Wälzfräsmaschinen - Anwendungen und Parameter

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Unter allen Metallbearbeitungsmaschinen sind die Wälzfräsmaschinen besonders hervorzuheben. Im herkömmlichen Klassifizierungssystem wurden sie in eine eigene Gruppe eingeordnet. Horizontale, vertikale oder andere Arten von Wälzfräsmaschinen werden zur Herstellung von Evolventenrädern verwendet. Das Erzeugen eines komplexen Profils erfolgt durch Wälzfräsen.

Inhalt des Artikels:

  • 1 Wo werden die Maschinen eingesetzt?
  • 2 Die wichtigsten technischen Daten
  • 3 Typische Systemauslegung
  • 4 Numerische Steuerung
  • 5 Klassifizierung nach Antriebsart
  • 6 Klassifizierung nach Anwendungen
  • 7 Schlussfolgerung

Wo werden die Maschinen eingesetzt?

Die Modelle von Wälzfräsmaschinen haben recht unterschiedliche Eigenschaften und werden nicht so häufig eingesetzt wie Dreh- oder Fräsmaschinen. Sie werden verwendet in:

  • Werkzeugmaschinenindustrie.
  • Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie.
  • Werkzeugbau.

Eine Universal-Wälzfräsmaschine wird zusammen mit anderen Metallbearbeitungsmaschinen eingesetzt, da die Bearbeitung auf Wälzfräsmaschinen keine Änderung des zylindrischen Durchmessers zulässt. Es werden Modelle angeboten, die für die Serien-, Kleinserien- und Großserienproduktion geeignet sind.

Wichtigste technische Parameter

Dieser Maschinentyp bietet eine Vielzahl von technischen Merkmalen. Bei der Einrichtung der Wälzfräsmaschine können einige Parameter geändert werden, und eine Platte kann für die Herstellung von Zahnrädern mit unterschiedlichen Parametern verwendet werden.

Die Wälzfräsmaschinen haben die folgenden technischen Parameter:

  • Einrichtung der Wälzfräsmaschine im Hinblick auf den Ringdurchmesser und die maximale Abmessung des Zahnmoduls
  • Ein wichtiger Parameter ist die Zahnradbreite.
  • Durch die Berechnung des Differentialgetriebes einer Wälzfräsmaschine kann eine Winkelschnittoperation definiert werden. Der Winkel kann innerhalb eines bestimmten Bereichs eingestellt werden.
  • Die Universal-Wälzfräsmaschine verfügt über einen Schlitten, der sich in vertikaler und horizontaler Richtung bewegt. Wichtig ist dabei die maximale Geschwindigkeit, die erreicht werden kann.
  • Eine klassische Wälzfräsmaschine hat eine Einheit, in der das Schneidwerkzeug montiert ist. Manuelle oder CNC-gesteuerte Abwälzfrässysteme können auf einen bestimmten Drehzahlbereich des Schneidwerkzeugs eingestellt werden.
  • Die installierten Wälzfräsmaschinen haben eine technische Spezifikation, die den Vorschubbereich festlegt. Sie kann manuell oder mechanisch sein und vertikal, tangential oder radial verlaufen.
  • Das Funktionsprinzip beruht auf der Übertragung der Drehbewegung vom Hauptmotor über den Antrieb auf das Schneidwerkzeug und die Werkstückaufnahme. Die Leistung des Hauptmotors ist daher einer der wichtigsten Indikatoren. Außerdem kann eine horizontale oder vertikale Wälzfräsmaschine mehrere Motoren haben, von denen jeder für eine bestimmte Aufgabe zuständig ist.
  • Verschiedene Wälzfräsmaschinen haben unterschiedliche Gesamtabmessungen. Dabei ist zu beachten, dass die Abmessungen der Maschine nicht nur für die Aufstellung, sondern auch für einige ihrer Leistungsmerkmale entscheidend sind. Je größer die Gesamtabmessungen sind, desto größer ist oft der Hub des Werkzeugschlittens und des Schneidwerkzeugs und desto größer ist der Tisch.
  • Das Gewicht kann stark variieren.

Formeln für die Einstellung von Wälzfräsmaschinen

Die Verzahnung einer Wälzfräsmaschine kann je nach Ausstattung des jeweiligen Modells sehr unterschiedlich sein. Berücksichtigen Sie dies bei der Berechnung der Wälzfrässchutzelemente einer Wälzfräsmaschine.

Typische Design-Layouts

Bei der Betrachtung einer Wälzfräsmaschine und ihrer Funktionsweise ist es wichtig, auf die Art der Anordnung zu achten, die sie hat. In diesem Zusammenhang gibt es die folgenden Gruppen:

  • Vertikale Ausrichtung der Werkstückachse. Die Anordnung der Wälzfräsmaschine bestimmt die Eigenschaften des Bearbeitungsprozesses und verfügt über einen Schiebetisch. Das Layout wird für die Herstellung von Universalmodellen verwendet, die am häufigsten eingesetzt werden.
  • Die Werkstückachse ist vertikal ausgerichtet und das Werkzeug ist horizontal beweglich. Diese Wälzfräsmaschine ist mit einem Werkzeugschlitten ausgestattet, der das Werkzeug axial vorschiebt. Diese Anordnung eignet sich am besten für Modelle, die mit automatischer Werkstückbe- und -entladung ausgestattet sind. CNC-Wälzfräsmaschinen mit automatischem Vorschub sind für die Großserienfertigung beliebt.
  • Abwälzfräsmaschinen für die vertikale Positionierung des Werkstücks. Bei der Betrachtung der wichtigsten Komponenten fällt der Tisch auf, der häufig in vertikaler Richtung beweglich ist. Der radiale Vorschub wird durch eine Werkzeugsäule gewährleistet. Diese Wälzfräsmaschinen, deren Modelle je nach Anwendung stark variieren können, sind so konzipiert, dass sie problemlos in verschiedene automatische Bearbeitungslinien integriert werden können. Bei den heutigen Wälzfräsmaschinen geht es darum, die Anzahl der Arbeitsgänge zu reduzieren, die ein Eingreifen des Bedieners erfordern.
  • Horizontales Wälzfräsen mit in dieser Ebene liegender Werkstückachse. Der Tisch ist in dieser Richtung beweglich und überträgt eine axiale Drehung. Das Werkzeug ist auf einer Werkzeugsäule montiert. Diese Abwälzfräsmaschine wird häufig zum Schneiden von feinen, modularen Zahnrädern verwendet. Die Maschine ist mit horizontalen Führungsschienen ausgestattet, um die Bewegung der Werkzeugsäule zu ermöglichen.
  • Horizontale Maschinen verfügen über eine Vorrichtung zur Positionierung des Werkstücks in einer bestimmten Ebene. Ein wesentliches Merkmal ist die Unbeweglichkeit des Tisches. Die Werkzeugsäule ist beweglich und für den axialen und radialen Vorschub ausgelegt. Diese Maschinentypen ermöglichen die Bearbeitung von Zahnrädern, die mit einer Welle zu einer Einheit verbunden sind.

Die Berechnung des Differentials einer Wälzfräsmaschine wird in Abhängigkeit von den Merkmalen des Systems durchgeführt. Die Differenzialmethode ist weit verbreitet.

Numerische Programmsteuerung

Die Abstechzahnräder einer Abwälzfräsmaschine werden so eingestellt, dass sie die Parameter der zu fräsenden Zähne verändern. CNC-Wälzfräsmaschinen verfügen über Grundeinheiten, die an die Schnittbedingungen angepasst werden können und eine hohe Präzision aufweisen. CNC-Maschinen können wie folgt beschrieben werden:

  • Sie können zum Schneiden von Kegelrädern und Kegelstirnrädern verwendet werden. Mit numerischen Steuerungen können grundlegende Bearbeitungsparameter eingestellt werden.
  • Alle Parameter werden bei der Erstellung des Bearbeitungsprogramms berechnet. Die Kegelradteilung erfolgt jedoch auf eine andere Art und Weise, so dass keine Anpassung der Verzahnung erforderlich ist. Der Grund dafür ist, dass die vertikale oder horizontale CNC-Wälzfräsmaschine bewegliche Teile hat, deren Positionen und Hauptarbeitsparameter durch das erstellte Programm festgelegt werden.

Moderne Maschinen erfordern keine umfangreichen Eingriffe durch den Bediener, da häufig keine Schaltvorgänge erforderlich sind. Solche Verzahnungsmodelle sind teuer und schwer zu warten. Deshalb ist es oft ratsam, eine Bearbeitungsmaschine mit einem Differentialschutz zu installieren und zu verwenden.

Klassifizierung nach Antriebsart

Wälzfräsmaschinen haben einen komplexen Aufbau. Die Art des Laufwerks bestimmt, wie der Scheibenabstand berechnet werden kann. Sehen wir uns die Merkmale und Parameter der gängigen Antriebskonfigurationen an:

  • Eine Gruppe von Abwälzfräsmaschinen mit einem teilenden Schneckentischgetriebe. Das Gerät hat eine variable Schneckendicke. Das Spiel kann in einem Bereich von 0,03-0,05 mm eingestellt werden, wobei die Schnecke deutlich versetzt wird.
  • Bei der Beschreibung muss auf die Anordnung der Systeme geachtet werden. Eine Besonderheit dieser Anordnung ist der Einbau eines separaten Gehäuses für das Teilungsgetriebe. Die Gänge werden durch Einstellen des Spalts geteilt. Die Schnecke bewegt sich mit der Schnecke in einer radialen Richtung relativ zum Rad.
  • Das Abwälzfräsen des Werkstücks kann durch die Montage von zwei Schneckenrädern mit unterschiedlichen Windungsrichtungen erfolgen. Diese Methode der Einstellung ist universell und wird durch einen axialen Versatz von einer Schnecke dargestellt. Der Mittelpunkt kann je nach den Merkmalen des Modells um einen bestimmten Abstand versetzt sein.
  • Es gibt Modelle, die mit einem Getriebe ausgestattet sind. Das Zahnrad wird von einer Hydraulikpumpe angetrieben.
  • Das Stirnradgetriebe kann auf die Frässpindel montiert werden, die aus zwei Hälften besteht. Das Spiel wird durch Verschieben der Getriebehälften zueinander eingestellt.
  • Wenn man sich die Zeichnungen verschiedener Maschinen ansieht, stellt man fest, dass die beiden Zahnräder der Frässpindel kleine kegelförmige Zähne haben. In einem solchen Fall ist es möglich, die Wälzfräseinrichtung durch Verschieben eines der Zahnräder in axialer Richtung zu steuern.
  • Auf die Frässpindel kann ein Zahnrad mit einer sehr großen Anzahl von Zähnen montiert werden. Bei der Berechnung ist zu beachten, dass die Einstellung durch Verlangsamung der Drehung im Verhältnis zum Hauptrad erfolgt.

Es sind auch andere Varianten der Drehdurchführung entstanden. Einige eignen sich für eine Produktion, die durch eine einzige Aufnahme gekennzeichnet ist.

Klassifizierung nach Anwendungen

Ein weiterer wichtiger Faktor ist der Verwendungszweck der Geräte. Werkzeugmaschinen sind für die Herstellung bestimmter Produkte bestimmt. Wir unterscheiden zwischen den folgenden Gruppen von Maschinen

  • Wälzfräsmaschinen.
  • Wälzfräsmaschinen für Kegelräder.
  • Für das Abwälzfräsen von Stirnrädern.
  • Für die Bearbeitung von Stirnrädern und Keilwellen.
  • Zur Herstellung von Schneckenrädern.
  • Verzahnung.
  • Für die Bearbeitung von Radstirnseiten.
  • Endbearbeitung, Drehen und Kontrolle von Zahnrädern.
  • Schleifen.

Es gibt Werkzeuge, die für bestimmte Bearbeitungsbedingungen hergestellt werden. Dies wird in einer eigenen Gruppe kategorisiert.

Schlussfolgerung

Verzahnungsmaschinen werden von einer Vielzahl von Unternehmen hergestellt. Lange Zeit wurden die Produktionslinien in der Maschinenbauindustrie mit Modellen ausgestattet, die in den Werken der UdSSR hergestellt wurden. Heute übertreffen ausländische Maschinen die inländischen und ermöglichen die Herstellung von Produkten mit hochpräzisen Abmessungen und Rauhigkeitswerten.