в виде закодированных чисел, от чего рассматриваемые системы называются числовыми и цифровыми. Затем эти цифры наносятся на программоноситель в виде системы отверстий.  Считывающий элемент преобразует числовую программу в соответствующие электрические сигналы (импульсы), которые через следящую систему используются для управления движениями рабочих органов станка.

Составление числовой программы начинается с разбивки контура детали на отдельные участки и занесения опорных точек каждого участка в систему прямоугольных или полярных координат. Размеры каждого элементарного участка (шаги) выбираются в 2-3 раза меньше допуска на заданною точность изготовления профиля. Числа координат опорных точек профиля кодируются.

Методы обработки

Изготовление червячных изделий осуществляется другими методами. Для обработки используются 2 типа врезания – радиальный и тангенциальный.

Радиальный метод обработки – осуществляется с помощью радиального перемещающего винта. Во время работы совершается одно движение (ФУ – B1B2), которое производит деление и формирование поверхности зубьев.

Для радиальной обработки используется одно врезающее движение (БП – П7).

Тангенциальный метод обработки – используется гораздо реже чем радиальный метод, но ничуть не хуже.

Главными рабочими механизмами являются винт тангенциального перемещения и червячная модульная фреза, с конусом в виде забора.

Для формирования зубьев и делительных операций используется такое же движение, как и при первом методе (ФУ – B1B2). Но боковые поверхности зубьев формируются 2 раза, первый уже обсудили, а второй проходит одновременно с врезанием фрезы в заготовку.

Для тангенциального врезания фрезы, а именно конусной части, осуществляется движение ФS2 – П5B6.

Эксплуатация зубофрезерных станков

Определение дефектов станков. Зубофрезеерные станки характеризуются сложностью кинематики, конструкции узлов и механизмов. Они требуют тщательного ухода и правильной эксплуатации. Необходимо уметь определять погрешности в работе станка и своевременно их устранять. При работе станка появляются вибрации, в результате чего в узлах и механизмах станка появляются люфты. В некоторых узлах станка в соединениях деталей всегда имеются люфты и мертвые ходы. При работе станка могут возникнуть большие вибрации, дрожание режущего инструмента и обрабатываемой заготовки, в результате чего заметно ухудшается чистота обрабатываемой поверхности, а стойкость режущего инструмента значительно уменьшается.

Основными причинами возникновения вибраций при зубонарезании могут быть следующие:

-Недостаточная жесткость или перегрузка станка;

-Недостаточная устойчивость фундамента станка;

-Неправильные режимы резания: велика скорость резания, подача и глубина резания;

-Большой износ режущего инструмента;

-Нежесткое крепление инструмента, приспособления и заготовки.

Основным требованием, предъявляемым к основанию, на котором стоит станок, является его жесткость. Наилучшим основанием является индивидуальный фундамент. Станок должени плотно прилегать к фундаменту и жестко крепиться болтами.

Методы нарезания зубчатых колес

В настоящее время различают два метода нарезания эвольвентных зубчатых колес: копирования и обкатки (огибания). Метод копирования как малопроизводительный и неточный метод нарезания зубчатых колес применяется в единичном производстве для неответственных передач. Метод обкатки, наиболее высокопроизводительный и более точный, широко применяется в серийном и массовом производстве. Методом копирования нарезают зубчатые колеса на фрезерных, строгальных, долбежных и специальных станках. Режущим инструментом при этом служат дисковые, пальцевые модульные фрезы, фасонные резцы и различные зуборезные головки. Все эти инструменты имеют профиль режущей части, соответствующий контуру впадины нарезаемого колеса. Методом обкатки зубчатые колеса нарезают на зуборезных станках: зубофрезерных, зубодолбежных, зубострогальных и др. Режущим инструментом служат червячные фрезы, долбяки, зуборезные гребенки, резцы и др.

На зубофрезерных станках нарезают цилиндрические прямозубые, косозубые и червячные колеса методом обкатки (огибания). Метод обкатки основан на использовании принципа зубчатого зацепления. Режущий инструмент и заготовка составляют зубчатую пару. Вращение червячной фрезы и заготовки в процессе нарезания зубьев колеса аналогично вращению червяка и зубчатого колеса, находящихся в зацеплении.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации