Зубообрабатывающие станки

95

Система координат и основные движения исполнительных органов станка.

На рис. 3.15 показано расположение и перемещения основных узлов в системе координат станка: 1) Х – перемещение в мм инструмента по нормали к оси заготовки (движение радиальной подачи). Sp– радиальная подача, мм/об, 2) Y – перемещение в мм инструмента вдоль своей оси (движение тангенциальной подачи). ST – тангенциальная подача, мм/об, 3) Z – перемещение в мм инструмента вдоль оси заготовки (движение продольной подачи). Sn – продольная подача, мм/об, 4) A – угол поворота инструмента вокруг нормали к оси заготовки – установочное перемещение, в формообразовании не участвует,

− 45 ≤ A ≤ 45 , 5) В – угол поворота фрезы, обороты, 6) С – угол поворота заготовки, обороты, 7) W – перемещение в мм контрподдержки инструмента является вспомогательным перемещением от гидроцилиндра, в формообразовании не участвует.

Согласованные движения.

Движение обката является основным движением. При нарезании прямозубых колес зависимость между углами поворота инструмента B и заготовки C

где k - число заходов фрезы; Zзаг - число зубьев нарезаемого колеса.

При нарезании косозубых колес зависимость между углами поворота

В этой зависимости знак "плюс" или "минус" определяется исходя из направлений винтовых линий на фрезе и заготовке и вида фрезерования. Так, при встречном фрезеровании и правом наклоне винтовых линий на фрезе и колесе (см. рис. 3.3, б), зависимость между углами поворота инструмента B и заготовки C

При этом вращение заготовки в процессе обката (В2) и ее доворот для получения винтовой линии (В4) будут идти в одном направлении против часовой стрелки.

96

3.3. Особенности кинематических структур зубодолбежных станков с ЧПУ

Зубодолбежные станки с ЧПУ позволяют вести обработку на оптимальных режимах резания за счет бесступенчатого регулирования числа двойных ходов шпинделя долбяка, круговой подачи и радиального врезания стола. На пульте управления при наладке станка кроме перечисленных режимов резания набирают параметры колеса и его тип (с внутренним или наружным зубом).

Зубодолбление (см. рис.1.3, д) по методу обката воспроизводит зацепление пары цилиндрических колес с параллельными осями, одним из которых является инструмент - долбяк. Таким способом могут быть обработаны любые детали, входящие в зацепление с сопряженным зубчатым колесом (прямозубые, косозубые и шевронные колеса, зубчатые рейки и секторы, некруглые колеса и блоки колес). Инструмент - долбяк представляет собой прямозубое или косозубое колесо, боковые поверхности которого затылованы для получения заднего угла, то есть изготовлены в виде режущих элементов.

При обработке косозубых колес, кроме движения обката и возвратнопоступательного движения инструмента, долбяку сообщается дополнительный поворот (винтовое движение) с помощью винтовых направляющих (рис. 3.17). Неподвижный копир 1 связан с червячным колесом, передающим вращение на инструмент, а подвижный 2 (рис. 3.17) - закреплен на шпинделе и совершает возвратно-поступательное движение, скользя при этом по неподвижному копиру. Копиры - сменные. При наладке на обработку прямозубого колеса устанавливают прямолинейные копиры.

Для каждого значения величины хода винтовой линии зуба требуется свой копир. Так как долбяк и винтовая направляющая имеют одинаковые шаги, то с помощью одной винтовой направляющей можно обрабатывать колеса с различным углом наклона, применяя для этой цели долбяки различного диаметра. Угол наклона винтовой направляющей определяется из

направляющей (не превышает 45° из-за возникающих усилий).

При обработке колес с внутренним зубом нарезаемое колесо и долбяк имеют одинаковое направление винтовой линии, при обработке колес с наружным зубом - разное.

97

Схема обработки цилиндрического прямозубого колеса зуборезным долбяком на зубодолбежном станке с ЧПУ, представленная на рис. 3.18, включает в себя все исполнительные движения, характерные для зубодолбежного станка с механическими связями. К ним относятся ФV(П1), Фs(B2B3) (см. рис.1.3 д), движение врезания Вр(П4), вспомогательное движение качания суппорта Всп1(В6), вспомогательное движение ускоренного подвода и отвода салазок стола Всп2(П7), вспомогательное движение ускоренного вращения стола с заготовкой для выверки ее биения ВспЗ(В8). Помимо них на станке с ЧПУ возможно установочное движение каретки суппорта Уст(П5) для изменения зоны долбления.

Рис.3.17. Устройство для нарезания косых зубьев

98

Рис.3.18. Схема обработки на зубодолбежном станке сЧПУ

Вращение шпинделя с инструментом осуществляется по координате «С», которая является ведущей, а перемещения заготовки и инструмента происходят по координатам X и Z.

В отличие от станка с механическими связями на зубодолбежном станке с ЧПУ, кинематическая структура которого показана на рис. 3.19, главное движение резания осуществляется от регулируемого по частоте электродвигателя Мп. Межосевое расстояние между долбяком и заготовкой устанавливается с помощью регулируемого электродвигателя Мх и передачи винт-гайка. Точность перемещения стола с заготовкой определяется датчиком Дх. На станке установлен датчик ДD, позволяющий производить точный отсчет одного оборота стола с заготовкой.

99

Рис.3.19. Кинематическая структура зубодолбежного станка с ЧПУ

Остальные цепи кинематической структуры станка с ЧПУ аналогичны базовому станку с механическими связями, за исключение цепи обката, которая в данном случае будет разомкнутой (без гитары iдел). Согласование вращений В2 и ВЗ в этом случае будет осуществляться через УЧПУ с помощью импульсов, посылаемых к нему от датчика Dс, а от УЧПУ к электродвигателю MD. Настройка на исходное положение ФV(П1) осуществляется с помощью установочного движения Уст(П5) от электродвигателя Mz.

Главное движение — поступательное перемещение П1 ползуна производится электродвигателем Мп через кривошипный механизм. Число двойных ходов инструмента определяется из уравнения:

nМП iп =nдв.х, где nдв.х =1000V2L, L=b+2h,

100

где V – скорость резания, м/мин, L – ход ползуна, мм, b – ширина зубчатого венца, мм, h – величина перебега, мм.

Частота вращения nc ведущей координаты «С» определяется из уравнения nмс ic =nc ,

уравнения, записанного для цепи деления, исходя из следующих рассуждений. Так как время поворота на один зуб инструмента и заготовки, находящихся в процессе обработки в зацеплении, одинаково, то найдем это время отдельно для каждого элемента зацепления и приравняем друг к другу.

где ic и iD - передаточные отношения механизмов привода инструмента и стола с заготовкой соответственно; Kc и KD - числа импульсов, посылаемых датчиками соответствующих координат в УЧПУ за один оборот их роторов.

Приравнивая правые части (1) и (2), получим:

ходового винта координаты «X»; Sp - радиальная подача, мм; ix - передаточное отношение механизмов привода салазок стола.

101

«X».

Цепь установочного движения по координате Z записывается аналогично цепи радиального врезания по координате Х.

При нарезании косозубых колес устанавливают сменные винтовые направляющие (копиры), шаг Tн которых определяется аналогично шагу копиров в зубодолбежном станке с механическими связями по формуле:

Станок мод. 5А140ПФ2 (рис. 3.20) выполнен на базе станка мод. 5А140 и оснащен системой ЧПУ.

Рис. 3.20. Кинематическая схема станка мод. 5А140ПФ2

В отличие от станка мод. 5А140 главное движение резания осуществляется от электродвигателя постоянного тока M1, обеспечивающего возможность

102

изменения его скорости в цикле. Межосевое расстояние между долбяком и заготовкой устанавливается с помощью электродвигателя постоянного тока МЗ, червячной передачи 4/25 и передачи винт-гайка качения, в которой гайка жестко связана с червячным колесом 25, а ходовой винт - с корпусом стола. Точность перемещения стола с заготовкой определяется датчиком Д1. На станке установлен датчик Д2, позволяющий производить точный отсчет одного оборота заготовки. Остальные цепи кинематической структуры станка мод. 5А140ПФ2 аналогичны базовому.

103