Obrabiarki do ślimacznic

Do obróbki ślimacznic można stosować zarówno obrabiarki specjalne, jak i zwykłe frezarki obwiedniowe do kół zębatych. Do obróbki metodą promieniową można wykorzystać właściwie każdą frezarkę obwiedniową. Do metody stycznej potrzebna jest natomiast frezarka, mająca suport narzędziowy o samoczynnym posuwie w kierunku stycznym do stołu. Ponadto potrzebny jest mechanizm różnicowy, który na normalny ruch obrotowy stołu pozwoliłby nałożyć jeszcze dodatkowy ruch obrotowy spowodowany przesuwaniem się narzędzia.

Blokowy schemat układu kinematycznego frezarki obwiedniowej przy frezowaniu ślimacznicy ze stycznym posuwem narzędzia przedstawiono na rysunku.

Schemat frezarki


Przygotowując frezarkę do pracy trzeba zapewnić właściwe prędkości obrotowe i posuw freza oraz prędkości obrotowe stołu. Temu celowi służą koła zmianowe, które trzeba odpowiednio dobrać.

Do obróbki ślimacznic globoidalnych metodą promieniowo-obwodową koła zmianowe układu różnicowego rozłącza się. W pierwszym okresie obróbki posuw promieniowy uzyskuje się dzięki samoczynnemu lub ręcznemu obrotowi śruby pociągowej sań stołu frezarki. W drugim natomiast okresie, tzn. w okresie posuwu obwodowego, trzeba po prostu na jeden z wałków zespołu kół zmianowych mechanizmu różnicowego założyć korbę i za jej pomocą obracać ślimacznicę, zapewniając dosuw obwodowy.

Nowoczesne frezarki obwiedniowe, zarówno zwykłe jak i specjalne, cechować powinna wysoka sztywność korpusu. Ponadto, aby uniknąć odkształceń wywołanych ciepłem wydzielanym w czasie pracy różnych zespołów obrabiarki, dąży się do ich symetrycznego rozmieszczenia na obrabiarce. W przypadku dużych i dokładnych obrabiarek przewiduje się klimatyzację obrabiarki i to zarówno wewnątrz jak i naokoło niej, a nawet klimatyzację jej fundamentów. Olejenie różnych mechanizmów jest tak pomyślane, aby jednocześnie zapewniało wystarczające chłodzenie. Dla dużych obrabiarek stała temperatura, zarówno obrabiarki jak i otoczenia, są nieodzownymi warunkami dokładnych wyników pracy. W pomieszczeniach, w których pracują duże i dokładne frezarki obwiedniowe, należy utrzymywać równomierną temperaturę w granicach 1°C.

Dokładna frezarka obwiedniowa wymaga również starannego wykonania oraz montażu. Szczególnie dotyczy to łożysk oraz wszystkich elementów, decydujących o kinematycznej dokładności frezarki, jak śruby pociągowe, ślimakowy napęd stołu i inne. Ze względu na możliwość wystąpienia w czasie obróbki ślimacznicy zmian w kierunkach działania sił pochodzących od oporów skrawania dąży się do wyeliminowania luzów, zwłaszcza zaś do wyeliminowania luzu w śrubie pociągowej suportu narzędziowego dla stycznego przesuwu freza oraz w ślimakowym napędzie stołu frezarki. Luz między śrubą i nakrętką usuwa się dzięki zastosowaniu dzielonej nakrętki lub dwóch oddzielnych nakrętek oraz urządzenia wyrównawczego. Urządzenie wyrównawcze ma na celu zapewnić, aby jedna nakrętka współpracowała z jednym bokiem zwojów gwintem, a druga nakrętka — z drugim bokiem zwojów. Luz w ślimakowej przekładni stołu usuwa się najczęściej przez zastosowanie ślimaka dwuskokowego.

Dwudzielna slimacznica do napędu stołu freazarki

Innym rozwiązaniem jest dzielona ślimacznica lub napęd dwoma ślimakami z urządzeniem wyrównawczym, tak aby zęby każdego ze ślimaków współpracowały z różnymi strunami zębów ślimacznicy.

Napęd ślimacznicy z dwoma ślimakami

Najtrudniejszym, a jednocześnie najważniejszym zadaniem, jest zapewnienie frezarce obwiedniowej dokładnej przekładni ślimakowej, która napędza stół frezarki. Wszelkie odchyłki wykonawcze tej przekładni, jak mimośrodowość uzębienia czy nierównomierność podziałki, są przenoszone na obrabianą ślimacznicę. W zwykłych warunkach pracy obrabiana ślimacznica jest mniej dokładna od ślimacznicy napędzającej stół frezarki.

Uzyskanie wysokiej dokładności ślimaka nie nastręcza większych trudności. Nawet zwykle szlifierki do ślimaków zapewniają względnie dużą dokładność obróbki. Aby jednak zredukować do minimum łańcuch kinematyczny, który wpływa na dokładność szlifowanego ślimaka, stosowane są szlifierki, które w swoim układzie napędowym mają wymienne wzorcowe śruby pociągowe. Dzięki temu nie mają one żadnych dodatkowych przełożeń. Wzorcowe śruby pociągowe mają taki sam skok jak szlifowany ślimak, pozwalają więc uniknąć dodatkowych kół zębatych oraz związanych z nimi błędów obróbki. Dokładne ślimaki można również wykonywać, wykorzystując liniał korekcyjny, podobnie jak się to robi w tokarkach dla otrzymania dokładnych śrub pociągowych.

Dokładność ślimacznic stosowanych do napędu stołu we frezarkach można zapewnić kilkoma drogami. Najprostszą, ale nie zawsze możliwą drogą, jest budowa tzw. „frezarek-matek" o najwyższej dokładności, stosowanych do produkcji ślimacznic, do produkcji dokładnych frezarek obwiedniowych.

Osiągnięcie wyższej dokładności umożliwiają również odpowiednie rozwiązania konstrukcyjne. Stosuje się więc ślimacznice o dużej średnicy i małym module uzębienia, a zatem o dużej liczbie zębów. Spotyka się ślimacznice o kilkuset (nawet powyżej 1000) zębach oraz stosuje się małe kąty przypora.

Spotyka się również frezarki napędzane nie. jedną, a dwoma przekładniami ślimakowymi o różnych modułach. Przekładnia o mniejszym module i dużej liczbie zębów wykorzystywana jest do obróbki dokładnej, a więc wtedy, gdy występują małe siły, a wymagania dokładności są bardzo duże. Druga przekładnia o znacznie większym module i mniejszej liczbie zębów wykorzystywana jest do obróbki zgrubnej oraz do szybkich ruchów nastawczych obrabiarki. Dzięki takiemu rozwiązaniu przekładnia o większej dokładności jest oszczędzana i może zachować dłużej swoją dokładność.

W celu wykonania ślimacznicy dokładniejszej od tej, która napędza stół frezarki, do niedawna najczęściej stosowano ślimacznicę dwudzielną. Płaszczyzną podziału jest wtedy płaszczyzna symetrii ślimacznicy przechodząca przez oś ślimaka. Po napięciu uzębienia połówki ślimacznicy obraca się wokół osi tak, aby skojarzyć przeciwne błędy podziałki, tzn. aby zęby o największych ujemnych odchyłkach podziałki znalazły się naprzeciw zębów o największych odchyłkach dodatnich. Stosując bardzo dokładny frez ślimakowy o ostrzach z bardzo małym kątem przyłożenia, oraz powtarzając ten zabieg kilkakrotnie, można tą drogą dojść do bardzo dobrych rezultatów.

Najlepsze jednak wyniki można osiągnąć przez zastosowanie urządzenia korekcyjnego. Ma ono za zadanie kompensować nierównomierności obrotu stołu, wynikające z błędów wszystkich przekładni, a więc i przekładni ślimakowej frezarki. Kompensacja polega zazwyczaj na wywołaniu krzywkami korekcyjnymi dodatkowych ruchów ślimaka lub ślimacznicy.

 

Drukuj