Настройка зубофрезерного станка 5Д32

(кинематическая схема станка приведена на рис.5)

Кинематические связи между отдельными рабочими органами станка устанавливаются с помощью настраиваемых кинематических цепей имеющих органы настройки в виде гитары скоростей (главного движения); деления (вращение заготовки); подачи; дифференциала.

 

Расчет настройки для обработки прямозубых колес

Исходные данные для расчета: Z - число зубьев нарезаемого колеса; m -модель заготовки; d_ф - диаметр фрезы; к - число заходов фрезы. Для обработки прямозубых колес требуются три движения; а) главное движение (вращение фрезы); б) вращение заготовки (деление); в) движение подачи.

Сменные колеса гитары дифференциала разъединяются.

 

Цепь главного движения

Движение от главного электродвигателя n = 1420 об/мин передается через клиноременную передачу O 105/O 224, зубчатые колёса Z = 32 и Z = 48, сменные колеса А и В гитары скоростей на вал V, коническую пару Z = 24 и Z = 24 на вал VI, коническую пару Z = 24 и Z = 24 на вал VII, коническую пару Z = 17 и Z =17, цилиндрическую пару косозубых колес Z= 16 и Z = 64 на вал IX шпинделя фрезы.

Общее передаточное отношение кинематической цепи^:

Уравнение кинематического баланса цепи

Передаточное отношение сменных колес гитары главного движения

 

Цепь деления

 

Цепь деления увязывает вращательное движение фрезы – как ведущего звена и вращательное движение стола - как ведомого звена по следующей схеме: зубчатая цилиндрическая пара Z= 64 и Z= 16, коническая пара Z = 17 и Z = 17 вала VII, коническая пара 2 = 24 и 2 = 24 вала VI, коническая пара Z = 24 и Z = 24 вала V, зубчатые колеса Z = 46 и Z = 46, дифференциал, водило которого соединено жестко с валом X муфтой М₁, зубчатые колеса переключения е и f, сменные колеса а, b, с, d гитары деления, однозаходный червяк вала XII и червячную шестерню Z = 96 - стол.

 

 

 

Общее передаточное отношение цепи

 

Движение деления должно за один оборот фрезы обеспечить угловой поворот заготовки на число зубьев, равное числу заходов фрезы К, или на

→ → оборота заготовки.

Уравнение кинематического баланса цепи деления.

 

В рассматриваемом случае U_диф. = 1, а отношение U_пер = устанавливают в зависимости от диапазона чисел зубьев нарезаемого колеса

при Z ≤ 161, U_пер = =1

при Z ≤ 161, U_пер = =

Решая уравнение относительно получимпередаточное отношение сменных колес гитары деления

При чистовом нарезании зубчатых колес число заходов фрезы всегда принимается К = 1, при предварительном - К может быть 2 и более.

 

 

Цепь вертикальной подачи

Вертикальной подачей S_в, при зубофрезеровании называется величина

перемещения червячной фрезой вдоль оси заготовки за один оборот стола,

вертикальная подача фрезы применяется при нарезании прямозубых и косозубых (винтовых) колес.

Кинематическая цепь вертикальной подачи связывает вращение стола -как ведущего звена с ходовым винтом вертикальной подачи фрезерного суппорта - как ведомого звена по схеме: червячное колесо Z = 96 и однозаходный червяк вала XII, двухзаходный червяк и червяное колесо Z = 24 вала XIII, сменные колеса гитары подач а₁, в₁, с₁, d₁ и вал XV, цилиндрическая пара, Z = 45 и Z = 36 вала XVII, конические пары Z = 19 и Z = 19, Z=16иZ=16 и вал XIX, четырехзаходный червяк и червячное колесо Z = 20, жестко связанное с валом XX муфтой М₂, пятизаходный червяк и червячное колесо 2 = 30, насаженное на ходовой винт с шагом t=10 мм.

Конечными звеньями кинематической цепи вертикальной подачи будут заготовка и ходовой винт фрезерного суппорта. Их расчетные перемещения: один оборот стола и подача 8_а мм/об.

Уравнение кинематического баланса цепи вертикальной подачи

Решая уравнение относительно , получим передаточное отношение сменных колес гитары подач

Расчет настройки станка для обработки винтовых (косозубых) зубчатых

Колес

Метод настройки гитар цепи главного движения, цепи деления и цепи вертикальной подачи при нарезании винтовых колес тот же, что и при нарезании прямозубых колес.

Однако, чтобы осуществить нарезание колес с винтовыми зубьями необходимо, чтобы траектория относительного движения зуба червячной фрезы 1 соответствовала траектории винтовой линии нарезаемого колеса 2 (рис.2). То есть, требуется согласовать вращение заготовки с вертикальной подачей фрезы. Увязка вращательного движения ходового винта фрезерного суппорта - как ведущего звена и вращательного движения заготовки - как ведомого звена осуществляется дифференциальной цепью по схеме: ходовой винт вертикальной подачи фрезерного суппорта t_х.в. = 10 мм, червячное колесо Z = 30 и пятизаходный червяк вала XX, червячное колесо Z = 20 и четырехзаходный червяк вала XIX, коническая пара Z = 16 и Z = 16 вала XIX, коническая пара Z = 16 и Z=16 вала XIX, коническая пара Z = 19 и Z=19 вала XVIII, цилиндрические колеса Z = 36 и Z = 45 вала XV, сменные колеса гитары дифференциала а₂, в₂, с₂, А₂, вал XVI, однозаходный червяк и червячное колесо 2 = 30 корпуса дифференциала (при включении дифференциала в цепь муфты М^ разъединяет водило дифференциала с валом X и водило, вращаясь вместе с корпусом и сателлитами, сообщает валу X дополнительное вращение), вал X, парносменные колеса перебора е, {, сменные колеса гитары деления а, в, с, ё, однозаходный червяк и червячное колесо 2 = 96 стола. Кинематическая цепь должна обеспечить согласованное поступательное движение фрезы и вращение заготовки так, чтобы за время перемещения червячной фрезы в направлении оси заготовки на величину шага Т винтовой линии заготовка получила бы один полный дополнительный оборот.

Уравнение кинематического баланса для одного дополнительного оборота заготовки за период вертикального перемещения фрезы на шаг Т винтового зуба нарезаемого колеса будет

 

Подставив из (2) U_дел и учитывая, что при ведущем водиле U_диф=2 и при Z < 161 U_пер =1, получим

 

oткуда

 

Из рис.2 следует, что

где t_s - торцовый шаг косозубого колеса;

t - нормальный шаг косозубого колеса. Тогда

Подставив это выражение Т в (4), получим

Расчет настройки станка для обработки червячного колеса

 

Существует два метода нарезания червячных колес:

а) метод радиальной подачи (рис.За);

б) метод тангенциальной (осевой) подачи (рис.3 б, в).

 

Метод радиальной подачи заключается в том, что в процессе обработки заготовке сообщается радиальная подача 8_Р. Вследствие этого, расстояние между осью фрезы и центром нарезаемого колеса постепенно уменьшается.

После врезания фрезы на нужную глубину радиальная подача прекращается. Таким образом, для осуществления данного метода необходимы следующие движения: а) вращение червячной фрезы (главное движение); б) вращение заготовки (движение деления); в) радиальная подача заготовки.

Размеры и профиль фрезы должны соответствовать червяку, работающему в паре с нарезаемым червячным колесом. Расчет настройки станка для нарезания червячных колес методом радиальной подачи также сводится к определению передаточных отношений сменных колес гитар: а) главного движения; б) деление; в) подача. Расчет сменных колес гитар главного движения и деления производится аналогично нарезанию прямозубых цилиндрических колес по формулам (1) и (2).

Расчет сменных колес для осуществления радиальной подачи производится также, как и при расчете осевой подачи, но по иной кинематической цепи.

Кинематическая цепь радиальной подачи связывает вращение стола как ведущего звена с ходовым винтом радиальной подачи - как ведомого звена по схеме: червячное колесо 2 = 96 и однозаходный червяк вала XII, двухзаходный червяк и червячное колесо 2 = 24 вала XIII, сменные колеса гитары подач а^, в^ с^, й\ и вал XV. Цилиндрические колеса 2 = 45 и 2 = 36 вала XVII, коническая пара 2=19и2=19 вала XVIII, коническая пара 2 = 16 и 2 = 16 вала XIX, четырехзаходный червяк и червячное колесо 2 = 20 вала XX, муфта М^ (муфта М₂ выключена и пятизаходный червяк отсоединен от червячного колеса 2 = 30 вертикальной подачи), пара колес с винтовыми зубьями 2=10 и 2 = 20 вала XXI, четырехзаходный червяк и червячное колесо 2 = 20 вала XXII, пара колес с винтовыми зубьями 2 = 1 0 и 2 = 20 вала XXIII, коническая пара 2 = 20 и 2 = 25, ходовой винт с шагом 10мм.

Используя рассуждения, при расчете передаточного отношения сменных колес гитары подач, запишем уравнение кинематического баланса цепи:

Решая уравнение относительно

Получим передаточное отношение сменных колес гитары подач

При обработке червячных колес по методу тангенциальной подачи применяют фрезы с конусной заборной частью, или спецрезцы (рис.З б, в).

Цилиндрическая часть этой фрезы соответствует размерам и профилю червяка, в зацеплении с которым будет работать нарезаемое колесо. Фрезу устанавливают относительно заготовки на заданном межосевом расстоянии А (рис.З б), Наряду с движением обкатки фрезе сообщают подачу вдоль ее оси. При этом заготовка должна получать дополнительное вращение для компенсации осевого перемещения фрезы. При нарезании зубьев червячных колес по данному методу необходимы следующие движения: а) вращение фрезы (главное движение); б) вращение заготовки (движение деления); в) тангенциальная (осевая) подача фрезы: г) дополнительное вращение заготовки, компенсирующее ее поворот, связанный с осевым перемещением фрезы.

Поэтому при нарезании червячных колес этим методом производится настройка всех четырех гитар. Взамен вертикального фрезерного суппорта на станок устанавливается специальный протяжной суппорт, обеспечивающий перемещение фрезы в направлении ее оси.

Кинематическая цепь тангенциальной подачи связывает вращение
стола - как ведущего звена с ходовым винтом протяжного суппорта - как
ведомого звена по схеме: червячное колесо Z = 96 и однозаходный червяк
вала XII, двухзаходный червяк и червячное колесо Z = 24 вала XIII, сменные колеса гитары подач а₁, в₁, с₁, d₁ и вал XV, цилиндрическая пара
Z = 45 и Z = 36 вала XVII, конической пара Z= 16 и Z= 16 вала XXIV, цилиндрические колеса Z = 30 и Z = 30 (через промежуточное колесо Z=35),
однозаходный червяк вала XXV и червячное колесо ходового винта с шагом 5 мм.

Конечными звеньями этой цепи будут стол и ходовой винт тангенциальной подачи S_т, , а их расчетные перемещения: 1 об.стола - S_Т.

Уравнение кинематического баланса

Решая уравнение относительно получим передаточное отношение сменных колес гитары подач

 

Цепь дифференциала

При настройке дифференциальной цепи для нарезания червячного колеса методом осевой подачи исходят из следующих соображений: за время осевого перемещения фрезы на величину шага I нарезаемого колеса заготовка должна повернуться дополнительно на 1/Z оборота. Увязка вращательного движения вала тангенциальной подачи как ведущего звена и вращательного движения заготовки - как ведомого звена (при осевом перемещении фрезы) осуществляется по схеме: винт осевой подачи t=5 мм, червячное колесо Z = 50 и однозаходный червяк вала XXV, цилиндрические колеса Z = 30 и Z= 30, коническая пара Z = 16 и Z = 16 вала XVIII, коническая пара Z = 19 и Z = 19 вала XVIII, цилиндрическая пара Z = 36 и Z = 45 вала XV, сменные колеса гитары дифференциала а₂, в₂, с₂, d₂, однозаходный червяк и червячное колесо Z = 96 стола. Конечными звеньями цепи являются ходовой винт тангенциальной подачи и стол.

Уравнение кинематического баланса для дополнительного поворота заготовки за период осевого перемещения фрезы на один шаг нарезаемого колеса:

 

Подставив из (2) i_дел. и учитывая, что при ведущем водиле U_диф. = 2 и при Z < 161 U_пер = 1, получим

oткуда

.

Пример расчета настройки станка для фрезерования зубьев косозубого цилиндрического колеса.

Исходные данные.

Деталь: m = 4, Z = 48, β = 30°, наклон зубьев правый, материал сталь 45.

Инструмент: червячная фреза из быстрорежущей стали, d_ф = 80 мм, к = 1, наклон витков правый.

 

1. Выбор режимов резания (по таблицам) Подача S = 3 мм/об, скорость V = 25 м/мин.

 

2. Расчет настройки гитары скоростей.

Согласно ( 1 )

Исходя из условия А + В = 60, принимаем А = 28, В = 32.

 

3. ^расчет настройки гитары деления

По формуле (2) определяем

 

Принимаем а = 24, d = 48, а в и с - устанавливаются с одношаговым числом зубьев.

 

4. Расчет настройки гитары вертикальной подачи

По формуле (3)

Принимаем а₁ = 46; в₁ = 55; с₁ = 60; d₂ = 58.

5. Расчет настройки гитары дифференциала

По формуле (5)

Принимаем а₂ = 50; в₂ = 53; с₂ = 58; d₂ = 55

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: