bushuev_v_v_i_dr_metallorezhushie_stanki_tom_2

352 ГЛАВА 13. СТАНКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС С ПРЯМЫМ И ДУГОВЫМ ЗУБЬЯМИ

дельными резцами (схема на рис. 13.17, б). Наружные и внутренние резцы располагаются поочередно и разбиваются на три группы: получистовые 8 (резцы 9—18), чистовые 7 (резцы 19, 20) и калибрующие 4 (резцы 21, 22). Их крепят к корпусу зажимными винтами 3. Протяжку устанавливают коническим отверстием 5 и торцом на инструментальный шпиндель и крепят винтами через отверстия 1. Резьбовые отверстия 2 предусмотрены для съема протяжки.

в исходное положение, осуществляется делительный поворот заготовки и цикл повторяется.

При нарезании конических колес крупного модуля (свыше 16 мм) находят применение станки, работающие пальцевыми фрезами, а также станки, использующие близкий к методу копирования способ нарезания строганием по шаблону (рис. 13.18).

Погрешности изготовления конических колес ограничены допусками, соответствующими определенной степени точности. ГОСТ 1758—81 устанавливает 12 степеней точности: более точные колеса имеют первые номера степеней, менее точные — последние. Каждая степень точности (как и у цилиндрических колес) содержит три нормы: кинематической точности, плавности работы и пятна контакта зубьев в передаче. Допускается комбинирование степеней точности по всем трем видам норм в зависимости от эксплуатационных требований к передаче.

Для повышения точности колес и снижения уровня шума в конической передаче используются зубоотделочные станки: зубошлифовальные и зубопритирочные. Зубошлифовальные станки работают по методу обката, и процесс формообразования на них выше уже рассматривался. На зубопритирочных станках осуществляется процесс приработки зубчатого колеса с парным с подачей в зону зацепления жидкой абразивной смеси. Притирка происходит за счет свойственного каждой зубчатой передаче взаимного скольжения сопряженных поверхностей зубьев, прижимаемых друг к другу с определенной силой.

В процессе притирки осциллирующими движениями многократно изменяется взаимное положение колеса и шестерни. Этим обеспечивается притирка всей поверхности зубьев с сохранением локализованного контакта в зацеплении, полученного на предшествующих операциях. Настройку амплитуд и направлений осциллирующих движений проводят по результатам проверки притираемой пары на контрольно-обкатном станке.

13.2.Кинематические структуры станков для обработки конических колес с прямым и дуговым зубьями

Процесс формообразования боковой поверхности зубьев на зуборезных и зубошлифовальных станках этого типа идентичен, и поэтому их кинематические структуры однотипны. Как уже отмечалось выше, с помощью одного или двух независимых друг от друга простых движений создается зуб на воображаемом производящем колесе, а затем одним сложным формообразующим движением, включающим взаимосвязанные вращения люльки и заготовки, имитируется зацепление производящего и нарезаемого колес. После обработки одного зуба заготовка должна совершить делительный поворот на определенный угол. Так как заготовка участвует и в движении обката, и в движении деления, кинематические группы обката и деления должны быть соединены между собой.

Различают параллельный, последовательный и смешанный (параллельнопоследовательный) способы их соединения [64], в соответствии с которыми видоизменяется и кинематическая структура станка. Рассмотрим эти структуры на примере станка для нарезания (шлифования) конических колес с дуговым зубом. При параллельном способе соединения групп обката Ф(В2В3) и деления Д(В4) (рис. 13.19, а) делительный поворот заготовки на один зуб совершается без прерывания сложного движения обката (параллельно) через суммирующий механизм (дифференциал), расположенный во внутренней связи этой группы. Это происходит во время холостого хода, когда люлька и заготовка возвращаются в исходное положение. По команде от системы управления делительный диск расфиксируется и одновременно включается муфта М1, благодаря чему по цепи М—1—2—iS—8—10—11—Σ—iдел—7 заготовка получит дополнительное вращение В4, которое прекратится, когда делительный диск, совершив один оборот, будет остановлен фиксатором, а муфта M1 выключена. Управление быстрым отводом-подводом заготовки в начале и конце холостого хода, включением реверса Р, муфты М1 и расфиксацией делительного диска ДД при делении осуществляется барабаном (распределительным валом) управления (БУ), который совершает за цикл один оборот.

Расчетные перемещения для кинематической настройки органов iv, iпроф, iк.л, is и iдел (подробнее см. т. 1, гл. 2) этой типовой структуры имеют следующие значения:

• iv — настройка частоты вращения инструмента, соответствующей требуемой скорости резания; n (мин–1) двигателя М → n (мин–1) резцовой головки; при этом расчетная цепь на схеме включает: M—1—2—iv—3—4—B1; iпроф — настройка цепи обката, имитирующей зацепление производящего и нарезаемого колес;

форме записи:

1 об. люльки → Zпл об. заготовки;

Zзаг

расчетной цепью на схеме будет В2—5—6—iпроф—Σ—iдел—7—В3;

происходит следующим образом. Во время холостого хода, когда делительный диск будет расфиксирован, вращение заготовки прекратится (прервется движение обката), а делительный диск, наоборот, начнет отсчетный один оборот в группе деления. В момент останова фиксатором делительного диска движение деления прекратится, вращение заготовки возобновится, и движение обката будет восстановлено. Такое переключение обеспечивается тем, что момент сил сопротивления в цепи между дифференциалом и заготовкой (при освобожденном делительном диске) значительно превышает аналогичный момент в цепи дифференциал — делительный диск.

При кинематической настройке этой структуры указанные выше расчетные перемещения сохраняют свои значения, в том числе и для органа iдел. Особенность процесса деления в данном случае состоит в том, что заготовка не обгоняет производящее колесо на один зуб, а наоборот, отстает от него, т.е. делительный поворот на один зуб осуществляется как бы в обратном направлении.

При смешанном (параллельно-последовательном) способе соединения групп (рис. 13.20) во время холостого хода только люлька возвращается в исходное положение, а заготовка не меняет своего направления вращения, и с началом нового цикла на ней будет нарезаться зуб, отстоящий от только что нарезанного на Zi пропущенных зубьев. Делительный поворот заготовки Д(В3) в этом случае

составляет не 1/Zзаг, как это было при первых двух способах, a Zi /Zзaг , и осуществляется он в течение всего цикла работы станка. Таким образом, вращение за-

готовки при нарезании всех зубьев представляет собой непрерывное следова-

ние делительных циклов Zi /Zзaг + Zi /Zзaг + … + Zi /Zзaг , при этом числа Zi и Zзaг не должны иметь общих множителей.

Во время рабочего хода часть делительного поворота заготовки В′3 является составной частью сложного движения обката Ф(В2В′3), и, следовательно, в это время параллельно работают обе группы, тогда как при холостом ходе будет работать лишь группа Д(В3).

Смешанный способ соединения групп реализуется включением в цепь между люлькой и заготовкой реверса без проскальзывания, в качестве которого используются кулачки барабанного типа [64] и зубчатые реверсы из цилиндрических и конических колес [19].

В типовой структуре на рис. 13.20 применен реверс в виде подковообразного составного зубчатого колеса, полученного путем стыковки отдельных секторов зубчатых колес с наружным и внутренним зацеплениями. При постоянном направлении вращения ведущей шестерни реверса Zвщ реверсирование составного зубчатого колеса наступает в момент перехода колеса Zвщ от зацепления с внешним контуром подковы с внутренними зубьями к зацеплению с внутренним контуром подковы с наружными зубьями (см. схему вспомогательного хода), а также при последующей смене контуров подковы в обратном порядке. За один цикл составное колесо совершает одно качательное движение, которое передается люльке станка через наружный зубчатый венец, ведомое колесо Zвд и цепь с органом настройки iпроф.

Количество пропускаемых на заготовке зубьев Zi за один цикл деления рассчитывается исходя из требуемого для профилирования зуба угла θο качания люльки и возврата ее в исходное положение. Поэтому в данной структуре нет

356 ГЛАВА 13. СТАНКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС С ПРЯМЫМ И ДУГОВЫМ ЗУБЬЯМИ

Рис. 13.20. Кинематическая структура станка для нарезания конических колес с дуговыми зубьями при смешанном способе соединения групп формообразования и деления

специального органа настройки iк. л для угла θο, который был в предыдущих случаях. Холостой ход люльки часто сопровождается изменением передаточных отношений отдельных передач в цепи обката, и поэтому зависимости для расчета Zi следует брать из паспорта станка. С помощью органов настройки этой типовой структуры регулируют параметры движений того же физического смысла, что и в предыдущих структурах. При этом расчетные цепи и расчетные перемещения их конечных звеньев для каждого из органов настройки в отдельности имеют вид: iv — настройка частоты вращения резцовой головки осуществляется точно так же, как и в предыдущих структурах; iпроф — настройка цепи обката.

Расчетная цепь

В2—5—iпроф—Zвд — наружный зубчатый венец — внешний контур подковы составного колеса — Zвщ—8—iдел—9—В3′.

Расчетные перемещения

iдел — настройка цепи деления.

Расчетная цепь БУ—16—15—8—iдел—9—В3 . Расчетные перемещения

1 об. барабана БУ → Zi об. заготовки;

Zзаг

is — настройка цикловой подачи, с.

Этот орган включается муфтой М1 только при рабочем ходе станка, поэтому из общего времени цикла tц = tр. х + tх. х и соответственно полного оборота барабана управления δoр. х + δoх. х = 360o следует учитывать только их рабочие составляющие.

Расчетная цепь М—1—2—10—13—14—is—12—15—16—БУ.

Расчетные перемещения

Вариант такого расположения органа is не имеет какой-либо связи со способом соединения групп и встречается во всех структурах. Во время холостого хода муфта M1 выключена, а М2, наоборот, включена, и вращение от двигателя М на участке цепи между точками 10 и 12 передается по короткой цепи, минуя is . При этом в цепи обката люлька получает дополнительное ускорение за счет изменения передаточного отношения на составном колесе, когда ведущая шестерня реверса Zв.ш перейдет от сцепления с внешним контуром подковы к сцеплению с ее внутренним контуром (сравните положение Zв.ш при рабочем и вспомогательном ходах на рис. 13.20).

Способ соединения групп деления и обката является наиболее существенным фактором, влияющим на кинематическую структуру станка, хотя при одном и том же способе соединения групп кинематические структуры могут отличаться одна от другой, например, применением отдельных двигателей для каждой группы или возможностью включения в цепь обката модификатора и т. д. Подробно кинематическая структура металлорежущих станков и влияние на нее различных факторов рассматриваются в работе [64].

13.3. Станки для обработки прямозубых конических колес

Станки для обработки конических колес с прямыми и круговыми зубьями унифицированы. Каждому наибольшему диаметру обрабатываемых колес 125, 320, 500, 800 и 1600 мм соответствует базовый станок, на основе которого строятся станки для выполнения различных операций: зубострогания, зубофрезерования, зубонарезания, зубошлифования. Основные технические характеристики станков, выпускаемых в России для нарезания прямозубых конических колес приведены в табл. 13.1. На зубострогальных станках нормальной точности, работающих двумя обкатными резцами, нарезают прямозубые колеса 7—8-й степени точности (ГОСТ 1758—81), на станках повышенной (П) точности — 6—7-й степени и на станках высокой (В) точности — 5—6-й степени [18].

На зубофрезерных станках, нарезающих колеса двумя дисковыми фрезами, может быть достигнута 7—8-я степень точности, а на зубопротяжных, используемых обычно в массовом производстве для нарезания прямозубых конических колес дифференциалов автомобилей, — 8—9-я степень.

Зубошлифовальные станки (см. табл. 13.3) относятся к прецизионному оборудованию. Их изготовляют в основном высокой (В), реже повышенной (П) точности; и точность обработанных колес может достигать 5—6-й степени.

Зубострогальный полуавтомат мод. 5236П имеет единую конструктивную базу с полуавтоматами мод. 5Т23В, 5С237 и 5С23П (табл. 13.1 и 13.2), соответствующую типовой кинематической структуре со смешанным способом соединения групп обката и деления (см. рис. 13.20). В соответствии с назначением полуавтоматов их главное отличие заключается в конструкции люльки, а иногда и бабки изделия, если она имеет механизм для вертикального (гипоидного) смещения шпинделя. Общий вид полуавтомата показан на рис. 13.21, а кинематическая схема приведена на рис. 13.22. На станине 9 (см. рис. 13.21) слева закреплена передняя бабка 1, внутри которой находится люлька 2 в виде барабана с опорами качения по наружному диаметру. На торце люльки расположены направляющие скольжения для двух суппортов 3 с закрепленными на них резцами 4. Бабку изделия 6 с закрепленной на шпинделе заготовкой 5 вместе с основанием 7 разворачивают на столе 8 вокруг вертикальной оси, чтобы обеспечить определенный угол между осями заготовки и люльки (воображаемого производящего колеса). Для совмещения вершин конусов этих колес бабку изделия перемещают вдоль оси шпинделя по направляющим основания 7.

Цикл обработки одного зуба включает в себя: быстрый подвод стола с заготовкой к люльке, рабочий ход со скоростью подачи, быстрый отвод стола и ускоренный возврат люльки в исходное положение. Управление необходимыми переключениями в течение цикла осуществляется распределительным валом (см. рис. 13.22), который за цикл совершает один оборот. Конструктивно он выполнен из двух частей (валы XXIV и XXV), соединенных между собой кинематической цепью с передаточным числом 1 : 1 и включающей: вал XXIV, червячную передачу 1/60, цилиндрические колеса 50—50—50, червячную передачу 1/60, вал XXV. Кулачки К2 и К3 управляют движением стола, К4 воздействует на микро-