7.12 Шлицефрезерные станки

Шлицефрезерные станки предназначены для фрезерования шлицев на валах. Обработка шлицев осуществляется червячными шлицевыми фрезами по методу обката, аналогично нарезанию зубьев на зубофрезерных станках.

В процессе огибания профиль специальной червячной фрезы образует боковые стороны шлицев и «усики», применяемые при центрировании шлицевого соединения по внутреннему диаметру (рис.191, а). На рис. 191, б изображен профиль шлицевой фрезы, когда центрирование происходит по наружному диаметру. Для получения заданного профиля шлицевого вала необходимо главное движение - вращение червячной фрезы и движение обката - перемещение фрезы вдоль заготовки.

Устройство шлицефрезерного станка 5350

Наибольшее распространение в промышленности имеет шлицефрезерный станок 5350, на примере которого разберем конструктивные особенности станков этого типа. Станок предназначен для фрезерования на валах прямобочных и эвольвентных шлицев, а также зубьев валов-шестерен. Фрезерование осуществляется червячной фрезой по методу обката.

На рис.192 показан шлицефрезерный станок 5350А. В направляющих станины 1 перемещается бабка 2, которую можно закреплять в необходимом положении соответственно размерам детали. Заготовку устанавливают в центрах делительной 3 и задней 2 бабки. Фрезерная бабка 4 несет шпиндель 5 червячной фрезы. Она может поворачиваться в вертикальной плоскости для соответствующей установки оси червячной фрезы относительно оси детали на угол подъема винтовой линии фрезы. Фрезерная бабка перемещается относительно детали.

Делительная бабка жестко закреплена на станине и содержит шпиндель изделия с делительной червячной передачей. Шпиндель вращается в подшипниках скольжения. На переднем его конце устанавливается центр с поводковой планшайбой или цанговый зажим, работающий от гидравлического цилиндра, который в этом случае крепится к заднему концу шпинделя. Коробка передач располагается с левой стороны станины и осуществляет передачу движения от главного горизонтального вала на делительную коробку и ходовой винт, от которого перемещается каретка. Фрезерный шпиндель вращается в подшипниках скольжения. Задняя опора размещается в гильзе, которую можно перемешать вдоль оси для использования всей рабочей части фрезы. Оправка фрезы поддерживается съемным кронштейном.

Задняя бабка перемещается по направляющим станины вручную. В корпусе задней бабки имеется пиноль с вращающимся центром. Пиноль перемещается при помощи гидроцилиндра, управляемого краном с рукояткой, выведенной на переднюю стенку задней бабки.

Кинематическая схема станка (рис.193) состоит из следующих кинематических цепей: главного движения, деления и подач.

Цепь главного движения связывает вращение главного электро-двигателя М1 с вращением фрезы по следующей схеме: электродвигатель М1, передача со сменными шкивами D₁ и D₂, зубчатые колеса 16-24-17-68.

Сменные шкивы и электродвигатель обеспечивают частоту вращения фрезы в пределах 80...500 об/мин. Для увеличения плавности вращения фрезы на заднем конце фрезерного шпинделя установлен маховик.

Цепь деления связывает вращение фрезы с вращением заготовки. За 1 оборот однозаходной червячной фрезы заготовка должна повернуться на угол, соответствующий одному зубу нарезаемого шлицевого вала, т. е. па 1/z часть оборота.

Схема делительной цепи: инструмент, зубчатые колеса 68-17-24-16-21-28-30-30-21-21, сменные зубчатые колеса, A, B, C и D, червячная передача 1/27, заготовка.

Уравнение кинематического баланса

Отсюда находим формулу настройки гитары деления

где A, B, C и D- числа зубьев сменных зубчатых колес гитары, z- число зубьев нарезаемого шлицевого вала.

Цепь подачи связывает вращение заготовки с перемещением инструмента от ходового винта 10×1. Одному обороту заготовки соответствует подача S (мм/об).

Схема цепи подачи: заготовка, червячная передача 27/1, сменные зубчатые колеса K, L, M, P и N, цилиндрическая передача 24/54, червячная передача 3/45, ходовой винт.

Уравнение кинематического баланса

Отсюда находим формулу настройки гитары подач

где K, L, M, и N – числа зубьев сменных зубчатых колес гитары подач, S- подача, мм/об. Сменными зубчатыми колесами можно получить 12 значений подачи в пределах 0,63..5,0 мм/об.

Кроме рассмотренных кинематических цепей, участвующих в процессе нарезания шлицев, в станке имеются несколько вспомогательных цепей для ручного перемещения механизмов, например, для поворота фрезерного суппорта, для перемещения фрезерной головки по направляющим салазок (установка фрезы на глубину врезания) и др.