54. Фрезерные станки: их типы и технологические возможности, схемы обработки поверхностей на станках. Компоновка, особенности кинематики и устройства основных типов фрезерных станков.

Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и внутренних плоскостей, фасонных поверхностей, уступов, пазов, прямых и винтовых канавок, шлицев валов, зубьев цилиндрических и конических колес и т. п. Различают две основные группы фрезерных станков: универсальные или общего назначения и специализированные. К первым относятся горизонтально-фрез, вертикально-фрез, широкоуниверсальные и продольно-фрезерные, ко вторым – шпоночно-фрезерные, карусельно-фрезерные, копировальные, гравировальные и т. п. Станки общего назначения делятся на консольные и бесконсольные. Наиболее распространены консольно-фрезерные станки. На этих станках стол перемещается в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Широкоуниверсальные станки в отличие от универсальных имеют дополнительный шпиндель, поворачивающийся вокруг вертикальной и горизонтальной осей, или два шпинделя: вертикальный и горизонтальный. Стол на бесконсольно-фрезерных станках движется по двум взаимно перпендикулярным направлениям в горизонтальной плоскости, а шпиндельная бабка перемещается в вертикальном направлении.

Консольный горизонтально-фрезерный станок характеризуется горизонтальным расположением шпинделя. На фундаментной плите установлена вертикальная станина, внутри которой размещена группа круговой частоты шпинделя (скорости резания) с отдельным электродвигателем и коробкой скоростей. На вертикальных направляющих станины смонтирована консоль с возможностью перемещения по этим направляющим. На горизонтальных направляющих консоли установлены поперечные салазки, поворотная плита, на направляющих которой установлен продольный стол. Поворотная плита позволяет в случае необходимости поворачивать продольный стол в горизонтальной плоскости на требуемый угол при обработке деталей. В отличие от универсальных простые станки этого типа поворотной плиты не имеют. Группа подачи стола размещена в консоли и состоит из коробки подач с отдельным электродвигателем и механизмов коммутации в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Короткие фрезерные оправки вставляют непосредственно в конусное отверстие шпинделя и закрепляют шомполом, проходящем через отверстие в шпинделе. Длинные оправки требуют дополнительной опоры. Поэтому один конец такой оправки закрепляют в шпинделе, а второй располагают в подшипнике подвески хобота. В направляющих хобота предусмотрены две съемные подвески с центром (слева) или с подшипником (справа). На хоботе могут быть закреплены также две поддержки, нижние концы которых связаны с консолью. Эти поддержки служат для увеличения жесткости консоли. Консольный вертикально-фрезерный станок отличается от рассмотренного вертикальным расположением шпинделя. Поэтому в кинематической структуре привода частоты вращения шпинделя добавлена коническая зубчатая передача, изменена конструкция шпиндельного узла и верхней части станины. На фундаментной плите установлена станина, на вертикальных направляющих которой смонтирована консоль с возможностью перемещения по этим направляющим. На горизонтальных направляющих консоли смонтированы салазки, на направляющих которых установлен продольный стол. В верхней части станины смонтирована шпиндельная головка с вертикальной осью вращения шпинделя. Кинематическая структура консольного станка включает группу скорости резания (главное движение) Ф_v (В₁) и три группы подач стола: продольной Ф_s1(П₂), поперечной Ф_s2(П₃), вертикальной Ф_s3(П₄), имеющих общую коробку подач. Кинематическая структура бесконсольного станка содержит группу скорости резания Ф_v (В₁) и три группы подач: продольной подачи крестового стола Ф_s1(П₂), поперечной подачи крестового стола Ф_s2(П₃), вертикальной подачи шпиндельной бабки Ф_s3(П₄).

На карусельно-фрезерных станках заготовки устанавливают на вращающемся столе, а припуск срезают одной или двумя фрезами.

55. Зубодолбежные станки: технологические возможности, схемы обработки, кинематическая структура станка, особенности компоновки и устройства, кинематическая настройка при нарезании прямозубых и косозубых колес внешнего и внутреннего зацепления.

Н а этих станках зуборезными долбяками и гребенками обрабатывают при профилировании обкатом цилиндрические зубчатые колеса с прямыми и винтовыми зубьями, шевронные колеса, зубчатые секторы и рейки. На них удобно нарезать блоки зубчатых колес с близким расположением зубчатых венцов. Кинематическая структура станка для обработки прямозубых цилиндрических колес содержит следующие кинематические группы: скорости резания Ф_v(П₁), движения обката Фs(В₂В₃), врезания Вр(П₄) и радиального «отскока» Вс(П₅). Движение П₁ имеет прямолинейную незамкнутую траекторию. Поэтому группа Ф_v(П₁) настраивается только на три параметра: скорость резания органом настройки i_v путь и исходную точку - изменением плеч рычагов кулисного механизма. Движение обката имеет замкнутую траекторию и настраивается на траекторию гитарой сменных зубчатых колес i_x, на скорость (круговую подачу) – органом настройки i_s, на направление - реверсом, совмещенным с органом настройки i_x. Группа врезания Вр(П₄) настраивается на скорость врезания регулируемым дросселем гидропривода станка, а на исходную точку - путевыми упорами системы управления. Модификация группы воспроизведения линии зуба позволяет обрабатывать также колеса с винтовыми зубьями. Для этого прямолинейные направляющие шпинделя заменяются на винтовые. Винтовые направляющие крепятся в расточке червячного колеса, а копирный кулак – к шпинделю. В итоге группа образования линии зуба трансформируется в сложн ую двухэлементную Ф_v (П₁В₇). Внутренняя связь группы – винтовая кинематическая пара, внешняя связь – кинематическая цепь, передающая движение от электродвигателя к звену соединения связей (копирный кулак). Движение Ф_v(В₁П₇) – сложное с незамкнутой траекторией, настраивается по четырем параметрам: на траекторию - сменными винтовыми направляющими (копирами); на скорость – органом i_v; на путь и исходное положение – изменением плеч кулисного механизма. На станине смонтирован стол для нарезаемых заготовок. На вертикальных направляющих стойки установлен суппорт, несущий штоссель (шпиндель) долбяка. Кулисный привод штосселя закрыт крышкой. В стойке смонтированы коробка круговых подач, главный привод с органом настройки на скорость резания и гитара обката.

Зуборезной гребенкой нарезают цилиндрические колеса с прямыми и винтовыми зубьями. При использовании зуборезных гребенок с числом зубьев равным или большим числа нарезаемых зубьев, процесс обработки осуществляется двумя движениями: скорости резания Ф_v(П₁) и обката Ф_s(П₃В₄), воспроизводящего зубчато-реечное зацепление. Причем поступательно-возвратное движение П₁ образует линию зуба (образующую зубчатого венца), а сложное движение обката (П₃В₄) – профиль (направляющую венца). При холостом ходе в движении П₁ колесо вспомогательным движением (на схеме не показано) отводится от рейки как, и при зубодолблении долбяком, на небольшую величину, обеспечивающую устранение явления затирания. Перед обработкой зуборезную гребенку устанавливают относительно колеса на высоту нарезаемых зубьев. Нарезку зубьев осуществляют за один проход (обкат) колеса по гребенке. В этом случае нет необходимости в отдельных группах врезания и деления, что упрощает кинематическую структуру станка. При нарезании колес с винтовыми зубьями заготовке сообщают дополнительное вращение, согласованное с движением П₁. В результате движение Ф_v преобразуется в сложное двухэлементное.

При нарезании колес гребенками с числом зубьев меньшим числа нарезаемых зубьев в кинематику формообразования вводится дополнительная группа деления. Эта группа в конце цикла обработки i–го количества зубьев на ускоренной подаче движением, противоположным движению П₃, возвращает гребенку в исходное положение для последовательного повторения очередного цикла. Таким образом, в этом случае кинематика зубообработки усложняется, и, следовательно, усложняется кинематическая структура станка. Зуборезными долбяками, наряду с нарезанием цилиндрических колес, нарезают также зубчатые рейки с прямыми и косыми зубьями. При обработке прямозубых реек формообразование зубьев осуществляют движением скорости резания Ф_v(П₁), сообщаемым долбяку, и движением круговой подачи Ф_s(П₃В₄), состоящим из функционально согласованных элементарных движений П₃ нарезаемой рейки и В₄ долбяка. Долбяку при холостом ходе в движении П₁ сообщают также движение отвода на небольшую величину для устранения явления затирания. При нарезании косозубых реек простое движение Ф_v преобразуют в сложное двухэлементное, перемещающее долбяк по винтовой линии. Долбежно-реечные станки проектируют на основе зубодолбежных станков.

56. Зубофрезерные станки: технологические возможности, схемы обработки цилиндрических и червячных колес, кинематическая структура станка, особенности компоновки и устройства, настройка и наладка станков.

Н а зубофрезерных станках червячными фрезами нарезают цилиндрические колеса с прямыми и винтовыми зубьями внешнего зацепления и червячные колеса. При зубофрезеровании профилирование цилиндрических колес с прямыми и винтовыми зубьями и червячных колес осуществляется движением обката Ф_v (В₁В₂), состоящим из двух элементарных согласованных вращательных движений: В₁- вращения фрезы и В₂- вращения заготовки, воспроизводящих червячное зацепление. При таком методе профилирования зубьев колес нет необходимости в отдельной группе деления. Линия зуба по длине воспроизводится методом касания, но для каждой из рассматриваемых схем по-разному. При нарезании цилиндрического прямозубого колеса вместе с движением В₁ скорости резания фрезе сообщается также формообразующее движение подачи Ф_s (П₃). Таким образом, функционально несвязанные между собой движения фрезы В₁ и П₃ методом касания воспроизводят прямую линию зуба цилиндрического колеса. Следовательно, формообразующая часть кинематической структуры зубофрезерного станка для нарезания прямозубых колес должна содержать две группы – сложную Ф_v(В₁ В₂) и простую Ф_s (П₃). У цилиндрического колеса с винтовыми зубьями линия зуба имеет винтовую форму. Ее воспроизведение осуществляется сложным формообразующим движением Ф_s(П₃В₄), состоящим из двух согласованных элементарных движений: П₃ фрезы и В₄ заготовки нарезаемого колеса. Следовательно, формообразующая часть кинематической структуры станка для нарезания колес с винтовым зубом должна содержать две сложных группы – Ф_v (В₁В₂) и Ф_s (П₃В₄). При формообразовании червячных колес используют две основные схемы: классическую с радиальным врезанием фрезы и производную с касательным (тангециальным) врезанием. При нарезании червячных колес с радиальным врезанием одновременно с движением обката фрезе дополнительно сообщают элементарное движение радиального врезания Вр_s(П₇) на высоту зуба. После завершения врезания это движение отключают, и затем в течение одного оборота заготовки колеса профилируют его зубья. Таким образом, линия зуба червячного колеса воспроизводится вращательным движением В₁ фрезы. А формообразующая часть кинематической структуры станка для нарезания червячных колес при радиальном врезании должна содержать одну формообразующую группу Ф_v(В₁В₂) и группу врезания Вр_s (П₇). Каждая из схем реализуется частной кинематической структурой зубофрезерного станка. Обычно при проектировании станков частные кинематические структуры объединяют в структуру универсального зубофрезерного станка. А выбор конкретной схемы обработки осуществляют соответствующей коммутацией в кинематической схеме станка. При зубофрезеровании исходное положение червячной фрезы зависит от заданного положения зубчатого венца на заготовке. При фрезеровании цилиндрических колес с прямыми зубьями червячную фрезу устанавливают под углом φ, равным углу β₁ подъема винтовой нарезки червячной фрезы, к торцовой плоскости нарезаемого колеса. При нарезании цилиндрических колес с винтовыми зубьями ось червячной фрезы устанавливают в зависимости от углов наклона винтовых нарезок фрезы и обрабатываемого колеса следующим образом: - если углы наклона винтовых нарезок червячной фрезы β₁ и нарезаемого колеса β_д одноименны (оба левые или оба правые), то угол установки оси фрезы равен φ = β_д – β₁; - если углы наклона винтовых нарезок червячной фрезы β₁ и нарезаемого колеса β_д разноименны (фреза левая, а колесо правое и наоборот), то угол установки оси фрезы равен φ = β_д + β₁. При нарезании червячных колес ось червячной фрезы устанавливают параллельно торцовой плоскости нарезаемого колеса, угол φ = 0. Типовая компоновка. Стойка с пультом управления, в которой находятся гитары обката и дифференциала. По вертикальным призматическим направляющим стойки перемещается каретка с поворотным фрезерным суппортом. Его установка на требуемый угол осуществляется вращением валика. С правой стороны на V-образных направляющих основания установлен стол с задней стойкой, по направляющим которой перемещается контр-поддержка, управляемая рукояткой. На корпусе стола размещены рукоятки ручного насоса смазки и рукоятки для перемещения стола и установки его упоров. На основании в коробке помещены бесконтактные конечные выключатели. Станок оснащен путевой системой управления. Настройка цикла работы осуществляется переставными упорами и соответствующими переключателями пульта управления.