Ваше предприятие только набирает обороты или расширяется, чтобы изготавливать зубчатые передачи, червячные колеса и шестерни? Отлично! Пора подбирать станок. Но какой? Зубофрезерный или зубострогальный? А какой станок подойдет для обработки и нужна ли она вообще?
В данном материале мы рассмотрим различные виды зубообрабатывающих станков и их применение в процессе изготовления зубчатых передач, шестерней, червяных колес и многое другое.
Зубчатое колесо — это одно из важнейших изобретений, которое стало неотъемлемым атрибутом нашей жизни. Почти все современные машины содержат в себе зубчатые передачи. Эти передачи широко используются в механических устройствах, которыми мы пользуемся ежедневно. Без них невозможно создать механизмы, с которыми мы так привыкли быть: станки для обработки металла, автомобили, поезда, самолеты, часы и множество других систем. Зубчатые передачи отличаются универсальностью и способностью выдерживать большие нагрузки; они также удобны в сборке и ремонте. Чтобы их произвести необходимо зубообрабатывающее оборудование.
Зубообрабатывающее оборудование получило наибольшее применение в машиностроительной отрасли: авиастроении, судостроении, приборостроении, создании автомобилей, сельхоз. техники и т.д.
Классификация зубообрабатывающих станков.
Зубофрезерные станки.
Особенности зубофрезерных станков.
Основная особенность зубофрезерных станков – использование червячной модульной фрезы. Наибольшее распространение получили зубофрезерные станки с ЧПУ. Станки отличаются высокой производительностью и точностью обработки, поэтому используются в цехах с многосменным режимом работы. Вертикальные зубофрезерные станки выпускаются с подвижным столом и неподвижной стойкой и с подвижной стойкой и неподвижным столом. При нарезании зубчатых колес заготовка жестко связана с делительным столом. Вращение делительного стола и фрезы математически связаны между собой по средствам системы ЧПУ.
Станки используются для обработки зубьев колес 5-9 степени точности по ГОСТ 1643 в зависимости от режимов обработки и класса точности самого станка.
Для заказа в «Инкор» доступен вертикальный зубофрезерный станок с ЧПУ Eifco Hobber 250. Предназначен он для нарезания зубьев колес зубчатых передач диаметром до 250 мм и модулем до 6 мм червячными фрезами методом обкатки. Может обрабатывать прямой и наклонный эвольвентный профиль зуба цилиндрических колес и валов, эвольвентный профиль зуба конических прямозубых колес, звездочки цепных передач, червячные колеса и шлицы различного профиля протяженностью до 350 мм. Станок обеспечивает степень точности обрабатываемых колес 5-9.
Зубодолбежные станки.
На этих станках обрабатывают цилиндрические прямозубые и косозубые колеса для наружного и внутреннего зацепления, блоки зубчатых колес, зубчатые муфты, рейки, зубчатые секторы, шлицевые валики, храповики и т.д.
Особенности зубодолбежных станков.
Обычно нарезание производится методом обкатки, реже – методом копирования. При нарезании колес для наружного зацепления долбяк и заготовка должны вращаться в разные стороны, а для внутреннего зацепления – в одну сторону.
Главное движение долбяка – возвратно-поступательное относительно заготовки: при движении долбяка вниз совершается рабочий ход, а при движении вверх – вспомогательный ход.
Станок используется для получистовой и чистовой обработки колес по 6-8 степени точности.
Зубострогальные станки.
Основная функция таких станков – нарезание и придание формы зубьям на цилиндрических, конических или других заготовках. Обрабатывают конические зубчатые колеса с прямыми зубьями по методу обкатки одним или чаще двумя резцами. Зубострогальный станок предназначен для нарезания конических колес с прямыми зубьями модулем от 1,5 до 8 мм и диаметром до 500 мм.
Особенности зубострогальных станков.
На станке можно производить черновую и чистовую обработку. Станок работает двумя строгальными резцами. При черновом зубонарезании станок может работать по методу копирования, а при чистовом – по методу обката.
Процесс нарезания зубьев происходит при движении резцов к вершине конуса заготовки, а обратный ход является холостым. Нарезание конических зубчатых колес с круговыми зубьями осуществляется методом обкатки на специальных станках с применением зуборезной резцовой головки, представляющей собой диск со вставленными по его периферии резцами, обрабатывающими профиль зуба с двух сторон. Первая половина резцов обрабатывает одну сторону, вторая – другую.
Станок используется для получистовой и чистовой обработки колес: 7-9 степени точности на зубострогальных станках нормальной точности, 5-6 степени точности на станках повышенной точности.
Зубошлифовальные станки.
Зубошлифование применяется для окончательной чистовой обработки шлифовальными кругами зубьев колес с целью получения точного профиля с требуемой шероховатостью после термической обработки.
Зубошлифование позволяет доводить зубья до правильных геометрических форм, а их поверхность до заданной чистоты и шероховатости. Также на этих станках можно устранить дефекты и погрешности, полученные на предыдущих этапах обработки.
Особенности зубошлифовальных станков.
Методы зубошлифования:
1. Метод копирования – используется в крупносерийном производстве, т.к. для каждого зубчатого колеса необходимо профилировать шлифовальный круг, оснащать станок сложным устройством правки.
2. Метод обката с непрерывным образованием профиля абразивным червяком. Распространен при обработке малых зубчатых колес.
3. Метод обката с периодическим делением дисковыми и тарельчатыми кругами. Метод обката с периодическим делением дисковыми и тарельчатыми кругами.
Зубошлифование по методу копирования выполняют фасонными кругами, имеющие профиль, соответствующий профилю впадины между зубьями колеса. Метод обкатывания состоит в том, что операция выполняется одним дисковым кругом.
Зубошлифовальный станок отличается высокой производительностью благодаря оснащению регулируемыми приводами главного движения и правки, введению системы, которая способна поддерживать скорости на постоянном уровне во время работы шлифовального круга, использованию электрокорундового и эльборового круга. В результате стало возможно отнести данное оборудование к классу «С».
Станок используется для чистовой обработки зубьев и для окончательной обработки колес по 4-5 степени точности.
Для заказа в «Инкор» доступен зубошлифовальный станок с ЧПУ Stanexim SMG405 GF-3, который предназначен для профильного шлифования прямозубых и косозубых зубчатых колес.
Преимущество данного метода шлифования заключается в том, что при помощи механизма правки шлифовальный круг правится до профиля, соответствующего профилю впадины между зубьями на зубчатом колесе, и обработка осуществляется по методу копирования.
В качестве шлифовальных кругов применяются абразивные электрокорундовые круги, профилируемые непосредственно на станке. При необходимости могут применяться как высокостойкие эльборовые (СВN) специальные профильные шлифовальные круги на керамической связке с возможностью их периодической правки на станке, так и эльборовые круги на металлическом основании, не подлежащие правке на станке.
Зубошевинговальные станки.
Что можно изготовить?
По направлению подачи различают 3 метода зубошевингования:
- Параллельный
- Диагональный
- Касательный
Первые два метода – для обработки цилиндрических зубчатых колес, последний – для червячных.
Особенности зубошевинговальных станков.
Дисковый шевер представляет собой колесо, на зубьях которого имеются специальные канавки. Работа резания шевером основана на удалении с боковых поверхностей зубьев стружки толщиной до 0,1 мм. Дисковый шевер и нарезаемое колесо в работе представляет собой пару со скрещивающими осями (для прямозубых колес шевер должен иметь косые зубья, а для косозубых колес – прямые). Вследствие скрещивания осей шевера и заготовки режущие кромки шевера соскабливают тонкий слой металла с поверхности зубьев.
Для чистовой обработки червячных колес применяют червячные шеверы, представляющие собой червяк, на боковой поверхности витков которого нанесены канавки для образования режущих кромок.
Обычно в процессе шевингования точность зубчатых колес повышается на одну степень, реже - на две. Станок используется для чистовой обработки зубьев и для окончательной обработки колес по 4-5 степени точности.
Зубохонинговальные станки.
Что можно изготовить?
Хонингованием устраняются небольшие дефекты закаленных зубьев (забоины, риски), удаляется окалина, снимаются заусенцы, снижаются погрешности основного шага и профиля, уменьшается биение, повышается чистота поверхности зуба, что значительно снижает шум в передачах.
Особенности зубохонинговальных станков.
Хонингованные зубчатые колеса отличаются от других колес своей специфической структурой поверхности, благодаря которой они работают бесшумно и обладают высокой износоустойчивостью. Поверхность колеса обрабатывается таким образом, что на участке головки зуба до начальной окружности образуется рисунок типа "елочка". Этот рисунок способствует образованию масляной пленки на поверхности колеса и снижает уровень шума.
Процесс очень схож с шевингованием, но вместо металлического шевера используется абразивный хон, который изготавливают в виде зубчатого колеса из пластмассы, пропитанной мелкозернистым абразивом. Зацепляется зубчатое колесо с хоном без зазора. Хонингование происходит при обильном охлаждении керосином.
Скорость резания при процессе хонингования зубьев очень низкая и остается в диапазоне от 0,5 до 6,5 м/с. Это позволяет снизить термическую нагрузку на режущие инструменты, связку и материал детали. Таким образом избегаются структурные изменения и типичные для процесса шлифования прижоги. Даже при повышении скорости резания до 10 м/с риск возникновения термических нагрузок остается незначительным.
Низкая скорость резания вместе с большой силой давления может вызывать поверхностное уплотнение материала детали и увеличение внутренних напряжений сжатия, уже присутствующих после термической обработки. Увеличение внутренних напряжений положительно сказывается на износостойкости детали. Поэтому хонингованные колеса обладают большей износостойкостью и долговечностью по сравнению с колесами, обработанными другими способами.
Зубохонингование применяется после зубошлифования со степенью точности обработки 2-3.
В следующих статьях мы будем больше углубляться в зубообработку, где вы можете узнать каким инструментом проверять зубчатые колеса и по каким параметрам, а также как выбрать зубофрезерный и зубошлифовальный станок. Следите за анонсами статей в нашей группе ВКонтакте!
Читайте также:
Как оптимизировать обработку детали за счет подбора держателя инструмента?
Экономические и технические критерии выбора токарного металлообрабатывающего оборудования.
Как подобрать фрезерный обрабатывающий центр для производства детали по чертежу заказчика.