Курс лекций по дисциплине МДК.01.01 «Технологические процессы изготовления деталей машин» Лекция 47. «Технологические возможности зубофрезерных и резьбо-обрабатывающих станков»

Курс лекций по дисциплине МДК.01.01

«Технологические процессы изготовления деталей машин»

Лекция 47. «Технологические возможности зубофрезерных и резьбо-обрабатывающих станков»

Различают следующие типы зубофрезерных станков.

1. Вертикальные зубофрезерные станки с подающим столом и неподвижной колонной.

В этих станках ось детали расположена вертикально. Стол имеет поступательное перемещение в горизонтальной плоскости. Колонна неподвижна. Установка на глубину резания осуществляется перемещением стола с деталью. Движение подачи при нарезании цилиндрических колес осуществляется вертикальным перемещением супорта по направляющим колонны.

2. Вертикальные зубофрезерные станки с подающей колонной.

В этих станках основание стола неподвижно. Колонна имеет поступательное перемещение в горизонтальной плоскости. Установка на глубину резания осуществляется перемещением колонны по направляющим станины. Движение подачи при нарезании цилиндрических колес осуществляется вертикальным перемещением супорта по направляющим колонны.

3. Горизонтальные зубофрезерные станки, у которых подается шпиндельная бабка с деталью для осуществления процесса врезания.

В этих станках деталь закрепляется в шпинделе бабки и поддерживается подвесным задним центром Червячная фреза закрепляется на шпинделе супорта и расположена под деталью. Каретка супорта перемещается в горизонтальной плоскости по направляющим станины. Установка глубины резания осуществляется перемещением бабки с

деталью в вертикальной плоскости по направлению к фрезе. Эти станки предназначены преимущественно для нарезания зубчатых колес малого диаметра, шлицевых валиков и цилиндрических зубчатых колес, выполненных за одно целое с валиком.

4. Горизонтальные зубофрезерные станки, у которых подается супорт с червячной фрезой для осуществления процесса врезания.

В этих стайках деталь закрепляется одним концом в шпинделе передней бабки. Задний конец детали поддерживается одним-двумя люнетами или задней бабкой. Иногда применяется задняя бабка и люнеты. Червячная фреза закрепляется на шпинделе супорта и расположена сзади детали. Каретка супорта перемещается в горизонтальной плоскости по направляющим станины. Движение врезания осуществляется перемещением супорта с червячной фрезой в горизонтальной плоскости, перпендикулярно детали.

Зубофрезерные станки работают по методу обкатки, основанному на принципе механического воспроизводства зацепления червячной передачи.

В этом случае деталь и фреза непрерывно вращаются вокруг своих осей, осуществляя движение обкатки, для чего необходимо, чтобы одному обороту фрезы соответствовало k/Z поворота детали, где k — число заходов фрезы, а Z — число зубьев нарезаемой детали.

При нарезании косозубых колес деталь получает дополнительное движение в дополнение к указанному основному в ту или другую сторону, в зависимости от направления винтовой линии зуба.

Кроме движений обкатывания, при нарезании цилиндрических зубчатых колес супорт с фрезой получают движение подачи вдоль оси нарезаемой детали.

При нарезании червячных колес движение подачи чаще всего получает стол с нарезаемой деталью или супортная стойка с фрезой в радиальном направлении.

Для осуществления вышеуказанных движений должны быть настроены следующие кинематические цепи станка.

1. Скоростная цепь, определяющая необходимое число оборотов фрезы. Настройка производится подбором сменных колес или установкой соответствующих рычагов управления коробки скоростей.

2 Цепь подач, определяющая перемещение фрезы вдоль оси детали, за время одного оборота детали (вертикальная подача) или перемещения нарезаемой детали (фрезы) в радиальном направлении к фрезе (детали) за один ее оборот (радиальная подача) или перемещение фрезы вдоль своей оси за время одного оборота детали (осевая подача).

Настройка производится подбором сменных колес или установкой соответствующих рычагов управления коробки подач.

3. Цепь делительная, определяющая взаимно согласованное вращательное движение детали и инструмента, в зависимости от числа зубьев нарезаемого колеса и числа заходов фрезы. Настройка производится подбором сменных колес.

4. Цепь дифференциала, определяющая дополнительное вращение нарезаемой детали при нарезании косозубых цилиндрических колес. Эта цепь также настраивается при нарезании зубчатых колес с простым числом зубьев и червячных колес с применением осевой (аксиальной)подачи.

Настройка производится подбором сменных колес.

Резьбообрабатывающие станки

Методов нарезания резьб много: резцом на токарно-винто резных станках (наружных и внутренних резьб различного профиля); метчиком на сверлильных станках; плашкой гре­бенками; резьбонарезными головками; накаткой; фрезерованием.

Резьбофрезерсвание - один из наиболее производительных методов - выполняется на специализированных резьбофрезеныех станках. Дляфрезерования используют дисковые и групповые фрезы.

Фрезерование дисковой фрезой (рисунок 1, а) применяют для нарезания длинных резьб, например на ходовых винтах Фре за 1 получает главное вращательное движение D_r, заготовка 2 — движение круговой подачиD_Slip. Фреза устанавливается на полную глубину профиля резьбы, а ее ось — по отношению к оси вращения заготовки под углом а, равным углу подъема винтовой линии нарезаемой резьбы. За один оборот заготов­ки фреза получает продольную подачу на шаг нарезаемой резьбы.

Рисунок 1 Схемы для фрезерования дисковой (а) и групповой (б) фрезой: 1 – фреза, 2 – заготовка, α – угол установки оси фрезы.

Фрезерование групповой фрезой (рисунок 1, б) применяют для нарезания коротких наружных и внутренних резьб. Групповая фреза 1 получает главное вращательное движение Д.. Во время обработки ось фрезы расположена параллельно оси обрабатываемой детали. Заготовка 2получает движение круговой подачи D_Skp. Фрезу подводят к заготовке и сообщают ей движение радиальной подачи D_Sp, осуществляя врезание на полную глубину профиля резьбы при одновременной продольной подаче за един оборот заготовки на шаг нарезаемой резьбы. После нарезания резьбы фреза отводится и возвращается в исходное поло­жение. Ширина групповой фрезы должна быть больше длины нарезаемой резьбы на 2 — 3 шага.

Этот способ рекомендуется применять для неответственных резьб (обычно крепежных с шагом до 6 мм), поскольку профиль резьбы получается менее точным, чем при резьбофрезеровании дисковой фрезой. Преимущество этого способа — его высокая производительность: нарезание резьбы выполняют примерно за 1,2 оборота заготовки.

Рисунок 2 - Кинематическая схема резьбофрезерного полуавтомата:

1 – групповая фреза, 2 – фрезерная головка, 3 – рукоятка ручного перемещения фрезерной головки, 4 – кулачок радиального перемещения фрезы, 5 – кулачок продольного перемещения фрезерной бабки.

Резьбофрезерный полуавтомат. На рисунке 2 представлена кинематическая схема полуавтомата, предназначенного для фрезерования коротких наружных и внутренних резьб групповыми фрезами в серийном и массовом производстве.

Станки для вихревого нарезания резьбы

Вихревое нарезание резьбы применяется в условия серийного производства преимущественно для скоростного нарезания длинных ходовых винтов металле режущих станков. Главное вращательное движение сообщаемся вихревой резцовой головке. Продольная подача настраивается на шаг нарезаемой резьбы. Скорость круговой подачи изделия (нарезаемого ходового винта) соответствует частоте вращения шпинделя 4...40об/мин. Глубина резания равна высоте профиля нарезаемой резьбы.

Специальный станок для вихревого нарезания резьбы создан на базе токарно-винторезного станка для скоростного нарезания резьбы на длинных ходовых винтах. Обработку ведут с использованием резцовой (вихревой) головки 1. Резцовая головка смонтирована на поперечном суппорте 2, кото­рый вместе с кареткой 3 перемешается по направляющим станины. Резцовую головку устанавливают на угол подъема нарезаемой резьбы, поворачивая вокруг оси б, и в этой положении закрепляют. На заданную глубину резания ее перемещают винтом 5.

При нарезании резьбы реечное зубчатое колесо z = 12 (т = в 2 мм) кнопкой 8 выводят из зацепления с рейкой.

Перемещение резцовой головки вручную производят при помощи рукояток 4 и 9. Вращение рукоятки 9 передается зубчатой паре 20/60 и реечному колесу z = 12, которое сообщает каретке с резцовой головкой продольное движение. Рукояткой 4 вращают винт, который перемещает суппорт с резцовой головкой в поперечном направлении.

Включение ускоренного хода карелки сблокировано с разъемной маточной гайкой 7 ходового винта: перед включением ускоренного хода (от двигателя МЗ) половинки гайки разводятся, освобождая ходовой винт.

Резьбошлифовальные станки

Принцип работы. Шлифование резьбы применяют при изготовлении резьбонарезного инструмента, резьбовых калибров, накатных роликов , ходовых винтов, червячных фрез в мелкосерийном и серийном производствах. При шлифовании резьбы используют однониточные и многониточные абразивные круги.

Рисунок 3 - Шлифование резьб однониточным (а) и многониточным (б, в) кругом:

1 – шлифовальный круг, 2 – заготовка, α – угол поворота оси шлифовального круга.

Универсальный резьбошлифовальный полуавтомат.

Полуавтомат, показанный на рисунке 3, предназначен для шлифования однониточным и многониточным шлифовальным кругом наружных резьб на метчиках, калибрах, накатных роликах, резьбовых групповых фрезах, червяках и червячных фрезах, ходовых винтах. Шлифование зубьев модульных дисковых фрез, метчиков и червячных фрез осуществляется на станке с одновременным затылованием. Передняя 1 и задняя 6 бабки смонтированы на столе 9, ко­торый перемещается по направляющим качения станины 13.

Рисунок 4 - Общий резьбошлифовального станка:

1 – передняя бабка, 2 – патрон, 3 – заготовка, 4 – шлифовальный круг, 5 – механизм правки, 6 – задняя бабка, 7 – шлифовальная бабка, 8 – шкаф электрооборудования, 9 – стол, 10 – гидростанция, 11 – рукоятка быстрого отвода и привода шлифовальной бабки, 12 – маховик, 13 – станина, 14 – рукоятка включения и реверсирования перемещения стола, 15 – рукоятка, 16 – лимб, 17 – пульт управления станком.

Рисунок 5 - Станок резьбошлифовальный универсальный 5К822В