Зубодолбежные станки с ЧПУ для косозубых колес

Основные технические характеристики

Конструктивные особенности

Ось заготовки располагается вертикально, основные конструктивные элементы и узлы - станина, стол, колонна, механизмы подач, шпиндельная бабка и т.д., а также внешняя гидростанция и стружкоуборочный конвейер. Электрошкаф внешний и расположен рядом со станком.

У станка 7 осей, одновременное управление производится по пяти из них. Главное движение в станке обеспечивается сервоприводом, скорость главного движения регулируется бесступенчато. Радиальная подача обеспечивается движением колонны, холостые ходы совершаются с высокой скоростью.  В передней части колонны находится подвижная шпиндельная бабка, осуществляющая настроечное перемещение в осевом направлении, шпиндельный узел располагается внутри нее. Вращение шпинделя задается высокомоментным приводом (ось C2), вращение стола обеспечивает сервопривод (ось C1), от которого движение передается прецизионной червячной передачей, что обеспечивает высокую жесткость и точность как в статике, так и в движении. Шпиндельная бабка перемещается по вертикальным направляющим колонны, что позволяет настраивать рабочее положение долбяка. Перемещение шпиндельной бабки также управляется системой ЧПУ. Длина рабочего хода регулируется автоматически.  

Электронные направляющие позволяют изготавливать как прямозубые, так и косозубые колеса. В процессе нарезания зубьев подобного типа во время рабочего хода необходим дополнительный доворот долбяка, а на холостом ходе должен совершаться аналогичный доворот, но в обратную сторону. Для этого в шпиндельные узлы традиционных зубодолбежных станков устанавливаются специальные спиральные направляющие, которые изготавливаются под конкретный угол наклона зуба нарезаемого колеса. Процесс их установки очень трудоемкий, сопровождается практически полной разборкой шпиндельного узла, и требует условий, соответствующих сборочному участку станкостроительного завода, в результате чего переналадка станка на другой угол наклона зуба непосредственно в цехе является весьма затруднительной, а порой практически невозможной. В станках серии YKW дополнительный доворот инструмента выполняется системой ЧПУ, и необходимость в спиральных направляющих полностью отпадает, что обеспечивает возможность нарезания зубчатых колес с любым углом наклона зуба без какой-либо дополнительной переналадки.

Основные движения в станке:

• главное движение – возвратно-поступательное, обеспечивается сервоприводом (ось Z2);

• окружная подача инструмента (высокомоментный привод, ось C2);

• окружная подача стола (ось C1, сервопривод);

• радиальная подача колонны (ось X, сервопривод);

• вертикальное перемещение шпиндельной бабки (ось Z (Z1), сервопривод);

• настройка рабочего хода (ось Z3, сервопривод);

• отскок инструмента на холостом ходу;

• ускоренное вращение стола;

• отвод инструмента в верхнее положение и остановка.

Особенности конструкции станков:

• Шпиндель, совершая главное движение, перемещается по гидростатическим направляющим, максимальная скорость – до 90 м/мин, что обеспечивает возможность высокоскоростной обработки деталей.

• Для позиционирования оси стола используются прецизионные шпиндельные подшипники с низким сопротивлением и высокой точностью вращательного движения, обеспечивающие максимальную жесткость конструкции и плавность в работе.

• Независимый сервопривод для отскока долбяка на холостом ходу: это движение выполняется при помощи кулачка, и переключение между наружными и внутренними венцами осуществляет гидроцилиндр без участия оператора.

• Перемещение шпинделя в рабочее положение происходит автоматически. Это очень удобно при обработке сдвоенных или блочных колес с венцами разных модулей, так как при закреплении на инструментальной оправке нескольких долбяков можно обработать все зубчатые венцы подобного колеса (причем как наружные, так и внутренние), подводя к ним соответствующий инструмент при неизменном установе заготовки. Также это обеспечивает удобство ориентирования зубьев одного венца относительно другого в процессе их нарезания.

• Величина рабочего хода регулируется автоматически, для этого используется отдельный сервопривод. В процессе настройки масляный цилиндр разжимает пружину на кривошипе, сервопривод устанавливает величину рабочего хода, затем происходит фиксация при помощи пружины. Процесс происходит полностью автоматически и управляется стойкой ЧПУ.

• Автоматическая балансировка кривошипно-шатунного механизма. Главное движение производится за счет вращения диска кривошипно-шатунного механизма, и, так как нагрузка приложена с эксцентриситетом относительно оси его вращения, при вращении на высоких скоростях может возникать резонанс. В станке предусмотрена компенсация несбалансированной массы за счет противовеса на противоположной стороне эксцентрика, осуществляемая в автоматическом режиме.

• Основные элементы конструкции станков, такие как станина, колонна, шпиндельная бабка и т.д., отлиты из высококачественного чугуна, у них толстые стенки, большое количество массивных ребер жесткости, и качество полностью соответствует международным стандартам, принятым для подобных станков с подвижной колонной. Все это гарантирует высокую жесткость и стойкость конструкции к вибрациям, в результате чего обеспечивается точность, надежность и стабильность в работе.

• Все кинематические цепи максимально короткие, для передачи движения используются узлы и компоненты, изготовленные ведущими мировыми производителями. Главное движение обеспечивается прямым высокомоментным приводом, стабильно работающим при высоких нагрузках, что существенно повышает производительность и точность станка. Радиальная подача производится через прецизионную шарико-винтовую пару, обеспечивающую высокую точность позиционирования и повторяемость. Вертикальное перемещение шпиндельной бабки происходит по линейным направляющим со стальными накладками, и движение передается тяжелой прецизионной шарико-винтовой парой. Это решение обеспечивает очень высокую жесткость соединения шпиндельного узла с колонной. При использовании зуборезных долбяков класса АА достигается 6 степень точности нарезанного венца.

• Система управления представляет собой комбинацию стойки ЧПУ Siemens 840Dsl с функцией опережающего чтения программы и сервоприводов Siemens. Это сочетание гарантирует точность в работе и высочайшую производительность. Станки оснащаются системой защиты от перегрузок и скачков напряжения, а также комплексом диагностики неисправностей. В случае возникновения неполадок на экран стойки ЧПУ выводятся соответствующие информационные сообщения с описанием возникшей проблемы, а в аварийной ситуации система безопасности блокирует работу станка и отводит рабочие органы в безопасное положение.

• Гидравлическая система состоит из двух независимых контуров. Первый – гидростатическое давление в направляющих шпинделя и опоре стола, второй – для работы гидроцилиндров. Температура гидравлической жидкости (масла) поддерживается постоянной (30±1°С).

• Система смазки также состоит из двух контуров. Первый – для постоянной принудительной смазки шпиндельных подшипников, механизмов кулачка, стола и т.п. Второй – для периодической централизованной смазки направляющих и шарико-винтовых пар.

• Станок комплектуется внешним электрошкафом, гидравлической станцией, системой смазки и стружкоуборочным конвейером. Конструкция станка и рабочей зоны отличается эргономичностью, при проектировании уделено большое внимание удобству и безопасности эксплуатации и обслуживания.

• ЧПУ обеспечивает простую и удобную работу со станком. Для создания управляющей программы и управления станком на стойке установлена специальная оболочка, в которой оператор задает параметры инструмента, детали, режимы резания и основные технологические аспекты, а настройка станка и управление процессом нарезания колеса стойка осуществляет самостоятельно в автоматическом цикле. Программы обработки можно сохранять и загружать. Также поддерживается параметрическое программирование и полное использование кодов ISO.