ED429

71

Рис. 6.4.3. Зубострогальный станок

На станине 1 слева расположена стойка 3 с люлькой 4. По направляющим люльки перемещаются два резцовых суппорта 5, несущих зубострогальные резцы. Резцы попеременно совершают возвратнопоступательное движение в направлении к вершине конусов конических колес – плоского и заготовки. Число двойных ходов резцов в минуту устанавливают настройкой гитары скоростей 2. Люлька смонтирована на планшайбе и при обкатке вращается вокруг горизонтальной оси, имитируя вращение плоского конического колеса.

В шпинделе делительной бабки 6 на оправке закрепляют заготовку. Салазки 8 делительной бабки, перемещаясь по продольным направляющим станины, подводят заготовку к резцам и отводят ее от них. Величина подвода и отвода заготовки регулируется с помощью механизма 9. Настройкой гитары деления 7 заготовке при отводе ее от резцов сообщают поворот на один угловой шаг, т. е. на 1/z оборота. Делительная бабка 6 может поворачиваться вокруг вертикальной оси для установки оси шпинделя (заготовки) под углом (угол при вершине конуса нарезаемого колеса) к оси люльки. На зубострогальном станке описанной конструкции нарезают конические колеса только с прямыми зубьями.

Конические колеса с круговыми зубьями имеют значительные эксплуатационные преимущества: плавность, бесшумность работы, большую прочность зубьев, высокий КПД и др. Эти колеса нарезают по методу об-

72

катки на зуборезных станках специальной конструкции. Схема нарезания конических колес с круговыми зубьями аналогична нарезанию колес с прямыми зубьями. Отличие состоит в том, что роль зубьев производящего колеса выполняют резцы резцовой головки, которые вместо поступательного движения получают вращательное движение.

6.5. Зуборезный инструмент

Инструменты, работающие по методу копирования При нарезании зубчатых колес по методу копирования используют

дисковые и концевые модульные фрезы, а в массовом производстве – зуборезные головки и протяжки. Фрезы различают по конструкции, схемам срезания припуска, инструментальному материалу.

По конструкции фрезы могут быть цельные, составные (с напаянными пластинками или приваренной режущей частью) и сборные. По виду зубьев фрезы бывают затылованными с одним (нешлифованные) или с двумя затылками (шлифованные) и остроконечные. По методу крепления на станке фрезы разделяют на концевые (пальцевые) и дисковые (насадные).

Модульные фрезы работают по профильной схеме срезания припуска, их режущая кромка может быть непрерывной и прерывистой, со стружкоразделительными канавками. Режущую часть цельных и составных фрез изготовляют из быстрорежущих сталей повышенной производительности. Сборные фрезы обычно имеют режущие элементы из твердого сплава. Крепежно-присоединительная часть составных и сборных фрез обычно выполняется из стали 40Х.

Рис.6.5.1. Дисковые модульные фрезы: а – цельная; б – сборная

На рис. 6.5.1 представлены конструкции дисковых модульных фрез. Профиль зубьев фрезы должен соответствовать профилю впадин зубьев нарезаемого колеса. Поэтому теоретически каждая дисковая модульная фреза пригодна лишь для нарезания только одного зубчатого колеса с оп-

73

ределенным числом зубьев. Практически пользуются наборами дисковых модульных фрез из 8, 15 и 26 шт. При этом вся область возможных чисел зубьев от 12 до (рейка) разбивается на группы, и для каждой группы предназначается одна фреза.

Так, например, каждая фреза в наборе из восьми модульных фрез нарезает колеса с числом зубьев в следующих пределах: 12-13, 14-16, 17-20, 21-25, 26-34, 35-54, 55-134, 135-рейка.

Для предварительной обработки крупномодульных зубчатых колес применяют сборные фрезы с твердосплавными зубьями прямолинейного профиля (см. рис. 6.5.1, б). Зубья вставляются в открытые торцовые пазы базового кольца, закрепленного на корпусе. Конструкция фрезы позволяет производить регулировку положения зубьев при помощи клиньев и винтов. После сборки фреза представляет собой достаточно жесткую конструкцию.

Рис. 6.5.2. Пальцевые модульные фрезы: а – цельная; б – сборная

Пальцевые модульные фрезы (рис. 6.5.2) применяют для обработки крупномодульных колес с косым и прямым зубьями.

В массовом производстве зубчатых колес могут быть использованы зубодолбежные (многорезцовые) головки и протяжки. Специальный многозубый инструмент, работающий по методу копирования, позволяет обеспечить высокие производительность и качество обработки.

Зубодолбежные (многорезцовые) головки и протяжки предназначаются для нарезания зубьев лишь на одном определенном колесе; они работают на специальных станках или при использовании специальных приспособлений.

Инструменты, работающие по методу обкатки При нарезании прямых и винтовых зубьев цилиндрических колес по

методу обкатки используют зуборезные долбяки, зуборезные гребенки и

74

червячные модульные фрезы. В процессе нарезания зубьев центроида (являющаяся начальной окружностью у долбяка и начальной прямой у гребенки и червячной фрезы) обкатывается по начальной окружности нарезаемого колеса, а режущие кромки зубьев инструмента образуют боковые стороны зубьев колеса и дно впадины между ними. В результате, независимо от вида режущего инструмента, получают зубчатые колеса с одинаковым профилем зубьев.

Зуборезный долбяк представляет собой колесо с эвольвентными зубьями, имеющими режущие кромки, передние и задние углы. Долбяки применяют для нарезания прямозубых, косозубых и шевронных колес наружного и внутреннего зацепления. По методу закрепления на станке различают долбяки дисковые, хвостовые, чашечные и втулочные Изготовляют долбяки в основном из быстрорежущей стали.

На рис. 6.5.3, а показана конструкция дискового долбяка для нарезания зубьев колес с наружным и внутренним зацеплением. Передняя поверхность долбяка делается конической. Образующийся на наибольшем диаметре передний угол равен 5°. Задний угол В на вершине зуба получается при шлифовании наружного диаметра Dе долбяка на конус. Обычно

В=6...7 .

Рис. 6.5.3. Дисковые долбяки: а – прямозубый; б – косозубый

На рис. 6.5.3, б показан дисковый косозубый долбяк, представляющий собой косозубое колесо, зубья которого имеют режущие кромки, передние и задние углы. Винтовые линии зубьев долбяка и зубьев нарезаемого колеса противоположны по направлению.

Зуборезная гребенка представляет собой зубчатую рейку, зубьям которой сообщают передние и задние углы (рис. 6.5.4). По конструкции различают гребенки прямозубые, предназначенные для нарезания колес с

75

прямыми зубьями, и косозубые – для нарезания колес с винтовыми и шевронными зубьями.

Рис. 6.5.4. Зуборезная гребенка

Гребенки обычно изготовляются сборными: режущая часть делается из быстрорежущей стали, а корпус – из конструкционной.

Червячная зуборезная фреза (рис. 6.5.5) представляет собой червяк, превращенный в режущий инструмент путем перерезания канавками и затылования его витков с образованием соответственно переднего и заднего углов на каждом зубе фрезы. Инструмент состоит как бы из ряда зуборезных гребенок, расположенных по цилиндру с осевым смещением.

Рис. 6.5.5. Зуборезная червячная фреза

Стандартные фрезы этого типа изготовляют на базе так называемого конволютного червяка. В нормальном сечении к направлению витков червяка инструмент имеет прямолинейный профиль исходной зубчатой рейки,

76

т. е. профиль фрезы не зависит от числа и угла наклона зубьев нарезаемого колеса.

Рис. 6.5.6. Зубострогальный резец

Зубострогальный резец (рис. 6.5.6) имеет призматическую форму с соответствующими углами заточки и прямолинейной режущей кромкой. Передний и задний углы образуются при установке резца в резцедержателе станка. Эти резцы применяют попарно для нарезания конических зубчатых колес с прямыми зубьями.

Раздел № 7. ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ

План тем раздела:

7.1.Назначение и виды обрабатываемых поверхностей

7.2.Круглошлифовальные станки

7.3.Внутришлифовальные станки

7.4.Бесцентровые круглошлифовальные станки

7.5.Плоскошлифовальные станки

7.6.Специализированные и заточные станки

7.7.Абразивный режущий инструмент

7.1. Назначение и виды обрабатываемых поверхностей

Шлифовальные станки используют для чистовой обработки деталей с целью получения точных размеров и чистых поверхностей. В большинстве случаев заготовки на шлифовальные станки поступают после термической обработки, имея незначительный припуск, оставленный на предыдущих операциях. Однако нередки случаи, когда заготовки предварительной обработке не подвергаются, поэтому и обдирочные, и чистовые операции производят на шлифовальных станках.

В зависимости от видов шлифования, которое бывает плоским, круглым наружным и внутренним, бесцентровым наружным и внутренним, основными типами шлифовальных станков общего назначения являются: а)

77

круглошлифовальные центровые и бесцентровые; б) внутришлифовальные; в) плоскошлифовальные станки.

Круглошлифовальные станки предназначены для шлифования наружных цилиндрических, конических, а также торцовых поверхностей.

Внутришлифовальные станки предназначены для шлифования отверстий цилиндрической и конической формы.

Плоскошлифовальные станки шлифуют плоские поверхности.

В машиностроении применяют также специальные шлифовальные и заточные станки. Рассмотрим некоторые из них.

7.2. Круглошлифовальные станки

Конструкции круглошлифовальных станков и их компоновка подчиняются основным схемам шлифования. Круглошлифовальный станок состоит из следующих основных узлов (рис. 7.2.1): станины 1, стола 2, передней бабки 3 с коробкой скоростей, шлифовальной бабки 4, задней бабки 5, привода стола 6.

Рис. 7.2.1. Круглошлифовальный станок

Эти станки разделяют на простые, универсальные и врезные. На универсальных станках каждую из бабок можно повернуть на определенный угол вокруг вертикальной оси и закрепить для последующей работы. Простые станки снабжены неповоротными бабками. У врезных станков отсутствует продольная подача стола, а процесс шлифования ведется по всей длине заготовки широким абразивным кругом с поперечной подачей.

78

Возвратно-поступательное перемещение стола для продольной подачи производится с помощью гидроцилиндра и поршня. Круговую подачу SКР заготовки обеспечивает специальный электродвигатель. Шлифовальный круг вращается с помощью клиноременной передачи. Когда круг износится и диаметр его уменьшится, используют другую пару шкивов и скорость резания увеличится.

Наибольшее распространение получили методы шлифования на центрах. Для повышения точности обработки центры устанавливают неподвижно. Круговая подача заготовки обеспечивается за счет поводкового устройства. Возможно консольное закрепление заготовок в кулачковых патронах.

Возможности круглошлифовальных станков довольно широки: на них ведут обработку наружных цилиндрических, конических, торцовых и фасонных поверхностей. Шлифование может осуществляться с продольной, поперечной, а иногда и наклонной подачами периферией, торцом или фасонной поверхностью круга. Станки, предназначенные для одновременной обработки торца и цилиндра, называют торцекруглошлифовальными. Они мало отличаются по виду от круглошлифовальных станков, но имеют наклонную подачу.

7.3. Внутришлифовальные станки

На внутришлифовальных станках возможно шлифование сквозных, несквозных (глухих), конических и фасонных отверстий. Диаметр шлифовального круга составляет 0,7 – 0,9 диаметра шлифуемого отверстия. Кругу сообщают высокую частоту вращения: она должна быть тем выше, чем меньше диаметр круга.

Все внутришлифовальные станки в зависимости от наличия вращения заготовки разделяют на обычные, у которых заготовка вращается относительно своей оси со скоростью VЗ и планетарные, у которых вокруг оси неподвижной заготовки вращается шпиндель шлифовального круга.

Все узлы внутришлифовального станка (рис. 7.3.1) несет массивная станина 8 с двумя взаимно перпендикулярными направляющими для ручного установочного поперечного перемещения шпиндельной бабки 3 и продольного возвратно-поступательного движения шлифовальной бабки 6. Заготовка 1 устанавливается в патроне на шпинделе шпиндельной бабки и вращается со скоростью VЗ относительно оси шпинделя. Эта ось вместе с бабкой может поворачиваться в горизонтальной плоскости .на угол до 45°, что позволяет шлифовать внутренние конусы. При работе заготовка закрывается щитком 2. Шлифовальный круг 4 шлифовальной бабки получает вращение со скоростью VК от одного из трех сменных шпинделей. Управление гидравлической системой станка ведется с панели 9, а станка с

79

электросхемой – с панели 7. Торцешлифовальное устройство 5 позволяет за один установ обрабатывать торец заготовки.

Рис. 7.3.1. Внутришлифовальный станок

К рабочим движениям относятся VК, VЗ, SПОП и SПРОД, что позволяет вести обработку отверстия и открытого торца заготовки. Поперечная автоматическая подача сообщается кругу от храпового механизма.

Внутришлифовальные круги требуют высокой частоты вращения. В силу этого шпиндельные узлы этих станков выполняют не только с механическим высокооборотным (2600 об/с и выше) приводом, но и с пневматическим. Понятно, что это обусловлено малым диаметром круга.

7.4. Бесцентровые круглошлифовальные станки

Бесцентрово-шлифовальные станки предназначаются для шлифования наружной и внутренней поверхностей тел вращения (подшипниковых колец поршневых пальцев двигателей и компрессоров, втулок и т. п.). Они работают «на проход» при шлифовании гладких цилиндров, или «врезанием» при изготовлении ступенчатых валов, осей и т. п. Наладка станка занимает значительное время. Это обстоятельство в сочетании с весьма высокой производительностью станков позволяет успешно применять их только в условиях крупносерийного и массового производства.

Заготовки на этих станках обрабатывают в незакрепленном состоянии, и для них не требуется центровых отверстий.

На станине 1 бесцентрово-шлифовального станка (рис. 7.4.1) установлены два круга: шлифующий на бабке 2 и ведущий на бабке 4. Каждый из кругов подвергается периодической правке с помощью механизмов 3 и 5. Заготовка вращается на ноже 6 и одновременно контактирует с обоими кругами. Чтобы заготовка перемещалась по ножу с продольной подачей,

80

бабку ведущего круга поворачивают на небольшой угол. Если шлифуют заготовки с уступами, то бабку ведущего круга не поворачивают, а вся она перемещается по направляющим станины с подачей до определенного положения.

Рис. 7.4.1. Бесцентрово-шлифовальный станок

Заготовку устанавливают на нож 6 между двумя кругами – рабочим и ведущим. Эти круги вращаются в одном направлении, но с разными скоростями. Трение между ведущим кругом и заготовкой больше, чем между ней и рабочим кругом. Вследствие этого заготовка увлекается во вращение со скоростью, близкой к окружной скорости ведущего круга.

Перед шлифованием ведущий круг устанавливают наклонно под углом 1 – 7° к оси вращения заготовки. Вектор скорости этого круга разлагается на составляющие и возникает продольная подача SПР. Поэтому заготовка перемещается по ножу вдоль своей оси и может быть прошлифована на всю длину. Такие станки легко автоматизировать, установив наклонный лоток, по которому заготовки будут сползать на нож, проходить процесс шлифования и падать в тару.

7.5. Плоскошлифовальные станки

На плоскошлифовальных станках шлифуют плоские поверхности периферией либо торцом шлифовального круга. В зависимости от этого существует две компоновки плоскошлифовальных станков: с горизонтальным расположением оси вращения шпинделя, и с вертикальным расположением оси вращения шпинделя.