Зубофрезерные станки: технические характеристики, схемы, модели

Конструкция зубофрезерного полуавтомата 5К32 и 5К32А

Ниже мы рассмотрим детальное описание каждой модели зубофрезерного оборудования.

Габариты рабочего пространства

Модель 5К32А имеет более высокие габариты нежели 5К32, а значит и рабочего пространства понадобится намного больше. Теперь понятно, почему модель А хуже подходит для домашних мастерских.

Габариты рабочего пространства 5K32 и 5K32A. Схема:

Посадочные и присоединительные базы

Если взглянуть на картинку, которая показана ниже, то можно увидеть, что она схема посадочных и присоединительных баз практически одинакова для каждой модели.

У модели 5К32А есть небольшое отличие, которое также связано с её большими габаритами.

Посадочные и присоединительные базы. Схема:

Расположение органов управления

Модели станков практически идентичны по своему строению, а значит и расположение управляющих механизмов идентично.

Расположение органов управления. Схема:

Характеристика работы основных узлов

Станина – основание станка. Закрепляет стойку суппорта и отвечает за перемещение станка.
Стол – перемещается вдоль станины. Подает заготовки и обрабатываемые материалы
Контрподдержка – соединяется с основным корпусом. Отвечают за перемещение откидного кронштейна.
Суппорт – устанавливает и поворачивает фрезу.
Каретка – перемещает суппорт в вертикальном направлении.
Стойка суппортов – вмещает в себя несколько составляющих основного механизма, включая коробку подач и электрошкаф.
Гидропривод.

Типовые конструктивные компоновки

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

Вертикальная ориентация оси заготовки. Компоновка зубофрезерных станков определяет особенности обработки, имеют подвижный стол. Компоновка применяется при производстве универсальных моделей, получивших наибольшее распространение.
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.
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.
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.
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

Настройка цепи дифференциала при обработке винтовых изделий.

Типичной является следующая формула:

где с — постоянная цепи;

β — угол наклона винтовой линии;

n — число заходов фрезы.

Продифференцировав обе части равенства, получим абсолютную погрешность di передаточного отношения

тогда допустимая относительная погрешность настройки

Если допустимое отклонение угла винтовой линии dβ выразить не в радианах, а в минутах, то получим

Например, если угол наклона винтовой линии изделия β = 18°, а допустимое отклонение в направлении зуба dβ = 4″ = 0′,067, то допустимая относительная погрешность настройки

δ = 0,067/3440*tg18 = 0,00006

Наоборот, зная относительную погрешность взятого передаточного отношения, можно по формуле (3) определить допущенную погрешность в угле винтовой линии в минутах. При установлении допустимой относительной погрешности можно в подобных случаях пользоваться тригонометрическими таблицами. Так, в формуле (2) передаточное отношение пропорционально sin β. По тригонометрическим таблицам для взятого числового примера видно, что sin 18° = 0,30902, а разность синусов на 1′ составляет 0,00028. Следовательно, относительная погрешность на 1′ составляет 0,00028 : 0,30902 = 0,0009. Допустимое отклонение винтовой линии — 0,067, поэтому допустимая погрешность передаточного отношения 0,0009*0,067 = 0,00006, такая же, как и при расчете по формуле (3). Когда оба сопряженных колеса нарезаются на одном станке и по одной настройке цепи дифференциала, то погрешности в направлении линий зубьев допускаются значительно большие, так как у обоих колес отклонения одинаковы и незначительно влияют только на боковой зазор при зацеплении сопряженных колес.

Основные конструктивные особенности

Универсальный токарно-винторезный станок состоит из основных конструктивных узлов, которые являются типовыми элементами. К ним относятся:

суппорт;
станина;
упорная и шпиндельная бабки;
электрическое оборудование;
ходовой вал;
гитары шестерен;
коробка, которая обеспечивает выбор и смену подач;
ходовой винт – именно эта деталь отличает токарно-винторезный от стандартного токарного станка.

В зависимости от некоторых особенностей может различаться точность станка. Поэтому универсальное оборудование может быть как класса точности Н, так и повышенного – П.

Передние и задние бабки

У передней или шпиндельной бабки есть основная роль – фиксировать заготовку в обработке и передавать вращение заготовке от электрического двигателя.

Внутри корпусной части бабки расположен шпиндель. На корпусе станка снаружи монтируется рукоятка регулировки скорости. Задняя бабка или упорная необходима для фиксации заготовки.

Суппорт

Суппорт предназначен для того, чтобы перемещать резцедержатель с резцом в продольном, поперечном направлении по отношению к оси станка. Нижняя часть суппорта именуется салазками или кареткой.

Спустя определенное время работы станка суппорт будет нуждаться в регулировке, поскольку, в противном случае снизится скорость обработки. Регулировка от зазоров заключается в подтягивании клиновой планки.

По сравнению с другими деталями суппорт имеет большие размеры. Выбор резцедержателя определяется классом станка. Для крупногабаритного оборудования обязательно закреплять резцы дополнительно четырьмя винтами.

Коробка скоростей

Это основная часть привода шпинделя. Она осуществляет передачу энергии двигателя остальным частям станка. Еще одна функция – изменение частоты вращения шпинделя и скорости работы всего станка.

Коробка встраивается в корпус бабки шпинделя или в отдельном корпусном блоке. Изменение скорости может происходить бесступенчатым или ступенчатым способом. В стандартную коробку передач входят следующие составляющие:

система зубчатых передач;
клиноременная передача;
реверсивный электродвигатель;
электромагнитная муфта с системой торможения;
рукоять для переключения скоростей.

Работает коробка скоростей за счет шестерен.

Шпиндель

Это основная часть станка, которая сделана в виде вала с конусным отверстием для закрепления заготовок. Чтобы деталь имела высокую прочность и долговечность, ее изготавливают из высокопрочной стали.

В классическом варианте шпиндель сделан на высокоточных подшипниках качения. На опоре детали установлено специальное кольцо, которое обеспечивает точность работы станка.

На торце конструкции расположено коническое отверстие. Полость шпинделю необходима, чтобы установить пруток, помогающий при необходимости выбивать центр из посадочного места.

Непосредственно прочность и долговечность шпинделя зависит от имеющихся там подшипников.

Станина

Это основная часть станка, которая выполнена с помощью чугунного литья. К ней прикреплены все наиболее важные детали и элементы данной конструкции.

Сама станина состоит из двух стальных балок. Балки, в свою очередь, соединены между собой ребрами жесткости. У каждой из балок – соединение к двум направляющим.

Направляющие с обоих сторон относятся к призматической группе. Направляющая плоской формы расположена внутри с левой стороны.

Нарезание резьбы

Нарезать резьбу при помощи токарно-винторезного станка можно несколькими способами. Для этого используется плашка, метчик, резец и другие виды инструмента.

С их помощью есть возможность нарезать внутреннюю и внешнюю резьбу

При использовании резца важно соблюдать полностью технологию. Она включает:

правильную заточку резца;
аккуратную настройку режимов работы станка;
при помощи шаблона правильная установка резца по центру детали;
замер полученных размеров калибрами или шаблонами.

В такой работе недопустим брак в виде заострений, рваных нитей, задир и дробления.

Электрический блок управления

В стандартный блок управления токарно-винторезным станком входит сразу несколько рукояток и кнопок:

рукоятка для настройки количества оборотов;
система управления для установки параметров резцовой поверхности;
рукоятки для управления суппортом.

Станок с ЧСПУ обладает более сложным устройством, но при этом может работать без участия оператора на промежуточных этапах.

Фартук

В фартуке токарно-винторезного станка расположены механизмы, которые преобразуют вращательное движение ходового винта и ходового вала в поступательное движение суппорта.

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:

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

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. 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. Есть модели, на которых устанавливается узел с зубчатой передачей. Зубчатое колесо приводится в движение гидравлическим насосом. Цилиндрический тип зубчатого колеса может устанавливать на шпинделе фрезы, который представлен двумя половинами. Установка зазора проводится путем смещения половин колес относительно друг друга. 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. 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.

Делятся венцы в данном случае путем регулировки зазора. Червяк перемещается вместе с червяком в радиальном направлении относительно колеса. 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. Есть модели, на которых устанавливается узел с зубчатой передачей. Зубчатое колесо приводится в движение гидравлическим насосом. Цилиндрический тип зубчатого колеса может устанавливать на шпинделе фрезы, который представлен двумя половинами. Установка зазора проводится путем смещения половин колес относительно друг друга. 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. 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.

Обработка на зубофрезерном станке червячной фрезой

Виды станков

Существует множество зубофрезерных станков, которые отличаются друг от друга по незначительным признакам. В нашей статье для примера будут использоваться модели 5К32 и 5К32А. Из названия можно понять, что эти модели имеют огромное сходство.

5К32

Область применения

Фрезеровка колес цилиндрической и зубчатой формы.
Обработка червячных изделий, с помощью передвижного радиального винта.
Используются на малых и средних предприятиях. Подходит как для домашней мастерской, так и для небольших и средних цехов.

Метод обработки

В основе обработки лежит метод обката. С его помощью нарезают колеса зубчатой формы. Используются различные методы зубофрезерования встречный и попутный. Подача также осуществляется по-разному: стандартными методами и по диагонали.

Область применения

Фрезеровка колес цилиндрической и зубчатой формы.
Обработка червячных изделий, с помощью передвижного радиального винта.

Основное отличие от своего родственника 5К32 узкая направленность. Если первая модель отлично подходит для малых мастерских и средних производств, то 5К32А используется на средних и особо крупных промышленных предприятиях.

Метод обработки

Для нарезания колес зубчатой формы, заготовки и фреза обкатываются и выпускают готовое колесо. Используется несколько видов зубофрезерных работ: встречный метод обработки и попутный. Подача осуществляется двумя путями: обычным и по диагонали.

При подаче по диагонали, обработка проходит особым образом. Фреза перемещается не только по собственной оси, но по длине обрабатываемого зуба. Из-за этого повышается стойкость фрезы.

Типовые компоновки зубофрезерных станков

При выборе оборудования важной деталью, требующей внимания, является тип компоновки. Рассмотрим существующие группы зубофрезерных аппаратов, а также возможности их модификации:

С вертикальным расположением обрабатываемой детали. Подающий стол способен перемещаться в горизонтальной плоскости. За осевую подачу отвечает суппорт. Универсальная конструкция, которая применяется на предприятиях общего машиностроения.
С вертикальным расположением обрабатываемой детали. Подающий стол зафиксирован, вместо него перемещается инструментальная стойка с фрезой. Данный тип позволяет сохранить расположение обрабатываемой заготовки до и после фрезерования на станке, что позволяет механизировать процесс подачи и уборки деталей. Схема применяется на серийном производстве.
С вертикальным расположением заготовки. Подающий стол имеет возможность перемещаться в вертикальном направлении. Кроме того, он отвечает за осевую подачу. Инструментальная стойка способна перемещаться по горизонтали. Оптимальная компоновка для автоматических линий производственных предприятий.
С горизонтальным расположением детали. Стол отвечает за осевую подачу благодаря способности к перемещению по горизонтали. Стойка перемещается радиально относительно расположения заготовки. Такие станки применяются для изготовления мелкомодульных цилиндрических зубчатых элементов.
С горизонтальным расположением детали и зафиксированным подающим столом. Вся нагрузка ложится на стойку, которая отвечает за осевую и радиальную подачу. Валы-шестерни изготавливают на станках с подобной компоновкой.

Функциональные возможности

С помощью зубофрезерного станка с ЧПУ производят такие виды зубчатых колёс:

— прямозубые; — косозубые;

— шлицевые валы;

— звёздочки цепных передач;

— венцы червячных и храповых колёс;

— шевронные колёса и т.д.

Главное движение резания — это вращательное движение. Действия режущего инструмента приводят к синхронному вращению подающего стола, тем самым можно достичь необходимого числа зубцов на нарезаемом венце. При движении фрезы вдоль оси колеса нарезаются зубчатые венцы по ширине заготовки.

На станках с ЧПУ изделия обрабатывается последующими методами:

-задействуя встречную либо попутную подачи;

-при помощи круговой либо осевой врезки при диагональной либо осевой подаче;

-используя двухпроходный цикл с автоматической врезкой.

При всем этом скорость вращения шпинделя меняется бесступенчато.

Применение ЧПУ

Современные токарные станки, особенно иностранного производства, имеют числовое управление. Это позволяет добиться высокой точности обработки.

Особенностями таких станков являются следующие нюансы:

Все подвижные органы станка управляются мини блоком управления. Станок имеет сложную электрическую схему.
Все параметры станка с ЧПУ точно соответствуют ГОСТу и также расписаны в паспорте оборудования. Здесь указаны показатели точности, габариты, скорость.
Станки такого рода могут работать в домашних условиях, поскольку имеют небольшой размер, но при этом выдерживают поразительно высокие для своих габаритов нагрузки.
Оборудование имеет индикацию, а также табло для ввода информации.
Настольные станки с ЧПУ используются для высокоточной обработки небольших деталей. При этом у домашнего производства получается высокий показатель рентабельности.

Важно!
Большинство таких станков производят за границей, а потому они не соответствуют Российскому ГОСТу.

Виды станков

5К32

Область применения

Фрезеровка колес цилиндрической и зубчатой формы.
Обработка червячных изделий, с помощью передвижного радиального винта.
Используются на малых и средних предприятиях. Подходит как для домашней мастерской, так и для небольших и средних цехов.

Метод обработки

Область применения

Фрезеровка колес цилиндрической и зубчатой формы.
Обработка червячных изделий, с помощью передвижного радиального винта.

Метод обработки

Сведения о производителе вертикального зубофрезерного полуавтомата 5Д32

Производитель вертикального зубофрезерного полуавтомата 5Д32 Егорьевский станкостроительный завод Комсомолец, основанный в 1930 году.

Завод за время своего существования выпустил свыше 60 моделей: зубофрезерных, зубодолбежных, зубошлифовальных, зубозакругляющих и других зубообрабатывающих станков.

Продукция Егорьевского станкостроительного завода Комсомолец, СЗК

5А12 — станок зубодолбежный вертикальный полуавтомат Ø 208
514 — станок зубодолбежный вертикальный полуавтомат Ø 500
5А140П — станок зубодолбежный вертикальный полуавтомат Ø 500
5Б150 — станок зубодолбежный вертикальный полуавтомат Ø 800
532 — станок зубофрезерный вертикальный для цилиндрических зубчатых колес полуавтомат Ø 750
5Д32 — станок зубофрезерный вертикальный для цилиндрических зубчатых колес полуавтомат Ø 800
5Е32 — станок зубофрезерный вертикальный для цилиндрических зубчатых колес полуавтомат Ø 800
5К32 — станок зубофрезерный вертикальный для цилиндрических зубчатых колес полуавтомат Ø 800
5К324 — станок зубофрезерный вертикальный для цилиндрических зубчатых колес полуавтомат Ø 500
5К32А, 5К324А — станок зубофрезерный вертикальный для цилиндрических зубчатых колес полуавтомат Ø 800
5К328А — станок зубофрезерный вертикальный для цилиндрических зубчатых колес полуавтомат Ø 1250
53А11 — станок зубофрезерный вертикальный для цилиндрических зубчатых колес полуавтомат Ø 1250
53А50 — станок зубофрезерный вертикальный для цилиндрических зубчатых колес полуавтомат Ø 500
53А80 — станок зубофрезерный вертикальный для цилиндрических зубчатых колес полуавтомат Ø 800
5310 — станок зубофрезерный вертикальный для цилиндрических зубчатых колес полуавтомат Ø 200
5В833 — станок зубошлифовальный вертикальный для цилиндрических зубчатых колес полуавтомат Ø 40..320
5Д833 — станок зубошлифовальный вертикальный для цилиндрических зубчатых колес полуавтомат Ø 40..320

Юрий Давыдов » Новости

Зубофрезерные станки. Конструкция, описание и технические характеристики.

Зубофрезерные станки предназначены для нарезания цилиндрических колёс с прямым и винтовым зубом внешнего зацепления с помощью фасонных дисковых, пальцевых и червячных модульных фрез. Если в зубофрезерном станке имеется помимо вертикального ходового винта радиального или тангенциального перемещения инструмента относительно заготовки, то на нём можно также нарезать червячными фрезами червячные колёса. Станок, имеющий все три выше перечисленных винта, относится к универсальным зубофрезерным станкам.

На зубофрезерных станках производят нарезание цилиндрических и червячных колес по методу обката и по методу копирования с осевой, радиально-осевой и тангенциальной подачами за один или два рабочих хода. В зависимости от расположения оси изделия станки разделяются на вертикальные (состоят из станины, инструментальной стойки фрезерного суппорта задней стойки стола для установки изделия. Вертикальные станки выполняют с подвижной в радиальном направлении стойкой или с подвижным в этом направлении столом, а также со столом подвижным в вертикальном направлении. Компоновка станков с подвижной стойкой и неподвижным столом наиболее удобна для автоматизации процесса зубонарезания.

Горизонтальные станки, предназначенные для нарезания зубьев на тяжелых деталях, выполняют с подвижной в горизонтальном направлении инструментальной стойкой а станки для нарезания колес малых размеров- с подвижным столом, несущим изделие.

Технические данные зубофрезерных станков

Профиль зуба образуется копированием или обкатом, форма зуба по длине методом касания. Зубофрезерные станки метода копирования имеют простую структуру, состоящую из групп: ФV(В1), ФS(П2), а также деления Д(В3). Станки касания-обката имеют две или три группы формообразования и не имеют группы деления: профиль зуба: ФV(В1 В2); форма по длине: прямозубые: ФS(П3),косозубые: ФS(П3 В4).

Метод копирования, когда режущие кромки инструмента соответствуют форме впадины зубчатого колеса и после нарезания одной впадины заготовка поворачивается на один зуб при помощи делительного устройства, метод обкатки, (обрабатывающий инструмент воспроизводит движение пары зубчатых колёс), горячее и холодное накатывание.

Формообразование зубьев червячного колеса осуществляется методами радиального и тангенциального врезания. При первом методе используют винт радиального пере-мещения. Формирование боковых поверхностей зубьев по профилю и длине, а также делительный процесс осуществляются одним сложным движением Фu, (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 Фu (В1В2). Вторым движением Фs2 (П5В6) осуществляется тангенциальное –врезание за счет конусной части фрезы и еще раз формирование боковых поверхностей.

Полуавтоматы зубофрезерные вертикальные 53А50, 53А50Н, 53А80, 53А80Н предназначены для нарезания цилиндрических и червячных зубчатых колес в условиях индивидуального и серийного производства.

Зубофрезерные полуавтоматы моделей 53А50, 53А80 и изготавливаются по классу П ГОСТ 8-71, а их модификации по классу Н ГОСТ 8-71. Станки моделей 53А50, 53А80 комплектуются суппортами с непрерывной передвижкой фрезы (с ползушкой), а модели 53А50Н, 53А80Н — суппортами с периодической (шаговой) передвижкой фрезы. По заказу Покупателя возможна комплектация зубофрезерных станокв системой ЧПУ.

Универсальный зубофрезерный станок предназначен для фрезерования цилиндрических прямозубых, косозубых и червячных колес в условиях единичного и серийного производства. Нарезание зубчатых колес производится по способу обкатки червячной фрезы и обрабатываемой заготовки. Станок работает по замкнутому полуавтоматическому циклу и по циклу наладки.

На базе станка могут изготавливаться спецстанки, позволяющие обрабатывать колеса с бочкообразной или конусной формой зубьев. Обработка осуществляется копированием по шаблону.

Большая универсальность станков и высокая степень автоматизации обеспечивает работу станков как в однопроходном, так и в двухпроходном автоматических циклах. При двухпроходном автоматическом цикле происходит автоматическая смена режимов обработки. Полуавтомат имеет бесступенчатый привод вертикальной и радиальной подачи.