Возможности современных станков для обработки спироидных червяков
1. Описание деталей: червяк спироидного редуктора. Спироидные червяки являются деталями типа вал.
2. Анализ обрабатываемых поверхностей:
Спироидный червяк, как правило, подвергается следующим этапам обработки:

1. Черновая обработка. Обработке подлежат все поверхности. Обработка производится на универсальном оборудовании.

2. Чистовая обработка. За счет чистовой обработки формируются все основные и вспомогательные базирующие поверхности. Как правило обработка производится на станках с ЧПУ.

3. Нарезание витков червяка. Нарезание витков производится на станках с ЧПУ;

4. Термообработка.

5. Шлифование. За счет шлифования (круглое шлифование) окончательно формируются основные и вспомогательные базирующие поверхности на универсальных станках;

6. Шлифование витков. Происходит окончательное формирование витков червяка. Как правило, выполняется на универсальных станках.

Так как спироидные червяки (как и все цилиндрические червяки) имеют свои отличительные особенности, наибольший интерес для нас представляют операции по формированию винтовой поверхности. Соответственно, ниже приводится обзор современных станков, обеспечивающих нарезание витка и его шлифование. Операции нарезания витка могут быть представлены на токарно-винторезных станках с ЧПУ, токарных обрабатывающих центрах и многофункциональных станках с ЧПУ. Операции шлифования витков червяка могут быть представлены на резьбо-шлифовальных станках, некоторых круглохлифовальных станках и т.д. Особый интерес представляют станки, которые позволили бы совместить черновую, чистовую обработку и нарезание витка изменяя режимы резания и инструмент - программно. Так же интересны возможности современного оборудования по совмещению токарных и шлифовальных операций (при формировании витков) и представлению их на одной единице оборудования.

Что бы не рассматривать весь размерный ряд станков, необходимо внести ограничения на размер обрабатываемых деталей, опираясь на размеры продукции ООО "Механик". Наибольший диаметр заготовки - 85 мм (червяк ПС 115).

Обзор современного оборудования
1. Обзор станков и обрабатывающих центров токарной группы.

Хар-ка

Название станка

Рабочий диапазон

Кол-во координат

Емкость инструм. магазина

Шпиндель

Точность позиционирования, мкм

Габ. размеры мм

Масса станка, т

Стоимость, млн. руб.

Особенности (дополнительное оснащение)

Макс. диам. заготовки над станиной, мм

Макс. обр-мый диам., мм

Макс. длина (Z) обр-ки, мм

Макс. частота вращения, об/мин

Мощность привода, кВт

Фирма-производитель

Модель

LEADWELL

Т-5

(токарный обрабатывающий центр)

330

136

210

4500

7,5

5/10

1993/1198/1538

2,5

Приводная задняя бабка и дисковая револьверная головка (программируемые перемещения), датчики отсчета линейных перемещений по осям.

PINACHO

Smart-turn6 - 165

(электронный токрный станок)

335

750

4000

5,5

2100/1325/1575

1,6

4,1

Полная автоматизация циклов об-ки, 64 корректора для инструмента, нарезание винт. пов-ти без механических настроек.

ЧПУ

PINACHO

RAYO

335

750

4000

5.5

2300/1720/1575

1.6

4.4

ЧПУ FANUC 3D и конт. гр-ка, редактор профиля, постоянная скорость резания, автоматический резцедержатель

Урал - инструмент - пумори

ACE (Индия)

LT 25 (630) Fanuc 0i TC

545

240

665

50-3000

18,5/22

3475/

1188/

1980

5,5

3,8

ЧПУ

CAK

(Китай)

160

260

5000

IT6-IT7

2100/1640/2145

1,45

ЧПУ

CAK

50j

(Китай)

500

250

600

22-2200

7,5

IT6-IT7

2510/1500/1580

1,8

ЧПУ

3D-визуализация.

CHEVALIER

Fcl - 1028MC

600

260

762

4000

15/18,5

5-10

5700/

3600/

1800

5,7

3,8

ЧПУ, автоматический щуп для обмера инструмента

ОАО "Рязанский станко строительный завод"

Мод.1715

(Токарный обрабатывающий центр)

300

210

180

4500

5,5/7,5

2550/1650/1700

3,5

ЧПУ Sinumerik, 3D визуализация, система координат детали, разрешение ЧПУ 0,1 мкм, противошпиндель, револьверная головка с дополнительной координатой.

Haas (токарно-револьверный центр с ЧПУ)

SL-30THE

762

370

768

5000

3810/

2108/

1880

7,26

3,4

Граф.2D визуализация, макс. мом.407Нм при 700об/мин

OKUMA

ES-10II

520

220

520

50-4200

11/7,5

IT6-IT7

2280/

1970/

2040

4,3

3,8

ЧПУ Предварительное затягивание в механизмах осевой подачи с шарнирным соединением

OKUMA

MULTUS B300

630

900

20 - 5000

(6000-инст. шп.)

15/11

(некруг. - 0,4)

3750/2050/2600

6,3

Исключение столкновений, "онлайн" визуализация. Наличие инструментальной головки с приводом. Возможны изменения основных параметров.

MACHTEK UNIX INC.

ТС-210

(Тайвань)

450

210

420

6000

2420/1550/1675

3,0

4,7

ЧПУ, 3D визуализация.

Gildemeister

СТХ alpha-300

(Германия)

500

200

335

6000

20/15

4160/2500/1810

4,35

ЧПУ Siemens 3D-графика, 3D-симуляция, синхронизация точек с обрабткой, память 1ГБ, банк инструментов-999, банк материалов-64.

На основании обзора современных станков токарной группы, на которых могут быть представлены операции по формированию витков червяка, можно сделать вывод, что современные модели станков с ЧПУ и обрабатывающих центров обладают всеми необходимыми функциями для осуществления необходимых операций. Выбор станка или центра обуславливается в основном достаточным набором необходимых функций и опций. А поскольку практически все из приведенных станков обладают примерно одинаковыми возможностями, то одним из решающих критериев будет являться цена. Предпочтительные станки выделены. Однако стоит заметить, что некоторые многофункциональные станки и обрабатывающие токарные центры, могут представить в принципе весь набор (кроме шлифования) операций, необходимых для изготовления спироидных червяков.

2. Обзор резьбошлифовальных станков

Фирма-изготовитель

Модель

Макс. диам. заготовки над станиной, мм

Макс. обр-мый диам., мм

Макс. длина (Z) обр-ки, мм

Кол-во координат

Емкость инструм. магазина

Характеристики

Вес станка, т

Стоимость

Особенности (дополнительное оборудование)

HOLROYD

TG350E

Модуль 0.1-90мм

Ход винтовой линии 0,1-150мм

Угол наклона ±50°

Анкерное отверстие 152,4 мм

Диаметр круга 400мм

ЧПУ позволяет реализовать все возможные профили

HOLROYD

GTG2

350

750

Модуль 0,1-48мм

Ход винтовой линии 0,1-600 мм

Угол наклона ±90°

Диаметр круга 406 мм

Глубина шлифования 30 мм

Скорость вр-я круга - 1200.7000 об/мин

ЧПУ Обеспечивает все профили, позволяет просчитывать контур обработки за каждый цикл, автоматизированы процессы заправки круга.

DRAKE Manufacturing

GS: TE

150

900

Модуль 0-45мм

Ход винтовой линии 0,1-300мм

Угол наклона ±25°

Подача круга до 125мм/мин

Скорость вр-я круга - 0.2000 об/мин

ЧПУ реализует все профили, заложена база оптимальных режимов и база материалов.

ZHOUZHOU

SB725G

100

270

Модуль 0,1-25м

Ход винтовой линии 0,1-240 мм

Угол наклона ±25°

Диаметр круга 400 мм

ЧПУ

Reishauer

Model US

250

1080

Модуль 0,3-100мм

Ход винтовой линии 0,1-450 мм

Угол наклона ±40°

Число заходов 1-10

Диаметр круга 350 мм

Скорость вр-я круга - 1700.2450 об/мин

4,6

Реализация всех возможных профилей, ЧПУ

Reishauer

RGM 500

Модуль 0,25-44мм

Ход винтовой линии 0,1-375 мм

Угол наклона ±30°

Число заходов 1-16

Диаметр круга 400 мм

Скорость вр-я круга - 1825.2100 об/мин

4,6

ЧПУ, реализация всех возможных профилей.

Klingelnberg

H 35

350

1415

Модуль 0,5-45мм

Ход винтовой линии 0,1-2000 мм

Число витков 1-999

Угол наклона ±60°

Анкерное отверстие 130 мм

Диаметр круга 500 мм

10,3

В памяти станка может храниться до 960 программ, автозаправка круга.

Klingelnberg

H 10

100

900

Глубина шлифования 40 мм

Ход винтовой линии 0-?

Число витков 1-999

Угол наклона ±90°

Анкерное отверстие 58 мм

Диаметр круга 200 мм

Реализация всех возможных профилей

MITSUI SEIKI

GSE-50A

200

750

Глубина шлифования 75 мм

Ход винтовой линии 0,25-600мм

Угол наклона ±45°

Диаметр круга 510 мм

9,5

Реализация всех возможных профилей, автозаправка круга.

Самыми современными и самыми функциональными резьбошлифовальными станками являются приведенные и отмеченные выше. Определяющими требованиями к станкам явились: наличие устройств заправки круга, ЧПУ, обеспечивающая получение различных профилей с различными параметрами. В предлагаемых станках заправка круга осуществляется по программе, что позволяет упростить наладку станка (по сравнению с универсальными станками). Например, для станка фирмы MITSUI SEIKI предусмотрены два варианта ЧП управления заправкой круга: в первом случае положения копира задается 2 координатами (координатой в направлении продольной подачи копира и координатой углового положения копира в фронтальной плоскости), а во втором случае положения копира задается 3 координатами (координатой в направлении продольной подачи копира, координатой углового положения копира в фронтальной плоскости и координатой вращения копира вокруг своей оси). К недостаткам этих станков можно отнести массу и высокую цену.

Общие выводы по работе

1. Станки зарубежных производителей превосходят отечественные станки по многим показателям. Они отличаются меньшими габаритами, меньшей массой, но при этом обеспечивают большие скорости вращения (следовательно, более жесткие режимы резания), точность позиционирования и т.д.

2. Другие преимущества (особенности) зарубежных станков:

· Автоматическое и плавное регулирование скорости вращения.

· быстрое перемещение по осям координат;

· 2D и 3D визуализация и симуляция, возможность "онлайн" отображения процесса, автокоррекция;

· увеличение количества осей за счет использования подвижного контр-шпинделя (противошпинделя), подвижной револьверной головки и еще одной режущей головки (ток. центр), позволило существенно расширить ряд операций возможных на данных станках, сократить время на подвод, отвод, смещение и замену инструмента;

3. Стоимость зарубежных станков выше чем стоимость отечественных.

4. Зарубежные станки отличаются также большой стоимостью и трудностями при заказе и доставке запасных деталей.

5. Отсутствуют отечественные резьбошлифовальные станки такого класса, как Klingelnberg H10 и H35, MITSUI SEIKI GSE-50A.