12.3. Станки для обработки гипоидных и конических зубчатых колес. Конструкции

Зуборезные станки для обработки гипоид­ных и конических колес работают торцовыми зуборезными головками с резцами, имеющими прямолинейные режущие кромки при перио­дическом или при непрерывном делении.

В первом случае обрабатываются зубча­тые колеса с круговой линией зубьев. Во вто­ром случае линия зуба очерчивается в про­дольном направлении по циклическим кри­вым.

При изготовлении конических колес ос­новным является метод обкатки. При этом методе профиль зуба обрабатываемого колеса образуется как огибающая инструментальной поверхности производящего колеса, которая на станке воспроизводится прямолинейными режущими кромками зуборезной головки. При методе обкатки вращение производящего ко­леса (люльки) и обрабатываемой заготовки строго согласованы (рис. 12.8). Зуборезные станки для обработки гипоидных и конических колес с круговыми зубьями раз­деляются на универсальные и специализиро­ванные. На универсальных станках можно проводить черновую и чистовую обработку обоих элементов пары, т.е. колеса и шестерни. Эти станки рекомендуются для единичного, мелкосерийного и серийного производств.

Специализированные станки для нареза­ния гипоидных и конических колес с круго­выми зубьями выполняют какую-либо одну операцию для ограниченного диапазона пара­метров зубчатых колес.

Рис. 12.8. Схема обработки конического зубчатого колеса метолом обкатки:

Л - вращение зуборезной головки вокруг своей оси; Б - вращение произвольного колеса;

В - вращение обрабатываемой заготовки, согласованное с вращением люльки

Специализированные станки характеризуются высокой производи­тельностью по сравнению с универсальными и применяются в крупносерийном и массовом производствах.

На рис. 12.9 показана традиционная компоновка универсального зуборезного стан­ка, который состоит из станины I, обкатной люльки 2, несущей инструментальный шпин­дель 3 для крепления зуборезной головки 4, стола 7, бабки изделия 6 и шпиндельной (гипоидной) головки 5.

На рис. 12.10 показана структурная ки­нематическая схема зуборезного станка. При­вод вращения зуборезной головки осуществля­ется электродвигателем Ml. Вращение обкат­ной люльки 1 связано через кинематическую цепь с вращением шпинделя изделия 2, на котором закреплено обрабатываемое зубчатое колесо. Требуемое для обкатки зубьев переда­точное отношение возвратно-вращательных движений обрабатываемого зубчатого колеса и люльки обеспечивается подбором сменных зубчатых колес гитары обкатки 6. Во время холостого хода через дифференциал 4 шпинде­лю бабки изделия 2 сообщается дополнитель­ное вращение, с помощью которого осуществ­ляется поворот шпинделя на один угловой шаг зубьев. Получение при этом требуемого числа зубьев колеса обеспечивается подбором смен­ных зубчатых колес гитары деления 3. Элек­тродвигатель М2 осуществляет привод кинема­тической цепи станка и ее реверсирование через коробку скоростей 5.

Рис. 12.9. Компоновка зуборезного станка для нарезания гипоидных и конических колес с круговыми зубьями

Рис. 12.10. Структурная кинематическая схема зуборезного станка для обработки гипоидных и конических зубчатых колес

В начале цикла обработки зуба обкатная люлька и зуборезная головка занимают исход­ное положение и резцы, находясь под заготов­кой, не' касаются ее. В начале цикла обкатки заготовка быстро перемещается в направлении инструмента на полную высоту зуба и начина­ется рабочий ход обработки зуба, т.е. согласо­ванный равномерный угловой поворот обкат­ной люльки и шпинделя изделия с закреплен­ной заготовкой. При этом происходит обра­ботка впадины зуба по выпуклой и вогнутой сторонам зуба.

Угол поворота обкатной люльки, в тече­ние которого происходит обработка зуба, на­зывается углом обкатки. После того, как зуб полностью обработается, люлька дополнитель­но поворачивается еще на 3-6° для перебега и только после этого обрабатываемая заготовка отводится от инструмента на величину, не­сколько большую полной внешней высоты зуба. При этом рабочий ход заканчивается и начинается холостой ход, при котором обкат­ная люлька возвращается в исходное положе­ние, причем за время холостого (обратного) хода люльки заготовка поворачивается так, чтобы к моменту начала следующего цикла обрабатывался бы другой зуб. В конце холо­стого хода (обратного) при возвращении об­катной люльки в исходное положение враще­ние ее реверсируется и начинается следующий цикл.

На универсальных зуборезных станках обработка зубчатого колеса может проводиться способом врезания. При этом инструмент в течение всего рабочего хода постепенно вреза­ется в заготовку, формируя полную высоту зуба. После того, как рабочий ход закончен, заготовка быстро отводится от инструмента на величину, несколько большую полной внеш­ней высоты зуба, и начинается следующий цикл. При обработке зубчатых колес способом врезания обкатная люлька в некоторых типах станков неподвижна, а в других типах станков совершает небольшое покачивание на 2 - 5°.

Чистовая обработка колеса и шестерни проводится способом обкатки. Черновая обра­ботка зубчатых колес с углом начального кону­са до 50° осуществляется способом обкатки, а при угле начального конуса свыше 50° и более - способом врезания, так как в противном случае необходим очень большой угол обкатки и процесс резания проходит очень тяжело.

В целях повышения производительности и для уменьшения угла обкатки при профили­ровании зуба при обработке колеса на станках предусматривается специальный механизм, который обеспечивает одновременное сочета­ние способа обкатки и способа врезания, т.е. комбинированный способ обработки.

Обкатная люлька смонтирована на роли­ковом подшипнике в гнезде станины и совер­шает во время работы качательное движение, причем движение против часовой стрелки при наблюдении со стороны инструмента является рабочим, а обратное - холостым. Холостое движение люльки осуществляется ускоренно по сравнению с рабочим.

Зуборезная головка закрепляется на ин­струментальном шпинделе, который монтиру­ется в обкатной люльке. Обкатная люлька имеет механизм, который обеспечивает ради­альную установку положения центра зуборез­ной головки относительно оси люльки (производящего колеса). Этот механизм вы­полнен в виде эксцентрикового барабана или салазок.

Для обработки конкретного конического зубчатого колоса радиальная установка U зави­сит от среднего конусного расстояния зубча­того колеса R, угла наклона линии зуба р и диаметра (радиуса) принимаемой для обработ­ки зуборезной головки cJq (/"о). Между этими параметрами существует следующая зависи­мость

В связи с тем, что для каждой модели станка наибольшая радиальная установка оп­ределяется технической характеристикой, воз­можность обработки конических зубчатых колес в основном зависит от угла наклона линии зуба р„ и среднего конусного расстоя­ния зубчатого колеса R, а не от наибольшего номинального диаметра обрабатываемого зуб­чатого колеса.

Наибольшее значение радиальной уста­новки является важнейшей технической харак­теристикой станках Размеры обрабатываемых зубчатых колес находятся в зависимости от наибольшего значения радиальной установки.

Обкатная люлька универсальных станков бывает двух вариантов: с не наклоняемым и с наклоняемым инструментальным шпинделем. На станках с наклоняемым инструментальным шпинделем возможности установки радиаль­ной зуборезной головки ограничены. С этой точки зрения такие станки имеют более узкие технологические возможности, но на станках такого типа можно обеспечить качественное зацепление одновременно на выпуклой и во­гнутой сторонах зуба и получать более качест­венное зацепление по длине. зоны контакта зубьев при обработке двухсторонними зубо­резными головками.

Таким образом, технологические воз­можности станков с наклоняемым инструмен­тальным шпинделем значительно больше, чем станков с не наклоняемым шпинделем. Однако станки такого типа более сложны в наладке.

Некоторые зуборезные станки снабжают механизмом модификации обкатки с целью расширения технологических возможностей станка и для получения более высокого каче­ства зацепления обрабатываемых зубчатых колес.

Зуборезные станки для обработки высо­кокачественных мелкомодульных гипоидных и конических колес двойным двухсторонним методом имеют винтовой механизм. Этот ме­ханизм сообщает согласованное поступатель­ное движение обрабатываемому зубчатому колесу во время рабочего хода.

Наибольший угол установки бабки изде­лия при обработке колес, без опасности воз­никновения вторичного резания при работе способом врезания, равняется 85°. На универ­сальных станках можно обрабатывать плоское коническое колесо с углом начального конуса 90°, однако для того, чтобы исключить вто­ричное резание, необходимо обработку прово­дить с наклоном инструментального шпинде­ля.

Для обработки конических колос с кру­говыми зубьями применяются зуборезные головки диаметром 20 - 1000 мм с наиболь­шим диаметром обработки гипоидных и кони­ческих колес о круговыми зубьями до 1600 мм. Зуборезные головки могут быть цельными, применяются для обработки мел­комодульных 'колес, или сборными, а по ти­пам односторонними, двухсторонними и трех­сторонними.

Обработка гипоидных и конических ко­лес с круговыми зубьями в зависимости от применяемых зуборезных головок, от номенк­латуры инструмента, от требований, предъяв­ляемых к зубчатым колесам, и от типа произ­водства осуществляется различными методами: простым односторонним, поворотным одно­сторонним, простым двухсторонним и двой­ным двухсторонним.

Современное развитие вычислительной техники оказывает влияние и на совершенст­вование конструкции зуборезных станков для обработки гипоидных и конических колес с круговыми зубьями.

Первым этапом внедрения компьютери­зации в процессе производства конических колес с круговыми зубьями был расчет на ЭВМ наладочных установок зуборезного стан­ка и выбор требуемых параметров зуборезных головок для нарезания зубчатых колес с задан­ными качественными показателями. Рассчи­танные наладочные установки на ЭВМ уста­навливаются вручную на станке.

Второй этап компьютеризации зуборез­ных станков - это уже применение систем числового программного управления с целью осуществления электронной кинематической цепи между обкатной люлькой (производящим колесом) и шпинделем бабки изделия вместо механической кинематической цепи. В этом случае устанавливается два двигателя: один на червяк обкатной люльки, а второй на червяк делительного колеса бабки изделия. Электрон­ная связь этих двигателей осуществляет согла­сованное вращательное движение при рабочем ходе обкатной люльки и обрабатываемой, заго­товки, при обратном (холостом) ходе осущест­вляется деление на следующий зуб. На втором этапе остальные наладочные установки реали­зуются вручную.

Третий этап применения электронной техники в совершенствовании конструкции зуборезных станков - осуществление непосред­ственно наладочных установок с помощью систем ЧПУ по результатам расчета на ЭВМ; при этом требуется осуществлять работу ЧПУ по восьми-десяти координатам, при трех-пяти одновременно работающим.

Четвертым этапом компьютеризации производства гипоидных и конических колес может быть контроль боковой поверхности зуба шестерни и колеса на полярно- координатном измерительном приборе с по­следующим графическим построением откло­нения фактической боковой поверхности зуба шестерни и колеса от теоретической для того, чтобы с последующим вторичным расчетом наладочных установок на ЭВМ получить более точное наперед заданное отклонение фактиче­ской боковой поверхности зуба от теоретиче­ской с учетом термообработки.

Пятым этапом развития зуборезных станков на базе ЭВМ может быть создание гибкой системы проектирования и производ­ства гипоидных и конических колес с включе­нием в нее зуборезных и контрольно-обкатных станков, а также контрольно-измерительных приборов с управлением от общей ЭВМ с большой памятью для того, чтобы накопить статистический материал и вызвать исходные данные для повторения уже выполненного заказа.

Специализированные станки для черно­вой обработки шестерни имеют специальный механизм двойной обкатки, что позволяет проводить обработку при качании обкатной люльки по часовой и против часовой стрелки; в первом случае обрабатывается одна сторона зуба, а во втором - другая. Это обеспечивает равномерный припуск по длине зуба не более 0,1 мм под чистовую последующую обработку.

Фирма "Глисон" выпускает специализи­рованные станки для чистовой обработки только шестерен с числом зубьев 5 - 25 и уг­лом начального конуса до 25°. На станке при­менена специальная компоновка, удобная для эксплуатации станка.

Специализированные станки для черно­вой обработки колес с углом начального кону­са 45 - 85° отличаются высокой жесткостью и исключительно короткой кинематической цепью. Черновая обработка колеса без обкатки способом врезания (копирования) на этих станках производится в 2 - 3 раза быстрее, чем на универсальных станках соответствующего размера.

Специализированные станки для чисто­вой обработки колес с углом начального кону­са 50 - 85° работают по методу протягивания. За один оборот зуборезной головки - протяж­ки обрабатывается одна впадина зуба.

Технические характеристики и описание конструкций некоторых зуборезных станков для обработки гипоидных и конических колес с круговыми зубьями приведены в работах [5, 11, 14].

Зубострогальные станки. Наиболее рас­пространенными станками для обработки прямозубых конических колес являются - зу­бострогальные. На этих станках зубчатые коле­са обрабатываются методом обкатки (см. рис. 12.8). Для зубострогальных станков на об­катной люльке вместо зуборезной головки располагаются зубострогальные резцы с пря­молинейной режущей кромкой.

Профиль зуба колеса (шестерни) образу­ется как огибающая инструментальной по­верхности производящего колеса. Эта поверх­ность на станке воспроизводится режущими кромками зубострогальных резцов, совершаю­щих возвратно-поступательные движения. Этот метод универсален, обеспечивает высокое качество обработки простым и дешевым инст­рументом. Производительность зубострогаль­ных станков не велика, станки широко при­меняются в единичном, мелкосерийном и серийном производствах.

Компоновочные и основные конструк­тивные решения зубострогальных станков та­кие же, что и у зуборезных для обработки конических колес с круговыми зубьями.

Станки для обработки конических колес с прямыми и круговыми зубьями унифициро­ваны на 70 - 80 % и различаются в основном конструкцией люльки, что связано с примене­нием другого инструмента. В зубострогальных станках отсутствует шпиндельная (гипоидная) головка: она объединена с бабкой изделия (см. рис. 12.9).

Различают два типа зубострогальных станков: резцы работают в разных впадинах (рис. 12.11, а) и в одной впадине (рис. 12.11, б). Первый тип наиболее распростра­нен и конструктивно выполняется просто, хотя условия работы главной режущей кромки и вспомогательной при зубострогании загото­вок без предварительного прорезания впадины значительно отличаются, что приводит к низ­кой точности обработки. При втором типе условия работы зубострогальных станков ис­ключительно благоприятны. Это определяет область применения - обработка мелкомо­дульных высокоточных прямозубых кониче­ских колес (станки мод. 5Т23В).

Установка резцов на резцедержателях должно обеспечивать расположение вершин резцов в плоскости, перпендикулярной к оси люльки и проходящей через вертикальную ось, вокруг которой поворачивается бабка изделия; при этом траектории точек пересечения вер­шин резцов и боковых режущих кромок долж­ны пересекать ось люльки. Для выполнения этих условий установка резцов проводится в два этапа: по длине и по высоте. Конструкция люльки предусматривает специальные нала­дочные перемещения для зубострогальных резцов, а также приспособления для регули­ровки инструмента при его установке.

Зубострогальные станки имеют механизм для образования бочкообразности по длине зуба. Бочкообразность составляет 0,02 - 0,05 мм

Рис. 12.11. Схема нарезания прямозубых конических

колес: а - резцы расположены в разных впадинах и охватывают нарезаемый зуб;

б - резцы расположены в одной впадине

на сторону зуба и зависит от ширины зубча­того венца.

Прямозубые конические колеса модулем до 2 - 4 мм обычно нарезаются методом об­катки из целой заготовки за два прохода. Со­временные зубострогальные станки снабжают механизмом для автоматического выполнения двух проходов, причем припуск на второй проход выбирают предварительно при на­стройке механизма. Зубострогание колес с модулем 4 мм и более проводится, как прави­ло, на заготовках с предварительно прорезан­ными впадинами. Предварительное нрореза- ние впадины проводится, как правило, мето­дом врезания без обкатки специальными чер­новыми резцами при единичном делении.

Зубострогальные станки, работающие ме­тодом обкатки, обеспечивают обработку пря­мозубых конических колес диаметром до 800 мм и модулем до 16 мм с применением зубострогальных резцов, а крупномодульные прямозубые конические колеса диаметром свыше 800 мм обрабатывают на зубострогаль­ных станках по шаблону (без обкатки), при этом профиль зуба нарезаемого колеса опреде­ляется профилем шаблона. Возможна моди­фикация формы зуба по направлению длины (бочкообразность) и по высоте профиля. Уни­версальные станки имеют простую наладку, дешевый и универсальный инструмент. Стан­ки, работающие по такому принципу, приме­няют на заводах тяжелого машиностроения для обработки зубчатых колес диаметром свы­ше 500 - 800 мм и модулем свыше 16 мм.

Технические характеристики и описание конструкций некоторых зубострогальных стан­ков для обработки прямозубых конических колес приведены в работах [5, 11, 14].

Зубофрезерные станки. Для повышения производительности при обработке кониче­ских колес с прямыми зубьями в последнее время все большее распространение получает метод зубофрезерования спаренными зуборез­ными головками (дисковыми фрезами), распо­ложенными в одной впадине. Комплект зубо­резных головок состоит из праворежущей (верхней) головки и леворежущей (нижней) головки (рис. 12.12). Боковая инструмен­тальная плоскость производящего колеса вос­производится прямолинейными режущими кромками вращающегося инструмента. Зубо­резные головки при обработке зубчатого коле­са не совершают поступательного движения.

Эта группа станков работает подобно зубострогальным станкам методом обкатки, вре­зания и комбинированным. Фрезерование обычно проводится без предварительного чер­нового нарезания за один-два прохода в зави­симости от модуля зубчатого колеса и требуе­мой точности.

На зубофрезерных станках бочкообраз­ность зуба по длине достигается за счет при менения фрез с поднутрением на угол 1 - 5° относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения. При этом производящая по­верхность будет уже не плоскостью, а круго­вым конусом с углом при вершине 170 - 178°. С увеличением угла поднутрения бочкообраз­ность зуба увеличивается.

Рис. 12.12. Схема обработки прямозубых конических

колес спаренными зуборезными головками

Компоновочные и основные конструк­тивные решения зубофрезерных станков для обработки конических колес с прямыми зубь­ями такие же, что и зубострогальных. Зубо­фрезерные станки на 80 - 85° унифицированы с зубострогальными станками соответствую­щего типоразмера и отличаются от последних только конструкцией обкатной люльки, что связано с применением инструмента нового типа.

Для зубофрезерования характерно полу­чение вогнутой поверхности дна впадины об­рабатываемых колес, что является следствием отсутствия поступательного движения зуборез­ных головок вдоль прорезаемых впадин. С увеличением ширины обрабатываемого зубча­того венца вогнутость дна впадины возрастает.

Установка спаренных зуборезных головок относительно оси производящего колеса (оси люльки) и центра станка, вокруг которого поворачивается бабка изделия, осуществляется с такой же целью, что и установка по высоте и по профилю зубострогальных резцов. Конст­рукция люльки предусматривает специальные наладочные перемещения и соответствующие приспособления для регулирования положения инструмента при его установке.

Спаренные зуборезные головки могут быть цельными, применяемыми главным обра­зом для обработки мелкомодульных колес, или сборными. Последние бывают двух типов: со сменными резцовыми дисками и со вставными резцами. Заточка головок проводится по пе­редней поверхности. В сборе после заточки режущие кромки противоположных резцов должны быть прямолинейны, параллельны и лежать в плоскости, проходящей через центр вращения фрезы.

Технические характеристики и описание конструкций некоторых зубофрезерных стан­ков для обработки конических колес с прямы­ми зубьями приведены в работах [11].

Зубошлифовальные станки. Предназначены для шлифования прямых и спиральных зубьев конических и гипоидных передач, зубьев тор­цовых муфт с целью устранения возникающих деформаций при термообработке, повышения точности, а также для окончательной обработ­ки зубчатых колес, изготовленных методами пластических деформаций и порошковой ме­таллургии.

Зубошлифование бывает точностным и силовым. Силовое зубошлифование применя­ется при съемах увеличенных припусков, а также для шлифования заготовок с предвари­тельно изготовленными зубьями методами пластических деформаций и порошковой ме­таллургии. Скорости резания при точностном шлифования 18 - 30 м/с, при силовом 20 - 24 м/с; наибольший припуск, снимаемый за один проход 0,05 - 0,075 мм при точностном и 0,13 мм при силовом шлифовании; время цикла обработки одной впадины 2,0 - 20 с.

В табл. 12.9 приведены наиболее рас­пространенные методы шлифования, типы применяемого инструмента, форма обрабаты­ваемых зубьев и область применения каждого метода.

Компоновочные и основные конструк­тивные решения зубошлифовальных станков те же, что и в зуборезных и зубофрезерных станках. Отличительной особенностью зубо­шлифовальных станков является наличие бы­строходных инструментальных шпинделей, механизмов правки абразивных кругов, нали­чие систем очистки и охлаждения СОЖ, уст­ройства отсоса аэрозолей, механизмов разде­ления припуска и компенсации износа круга и др. Наличие дополнительных систем приводит к увеличению занимаемой площади на 30 - 40 %. В большинстве зубошлифовальных станков для круговых зубьев в момент реверса люльки и деления шлифовальный шпиндель отводится от заготовки в осевом направлении.

В качестве инструмента для зубошлифо­вания конических колес используют дисковые и чашечные шлифовальные круги. Применяют цельные и сегментные чашечные круги. Сег­ментный круг (рис. 12.13) состоит из метал­лической планшайбы 4, к которой прижимами 2 и винтами 1 крепятся абразивные сегменты 3. Сегментные круги обеспечивают лучшее охлаждение зоны шлифования и меньшую опасность прижогов. Во всех случаях при зу- бошлифовании применяется обильное охлаж­дение минеральным маслом.

Правку чашечных шлифовальных кругов проводят рычажными или роликовыми меха­низмами, конструктивные схемы которых приведены в табл. 12.10.

Рис. 12.13. Сегментный шлифовальный круг

Механизм разделения припуска обеспе­чивает дополнительный доворот заготовки вокруг ее оси с целью обеспечения необходи­мого съема припуска при одностороннем шлифовании или с целью более равномерного разделения припуска по обеим сторонам зуба при двухстороннем шлифовании. В зависимо­сти от конструкции станка доворот заготовки осуществляется либо за счет осевого переме­щения червяка делительного червячного коле­са бабки изделия, либо через дифференциал цепи деления-обкатки.

Наряду с зубошлифовальными станками, работающими традиционными методами еди­ничного деления инструментом простых форм, разработан непрерывный метод шлифования сложнопрофильным инструментом (стальное зубчатое колесо с покрытием на гальваниче­ской основе из сверхтвердых абразивных мате­риалов или алмазов) на простом и жестком станке с неподвижными в процессе обработки осями инструмента и заготовки и жестким кинематическим взаимодействием между ни­ми. При этом обеспечивается квазилинейный контакт в зацеплении зубьев инструмента и заготовки при наличии гипоидного смещения между ними. Обработка ведется на станке с полностью электронным управлением ЧПУ лишь при двух вращательных движениях шпинделей с заданным передаточным отно­шением. По компоновке и конструкции зубо- шлифовальный станок, работающий инстру­ментом в форме зубчатого колеса, аналогичен контрольно-обкатному станку, в котором обе бабки равноценны между собой и имеют неза­висимые приводы, синхронизируемые устрой­ством ЧПУ. Частоты вращения шпинделей могут быть до 16 000 мин^-1, что позволяет достигать скоростей резания более 15 м/с. Благодаря высоким частотам вращения и весьма незначительным толщинам единичных резов обработка ведется без СОЖ при полном отсутствии прижогов. Время обработки одной заготовки около 30 с. Это наиболее произво­дительный способ шлифования зубьев любой формы.

Зубошлифовальные станки могут рабо­тать в ручном и полуавтоматическом режиме, когда задается число проходов, припуск, сни­маемый за проход, количество выхаживаний, правок и т.д.

Зубопротяжные станки. Зубопрогягивание - наиболее производительный метод нарезания зубьев конических колес. Зубопротяжные станки для обработки круговых и прямых зубьев конических колес имеют ряд общих особенностей. В этих станках во время профи­лирования зубьев заготовка не вращается; ин­струмент вращается непрерывно, и за каждый его оборот обрабатывается одна впадина заго­товки. Быстродействующий механизм деления поворачивает заготовку на один зуб за время, пока через зону резания проходит участок пе­риферии инструмента, свободный от резцов. Кинематическая цепь главного привода имеет устройство натяжения для устранения зазоров. Станки снабжаются механизмами для снятия заусенцев на внешнем дополнительном конусе заготовки. Станки, как и инструмент, специ­альные, изготовляют для обработки опреде­ленных зубчатых колес в массовом производ­стве, и, как правило, работают в составе авто­матических линий. После окончания обработ­ки заготовки цепь главного движения тормо­зится, исполнительный орган, несущий шпин­дель изделия (салазки, барабан), автоматиче­ски отводится для смены заготовки, затем возвращается в рабочее положение и зажима­ется гидравлическими элементами.

Станки для обработки ведомых колес по­луобкатных конических и гипоидных передач с круговыми зубьями (с передаточным числом не менее 2,5) работают торцовыми круговыми протяжками с резцами, имеющими прямоли­нейный боковой профиль; обработанные зубья колеса также получают прямолинейный про­филь в нормальном сечении. Зубья ведущих шестерен таких передач профилируются с об­каткой на зуборезных станках, как правило, с наклоном инструментального шпинделя, что позволяет применить конусное производящее колесо, аналогичное парному колесу, обрабо­танному без обкатки.

Одна из компоновок зубопротяжного станка для обработки круговых зубьев кониче­ских колес показана на рис. 12.14. Единст­венное рабочее движение в станке - вращение протяжки 1. Установочные перемещения X, У, Z и поворот В позволяют придать оси про­тяжки требуемое положение относительно за­ пе­ремещаться в направлении U и занимать одно из двух возможных положений при нарезании колес с правым или левым направлением зуба.

После обработки всех зубьев салазки инстру­ментальной бабки (на рисунке не видны) и инструментальный шпиндель отводятся от заготовки в осевом направлении R, затем са­лазки 4 с бабкой изделия отводятся в направ­лении Q в положение загрузки. Отвод салазок, их последующий подвод в рабочее положение и зажим осуществляются гидравлическими элементами. Благодаря наклонной компоновке станка осевая составляющая силы резания воспринимается жесткой станиной. Наклонное положение шпинделя изделия облегчает авто­матическую загрузку-выгрузку заготовок.

Таблица 12.9. Метолы шлифования конических зубчатых колес

Метод шлифования	Эскиз	Область применения	Особенности метода
Обкат одним или двумя шлифовальными кругами с коническим или плоским рабочим профилем	1)	Шлифование прямозубых колес простой или бочко­образной формы в серий­ном и массовом производ­ствах. Изготовление эта­лонных зубчатых колес	Круги вместе с люлькой совершают движение об­ката Z)c вокруг оси О б 1С люльки, а заготовка - согласованное с люлькой вращение о>|. Деление периодическое после об­работки каждого зуба
Обкат чашечно-цилиндри- ческим шлифовальным кругом с коническим двух­сторонним рабочим профи­лем	2)	Шлифование круговых зубьев обкатных колес в мелкосерийном производ­стве, а также особо ответст­венных колес в серийном и массовом производствах	Шлифовальный круг вме­сте с люлькой совершает движение обката Z>c , а заготовка - согласован­ное с люлькой вращение ©j. Деление периодиче­ское после обработки каждого зуба
Обкат чашечно-цилиндри- ческим шлифовальным кругом с коническим двух­сторонним рабочим профи­лем круговых зубьев полу­обкатных колес	3)	Шлифование больших из пары зубчатых колес полу­обкатных передач при пе­редаточном числе пары не менее 3, в условиях массо­вого производства	Вращение оси шлифо­вального круга вокруг эксцентрично располо­женной оси, проходящей через центр дуги круго­вого зуба. Деление еди­ничное периодическое
Непрерывное шлифование инструментом в форме зубчатого колеса	4)	Шлифование закаленных конических колес с любой формой зуба в массовом и крупносерийном производ­ствах	Вращение заготовки со i согласовано с вращением инструмента щ

Таблица 12.10. Конструктивные схемы и принцип лействия механизмов правки чашечных шлифовальных кругов

Схема	Принцип действия	Рекомендации но применению
1)	Боковые рычаги 1 и 4 с алмазным инструментом для правки внутрен­ней и наружной поверхности шли­фовального круга 5 установлены на общей плите 2 и приводятся в дви­жение реечным механизмом 3. Соз­дание заданной величины искривле­ния профиля круга осуществляется за счет смещения плиты 2 в плоско­сти. касательной к кругу. Рычаг 7 для правки торцовой поверхности круга установлен на отдельной плите 6 с возможностью поворота как по плоскости торца, так и по профилю вершины круга	Используется в станках с руч­ным управле­нием
2)	Металлический ролик 2 с алмазным покрытием приводится во вращение от электродвигателя I. Правка всех рабочих поверхностей шлифоваль­ного круга 3 осуществляется путем перемещения ролика вместе с при­водом по координатным осям X и Y от устройства ЧПУ

Рис. 12.14. Компоновка зубопротяжного станка

Рис. 12.15. Бабка изделия зубопротяжного станка

На рис. 12.15 представлена бабка изде­лия с делительным механизмом зубопротяж- ного станка. На быстро вращающемся валу 4 закреплен ведущий ролик 6 мальтийского ме­ханизма. Цилиндрический кулачок 5 вращает­ся синхронно с протяжкой и в нужный мо­мент подает вал 4 влево; ролик 6 входит в паз диска 7 мальтийского механизма и поворачи­вает шпиндель 9 с оправкой 10; на которой установлена заготовка. После поворота шпин­дель фиксируется делительным диском 8 и зажимается при подаче масла под давлением в карманы 11, 2 я 3. Заготовка зажата на оправ­ке пружинами 12, после нарезания всех зубьев она разжимается с помощью гидроцилиндра 1.

Зубопротяжные станки для обработки Круговых зубьев обычно работают в одной автоматической линии с черновыми станками, которые обрабатывают впадины без обкатки методом врезания с переменной подачей и имеют сходную с чистовыми зубо- протяжными станками компоновку. Выпуска­ются также станки, которые могут работать как протягиванием, так и врезанием. На таких станках можно полностью обработать зубья на целой заготовке за одну установку ее на станке одной зуборезной головкой. В этом случае после достижения примерно 90 %' глубины впадины скорость врезания автоматически снижается, а скорость резания увеличивается.

Зубопротяжные станки для обработки прямых зубьев конических колес работают дисковой фрезой-протяжкой 1 (рис. 14.2, а) большого диаметра, вращение которой согла­совано с движением ее центра О относительно заготовки вдоль зуба по прямой 0,0_е. Закон этого движения при полном нарезании зубьев на целой заголовке за один оборот инструмен­та показан на рис. 12.16, б, где ср - угол по­ворота инструмента; 3, 4, 5 - соответственно участки черновой, получистовой и чистовой обработки. Вблизи точки О_е реверса (см. рис. 12.16, а) специальный механизм снимает фаску на внешнем торце зубьев; для вращаю­щегося фасочного резца предусмотрен выем 2 на корпусе протяжки. Резцы имеют вогнутые криволинейные боковые профили, координа­ты которых изменяются от резца к резцу. Круговым протягиванием можно получить профили зубьев, близкие к профилям обыч­ных конических колес, обрабатываемых зубофрезерованием или зубостроганием с обкаткой. Однако при протягивании образующая конуса впадин не проходит через вершину делительного конуса, и обработанные зубчатые колеса не могут зацепляться с колесами, обра­ботанными зубофрезерозанием. Поэтому кру­говым протягиванием нарезают как шестерню, так и колесо конической пары. Профили рез­цов круговых протяжек рассчитывают по спе­циальным методикам |в комплексе с расче­том геометрии зубьев, законами подачи и на­ладочными установками зубопротяжных стан­ков. Большинство обработанных этим методом зубчатых колес предназначено для конических дифференциалов; возможно круговое протяги­вание и эвольвентных профилей цилиндриче­ских зубчатых колес.

Рис. 12.16. Схема протягивания прямозубых конических колес

В зависимости от компоновки станка для протягивания прямых зубьев ось заготовки и фреза-протяжка могут располагаться в гори­зонтальной или вертикальной плоскости; в последнем случае усилие резания направлено вниз и воспринимается жесткой станиной. Перемещение вдоль зуба проводится с помо­щью кулачка, который вращается синхронно с инструментальным шпинделем; для повыше­ния точности его крепят на шпинделе. При этом по направляющим качения перемещается либо инструментальная бабка, либо бабка из­делия. При протягивании зубьев с модулем до 2 мм обрабатываются две - четыре впадины за один оборот протяжки. При модуле более 5 - 6 мм впадины предварительно обрабатываются на черновом зубопротяжном станке без отно­сительного движения вдоль зуба.

Сравнительная простота конструкции по­зволяет создавать двухпозиционные зубопро- тяжные станки с синхронной обработкой двух прямозубых колес двумя дисковыми фрезами: либо с параллельной полной обработкой зубь­ев на двух целых заготовках, либо с последова­тельной черновой и чистовой обработкой с автоматической передачей заготовки с черно­вой позиции на чистовую.

Технические характеристики зубопро-тяжных станков для круговых и прямых зубьев приведены в справочнике [11].

Контрольно-обкатные и зубопритирочные станки. Контрольно-обкатные станки служат для контроля зоны касания, бокового зазора и шума конических и гипоидных пар. По ре­зультатам контроля могут корректироваться наладочные параметры зубообрабатывающих станков. Шестерня и колесо контролируемой пары устанавливаются в шпинделях бабок 1 и 2 (рис. 12.17); один из этих шпинделей по­ лучает вращение от двигателя, другой подтор­маживается.

Рис. 12.17. Схема контрольно-обкатного станка

При наладке шестерня и колесо смещаются в направлениях Н, V, А. У так называемых "универсальных" станков угол между осями шпинделей также может изме­няться, что позволяет контролировать цилинд­рические и неортогональные конические пары. Станки оснащают гидрозажимами шестерни и колеса, устройствами автоматического ввода пары в зацепление, отвода колеса для создания бокового зазора, обнаружения забоин и за­усенцев, цифровой индикации перемещений.

Зубопритирочные полуавтоматы отлича­ются от контрольно-обкатных станков наличи­ем устройств для автоматической обкатки па­ры с вращением в обе стороны и с подачей в зону зацепления абразивной жидкости, что существенно снижает параметры шероховато­сти поверхности зубьев и шум закаленной пары. Чтобы обработать всю поверхность зуба, в процессе обкатки исполнительным органом станка с помощью кулачковых механизмов или устройства ЧПУ придают согласованные осциллирующие движения Н, V, А [5], пере­мещающие зону касания по поверхности зубь­ев при малом постоянном боковом зазоре. Качество и производительность притирки по­вышают: гибкое регулирование тормозного момента, скорости и величины осциллирую­щих движений при обработке разных участков поверхности зуба; обеспечивают бесступенча­тое регулирование скорости вращения шпин­делей; автоматическое закрепление и освобож­дение бабок и стойки; очистку колес от остат­ков абразивной жидкости.

Технические характеристики станков приведены в справочнике [11].