Maszyny do obróbki plastycznej kół zębatych - zastosowanie i właściwości

Frezarki do kół zębatych są używane do wycinania zębów na powierzchniach cylindrycznych lub innych. Zęby są dostępne w różnych wersjach: skośne, proste, spiralne, z zewnętrznym lub wewnętrznym zazębieniem. W ostatnim czasie popularne stały się kształtownice sterowane CNC, które są w stanie wykonywać automatyczną obróbkę według zadanego programu. Przyjrzyjmy się schematowi frezarki górnowrzecionowej oraz cechom, jakie posiadają popularne i typowe modele maszyn.

Treść artykułu:

• 1 Jak to działa i gdzie jest stosowane?
• 2 Cechy charakterystyczne typowego projektu.
• 3 Główne dane techniczne
• 4 Cechy modeli CNC?
• 5 Szczegóły konfiguracji
• 6 Dostarczanie smaru
• 7 Wniosek

Jak to działa i gdzie jest stosowane?

Rozważając budowę maszyny do kształtowania kół zębatych, należy przede wszystkim wziąć pod uwagę jej zastosowanie i zasadę działania. Zakres zastosowań maszyn do kształtowania kół zębatych jest następujący:

• Przy użyciu sprzętu z rozważanej grupy można ostrzyć ściernicę szewronową lub ślimakową z prostymi i skośnymi zębami.
• Możliwości są znacznie zwiększone dzięki wyposażeniu sprzętu w dodatkowe funkcje specjalne. Frezarka może być używana do cięcia kół zębatych i podcinania różnych powierzchni.
• Nowoczesne frezarki do kół zębatych, których wydajność może być bardzo różna, są używane do frezowania kół zębatych o średnicy 12 mm lub większej. Jeżeli konstrukcja wyposażona jest w system napędu rewersyjnego, możliwa jest obróbka detali o zamkniętym kącie szewronowym.
• Hobbing maszyna działa poprzez zainstalowanie shaper jako głównego narzędzia tnącego.

Biorąc pod uwagę maszynę hobbingową, jej przeznaczenie i zastosowanie, skupimy się na zasadzie działania:

• Koło zębate jest sztywno zamocowane.
• Podczas obróbki krawędź tnąca styka się z obrabianym przedmiotem.
• Narzędzie tnące wykonane jest z metalu odpornego na ścieranie, co umożliwia nacinanie zębów na powierzchni obrabianego przedmiotu.

Maszyna do kształtowania kół zębatych, która może być zaprojektowana do różnych zastosowań, działa na zasadzie frezowania. Profil narzędzia tnącego i przedmiotu obrabianego może nie być taki sam, co pozwala na użycie jednego frezu do produkcji różnych części.

Poza tym, typy frezarek mogą się bardzo różnić. Są one bardzo praktyczne i mogą wyprodukować prawie każdą część. Proces wyboru narzędzia tnącego jest następujący:

• Frez i cylindryczny przedmiot obracają się wokół swojej osi, tworząc określone miejsce styku, w którym kształtowany jest ząb.
• Do średnicy obrabianego elementu dobierany jest frez o odpowiedniej liczbie zębów i odpowiednim profilu.

Główne podzespoły frezarek znajdują się na ramie bazowej. Skok narzędzia tnącego zapewnia równomierne docieranie powierzchni bez konieczności ponownego ustawiania przedmiotu obrabianego. Nie jest możliwe ustawienie płyty na wymaganą głębokość zęba, ponieważ opór metalu jest bardzo duży i maszyny nie są w stanie wytrzymać wynikających z tego obciążeń. Wynikiem tego jest deformacja głównych części i narzędzia tnącego oraz przegrzanie zainstalowanego silnika elektrycznego.

Cechy charakterystyczne typowego projektu

Prawie wszystkie nowoczesne frezarki do kół zębatych mają niemal identyczny układ. Główne elementy składowe są następujące:

• Łóżko. Konstrukcja prawie wszystkich maszyn do obróbki metalu posiada łoże, które jest niezbędne do połączenia wszystkich elementów i pochłaniania drgań.
• Maszyna do kształtowania kół zębatych. Schemat działania frezarki zapewnia możliwość dostosowania urządzenia do uzyskania detali o określonych parametrach.
• Wrzeciono. Kształtowanie odbywa się podczas kontaktu narzędzia tnącego z obrabianym przedmiotem. Wrzeciono jest przeznaczone do zamocowania narzędzia skrawającego.
• Stół roboczy. Tokarki posiadają również stół roboczy, który służy do mocowania przedmiotu podczas obróbki.
• Slajdy prowadzące. Rozpatrując urządzenia do kształtowania kół zębatych, należy zwrócić uwagę na fakt, że elementy ruchome są reprezentowane przez prowadnice.
• Gitara, która zapewnia posuw kołowy i promieniowy. Wymienny zestaw przekładni składa się z kół zębatych o różnych średnicach.
• Podpora do gratowania. Jego przeznaczenie jest proste: wspierać i zasilać kształtownik.
• Krzywki wgłębne. Elementy te umożliwiają ustawienie trybu docierania i są na tyle szybkie, że można je zmienić w razie potrzeby.

Należy pamiętać, że zasada działania hobbingu opiera się na czterech obwodach:

• Główny ruch przenoszony na narzędzie skrawające. Główny ruch jest okrężny i otrzymuje moment obrotowy od zainstalowanego silnika elektrycznego.
• Posuw promieniowy może być podawany zarówno na obrabiany przedmiot jak i na narzędzie tnące.
• Posuw okrężny, który jest przekazywany na obrabiany przedmiot.
• Wbieganie.

5M14 jest uważany za przykład tego typu pracy. Podczas przeglądu można zwrócić uwagę na fakt, że główne obroty są przekazywane z głównego silnika elektrycznego. Moment obrotowy, który jest przenoszony na narzędzie tnące lub przedmiot obrabiany, jest przenoszony przez napęd z pasem klinowym. W zestawie znajduje się również przekładnia, która umożliwia sterowanie urządzeniem do cięcia kół zębatych.

Główne parametry techniczne

Przy wyborze maszyny dużą uwagę zwraca się na jej opis. Główne cechy techniczne są następujące:

• Koło może mieć różne średnice. Opcja ta jest wybierana podczas ustawiania urządzenia. Ograniczenie dotyczy zarówno maksymalnej, jak i minimalnej średnicy obrabianego przedmiotu. Od tej wartości zależą główne parametry obróbki.
• Maksymalna szerokość zębów, które mają zostać przycięte. Jest to zależne od rodzaju zamontowanego narzędzia tnącego.
• Zakres modułów, które mają zostać przycięte.
• Biorąc pod uwagę pozycję głównego narzędzia tnącego i możliwość regulacji, można zauważyć, że kąt nachylenia zębów może być różny.
• Wymiary stołu. Ten parametr określa, jak duży element może być obrabiany. Prawidłowość jest dość prosta: im większy stół, tym większy rozmiar obrabiarki i tym większy przedmiot obrabiany.
• Typ zainstalowanego silnika elektrycznego. Układ elektryczny maszyny określa, że obroty są przekazywane z silnika przez siłownik do siłowników. Na rynku dostępne są modele z silnikiem o mocy kilku kilowatów.
• Wielkość urządzenia. Przykładami są waga, długość i szerokość maszyny. Waga jest uważana za ważny parametr ze względu na fakt, że dla tego parametru tworzy się odpowiednią bazę.

Oprócz tego należy wspomnieć o kształtowarce CNC do kół zębatych, która należy do osobnej grupy. Ten typ maszyny może być używany do precyzyjnego frezowania lub frezowania obwiedniowego.

Jakie są cechy modeli CNC?

Obecnie najbardziej rozpowszechnione są modele zasilane przez sterownik numeryczny. Cechy tych maszyn są określone przez następujące punkty:

• Praca maszyny może odbywać się w trybie automatycznym. W tym celu należy ustawić obrabiany przedmiot oraz żądany program.
• Instrukcja obsługi określa możliwość uzyskania części o wysokiej precyzji. Wszystkie elementy są precyzyjnie pozycjonowane względem siebie, a błędy wymiarowe są drastycznie redukowane.
• Istnieją modele, które mogą automatycznie ładować/rozładowywać elementy. Są one instalowane w przenośnikowej linii produkcyjnej, gdzie obrabiany element jest przekazywany z jednego etapu obróbki do następnego.

Maszyna CNC do kształtowania kół zębatych

Model maszyny CNC do kształtowania kół zębatych

Istnieje duża liczba konstrukcji maszyn CNC do kształtowania kół zębatych. Podczas przeglądania arkusza danych należy zwrócić uwagę na to, jaki język programowania lub metoda jest używana. Schemat połączeń modeli CNC jest bardziej złożony niż modeli konwencjonalnych.

Właściwości ustawienia maszyny CNC

Maszyny do obróbki skrawaniem mogą być ustawione na określone tryby pracy. Ich zasada działania określa sposób ustawienia podstawowych parametrów. Poniższe prace mają na celu obróbkę elementów cylindrycznych o różnej konstrukcji:

• Wybrano przekładnie dzielące i posuwowe. Układ kinematyczny zapewnia możliwość wymiany kół zębatych, przy czym powierzchnia cylindryczna jest dzielona na wymaganą liczbę zębów.
• Wybierane są najbardziej odpowiednie krzywki do posuwu promieniowego. Należy pamiętać, że tylko pewna ilość metalu może być usunięta podczas jednego przejścia.
• Dobiera się wymagane obroty i skok dłuta. Należy zwrócić uwagę na fakt, że prędkość skrawania i inne parametry zależą od rodzaju zamontowanego narzędzia skrawającego. W ten sposób materiał trudnościeralny jest bardziej odporny na wysokie temperatury i tarcie.

Wiele wartości jest wybieranych za pomocą specjalnych formuł. Wszystkie wartości bazowe można pobrać z karty katalogowej maszyny do kształtowania kół zębatych. Sam proces wymiany polega na demontażu i montażu bardziej odpowiednich elementów. Należy zaznaczyć, że jest to dość czasochłonne. Dlatego rozważana grupa maszyn CNC do kształtowania kół zębatych jest używana w produkcji wielkoseryjnej, kiedy regulacja jest przeprowadzana dla produkcji dużej partii.

Szczególne cechy zestawu decydują o tym, że może być on wykonywany zarówno przez rzemieślnika, jak i technologa. W tym celu należy szybko uzyskać dostęp do przekładni i krzywek, często po prostu zdejmując pokrywę. Prace te mogą być wykonywane przy użyciu zwykłego zestawu narzędzi.

Dostarczanie smarów

Rozpatrywana metoda obróbki charakteryzuje się zwiększonym zużyciem narzędzi skrawających. W celu osiągnięcia większych prędkości skrawania zwiększa się prędkość i posuw narzędzia. Ta metoda zwiększania wydajności powoduje

• Szybkie zużycie narzędzia. Zwiększenie temperatury materiału krawędzi skrawającej zwiększa plastyczność i zmniejsza opory tarcia. Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie narzędzi skrawających z wysokowytrzymałych stopów.
• Zmiana właściwości materiału obrabianego. Podwyższona temperatura w strefie skrawania powoduje jej sklejanie się, co prowadzi do powstawania zadziorów. Ponadto zmieniają się podstawowe właściwości powstałych w ten sposób przekładni. W niektórych przypadkach może to prowadzić do wad, które czynią przedmiot obrabiany niezdatnym do użytku.
• Jeśli zostaną wybrane niewłaściwe warunki obróbki, cierpi na tym również sama maszyna. Należy pamiętać, że producent podaje maksymalne obciążenie, jakie może być przyłożone do obrabianego przedmiotu podczas docierania.

Klasyczne maszyny do kształtowania kół zębatych wyposażone są w system smarowania olejem. Obwód elektryczny jest często reprezentowany przez oddzielny silnik, który wytwarza ciśnienie w układzie zasilania olejem smarowym. Jest on doprowadzany do strefy skrawania, dzięki czemu zmniejsza siły tarcia i temperaturę powierzchni.

Jako środki smarne mogą być stosowane różnorodne oleje i płyny emulsyjne. Dzięki obfitemu smarowaniu obrabiany przedmiot pozostaje po obróbce pokryty środkiem smarnym. Oczywiście, w większości przypadków będzie on również zasilany olejem, ale utrudnia to transport, załadunek i rozładunek, a także proces instalacji. Dlatego ta metoda chłodzenia strefy cięcia nie jest odpowiednia w niektórych przypadkach.

Wniosek

Rozpatrywany typ maszyny należy do odrębnej grupy urządzeń o wysokim stopniu specjalizacji. Jest to często spotykane w przemyśle maszynowym, ponieważ istnieje wiele różnych przekładni oraz napędów łańcuchowych i pasowych w pojazdach. Większość modeli ma duże rozmiary i wagę, co determinuje specjalne wymagania dotyczące przygotowania podłoża.