ТН ВЭД, код 846595 — Станки сверлильные и долбежные

Номинальная сила протягивания, кН……………………………………………..…98

Наибольшая длина рабочего хода салазок, мм……………………………………1600

Диаметр отверстия в планшайбе, мм……………………………………………….100

Скорость рабочего хода, м/мин………………………………………………1,5 – 11,5

Скорость обратного хода, м/мин…………………………………………………20 — 25

Мощность электродвигателя привода гидравлического насоса, кВт………………17

Масса, кг……………………………………………………………………………..6900

В полой части сварной станины 1 коробчатой формы смонтированы основные агрегаты гидравлического привода, являющегося основным для этого вида станков. Слева расположен силовой цилиндр 2. Шток поршня связан с рабочими салазками, которые, перемещаясь в направляющих вдоль оси станка, служат допол­нительной опорой. На конце штока насажена втулка с патроном для закрепления левого конца протяжки 3; правый конец ее за­жат во вспомогательном патроне 4. Приспособление для установки заготовки и сама заготовка упираются в неподвижный корпус 5 станины. Правая часть станины приставная и служит для монтажа устройства автоматического подвода и отвода протяжки. Необходимые движения осуществляются вспомогательным силовым цилиндром, смонтированным в правой части станка. Происходит это следующим образом. При рабочем ходе влево салазки вспомо­гательного патрона 4 сопровождают протяжку до тех пор, пока не коснутся жесткого упора. При этом связь между протяжкой и патроном прерывается подпружиненным кулачком. После этого происходит рабочий ход, осуществляемый силовым цилиндром 2. При обратном ходе задний хвостовик протяжки снова входит во вспомогательный патрон и толкает его вправо в исходное поло­жение.

Станок работает как полуавтомат, но при оснащении его авто­матизированными приспособлениями для подачи заготовки и съема детали может работать в автоматическом цикле и может быть встроен в автоматические линии. Станок используют в круп­носерийном и массовом производстве, а с учетом простои пере­наладки его можно использовать и в единичном и мелкосерийном производстве.

Движение протяжки на станке осуществляется с помощью ги­дропривода, имеющего два насоса. Один из них с подачей 200 л/мин служит для подвода масла в основной (рабочий) гидроцилиндр; другой с подачей 25 л/мин нагнетает масло во вспомогательный гидроцилиндр. Гидропривод позволяет осуществлять три цикла работы: полный, простой и наладочный. При полном цикле при­меняют длинные протяжки (1200—1300 мм) с задним хвостови­ком. Протяжку устанавливают хвостовиком во вспомогательный патрон, получающий движение от штока вспомогательного ци­линдра. Протяжка, поддерживаемая роликом, перемещается к ра­бочему патрону. Патрон захватывает передний хвостовик про­тяжки, перемещает ее вместе со вспомогательным патроном до его раскрытия от копира, осуществляет рабочий и обратный ходы, после которых вспомогательный патрон захватывает задний хво­стовик протяжки, и отводит ее в исходное положение.

При простом цикле применяют короткие протяжки. В этом случае протяжку закрепляют вручную в патроне, смонтированном на салазках, получающих горизонтальное перемещение от основного гидроцилиндра по направляющим станины. Переме­щения вспомогательных салазок при этом цикле не происходит. Наладочный режим используют при наладке станка. Этот ре­жим включает необходимые для подготовки процесса протягива­ния движения инструмента.

Шлифовальные станки предназначены для обработки деталей шлифовальными кругами. На них можно обрабатывать наружные и внутренние цилиндрические, конические и фасонные поверхности и плоскости, разрезать заготовки, шлифовать резьбу и зубья зубчатых колес, затачивать режущий инструмент и т. д. В зависимости от формы шлифуемой поверхности и вида шлифо­вания шлифовальные станки общего назначения подразделяют на круглошлифовальные, бесцентрово-шлифовальные, внутри-шлифовальные, плоскошлифовальные и специальные.

Главным движением у всех шлифовальных станков является вращение шлифовального круга, окружная скорость V_ккоторого измеряется в м/с. Существуют следующие движения подач.

1. Для круглошлифовальных станков (рис. 15.1, а) движение подачи — вращение детали (круговая подача S_кp); возвратно-поступательное движение стола с обрабатываемой деталью (про­дольная подача S1) и поперечное периодическое перемещение шлифовального круга относительно детали (поперечная подача5₂). Круглошлифовальные станки, работающие методом врезания (рис. 15.1, б), имеют поперечную подачу S, и круговую подачу S_кр; кроме того, шлифовальная бабка или стол могут совершать коле­бательное осевое движение с подачей S₂.

2. Для внутришлифовальных станков (рис. 15.1, в) движение подачи — вращение детали (круговая подача S_кр); возвратно-поступательное движение детали или шлифовального круга (про­дольная подача S₁) и периодическое поперечное перемещение бабки шлифовального круга (поперечная подача S₂). Планетар­ные внутришлифовальные станки (рис. 15.1, г) имеют круговую подачу S_кр(вращение оси шлифовального круга относительно оси обрабатываемого отверстия), периодическую поперечную по­дачу S₂,а также продольную подачу S₁.

3. Для плоскошлифовальных станков с прямоугольным столом, работающих периферией круга (рис. 15.1, д), движение подачи — возвратно-поступательное движение стола (продольная подача S),периодическое поперечное перемещение (подача S₁)шлифоваль­ной бабки за один ход стола и периодическое вертикальное пере­мещение шлифовального круга (подача S₂) на толщину срезаемого слоя. Плоскошлифовальные станки с круглым столом (рис. 15.1, е) имеют подачу S₁ шлифовального круга или стола и движение кру­говой подачи S стола. Вертикальное перемещение стола или шлифо­вальной бабки является вертикальной подачей.

4. Для плоскошлифовальных станков с прямоугольным столом, работающих торцом круга (рис. 15.1, ж), движение подачи — продольное перемещение стола (подача S)и периодическое верти­кальное перемещение (подача S)круга на толщину срезаемого слоя. Аналогичные плоскошлифовальные станки с круглым сто­лом (рис. 15.1, з)имеют вращательное движение стола (подача S)и периодическую подачу S₁ круга.

Круглошлифовальные станки предназначены для на­ружного шлифования цилиндрических, конических или торцо­вых поверхностей тел вращения. При обработке на станке детали устанавливают в центрах или закрепляют в патроне. Для обра­ботки на центровых станках необходимо обеспечить вращение шпинделя круга, вращение обрабатываемой заготовки, продоль­ное перемещение стола, непрерывную или периодическую подачу на толщину срезаемого слоя. Детали, длина которых меньше ширины круга, шлифуют без продольного перемещения заготовки методом врезания.

На бесцентрово-шлифовальных станках можно шлифовать наружные и внутренние поверхности цилиндрических дета­лей, не имеющих центровых отверстий. Схема шлифования на бес­центровом круглошлифовальном станке наружной поверхности детали с продольной подачей напроход приведена на рис. 15.6. Деталь 3, поддерживаемая опорной призмой 4, располагается между двумя кругами 1 и 2, из которых шлифовальный 1 снимает припуск с заготовки, а ведущий круг 2 сообщает заготовке вращение (круговую подачу) и продольное перемещение (осевую по­дачу).

Продольная подача сообщается шлифуемой заготовке ведущим кругом в результате установки его под некоторым углом αк оси шлифовального круга или при наклоне опорной призмы на угол α. При обдирочном шли­фовании угол а — 1,5 … 6°, а при чистовом а = 0,5 … 1,5°. В обоих случаях продольную подачу определяют как произ­ведение окружной скорости ведущего круга V₂на синус угла наклона а оси круга или приз­мы:

S_заг = V₂ sin a.

Для обеспечения цилиндричности ось шлифуемой заготовки должна быть выше центров шлифовального и ведущего кругов примерно на 0,15—0,25 диаметра детали, но не более чем на 10— 12 мм (во избежание вибрации).

При шлифовании по методу врезания оси шлифовального и ве­дущего кругов устанавливают параллельно друг другу. Деталь, опирающаяся на призму, только вращается (осевая подача отсут­ствует), а поперечная подача на толщину срезаемого слоя произво­дится перемещением ведущего или шлифующего круга в направ­лении, перпендикулярном к оси обрабатываемой заготовки, точ­ным ходовым винтом.

Для шлифования наружных поверхностей выпускают универ­сальные и специальные бесцентрово-шлифовальные станки. В за­висимости от расположения линии центров кругов бесцентрово-шлифовальные станки бывают с горизонтальным расположением линии центров (рис. 15.7, а), применяемым в большинстве стан­ков средних и малых моделей; с наклонным расположением ли­нии центров (рис. 15.7, б), применяемым в станках крупных мо­делей, предназначенных для обработки крупногабаритных де­талей, а также при обдирочной обработке (угол наклона линии центров в этих станках обычно равен 30°); с вертикальным распо­ложением линии центров (рис. 15.7, в). Эти станки получили ог­раниченное применение.

В зависимости от способа поперечной подачи бесцентрово-шлифовальные станки бывают с перемещением ведущего круга и суппорта с опорной призмой относительно неподвижно закреп­ленной на станке шлифовальной бабки; с перемещением суппорта с опорной призмой и шлифующего круга по отношению к непод­вижно закрепленной на станине бабке ведущего круга; с переме­щением шлифующего и ведущего кругов относительно неподвижно закрепленного на станке суппорта с опорной призмой; подача на толщину срезаемого слоя и компенсация изнашивания шлифоваль­ного круга в этом случае осуществляются перемещением шлифо­вальной бабки; бабка ведущего круга подается только при на­ладке на новый размер детали.

По конструкции привода ведущего круга различают станки со ступенчатым и с бесступенчатым регулированием частоты враще­ния ведущего круга. По методу базирования детали (рис. 15.8) различают станки с базированием на призме и на башмаках. Базирование на башмаках получило распространение при шлифо­вании роликовых дорожек подшипниковых колец.

Внутришлифовальные станки по виду круговой подачи выпускают обычными (простыми) и планетарными. Обычные станки применяют для шлифования отверстий в деталях, которые можно закреплять в патроне и которым можно сообщать враща­тельное движение. Такие станки получили наибольшее распростра­нение. Для шлифования отверстий в тяжелых деталях, а также в деталях несимметричной формы используют планетарные внутришлифовальные станки (см. рис. 15.1, г).

Станок ЗК228В (рис. 15.10) является универсальным внутришлифовальным станком (простым). Он предназначен для шлифо­вания цилиндрических и конических отверстий (диаметром 50— 200 мм и длиной до 200 мм) в мелко- и среднесерийном произ­водстве. На станке предусмотрено торцешлифовальное устройство 11 для обработки с одной установки кругом 8 торца заготовки. Станок состоит из станины 18, на направляющих которой смонтиро­ван стол 17 со шлифовальной бабкой 15, шпинделем и кругом 12. Шлифовальная бабка на столе перемещается по поперечным верх­ним направляющим качения механически или вручную от махо­вика 21. С левой стороны на станине на салазках 5 моста 3 уста­новлена бабка изделия 6 со шпинделем и патроном 10. Бабка из­делия установлена на салазках и имеет установочное поперечное перемещение от винта 4, а также при необходимости может пово­рачиваться на угол для шлифования конических отверстий.

Рис. 15.10. Внутришлифовальный станок 3К228В

Продольное перемещение стола осуществляется от гидропри­вода, расположенного в станине и управляемого рукояткой 20. Вручную в продольном направлении стол перемещается махови­ком 19. Торцешлифовальное устройство, установленное на бабке изделия, может поворачиваться из верхнего положения в рабочее механически или маховиком 7. Ручная подача круга (на вреза­ние) — от маховика 9. Охлаждающая жидкость подается электро­насосом 2 из бака /. Электроаппаратура с пультом управления 14 расположена в электрошкафу 16.

В процессе шлифования вращаются заготовка и шлифовальный круг при одновременном его возвратно-поступательном перемещении вместе со шлифовальной бабкой и столом. Шлифовальной бабке периодически сообщается поперечная подача. Работа торцешлифовального устройства происходит при вращении заго­товки и шлифовального круга и подачей круга вдоль оси. Размер шлифуемого отверстия контролируют на станке или по лимбу 13 механизма поперечной подачи шлифовальной бабки, или по из­мерительному прибору. В этом случае лапка прибора вводится в отверстие и по мере снятия припуска по индикатору можно наблюдать за ходом шлифования и прекратить обработку при достижении размера.

Плоскошлифовальные станки. В зависимости от конструкции различают следующие типы плоскошлифовальных станков: с горизонтальным шпинде­лем, прямоугольным столом и крестовым суппортом; с горизон­тальным шпинделем и прямоугольным столом общего назначения; с вертикальным шпинделем и прямоугольным столом; с горизон­тальным шпинделем и круглым столом; с вертикальным шпинделем и выдвижным круглым столом; с вертикальным шпинделем и круглым столом непрерывного действия; продольно-шлифоваль­ные одностоечные с подвижным столом и с подвижной стойкой; продольно-шлифовальные двухстоечные; двусторонние торцешлифовальные с горизонтальным шпинделем; двусторонние торцешлифовальные с вертикальным шпинделем.

Плоскошлифовальные станки с горизонтальным шпинделем, прямоугольным столом и крестовым суппортом предназначены для шлифования поверхностей периферией круга. В пределах, допускаемых кожухом круга, возможно шлифование торцовых поверхностей. Эти станки применяют в основном в инструмен­тальном производстве.

Плоскошлифовальные станки с прямоугольным столом общего назначения выпускают с горизонтальными и вертикальными шпин­делями. По сравнению со станками с крестовым суппортом станки этой группы имеют повышенную жесткость, оснащены шлифоваль­ными кругами больших размеров и электродвигателями большой мощности. Эти станки обеспечивают высокую производительность и достаточно высокую точность обработки.

По степени автоматизации станки этого типа выпускают в двух исполнениях: неавтоматизированные и полуавтоматы с приборами активного контроля.

Плоскошлифовальные станки с круглым столом и горизонтальным шпинделем выпускают как неавтоматизированными, так и полу автоматизированными.

Притирочные станки. Притирка осуществляется притирами, на поверхность которых наносят мелкозернистый абразивный порошок, смешанный со смазочным материалом или пастой. Притиры могут быть чугунные, стальные, бронзовые, свинцовые из твердых пород дерева и т. п. В качестве абразивного порошка используют наж­дак, электрокорунд, алмазную пыль, карбид кремния и др., а в ка­честве пасты — окись хрома, окись алюминия, крокус, венскую известь и др. Во время притирки абразивный порошок смачивают керосином или скипидаром. На притирку оставляют припуск, при­мерно равный 0,005—0,02 мм.

На притирочных станках (рис. 15.14) можно обрабатывать различные наружные и внутренние поверхности, в том числе и плоские, притирать шейки коленчатых валов, кулачки распреде­лительных валиков, концевые меры, пробки-калибры, зубчатые колеса и т. п. В корпусе станины помещен привод притира 5. Притир 3, соединенный со шпинделем станка, помещенным в колонне 2, получает вращательное движение и перемещение по вертикали.

Притирка деталей осуществляется притирами 3 и 5, между ко­торыми помещен сепаратор 4. Обрабатываемые заготовки свободно помещаются в гнездах сепаратора, который расположен либо экс­центрично относительно осей притиров, либо концентрично. В пер­вом случае сепаратор свободно насажен на ось, которая вращается в направлении притира 5. Во втором случае сепаратор получает колебательное возвратно-поступательное движение от отдельного привода.

Сепараторный диск (рис. 15.15, а) имеет поперечное перемеще­ние для изменения эксцентриситета е его оси относительно оси вращения металлических притиров; это необходимо для обеспече­ния равномерного изнашивания притиров. Примерная относительная траектория заготовки во время обработки показана на рис. 15.15, б.

Хонинговальные станки. Хонингование выполняют специальным инструментом — хонинговальной головкой (хоном), оснащенной мелкозернистыми абразивными брусками. Головка (рис. 15.17) совершает одновре­менно вращательное и возвратно-поступательное движения в неподвижном отверстии.

Хонингованием можно получать высоко­качественную поверхность, а также исправлять некоторые де­фекты отверстий (конусность, овальность и др.). При хонинговании в качестве смазочно-охлаждающей жидкости применяют эмульсию или керосин.

Бруски 4 хонинговальной головки получают радиальное пере­мещение с помощью конусов 2 и 5, насаженных на стержень 5 с вин­товой резьбой и имеющих возможность сближаться или удаляться друг от друга при вращении стержня 3. При сближении конусы 2 и 5 через пальцы 1 раздвигают абразивные бруски 4, а при уда­лении — сдвигают. Таким образом устанавливают бруски на нужный диаметр перед началом обработки. У автоматической хо­нинговальной головки радиальное перемещение брусков 4 для возможности самоустановки в обрабатываемом отверстии произ­водится автоматически, для чего головку соединяют со шпинде­лем станка универсальными шарнирами. После каждого двойного хода головки стержень 3 поворачивается и сближает конусы 2 и 5.

В зависимости от вида обработки хонинговальные станки под­разделяются на станки для хонингования отверстий и наружных поверхностей, а по расположению и числу шпинделей — на верти­кальные и горизонтальные, одно- и многошпиндельные.

Вращение шпинделя у хонинговальных станков (рис. 15.18) осуществляется обычно от электродвигателя через механическую коробку скоростей. Возвратно-поступательное перемещение шпин­деля у вертикальных хонинговальных станков обычно произ­водится с помощью гидравлического привода. В горизонтальных станках для этого используют электромеханический или гидравлический привод.

Станки для суперфиниширования. Суперфиниширование применяют для обработки на­ружных и внутренних цилиндрических поверхностей. Суперфи­ниширование производят абразивными брусками, совершающими колебательные возвратно-поступательные движения с большой частотой и малым ходом по поверхности вращающейся заготовки (рис.. 15.19). Мягкие, мелкозернистые абразивные бруски во время работы прижимаются к обрабатываемой поверхности пружинами или гидравлическим устройством. При суперфинишировании в ка­честве смазочно-охлаждающей жидкости применяют смесь керо­сина с маслом. Припуск на обработку не оставляют, поскольку процесс заключается в снятии микронеровностей, оставшихся от предыдущей обработки. Процесс снятия металла автоматически прекращается при удалении гребешков и увеличении площади соприкосновения брусков с основной поверхностью детали, когда сила прижима оказывается недостаточной для разрыва масляной пленки на поверхности детали.

На станке для суперфиниширования цилиндрических поверх­ностей деталей колеблящимися брусками (рис. 15.20) заготовку устанавливают в центрах между передней 1 и задней 4 бабками.

Заготовка получает вращение от поводкового патрона 2, как и на обычном токарном станке. Абразивные бруски крепят в специаль­ных державках 3, которые получают осевое возвратно-поступа­тельное движение по обрабатываемой поверхности. Движение осу­ществляется с помощью гидропривода, служащего также для под­вода брусков к заготовке и легкого прижима их к ее поверхности. Колебательное движение бруски получают по специальным на­правляющим от отдельного электродвигателя посредством экс­центрика.

Скорость вращения детали составляет 2—20 м/мин, продоль­ная подача 0,1—0,15 мм/об, а число колебательных движений бру­сков в минуту 500—1800.

Зубообрабатывающий станок –металлорежущий станок для обработки зубчатых колёс, звездочек, червяков и зубчатых реек. По принятой классификации эти станки относятся к 5 группе (первая цифра в обозначении модели) — зубо- и резьбообрабатывающие станки. Вторая цифра указывает тип станка: 1 — зубодолбежные станки для цилиндрических колес; 2 — зуборезные станки для конических колес; 3 — зубофрезерные станки для цилиндрических колес, 4 — зубофрезерные станки для нарезания червячных колес; 5 — станки для обработки торцов зубьев колес; 6 — резьбофрезерные станки; 7 — зубоотделочные и обкатные станки; 8 — зубо- и резьбошлифовальные станки, 9 — разные зубо- и резьбообрабатвающие станки.

Специальные станки обозначают, как правило, условными заводскими номерами. Этот шифр станка не дает конкретных сведений о нем, следовательно, необходима дополнительная информация. Она обычно изложена в паспорте станка.

Зубообрабатывающие станки весьма разнообразны. Это разнообразие обусловлено различными методами образования профиля зуба.

В зависимости от метода образования профиля зуба нарезание цилиндрических зубчатых колес осуществляют либо методом копирования, либо методом обкатки.

Метод копирования. При нарезании методом копирования каждая впадина между зубьями на заготовке обрабатывается инструментом, имеющим форму, полностью соответствующую профилю впадины колеса Инструментом в этом случае обычно являются фасонные дисковые и пальцевые фрезы. Обработку производят на фрезерных станках с применением делительных головок.

Для получения теоретически точного профиля зуба при обработке каждого зубчатого колеса с определенным числом зубьев и модулем необходимо иметь специальную фрезу. Это требует большого числа фрез, поэтому обычно используют наборы из восьми дисковых фасонных фрез для каждого модуля зубьев, а для более точной обработки — набор из 15 или 26 фрез. Каждая фреза набора предназначена для обработки зубчатых колес с числом зубьев в определенных пределах, но ее размеры рассчитывают по наименьшему числу зубьев этого интервала, поэтому при обработке колес с большим числом зубьев фреза срезает лишний материал. Если бы расчет вели по среднему числу зубьев данного интервала, то при фрезеровании колес меньшего диаметра их зубья получились бы утолщенными, что привело бы к заклиниванию колес при работе.

Из сказанного следует, что метод нарезания зубчатых колес фасонными дисковыми и пальцевыми фрезами недостаточно точен и, кроме того, малопроизводителен, так как много времени затрачивается на процесс деления. Поэтому этот метод применяют сравнительно редко, чаще в ремонтных цехах, а также для черновых операций. В настоящее время зубчатые колеса нарезают в основном методом обкатки.

Метод обкатки обеспечивает высокую производительность, большую точность нарезаемых колес, а также возможность нарезания колес с различным числом зубьев одного модуля одним и тем же инструментом. При образовании профилей зубьев методом обкатки режущие кромки инструмента, перемещаясь, занимают относительно профилей зубьев колес ряд последовательных положений, взаимно обкатываясь; при этом инструмент и заготовка воспроизводят движение, соответствующее их зацеплению. Из инструментов, используемых для нарезания цилиндрических зубчатых колес методом обкатки, наибольшее распространение получили долбяки и червячные фрезы.

Наряду с указанными методами для производства цилиндрических зубчатых колес применяют также следующие высокопроизводительные методы обработки: а) одновременное долбление всех впадин зубьев заготовки специальными многорезцовыми головками; в таких головках число резцов равно числу впадин на обрабатываемом колесе, а форма режущих кромок является точной копией профилей впадин зубьев; б) протягивание зубьев колес; в) образование зубьев без снятия стружки волочением или накаткой; г) холодную и горячую прокатку зубьев; д) прессование зубчатых колес (из синтетических материалов).

Наиболее универсальными и широко внедренными в производство зубчатых колес способами зубообработки на протяжении многих лет являются зубофрезерование и обкаточное зубодолбление. Зубофрезерование представляет собой непрерывный процесс, что обуславливает его повышенную производительность.

Разновидности зубообрабатывающих станков. Зубообраба-тывающие станки можно классифицировать по следующим признакам:

а) по назначению — станки для обработки цилиндрических колес с прямыми и винтовыми зубьями; станки для нарезания конических колес с прямыми и криволинейными зубьями; станки для нарезания червячных и шевронных колес, зубчатых реек; специальные зубообрабатывающие станки (зубозакругляющие, притирочные, обкаточные и др.);

б) по виду обработки и инструмента — зубодолбежные, зубофрезерные, зубострогальные, зубопротяжные, зубошевинговальные, зубошлифовальные и др.;

в) по точности обработки — станки для предварительного нарезания зубьев, для чистовой обработки и для доводки рабочих поверхностей зубьев.

На зубообрабатывающих станках осуществляют: черновую обработку зубьев, чистовую обработку зубьев, приработку зубчатых колёс, доводку зубьев, закругление торцов зубьев.

Наиболее универсальными и широко внедренными в производство зубчатых колес способами зубообработки на протяжении многих лет являются зубофрезерование и обкаточное зубодолбление. Зубофрезерование представляет собой непрерывный процесс, что обуславливает его повышенную производительность.

На зубофрезерных станках нарезают цилиндрические прямозубые, косозубые и с шевронными зубьями колёса, червячные зубчатые колёса. Наиболее распространённые в промышленности вертикальные зубофрезерные станки выпускаются с подвижным столом и неподвижной стойкой и с подвижной стойкой и неподвижным столом (рис. 1). Конструктивно станок состоит из следующих основных узлов: станины А, на которой закреплена стойка B. По стойке перемещается фрезерный суппорт Г, несуўій обрабатываюўій інструмент – фрезу. Стол E движется по горизонтальным направляющим станины. Узел Д поддерживает верхний конец оправки с установленными на ней заготовками. Коробка скоростей Ж расположена в станине, а в суппортной стойке — коробка подач Б. При обработке заготовок на станке осуществляется главное движение — вращение фрезы. При нарезании зубчатых колёс заготовка жестко связана с делительным червячным колесом, получающим вращение от делительного червяка, который сменными зубчатыми колёсами кинематически связан с червячной фрезой. Соотношение частоты вращения червячной фрезы и заготовки определяется передаточным отношением набора сменных зубчатых колёс.

Наиболее широко применяются зубофрезерные станки, обеспечивающие нарезание зубчатых колёс с модулем от 0,05 до 10 мм и диаметром от 2 до 750 мм.

На зубодолбёжных станках нарезают цилиндрические зубчатые колёса наружного и внутреннего зацепления с прямыми и косыми зубьями, блоки зубчатых колёс, колёса с буртами, зубчатые секторы, шлицевые валики, зубчатые рейки, храповые колёса и т.п. При нарезании блочных колес и колес с буртами, колес с внутренними зубьями, зубчатых секторов обработка зубодолблением является единственно возможным методом обработки.

Обычно нарезание производится методом обкатки, реже — методом копирования. Наибольшее применение в промышленности имеют вертикальные зубодолбёжные станки (рис. 2). Режущим инструментом является долбяк, который движется возвратно-поступательно параллельно оси заготовки. Главное (рабочее) движение — V_p, при обратном (холостом) ходе V_x резание не совершается. Движение круговой подачи S_вр осуществляют, сообщая вращательное движение и долбяку, и заготовке в направлениях V₁ и V₂с тем, чтобы они вращались так, как вращались бы, будучи в зацеплении, два зубчатых колеса. Для этого долбяк и заготовку соединяют жёсткой кинематической цепью со сменными зубчатыми колёсами и реверсивным устройством. При долблении зубьев колёс с наружным зацеплением направление вращения долбяка противоположно направлению вращения заготовки, а при долблении колёс с внутренним зацеплением эти направления совпадают. Шевронные зубчатые колёса обычно нарезают на горизонтальных зубодолбёжных станках поочерёдно работающими долбяками с косыми зубьями правого и левого направления. Наиболее распространены зубодолбёжные станки для нарезания зубчатых колёс с модулем от 0,2 до 6 мм и диаметром от 15 до 500 мм; для нарезания зубчатых колёс с модулем от 8 до 12 мм, диаметром от 800 до 1600 мм. Обработка по методу копирования осуществляется одновременным долблением всех впадин зубчатого колеса фасонными зуборезными головками (рис. 3). Принцип действия таких головок состоит в том, что фасонные резцы, число которых соответствует числу впадин (зубьев) обрабатываемого зубчатого колеса, укрепленные в головке, производят одновременно (за один проход) долбление всех впадин, после чего разводящее кольцо отводит резцы.

На зубострогальных станках (рис. 4) обрабатывают конические зубчатые колёса с прямыми зубьями по методу обкатки одним или чаще двумя резцами. На этих станках воспроизводится зацепление нарезаемого зубчатого колеса с воображаемым плоским производящим зубчатым колесом; при этом два зуба последнего представляют собой зубострогальные резцы, совершающие возвратно-поступательное движение. Таким образом, боковые поверхности каждого из зубьев нарезаемого зубчатого колеса формируются в результате движения резцов и обработки находящихся в зацеплении плоского и нарезаемого зубчатых колёс. Процесс нарезания зубьев происходит при движении резцов к вершине конуса заготовки, а обратный ход является холостым (в этот период резцы отводятся от заготовки). Нарезание конических зубчатых колёс с круговыми зубьями осуществляется методом обкатки на специальных станках с применением зуборезной резцовой головки, представляющей собой диск с вставленными по его периферии резцами, обрабатывающими профиль зуба с двух сторон (первая половина резцов обрабатывает одну сторону, вторая половина — другую). Наиболее распространены зубострогальные станки для нарезания конических зубчатых колёс с модулем от 2,5 до 25 мм и длиной зуба от 20 до 285 мм, для чернового нарезания и чистовой обработки крупногабаритных конических прямозубых колёс с модулем до 16 мм, для чернового и чистового нарезания конических колёс с винтовыми зубьями с модулем до 25 мм.

Зубошевингование (бреющее резание) производится на зубошевинговальных станках. Основано на взаимном скольжении находящихся в зацеплении зубьев инструмента и обрабатываемого зубчатого колеса при встречном движении (рис. 5). По направлению подачи различают три метода зубошевингования: параллельный, диагональный и касательный. Инструментом является шевер — дисковый, реечный и червячный. Первые два типа — для обработки цилиндрических зубчатых колёс, последний — для червячных.

На зубошлифовальных станках производят обработку зубчатых колёс обкаткой и профильным копированием при помощи фасонного шлифовального круга (рис. 6, а). По исполнению различают зубошлифовальные станки с вертикальным и горизонтальным расположением обрабатываемого зубчатого колеса. В процессе шлифования методом обкатки воспроизводят зубчатое зацепление пары рейка — зубчатое колесо (рис. 6, б, в), в котором инструментом является шлифовальный круг (или круги), имитирующий рейку. Шлифовальные круги совершают вращательное и возвратно-поступательное движения; последнее — аналогично воображаемой производящей рейке. Обкатываясь по поворачивающемуся (в обе стороны) обрабатываемому зубчатому колесу, шлифовальные круги своими торцами шлифуют поверхности зубьев. По методу обкатки работают также станки с использованием в качестве инструмента абразивного червяка (рис. 6, г).

На зубохонинговальных станках осуществляют обработку прямозубых и косозубых колёс с модулем 1,25—6 мм, а также зубчатых колёс с фланкированными и бочкообразными зубьями для уменьшения шероховатости поверхности профиля зубьев. Зубохонингование производят на станке, аналогичном шевинговальному, при скрещивающихся осях инструмента (зубчатого хона) и обрабатываемого зубчатого колеса, но не имеющем механизма радиальной подачи. Устанавливаемое в центрах станка зубчатое колесо совершает, кроме вращательного (реверсируемого), также и возвратно-поступательное движение вдоль своей оси. Зубчатый хон представляет собой зубчатое колесо с геликоидальным профилем, изготовленное из пластмассы и шаржированное абразивным порошком, зернистость которого выбирается в зависимости от величины припуска (0,025—0,05 мм) и требований к шероховатости поверхности. Зубохонингование производят при постоянном давлении между зубьями обрабатываемого зубчатого колеса и хона («в распор») или при их беззазорном зацеплении, при постоянном межцентровом расстоянии. Первый способ обеспечивает изготовление зубчатых колёс более высокой точности. Необходимым условием зубохонингования является обильное охлаждение и эффективное удаление металлической пыли с обрабатываемой поверхности.

На зубопритирочных станках после термической обработки зубчатых колёс производят операцию зубопритирки. Инструментом служат притиры — чугунные зубчатые колёса, находящиеся в зацеплении с обрабатываемым зубчатым колесом. Притиры смазывают смесью мелкого абразивного порошка с маслом. Обрабатываемое зубчатое колесо (рис.7) обкатывают тремя притирами. Оси притиров со спиральными или прямыми зубьями наклонены к оси обрабатывающего зубчатого колеса; ось третьего притира параллельна оси обрабатываемого зубчатого колеса и вращается попеременно в разных направлениях для обеспечения равномерной обработки зуба с обеих сторон. Притиры также совершают возвратно-поступательное движение в осевом направлении на длине около 25 мм.

На зубообкаточных станках обрабатывают незакалённые зубчатые колёса в масляной среде без абразивного порошка. Обрабатываемое колесо работает в паре с одним или несколькими закалёнными колёсами-эталонами, изготовленными с высокой точностью. В результате давления зубьев колёс-эталонов в процессе обкатывания и возникающего при этом наклёпа на поверхностях обрабатываемых зубьев сглаживаются неровности. Этот способ отделки применим лишь для зубчатых колёс, не требующих высокой точности, а также не подвергающихся термической обработке.

На зубозакругляющих станках обрабатывают зубья пальцевой конической фрезой, вращающейся и совершающей возвратно-поступательное движение. За один двойной ход фрезы зубчатое колесо поворачивается на один угловой шаг. Перемещение инструмента вдоль зуба (рис. 8) осуществляется под действием вращающегося фасонного кулачка. На станках осуществляют закругление прямых и косых зубьев зубчатых колёс наружного и внутреннего зацепления диаметром до 320 мм, а также снимают фаски и заусенцы с торцов зубьев после их нарезки. Во время работы ось инструмента находится в вертикальном положении, а заготовка наклонена к этой оси под углом 30—45°. Станок работает по автоматическому циклу: быстрый подвод инструмента к заготовке, рабочая подача и возврат инструмента в исходное положение. Заготовка закрепляется в приспособлении на оправке.

Рис. 1. Зубофрезерный станок.

Рис. 2. Принципиальная схема работы вертикального зубодолбёжного станка.

Рис. 3. Нарезание зубьев фасонной зуборезной головкой.

Рис. 4a. Зубострогальный станок. Общий вид.

Рис. 4б. Зубострогальный станок. Схема нарезания зубьев на коническом зубчатом колесе: 1 — обрабатываемое зубчатое колесо; 2 — производящее зубчатое колесо; 3 — зубострогальные резцы производящего колеса.

Рис. 5. Схемы шевингования цилиндрических зубчатых колёс: а — реечным шевером; б — дисковым шевером.

Рис. 6. Схемы зубошлифования: а — по методу профильного копирования фасонным шлифовальным кругом; б — по методу обкатки двумя тарельчатыми шлифовальными кругами; в — по методу обкатки одним дисковым шлифовальным кругом, имеющим профиль зуба рейки; г — по методу обкатки абразивным червяком; V_u и V_g — скорости вращения соответственно инструмента (шлифовального круга) и детали (зубчатого колеса); S — поперечная подача шлифовального круга; V₂ — скорость возвратно-поступательного движения шлифовальных кругов.

Рис. 7. Схема притирки зубчатых колёс: 1, 2, 4 — притиры; 3 — обрабатываемое колесо.

Рис. 8. Схемы зубозакругления наружных (а) и внутренних (б) зубьев.

Агрегатные станки

Агрегатный станок, специальный металлорежущий станок, построенный на базе нормализованных кинематически не связанных между собой узлов (агрегатов). Эти силовые узлы имеют индивидуальные приводы, а взаимозависимость и последовательность их движения задаётся единой системой управления. Независимая работа узлов станка даёт возможность создать рациональный ряд типоразмеров и унифицировать их конструкцию. Агрегатные станки наиболее распространены при механической обработке, когда деталь остаётся неподвижной, а движение сообщается режущему инструменту. При этом допускается значительная концентрация операций, т. к. можно вести механическую обработку детали одновременно многими инструментами с нескольких сторон. Поскольку на агрегатных станках производится обработка одной или нескольких деталей, они применяются главным образом на заводах массового производства. Чаще всего на них обрабатывают корпусные детали и валы, которые в процессе обработки остаются неподвижными.

Нормализованные узлы агрегатных станков (станины, силовые головки и столы, шпиндельные коробки, элементы гидропривода и т. д.) имеют разновидности как по своей конструкции, так и по типоразмерам, что вызвано условиями компоновки станка, его размерами, характером обработки и т. д.

Специальные узлы (зажимные приспособления и кондукторы, которые проектируются в зависимости от конфигурации обрабатываемой детали, ее размеров и т. п.) также имеют отдельные нормализованные элементы: эксцентрики и ручки для быстро­действующих эксцентриковых зажимов, пневмоцилиндры, штоки, пневмораспределительные устройства для автоматического зажима и отжима обрабатываемых заготовок, патроны для за­крепления инструмента, кондукторные втулки и т.п. Применение нормализованных элементов в конструкциях элементов в конструкциях агрегатных станков сокращает сроки их проектирования, облегчает процесс производства, дает возможность широко унифицировать детали и упрощать технологию их изготовления, а также позволяет создавать самые разнообразные компоновки агрегатных станков с минимальным числом оригинальных элементов.

Агрегатные станки компонуют по различным схемам. Типовые компоновки однопозиционных агрегатных станков, в которых детали обрабатывают в одном положении с закреплением их в стационарном приспособлении 1, показаны на рис. 17.1. Различия станков в том, что обработка на них ведется с одной (рис. 17.1, а), двух (рис. 17.1, б, в) и трех сторон (рис. 17.1, г—ж) силовыми головками 2. Станки такого типа применяют для многосторонней обработки крупных деталей.

Многопозиционные станки проектируют для деталей, поверхности которых необходимо обрабатывать за несколько переходов, причем эти поверхности расположены в различных плоскостях. Типовые компоновки таких агрегатных станков могут быть вертикальными (рис. 17.2, а, в), горизонтальными (рис. 17.2, б, г, е), вертикально-горизонтальными (рис. 17.2, д). На этих станках деталь обрабатывают последовательно с одной, двух и трех сторон на нескольких позициях в приспособлениях 1, установленных на поворотном делительном столе 2. Благодаря этому вспомогательное время, связанное с загрузкой-выгрузкой и зажимом-разжимом обрабатываемой заготовки, совмещается со временем обработки; несовмещенным остается время поворота стола.

Типовая компоновка агрегатного станка с центральной колонной 2 и движением заготовок 4 вокруг нее в горизонтальной плоскости приведена на рис. 17.3. Круговое перемещение заготовок обеспечивает стол 1 карусельного типа. Силовые головки 3 расположены под различными углами к обрабатываемой заготовке.

Ультразвук — упругие волны с частотой колебаний от 20 кГц до 1 ГГц. Для получения ультразвуковых колебаний инструмента чаще всего применяют магнитострикционные преобразователи. Работа ультразвуковых установок основана на использовании способности железа, никеля, кобальта и их сплавов изменять длину под действием электрического или магнитного поля, а при снятии поля восстанавливать первоначальные размеры. Это явление называют магнитострикцией.

Работа ультразвукового станка заключается в следующем. В зону между заготовкой и вибрирующим пуансоном (инструментом), который очень близко подходит к заготовке, но не касается ее, поступает абразивный порошок, находящийся в жидкости во взвешенном состоянии. От воздействия вибратора (преобразователя) абразивные зерна с большой силой ударяются о поверхность заготовки и с большой скоростью выбивают частицы материала (стружку). Одновременно пуансон постепенно опускается в выдолбленное таким способом пространство, и процесс продолжается.

Принцип работы головки магнитострикционного преобразователя (рис. 18.1) заключается в том, что через катушку возбуждения 2 пропускается ток высокой частоты, который создает переменное магнитное поле такой же частоты, действующее на сердечник 1 вибратора. Для лучшего использования магнитострикционных свойств вибратора создают постоянное магнитное поле двумя катушками подмагничивания 4 и ихсердечниками 3. Колебания, возникающие на вибраторе, передаются на трансформатор скорости 6, заключенный между двумя скобами 5, и, усиленные им, сообщаются инструменту 7. Монтажную панель устанавливают на салазки, вместе с которыми она перемещается по направляющим станины.

Универсальный настольный прошивочный ультразвуковой станок 4770 (рис. 18.2) предназначен для обработки деталей из твердых и хрупких материалов: стекла, керамики, полупроводниковых материалов, камня, твердых сплавов и т. п. На станке можно выполнять круглые и фасонные отверстия и полости, вырезать заготовку, гравировать, разрезать и др. Во время работы инструмент колеблется с ультразвуковой частотой в направлении его подачи. Одновременно центробежным насосом под торец инструмента подается абразивная суспензия.

Стол 2 станка имеет координатные установочные перемещения в горизонтальной плоскости по направляющим типа ласточкина хвоста. Ходовые винты снабжены лимбами с ценой деления 0,02 мм. Ползуну 5 вручную сообщают перемещение по шариковым направляющим станины 1 через реечную передачу z1— z2 или механически от регулируемого двухфазного асинхронного элек­тродвигателя 8 через редуктор и реечную передачу.

Электродвигатель работает на заторможенном режиме, развивая крутящийся момент в соответствии с силой подачи инструмента. Ползун вместе с укрепленной на нем головкой уравновешен грузом 11, подвешенным на ленте 10, намотанной на барабан 9 валика привода ручной подачи. Для плавности хода ползуна имеется масля­ный демпфер, цилиндр 4 которого крепят к корпусу каретки 7, а шток 6 — к ползуну. Скорость ползуна регулируется иглой, перекрывающей пропускное отверстие в штоке. Для ускоренного отвода поршня имеется обратный клапан.

Основной частью станка является акустическая головка 3, которая сообщает инструменту колебательное движение. В головке применен двухстержневой никелевый магнитострикционный вибратор (преобразователь).

Техническая характеристика станка:

Диаметр обрабатываемого отверстия, мм 0,5—10

Наибольшая глубина обработки, мм …. (2—5) d

Продольное перемещение стола, мм…………. 80

Ход ползуна, мм …………………………… 100

Перемещение головки по ползуну, мм… 110

Чувствительность механизма подачи, Н (686—980) 10~³

Рабочая частота, кГц ……………………… 18—19

Мощность генератора, кВт…………………….. 0,25.

Основу электроискрового метода обработки металлов составляет процесс электроэрозии металлов. Сущность его заключается в том, что под воздействием коротких искровых разрядов, посылаемых источником электрического тока, металл разрушается. При обработке на электроискровом станке для прошивки отверстий (рис. 18.3, а) заготовку 2 погружают в бак с жидкостью и соединяют с положительным полюсом, выполняющим функции анода. Электрод (инструмент) 4, являющийся катодом, соединяют с отрицательным полюсом и укрепляют на ползуне 5, имеющем вертикальное перемещение по направляющим 6. Заготовка 2, стол 1, на котором ее закрепляют, корпус бака и станина станка электрически соединены между собой и заземлены, так что их электрический потенциал всегда равен нулю. Это необходимо для безопасности работы на станке.

Если, опустив ползун 5, прикоснуться электродом 4 к заготовке 2, то в электрической цепи пойдет электрический ток от отрицательной клеммы 7 генератора Г к положительной клемме 8. В электрическую цепь включен резистор 11. Это катушка из длинной тонкой проволоки. Изменяя сопротивление, можно регулировать силу тока, контролируя ее по амперметру 10.

Для того чтобы получить импульсные разряды, непрерывно следующие друг за другом, между электродом 4 и заготовкой 2 в электрическую схему станка включается конденсаторная батарея 12. Ее включают параллельно заготовке 2 и электроду 4. Если замкнуть выключатель электрической цепи при разведенных электродах станка, то в первый момент стрелка амперметра 10 резко отклонится и постепенно возвратится на 0. Стрелка вольтметра 9, наоборот, плавно отклонится от того значения напряжения, которое создается генератором. Это означает, что произошла зарядка конденсаторов. Теперь можно приблизить электрод к заготовке. Как только расстояние между ними станет небольшим, произойдет электрический разряд. При этом вся энергия, накопленная в конденсаторах, разрядится в промежутке между электродом и заготовкой, и чем больше запас энергии, тем больше будет электрическая эрозия анода (заготовки).

После разряда электрический ток между электродом и деталью исчезнет, так как вся энергия, накопленная в конденсаторах, израсходована, и снова начинается зарядка конденсаторной батареи. Следующий разряд произойдет как только конденсаторы зарядятся. Этот процесс происходит непрерывно, импульсные разряды следуют один за другим до тех пор, пока не закончится обработка.

Во время обработки электрод 4 не должен касаться заготовки иначе произойдет короткое замыкание. Между электродом 4 и заготовкой всегда должен поддерживаться небольшой, так называемый искровой промежуток. Это достигается с помощью различных устройств. Наиболее простое устройство — соленоидный регулятор (рис. 18.3, б). К верхнему концу ползуна 5 прикреплен стальной стержень-сердечник 13, который входит внутрь катушки (соленоида) 14, присоединенной к основной цепи. Присоединение сделано по разным сторонам резистора 11 так, что концы проводов 15 находятся под разными потенциалами.

Когда электрод 4 прикоснется к заготовке, электрическая цепь станка замкнется и в ней потечет электрический ток. Тогда на концах катушки 14 создается разность потенциалов, и в ней также потечет электрический ток. Сердечник 13 намагнитится и втянется в катушку 14, т.е. поднимется, поднимая вместе с собой ползун 5 и электрод 4. Искровой промежуток 3 между электродом 4 и заготовкой 2 восстановится, и основная электрическая цепь окажется разорванной — ток в ней исчезнет. Одновременно исчезнет ток и в катушке соленоида. Сердечник 13 размагнитится, перестанет втягиваться в катушку и под действием собственной массы опустится. Вместе с ним опустятся ползун 5 и электрод 4. Между электродом и заготовкой снова произойдет электрический разряд. По мере углубления отверстия электрод будет опускаться под действием силы тяжести.

Так будет продолжаться, пока идет процесс прошивки отверстия. Соленоидный регулятор автоматически постепенно опускает электрод по мере увеличения глубины отверстия. Если электрод можно сравнить с инструментом, то соленоидный регулятор может быть уподоблен механизму подачи. Электроды, применяемые при электроискровой прошивке, делают из мягкой латуни. Электрод должен иметь профиль, подобный профилю прошиваемого отверстия. Если диаметр отверстия больше 6 мм, то электрод лучше делать пустотелым.

Электроискровой прошивкой удается изготовлять отверстия с криволинейной осью (рис. 18.4). Электрод 2 из латунной проволоки изогнут по дуге окружности, радиус которой равен радиусу закрепления оси отверстия. Электрод укреплен в держателе 3, который может поворачиваться вокруг оси 1. Держатель 3 вокруг оси поворачивается с помощью шнура 4, верхний конец которого прикреплен к соленоидному регулятору. В остальном процесс совершается так же, как и при прошивке отверстий с прямолинейной осью.

Универсальные электроискровые станки обычно имеют вертикальную компоновку (рис. 18.5). Автоматический регулятор подач 7 сообщает вертикальные перемещения электроду-инструменту 8. Ванну 4 с заготовкой 9, установленной на столе 3, можно перемещать в вертикальном направлении с помощью электро­двигателя. Суппорт 5 при обработке отверстий с криволинейной осью поворачивается вокруг горизонтальной оси. Поперечный суппорт 6 перемещается по направляющим продольного суппорта. Продольный суппорт 5 установлен на направляющих 2 станины. Механизмы станка находятся внутри корпуса 1.

Электроискровой метод обработки металлов вытесняется электроимпульсной обработкой. Это объясняется тем, что электроискровая обработка имеет ряд серьезных недостатков: производительность сравнительно низка; износ электрода-инструмента относительно большой (например, износ латунных электродов составляет 25—30 % объема металла, снятого с заготовки), что значительно удорожает этот вид обработки и затрудняет получение необходимой точности. Кроме того, электроискровая обработка требует большого расхода электроэнергии. Электроимпульсный способ обработки металлов не лишен полностью недостатков электроискрового метода, однако является более производительным.

В электрической схеме (рис. 18.6) электроимпульсного станка отсутствуют конденсаторы, которые были нужны в электроискровом станке для получения импульсных разрядов. В электроимпульсном станке импульсные разряды, необходимые для электрической эрозии, создаются (генерируются) в специальном генераторе импульсов. Роль такого генератора импульсов играют преобразователь 1 и селеновый выпрямитель 2. Преобразователь 1 изменяет (преобразует) напряжение и частоту переменного тока; его подключают к заводской сети (напряжение 380 В, частота 50 Гц). На выходных зажимах преобразователя получают ток с более низким напряжением (50 В) и повышенной частотой (490 Гц). Селеновый выпрямитель 2 пропускает ток только в одном направлении. Таким образом, в течение 1 с получают 490 импульсов. При этом между электродом 3 и заготовкой 4 происходят электрические разряды. Заготовке сообщается колебательное движение в направлении подачи, что предохраняет электроды от короткого замыкания.

В отличие от электроискровой обработки при электроимпульсном процессе заготовка соединена с катодом электрической цепи, а инструмент — с анодом. Обработку ведут в жидкой среде (в маслах низкой вязкости: индустриальное 12, трансформаторное, а также в керосине и др.). Электроды изготовляют из меди, алюминия, чугуна, графита и т. д. Процесс электроимпульсной обработки основан на расплавлении малых объемов металла электродов в тех местах, где между ними проскакивают электрические разряды Каждый разряд снимает очень небольшое количество металла, но так как разряды происходят очень часто, один за другим, то общий объем металла достаточно велик. По мере съема металла электрод-инструменту сообщается подача.

Электроимпульсный метод позволяет производить обработку на небольших площадях (до 180 см²) с высокой производительностью (4000 мм³/мин).