12.2. Станки для обработки цилиндрических и червячных зубчатых колес. Конструкции и особенности проектирования

Зубофрезеровальные станки. Станки для обработки цилиндрических зубчатых колес фрезерованием разделяются на две основные группы: станки, работающие по методу копи­рования, и станки, работающие по методу обката.

В зависимости от области применения зубофрезерные станки имеют несколько раз­новидностей компоновок, которые приведены в табл.12.1.

Особенностью зубофрезерования являет­ся необходимость снижения отрицательного влияния пульсации силы резания на процесс нарезания зубчатых колес. В конструкциях приводов столов и инструментального суппор­та это осуществляется созданием минимальных зазоров в конечных звеньях, а также натяже­нием кинематической цепи приводов стола и инструментального шпинделя.

Конструктивные схемы конечных звеньев приведены в табл. 12.2.

Современные зубофрезерные станки из­готовляют как с механическими, так и с элек­тронными связями исполнительных органов.

Станки с механическими связями в большинстве случаев имеют принципиальную

кинематическую схему, показанную на рис. 12.1, а. Вся кинематическая цепь приводится во вращение главным электродвигателем М. Частота вращения фрезы 8 настраивается с помощью гитары и коробки скоростей 5, вра­щение стола 9 с требуемой угловой скоростью о>1 осуществляется с помощью гитары деления 3 и делительной пары 10. Перемещение фре­зерного суппорта 7 винтом 6 обеспечивает движение осевой подачи инструмента, подача настраивается с помощью гитары или коробки подач 1. При обработке косозубых колес в работе участвует дифференциал 4 и его гитара 2.

Принципиальная схема зубофрезерного станка с ЧПУ приведена на рис. 12.1, б. Все формообразующие движения этого станка по осям координат Х_у Y, Z, А, В, С осуществля­ются от отдельных регулируемых электродви­гателей:

Мх (через винт I) - перемещение инст­рументальной стойки для изменения межосе­вого расстояния;

Му (через винт 4) - перемещение фре­зерного суппорта вдоль оси заготовки;

Мz (через винт 5) - перемещение фре­зерной каретки 6 вдоль оси инструмента;

Мa - поворот суппорта с фрезой на тре­буемый угол;

Мс - вращение инструмента 7;

MB (через делительную передачу 9) - вращение стола с заготовкой.

Все электродвигатели снабжены датчика­ми обратной связи, которые передают в систе­му ЧПУ данные о действительном положении осей электродвигателей для согласования их вращения.

Таблица 12.1. Типовые конструктивные компоновки зубофрезерных станков

Конструктивные компоновки	Особенности компоновки
1)	Ось заготовки вертикальна. Стол станка подвижен в горизон­тальном направлении. Движение осевой подачи осуществляет инструментальный суппорт. Компоновка наиболее характерна для универсальных станков, используемых в общем машино­строении
2)	Ось заготовки вертикальна. Станок имеет подвижную в гори­зонтальном направлении инструментальную стойку. Движе­ние осевой подачи осуществляет инструментальный суппорт. Компоновка наиболее оптимальная для автоматизации загруз­ки и выгрузки заготовок. Используется в крупносерийном и массовом производствах
3)	Ось заготовки вертикальна. Стол станка подвижен в верти­кальном направлении и осуществляет движение осевой пода­чи. Движение радиальной подачи осуществляет инструмен­тальная стойка. Компоновка удобна для встройки станка в автоматическую линию
4)	Ось заготовки горизонтальна. Стол станка подвижен в гори­зонтальном направлении и осуществляет движение осевой подачи. Инструментальная стойка перемещается в горизон­тальном направлении радиально к заготовке. Компоновка наиболее распространена в станках для нарезания мелхомо: дульных колес
5)	Ось заготовки горизонтальна. Стол станка неподвижен. Инст­рументальная стойка подвижна в горизонтальном направле­нии для осуществления движений осевой и радиальной подач. Компоновка наиболее оптимальна для нарезания зубчатых колес, выполненных заодно целое с валом

Таблица 12.2. Схемы приводов стола и инструментального суппорта

Схема	Конструктивные особенности
1)	В делительной червячной передаче стола установлен червяк с переменной толщиной витка. Регулирование зазора 0,03 - 0,05 мм в передаче осуществляется смещением червяка в осе­вом направлении
2)	Червяк делительной передачи стола смонтирован в отдельном корпусе. Регулирование зазора осуществляется смещением корпуса с червяком в радиальном по отношению к колесу направлении

Развитие конструкций современных зубофрезерных станков идет в направлении по­вышения точности обработки за счет повыше­ния качества исполнения и монтажа элементов кинематических цепей, определяющих параметры точно­сти обработки, а также шпинде­лей стола и инструмента на высокоточных подшипниках качения.

Для повышения эффективности работы зубофрезерные станки оснащают устройствами автоматической смены инструмента.

Зубодолбежные станки используют при нарезании закрытых венцов цилиндрических колес, близко расположенных венцов блочных колес, зубчатых секторов, колес с внутренними зубьями, а также зубьев шевронных колес.

По способу зубообработки эти станки разделяют на работающие по методу обката и работающие по методу копирования. В стан­ках, работающих по методу обката, в качестве инструмента применяют дисковые, чашечные и хвостовые зуборезные долбяки, а в станках, работающих по методу копирования - много­резцовые зуборезные головки для колес на­ружного и внутреннего зацепления.

В зависимости от параметров нарезаемых зубчатых колес и области применения зубо- долбежные станки выполняют по конструк­тивным компоновкам, приведенным в табл. 12.3.

Рис. 12.1. Принципиальные схемы зубофрезерного станка:

а - с механическими кинематическими связями; б - с кинематическими связями посредством ЧПУ

Продолжение табл. 12.5

Схема	Конструктивные особенности
1)	На шпинделе стола установлены две червячные передачи с различным направлением витков червяка. Регулирование за­зора осуществляется осевым смещением одного из червяков
2)	На шпинделе стола установлена зубчатая передача, приводя­щая во вращение гидравлический насос, создающий натяже­ние кинематической. цепи привода стола при перекрытии сливного канала насоса
3)	Зуб 1атое колесо, установленное на шпинделе фрезы, выпол­нено из двух половин. Зазор в зубчатой передаче регулируется смещением одной половины колеса относительно другой
4)	Оба зубчатые колеса привода шпинделя фрезы выполнены с малой конусностью по зубьям. Регулирование зазора осущест­вляется смещением одного из колес в осевом направлении
5)	На шпинделе фрезы свободно установлено зубчатое колесо с большим числом зубьев, вследствие этого вращающееся с замедлением относительно основного колеса. Натяжение ки­нематической цепи осуществляется торможением свободно установленного колеса

Развитие конструкций современных зубофрезерных станков идет в направлении по­вышения точности обработки за счет повыше­ния качества исполнения и монтажа элементов кинематических цепей, определяющих параметры точно­сти обработки, а также шпинде­лей стола и инструмента на высокоточных подшипниках качения.

Для повышения эффективности работы зубофрезерные станки оснащают устройствами автоматической смены инструмента.

Зубодолбежные станки используют при нарезании закрытых венцов цилиндрических колес, близко расположенных венцов блочных колес, зубчатых секторов, колес с внутренними зубьями, а также зубьев шевронных колес.

По способу зубообработки эти станки разделяют на работающие по методу обката и работающие по методу копирования. В стан­ках, работающих по методу обката, в качестве инструмента применяют дисковые, чашечные и хвостовые зуборезные долбяки, а в станках, работающих по методу копирования - много­резцовые зуборезные головки для колес на­ружного и внутреннего зацепления.

В зависимости от параметров нарезаемых зубчатых колес и области применения зубо- долбежные станки выполняют по конструк­тивным компоновкам, приведенным в табл. 12.3.

Таблица 12.3. Типовые конструктивные компоновки зубодолбежных станков

Конструктивная компоновка	Особенности компоновки
1)	Ось заготовки вертикальна. Инструмент - круглый долбяк. Стол станка подвижный в горизонтальном направлении. Компоновка наиболее распространена для универсальных станков среднего размера
2)	Ось заготовки вертикальна. Инструмент - круглый долбяк. Станок имеет подвижную в горизонтальном направлении инструментальную стойку. Компоновка наиболее характерна для станков, встраиваемых в автоматическую линию
3)	Ось заготовки горизонтальна. Инструмент - два круглых дол- бяка. Движение радиальной подачи осуществляет инструмен­тальная стойка. Компоновка применяется для нарезания зубь­ев шевронных колес, выполненных заодно целое с валом
4)	Ось заготовки вертикальна. Инструмент - многорезцовая го­ловка. Движение вертикальной подачи совершает заготовка. Компоновка используется в условиях крупносерийного и массового производства

Рис. 12.2. Принципиальная схема зубодолбежного станка с механическими кинематическими связями

Современные зубодолбежные станки из­готовляют как с механическими связями меж­ду исполнительными органами, так и со свя­зями посредством числового программного управления.

Станки с механическими связями имеют принципиальную схему, приведенную на рис. 12.2. В процессе обработки инструменталь­ный шпиндель с долбяком совершает быстрое возвратно-поступательное движение D_V] , частота которого устанавливается с помощью гитары или коробки скоростей 5, приводимой от главного электродвигателя М. Инструмен­тальный / и рабочий 2 шпиндели станка со­вершают медленные синхронные вращения, относительные частоты которых настраиваются гитарой деления 9. Абсолютная угловая ско­рость соо инструментального шпинделя на­страивается с помощью гитары или коробки круговой подачи 6. Длину хода инструмен­тального шпинделя регулируют эксцентрико­вым механизмом 7. При обратном ходе долбяк отводится от нарезаемого колеса механизмом 4. Число циклов радиального врезания на­страивают с помощью гитары радиальных по­дач 3. При нарезании зубьев косозубых колес доворот долбяка осуществляется с помощью винтовых направляющих 8.

Рис. 12.3. Принципиальная схема зубодолбежного станка с кинематическими связями посредством ЧПУ

Принципиальная схема зубодолбежного станка с ЧПУ приведена на рис. 12.3. Здесь все формообразующие и наладочные движения исполнительных органов осуществляются от­дельными регулируемыми электродвигателями, снабженными датчиками обратной связи, свя­занными с устройствами ЧПУ. Вращение ин­струментального шпинделя 16 по координате С с угловой скоростью «о осуществляется электродвигателем 12 через червячную переда­чу. Вращение стола 17 с заготовкой по коор­динате D с угловой скоростью «1 осуществля­ется электродвигателем 18 также через червяч­ную передачу. Движение резания Z)_V) произ­водится электродвигателем 13 по координате О через эксцентриковый механизм 15, одно­временно через механизм 11 осуществляется отвод долбяка от заготовки при обратном его ходе. Электродвигателем 14 производится пе­ремещение каретки зубодолбежной головки для установки зоны резания и хода долбяка. Движение радиальной подачи осуществляется электродвигателем 10 по координате X.

Рис. 12.4. Схема процесса зуботевннгования:

1 - заготовка; 2 - шевер

Зуботевинговальные станки. Сущ­ность процесса зубошевингова- н и я . Процесс зубошевингования является одним из наиболее распространенных спосо­бов чистовой обработки незакаленных цилин­дрических зубчатых колес. Обработка зубоше- вингованием осуществляется по методу обката на скрещивающихся осях шевера 2 и колеса 1 с усиленным скольжением сопряженных зубь­ев. При вращении обрабатываемого колеса (рис. 1.14.4) в зацеплении с инструментом - шевером, имеющим режущие кромки вдоль эвольвентных зубьев, при взаимном скольже­нии профилей срезаются очень тонкие волосо­видные стружки, повышая точность и снижая параметры шероховатости рабочих поверхно­стей зубьев.

Скорость взаимного скольжения профи­лей является скоростью резания при зубоше- винговании. Она неодинакова в различных точках контакта и увеличивается от линии делительной окружности к головке и ножке зуба.

В процессе обработки колесо и шевер находятся в беззазорном зацеплении и мгно­венный контакт между ними располагается в одной точке, которая, перемещаясь при обкат­ке, образует след на боковой поверхности зубьев, поэтому для полной обработки колеса необходимо перемещение точки контакта вдоль зуба, т.е. осуществление продольной подачи.

В качестве режущего инструмента при зубошевинговании применяют дисковый ше­вер, шевер-рейку и червячный шевер. Червяч­ный шевер используется для чистовой обра­ботки червячных колес на зубофрезерных мас­тер-станках.

Зубошевингование реечными шеверами обеспечивает высокую точность обработки. Однако этот способ распространения не полу­чил из-за сложности изготовления и заточки инструмента.

Дисковый шевер является более универ­сальным инструментом и позволяет обрабаты­вать зубчатые колеса внешнего и внутреннего зацепления.

Зубошевингование колес дисковым ше­вером осуществляется в такой последователь­ности: обрабатываемое колесо вводится в за­цепление с инструментом; обеспечивается (перемещением инструмента или колеса) их беззазорное зацепление; включается совмест­ное вращение и относительное продольное перемещение до окончания полного прохода; после остановки вращения и продольной по­дачи осуществляется радиальная подача инст­румента или колеса в направлении сближения осей и включение вращения и подачи с изме­нением их направления.

После выполнения определенного коли­чества таких реверсивных движений, часть из которых (так называемых калибровочных хо­дов) осуществляется без радиальной подачи, цикл обработки заканчивается. Инструмент (или колесо) отводится в исходное положение.

При обработке зубчатых колес большого диаметра применяется одностороннее шевин­гование. При этом ведущим является обраба­тываемое колесо, ведомым - шевер, который притормаживается для создания давления ме­жду профилями зубьев. После обработки од­ной стороны зуба реверсируется направление вращения обката и перемещения точки кон­такта.

В зависимости от направления переме­щения точки контакта различают следующие методы шевингования: продольное, диаго­нальное, тангенциальное, поперечное и врез­ное (табл. 12.4).

Метод врезного шевингования специаль­ным, так называемым "облегающим" шевером получил широкое применение в крупносерий­ном и массовом производстве. "Облегающий" шевер имеет профиль, позволяющий обраба­тывать зуб без продольной подачи. Цикл та­кого шевингования состоит из быстрого под­вода в радиальном направлении, рабочей ра­диальной подачи до требуемого межосевого расстояния a_w и обработки за определенное время при постоянном a_w. Затем производится реверс вращения инструмента и обрабатывае­мого колеса и радиальный отвод до 0,05 мм с целью снятия нагрузочных деформаций систе­мы. В этом положении некоторое время про­водится обработка, а затем узлы возвращаются в исходные положения.

Все современные зубошевинговальные станки, за исключением моделей для обработ­ки крупногабаритных зубчатых колес, имеют возможность обрабатывать бочкообразный в продольном направлении зуб. Обработка обес­печивается изменением расстояния между осями шевера и колеса по мере перемещения инструмента от середины зуба обрабатываемой детали к торцу. Это достигается качанием сто­ла 5 вокруг оси 2 (рис. 12.5) в процессе про­дольного перемещения его с заготовкой 4 от­носительно копира /, закрепленного непод­вижно, либо качанием шевера 3, если про­дольная подача осуществляется инструментом.

Конструктивные компоновки зубошевинговальных станков. Силы при зубошевинговании относительно невелики: максимальная распорная сила - до 2000 Н, окружная и продольная - до 700 Н. Однако наличие большого количества конст­руктивных стыков, необходимых для осущест­вления различных схем и методов шевингова­ния, предъявляет серьезные требования к же­сткости элементов и станка в целом, а высокая точность обработки вынуждает предпочитать компоновки, в которых выборка зазоров в подвижных соединениях обеспечивается сила­ми тяжести узлов. В связи с этим из шести наиболее известных компоновок зубошевинго­вальных станков, представленных в табл. 12.5, наибольшее распространение получила первая компоновка.

Таблица 12.4. Методы шевингования зубчатых колес

Метод шевингования	Эскиз	Угол между направлением движения подачи и осью колеса	Область применения метода
Продольное. Шевер перемещается вдоль оси заготовки на величину L большую, чем ширина венца b заготовки	1)	Е = 0°	Наиболее универсальный метод обработки зубча­тых колес внешнего и внутреннего зацепления. В ряде случаев затрудни­тельна обработка закры­тых венцов
Диагональное. Шевер перемещается под углом к оси заготов­ки на величину меньшую, чем шири­на венца заготовки	2)	0° < е < 45°	Позволяет повысить производительность в сравнении с продольным методом более, чем в 1,5 ра­за. Ограничена обработка бочкообразного зуба при больших углах е. Из-за усложненной наладки применяется главным образом в крупносерий­ном и массовом произ­водстве
Танген циальное (касательное). Шевер перемещается в на­правлении, перпен­дикулярном оси заго­товки	3)	е = 90°	Применяется для изго­товления узких и блоч­ных зубчатых колес в массовом производстве. Шевер должен быть ши­ре обрабатываемого коле­са. Для бочкообразного зуба требуется облегаю­щий шевер
Поперечное (метод "короткого хода"). Шевер перемещается в направлении, пер­пендикулярном своей оси	4)	б = 90°	Применяется для изго­товления узких и блоч­ных зубчатых колес в массовом производстве. Для бочкообразного зуба требуется облегающий шевер
Врезное. Шевер пе­ремещается в направ­лении радиально к заготовке	5)	е = 90°	Наиболее производи­тельный метод шевинго­вания. Однако требует изготовления специаль­ного сложного инстру­мента. Применяется в массовом производстве зубчатых колес
Обозначения: 1 - заготовка; 2 - шевер; D$ - направление движения подачи ше- вера; L - длина рабочего хода; Е - угол скрещивания осей шевера и заготовки; - ширина шевера; b - ширина заготовки.

Рис. 12.5. Схемы шевингования бочкообразного зуба с качанием заготовки

Главными направлениями развития зубошевинговальных станков являются:

выбор компоновок с неподвижным изде­лием для удобства автоматизации станка;

замена подвижных элементов скольже­ния элементами качения (пары винт-гайка, направляющие, копир и оси механизма бочко образования);

автоматизация зажима-разжима шеверной головки и поворотных направляющих стола (разжим от гидроцилиндра, зажим та­рельчатыми пружинами);

внедрение в станки управления от уст­ройства ЧПУ продольной подачей, подачами врезания; поворотом шеверной головки, пово­ротом направляющих на угол диагональной подачи и механизмами бочко образования;

повышение жесткости шпинделя шевера и установка его без контр поддержки для удоб­ства замены;

повышение точности поворота шевера на угол скрещивания и автоматизация этой опе­рации;

применение регулируемых приводов ра­бочих движений;

применение адаптивных устройств каса­ния шевера и заготовки;

повышение точности обработки за счет внедрения одностороннего и кинематически связанного зубошевингования.

Зубохонинговальные станки. Сущ­ность зубохонингования. В качестве одного из методов окончательной отделки зубьев термически обработанных колёс ис­пользуется зубохонингование. Процесс зубо­хонингования, как и зубошевингования, осу­ществляется по методу свободного обката во взаимном зацеплении на скрещивающихся осях: обрабатываемой заготовки и инструмента - зубчатого хона, выполненного в виде колеса из пластической массы с порошком из мелко­зернистого абразива. Используются также ал­мазные хоны, представляющие собой зубчатое колесо, на профильную поверхность зубьев которого нанесен гальваническим методом алмазный слой.

При обкатке в обе стороны обрабатывае­мая заготовка и инструмент совершают осевое перемещение при радиальном (аналогично зубошевингованию) или окружном нагруже- нии. Оси заготовки и инструмента располага­ют под некоторым углом скрещивания. Ино­гда для улучшения качества обработки инстру­менту придают осциллирующее движение вдоль оси.

Зубохонингование позволяет устранить заусенцы и повреждения на поверхностях зубьев, возникшие на предшествующих опера­циях и при транспортировании, снизить пара­метры шероховатости поверхности, а также шум и повысить долговечность обрабатывае­мого колеса.

Методы зубохонингования приведены в табл.12.6.

Таблица 12.5. Компоновки зубошевинговальных станков

Конструктивные компоновки	Особенности компоновки
1)	Ось заготовки горизонтальна. Направление радиальной пода­чи - вертикальное. Продольная и радиальная подачи осущест­вляются заготовкой. Привод вращения - на шевере. Наиболее распространенная и рациональная компоновка с точки зрения восприятия сил резания и выборки зазоров в соединениях. Недостатки: высокое расположение заготовки; подвижная заготовка ухудшает условия автоматизации
2)	Ось заготовки горизонтальна. Направление радиальной пода­чи - вертикальное и осуществляется шевером. Продольная подача осуществляется заготовкой. Привод вращения - на шевере. Компоновка имеет оптимальное расположение оси заготовки для автоматизации. Недостатки: расположение под­вижной шеверной головки над заготовкой требует дополни­тельных устройств для выборки зазоров в подвижных элемен­тах
3)	Ось заготовки горизонтальна. Направление радиальной пода­чи - горизонтальное. Продольная и радиальная подачи осу­ществляются шевером. Привод вращения на шевере. Компо­новка наиболее удобна для автоматизации. Недостатки: необ­ходима выборка зазоров в соединениях, затруднена смена инструмента
4)	Ось заготовки горизонтальна. Направление радиальной пода­чи - вертикальное. Радиальная и продольная подачи осущест­вляются шевером. Привод вращения на шевере. Компоновка удобна для автоматизации, особенно для работы методом "короткого хода" и облегающим шевером. Недостатки: необ­ходима выборка зазоров в соединениях

Продолжение табл. 12.5

Конструктивные компоновки	Особенности компоновки
1)	Ось заготовки вертикальна. Направление радиальной подачи - горизонтальное. Радиальная и продольная подачи осуществ­ляются шевером. Привод вращения на шевере. Компоновка идентична зубофрезерным станкам. Недостатки: необходима выборка зазоров в соединениях, затруднена замена инстру­мента
2)	Ось заготовки вертикальна. Направление радиальной подачи - горизонтальное. Радиальную и продольную подачу осуществ­ляет шевер. Привод вращения на заготовке. Компоновка ис­пользуется для станков, предназначенных для обработки крупногабаритных зубчатых колес

Конструкция зубохонинговальных станков. По конструкции и компоновке зубохонинговальные станки, в основном, аналогичны зубошевинговальным станкам, например 5Б913 выполнена во вто­рой компоновке (см. табл. 12.5). От зубоше- винговального станок отличается наличием механизма правки ручного типа, осуществ­ляющего срезание абразивного материала по периферии хона, механизмом окружного на- гружения, представляющего собой электро­привод, связанный кинематически со шпинде­лем левой бабки, и механизмом радиального нагружения. Радиальное нагружение в этой модели осуществляется регулируемыми пру­жинами, подающими подвижную на шарико­вых скалках часть зубохонинговальной голов­ки.

Продольная подача осуществляется сто­лом от гидроцилиндра. На станке имеется копирное устройство, позволяющее обрабаты­вать конусные и бочкообразные зубья.

Окружное нагружение может осуществ­ляться при реверсировании главного привода либо безреверсивно, изменяя направление окружного нагружения тормозного двигателя.

Для хонингования зубчатых колес с диа­метрами более 200 - 250 мм целесообразно выбрать станки с вертикальной осью обраба­тываемой заготовки (компоновка 6, см. табл.12.5) и приводом вращения заготовки, ввиду значительных маховых масс шпинделя изде­лия.

Зуботлифовалыше станки служат для об­работки зубчатых колес с твердостью зубьев до 66 HRC,. Шлифование проводится по методу обката с непрерывным делением червячным кругом; по методу обката с периодическим делением коническим двухсторонним кругом, одним или двумя тарельчатыми кругами, а также профильным кругом.

Разнообразие методов шлифования ци­линдрических зубчатых колес предопределяет и разнообразие конструктивных компоновок зубошлифовальных станков. Необходимость получения высокой точности обработки предъявляет к конструкции станков высокие требования по точности исполнения отдель­ных механизмов, их жесткости, точности вра­щения и перемещения. Основные типы ком­поновок и их особенности приведены в табл.12.7.

Технические характеристики и конструк­тивные особенности современных зубошлифо­вальных станков для цилиндрических колес приведены в работах [11,].

Станки выпускаются как с механически­ми кинематическими связями, так и с элек­тронными.

Таблица 12.6. Метолы зубохонингования

Методы зубохонингования	Эскиз	Особенности метода
С радиальным нагр ужением	1)	Наиболее применяемый и производитель­ный метод. Улучшает радиальное биение зубчатого венца и направление зуба. Хон I поджимается к заготовке 2 с радиальной нагрузкой 500 - 600 Н, совершая вращение и подачу аналогично процессу зубошевин- гования. Процесс оканчивается через задан­ный промежуток времени.
С окружным нагр ужением	2)	Применяется для обработки точных колес для снижения шероховатости после зубо- шлифования. Устраняет погрешности про­филя. Обработка проводится с окружным нагружением хона 1 на заготовку 2 силой 15 - 30 Н. Направление нагружения изме­няется при реверсе вращения и продольной подаче.
Хоном с внут­ренним зубом	3)	Высокопроизводительная обработка зубча­тых колес при высокой точности хона, обеспечивающая точность обработки по 5-му квалитету. По циклу процесс аналогичен процессу зубошевингования колес с внут­ренним зубом. Правка хона производится зубчатым накатником с алмазным покрыти­ем, который устанавливается вместо обраба­тываемой заготовки и соответствует ей гео­метрически.

Продольная подача осуществляется сто­лом от гидроцилиндра. На станке имеется копирное устройство, позволяющее обрабаты­вать конусные и бочкообразные зубья.

Окружное нагружение может осуществ­ляться при реверсировании главного привода либо безреверсивно, изменяя направление окружного нагружения тормозного двигателя.

Для хонингования зубчатых колес с диа­метрами более 200 - 250 мм целесообразно выбрать станки с вертикальной осью обраба­тываемой заготовки (компоновка 6, см. табл.12.5) и приводом вращения заготовки, ввиду значительных маховых масс шпинделя изде­лия.

Зуботлифовалыше станки служат для об­работки зубчатых колес с твердостью зубьев до 66 HRC,. Шлифование проводится по методу обката с непрерывным делением червячным кругом; по методу обката с периодическим делением коническим двухсторонним кругом, одним или двумя тарельчатыми кругами, а также профильным кругом.

Разнообразие методов шлифования ци­линдрических зубчатых колес предопределяет и разнообразие конструктивных компоновок зубошлифовальных станков. Необходимость получения высокой точности обработки предъявляет к конструкции станков высокие требования по точности исполнения отдель­ных механизмов, их жесткости, точности вра­щения и перемещения. Основные типы ком­поновок и их особенности приведены в табл.12.7.

Технические характеристики и конструк­тивные особенности современных зубошлифо­вальных станков для цилиндрических колес приведены в работах [11].

Станки выпускаются как с механически­ми кинематическими связями, так и с элек­тронными.

Зубофрезсрные мастер-станки используют для нарезания червячных колес высокоточных червячных делительных пар, на 60 - 85 % оп­ределяющих точность зубообрабатывающих и координатно-расточных станков, круговых делительных машин, геодезических и астроно­мических приборов.

Основные данные о кинематической точности мастер-стан ко в и точность обработки на них приведены в табл.12.8.

Рис. 12.6. Компановка зубофрезерного мастер-станка.

Станок 5А43Ф11 оснащен электронной системой управления. По уровню точности обработки он более, чем в 5 раз превышает точность обработки, установленную для ана­логичных станков класса С (особо точные), остальные станки выполнены с ручным управ­лением.

Конструкция и кинематика зубофрезерных мастер-станков подчиняется единому тре­бованию обеспечения наивысшей кинематиче­ской точности и точности обработки червяч­ных колес. Компоновка станков выполнена с вертикальным расположением оси заготовки, неподвижным корпусом стола J (рис. 12.6) и подвижной инструментальной стойкой I. Но­вым решением в станке 5А43Ф11 является подвижный в вертикальном направлении суп­порт 2, что позволяет использовать оснастку различной высоты для установки и закрепле­ния заготовок.

Таблица 12.7. Компоновки зуботлифовальных станков для цилиндрических колес

Конструктивная компоновка станка	Тил шлифовального круга	Особенности компоновки и обработки
1)	Червячный ци­линдрический одно- и многоза- ходный	Инструмент и заготовка совершают непрерывное связанное между собой вращение деления и об­ката от раздельных приводов. Стол с заготовкой подвижен в вертикальном направлении и осуще­ствляет движение Дупр продольной подачи.
2)	Червячный глобо- идный	Инструмент и заготовка совершают непрерывное связанное вращение деления и обката. Ось заго­товки горизонтальна. Стол с заготовкой осущест­вляет движение !)<■ продольной подачи во время процесса шлифования и перемещения на определенную величину для правки инструмента. Движение Дурадиальной подачи осуществляет шлифовальная бабка. Станки оснащают загрузоч- но-разгрузочным устройством на конкретную заготовку и в основном используют в крупносе­рийном производстве
3)	Конический дву­сторонний	Ось заготовки вертикальна. Стол с заготовкой осуществляет движение D с обката одновре- X менно с вращательным движением С0о(>к заготов­ки. Делительно-обкатная цепь стола содержит червячную и шариковую винтовую передачи или эвольвентный кулак обката. Каретка с инстру­ментом осуществляет быстрое возвратно- поступательное движение Ду вдоль зуба заго­ни р товки, а стойка - движение Ду радиальной подачи. Станки обладают большой универсально­стью. Одним шлифовальным кругом можно об­рабатывать зубчатые колеса различного модуля
4)	Тарельчатый с узкими рабочими кромками	Ось заготовки горизонтальна. Делительно- обкатная цепь содержит обкатные ролики со стальными летами и точный делительный диск. Стол с заготовкой подвижен в продольном на­правлении для осуществления движения 1)с продольной подачи и в поперечном направлении для осуществления движения обката Dс в сочетании с вращательным движением обката мобк заготовки. Шлифовальные шпиндели осу­ществляют движение Ду^ тангенциальной подачи для занятия режущими кромками шлифовальных кругов неизменного осевого положения. Станки по этой компоновке используют для шлифования зубчатых колес диаметром до 800 мм

Продолжение табл. 12.18

Конструктивная компоновка станка	Тил шлифовального круга	Особенности компоновки и обработки
5)	Тот же	Ось заготовки вертикальна. Стол осуществляет движение обката Dс, а каретка с инструмен-О О К том движение продольной подачи Ду
6)	Тарельчатый с плоской рабочей поверхностью	Особенностью компоновки является горизон­тальное расположение оси заготовки и наклонное положение рабочей поверхности шлифовального круга большего диаметра, который совершает только вращательное движение cog. Стол с заго­товкой совершает только движение обката Дуоб). в сочетании с вращательным движением обката Юобк заготовки, производимое от меха­низма с эвольвентным кулаком, или обкатного барабана со стальными лентами. Станки исполь­зуют для шлифования зубьев шеверов, долбяков и измерительных зубчатых колес
7)	Профильный дву­сторонний	Ось заготовки горизонтальна. Движение про­дольной подачи Дупр и радиальной подачи /)у осуществляет каретка с инструментом. Ме­ханизм правки обеспечивает профиль рабочей поверхности круга идентичный профилю впади­ны шлифуемого зубчатого колеса. Стайки осо­бенно эффективны при шлифовании колес внут­реннего зацепления

Таблица 12.8. Основные данные и показатели точности мастер-станков

Параметры	Модели станков
	542	5А43Ф11	544 М	546М
Наибольшие размеры обрабатываемого червячного колеса, мм: диаметр модуль	320 5	800 6	2000 12	5000 16
Параметры червячной делительной пары станка число зубьев модуль, мм	192 2,5	360 3	630 4	768 5
Кинематическая точность цепи обката станка, угл. с: накопленная кинематическая погреш­ность Циклическая кинематическая погреш­ность	1,8 2	1,1 0,9	3 1,5	2,1 1,0
Параметры червячного колеса: модуль, мм число зубьев	3 79	6 102	3 560	5 720
Точность обработки: накопленная погрешность шага, мкм то же, кинематическая, угл. с разность соседних шагов, мкм то же, кинематическая, угл. с	5,1 3 1,7 1	2 3,5 1 1,5	3,1 12,6 0,5 2,04	3,8 33,2 0,4 3,5

Рис. 12.7. Кинематическая схема корректирующего устройства зубофрезерного мастер-станка

Планшайба стола установлена на плоских направляющих скольжения с гидравлической разгрузкой. Червячное делительное колесо, закрепленное на планшайбе стола, выполняют из высокооловянной бронзы марок ОЮФО,5 или 05Ц5С5, а червяки из легированных кон­струкционных сталей 12ХНЗА, 18ХГТ или 38Х2МЮА. Второе конечное звено цепи деле­ния - червячная многозаходная передача суп­порта выполняется с кратным отношением числа зубьев колеса к -числу витков червяка для возможности корректировки ее цикличе­ской погрешности. Особенностью конструк­ции всех зубофрезерных мастер-станков явля­ется наличие в приводе делительной червяч­ной передачи корректирующего устройства, кинематическая схема которого приведена на рис. 12.7.

Устройство выполнено в виде дифферен­циала 2, качающегося через рычаг 4, от воз­действия копира J, профиль которого соответ­ствует кривой накопленной погрешности чер­вячной делительной передачи б и 7. Копир совершает один оборот за оборот стола 1.

Копир 5 циклической погрешности уста­новлен на одном из валов дифференциала и совершает один оборот за оборот делительного червяка 6. Профиль копира 5 соответствует кривой циклической погрешности.

При использовании технологии изготов­ления червячных колес, описанной в работах

[7 – 9] корректировать циклическую погреш­ность не требуется. В этом случае копир 5 имеет цилиндрическую форму.

С целью обеспечения высокой точности мастер-станков конструкция их базовых кор­пусных деталей предусматривает возможность каркасной сборки с фиксированием положе­ния специальными конусными штифтами, поверхность которых идентична поверхности конусных разверток. Для измерения кинема­тической точности цепи обката, исчисляемой несколькими секундами (см. табл. 12.8), используют высокоточные автоматизирован­ные кинематомеры позволяющие опреде­лять кривую накопленной погрешности чер­вячной делительной пары, наносимой на ко­пир корректирующего устройства.