Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Движения в станке






Движение резания – вращение шпинделя фрезерного суппорта с червячной фрезой.

Движение подач – вертикальное перемещение фрезерного суппорта, радиальное, перемещение подвижной стойки и тангенциальное перемещение протяжного суппорта.

Движение обкатки и деления - непрерывное вращение стола с заготовкой.

Вспомогательные движения – быстрые механические и ручные {установочные перемещения фрезерного суппорта и подвижной стойки.

Принцип работы. Станок работает по методу обкатки, т.е. механического воспроизводства зацепления червяка (червячной фрезы) с колесом (заготовкой). Червячная фреза соответствующего модуля и диаметра закрепляется на оправке в шпинделе фрезерного суппорта.

Червячной фрезе и заготовке принудительно сообщают вращательные движения с такими угловыми скоростями, которые они имели бы, находясь в действительном зацеплении.

 

 

 

1 об.чер. => 1/Z об.колеса

1 об.фр. => к/Z3 об.заг.

i= nII / nI = к/Z

nII = nI • К/Z

При нарезании червячных колес методом радиальной подачи используются цилиндрические червячные фрезы. Движение подачи сообщают подвижной стойке в радиальном направлении до тех пор, пока расстояние между осями фрезы и заготовки не станет равным межцентровому расстоянию передачи.

В случае нарезания червячных колес методом тангенциальной подачи применяют червячные фрезы с конической заборной частью, которые при настройке станка устанавливают сразу на заданное межцентровое расстояние; подачу при этом сообщают протяжному суппорту с червячной фрезой вдоль ее оси. Этот метод нарезания является более точным (т.к. профиль зуба колеса формируется большим числом резов).

Схематично обе схемы нарезания червячных колес представлены на рисунке.

|

Кинематическая схема 5Д32

Цепь I. Вращение фрезы.

Число оборотов фрезы в зависимости от принятой скорости резания V м/мин и диаметра фрезы dф. мм определяется по формуле

или об/мин

и устанавливается на станке с помощью сменных зубчатых колес с передаточным отношением х0. Это передаточное отношение находим из следующей кинематической цепи между электродвигателем и фрезой

 

 

; ; .

Сменные колеса .

К станку прилагается комплект сменных шестерен А/В с числом зубьев: 18, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42, обеспечивающий получение различных чисел оборотов шпинделя: 47, 5; 64; 79; 97; 127; 155; 192 об/мин.

К станку также прилагается единый набор сменных колес для гитары деления, подач и дифференциала, который состоит из 43 колес с числами зубьев:

20, 20, 23, 24, 25, 25, 30, 33, 34, 35, 37, 40, 41, 43, 45, 47, 48, 50, 53, 55, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 65, 67, 71, 73, 75, 79, 80, 83, 85, 89, 90, 92, 95, 97, 9 8, 100.

Цепь II. Вращение стола.

По цепи II стол связан кинематической зависимостью с фрезой. Делительная кинематическая цепь II станка должна обеспечить согласованное вращение фрезы и стола в соответствии с числом заходов " К" фрезы и количестве зубьев " Z" нарезаемого колеса, а именно nс / nф = К/Z, другими словами, за 1 оборот фрезы стол должен повернуться на К/Z оборота (исходя из осуществления червячного зацепления).

Тогда, кинематическая цепь деления запишется так:

Передача движения по этой цепи происходит через механизм дифференциала с передаточным отношением 1Д. При нарезании прямозубых колес 1Д = 1.

Для осуществления соответствия между nф и nс надо рассчитать передаточное отношение Хд сменных колес гитары деления, входящих в эту цепь и установить необходимые сменные колеса

/

Сменная передача имеет две пары колес, которые устанавливаются в зависимости от числа зубьев нарезаемого колеса

 

для .

При подборе зубчатых колес гитары деления не должно быть никаких округлений.

Цепь III. Вертикальная подача суппорта.

Подачей называется перемещение суппорта с фрезой за один оборот стола, измеряется мм/об. Величина подачи принимается с учетом заданной чистоты поверхности и степени точности нарезаемых колес. При черновом проходе принимается подача SВ = 2-3 мм/об, при чистовом 1-1, 5 мм/об. Очень малые подачи применять не следует, так как при них происходит скольжение зубьев фрезы по обрабатываемой заготовке и преждевременное их затупление.

Приняв величину подачи, определяют передаточное отношение зубчатых колес гитары подач и по нему число зубьев колес.

Tx = 10 мм, отсюда Хn = 3/10 • SB/

При вертикальной подаче муфта М3 включается и соединяет валы X и XI. Необходимо также включить муфту М4, соединяющую червячное колесо передачи 4: 20 с валом XV и муфту М5, соединяющую червяк передачи 5: 30 с валом XV.

По окончании резания при вертикальной подаче станок автоматически останавливается при помощи упора, ' устанавливаемого в пазу салазок суппорта, который включает главный электродвигатель. Кроме этого упора есть еще два неподвижных упора конечных, которые служат для автоматического выключения станка в крайних положениях суппорта: верхнем и нижнем.

Цепь IV. Горизонтальное перемещение суппортной стойки.

Радиальной подачей называется величина перемещения червячной фрезы по направлению к заготовке (или заготовки по направлению к фрезе на станках других типов) за один оборот стола с заготовкой.

Эта подача необходима при нарезании червячных колес методом радиального врезания.

Движение для перемещения суппортной стойки, необходимое для радиальной подачи при нарезании червячных колес,

осуществляется также от вала XXVII и передается через гитару подач валу XV и далее по кинематической цепи:

Отсюда

.

 

 

Для автоматического выключения перемещения стойки после врезания фрезы на требуемую величину И (глубину зуба) на направляющих станины устанавливается жесткий упор с одной или другой стороны стойки, который в сочетании с падающим червяком выключает механизм подачи стойки. Когда суппортная стойка дойдет до жесткого упора, гайка в зубчатом колесе 25 не будет перемещаться, ее вращение остановится, не будут вращаться и валы XVIII и XVII, а вместе с ними прекратится вращение и червячного колеса 20 в червячной паре 4: 20. В то же время вал XVI с червяком этой пары будет продолжать вращаться от механизма станка; червяк будет ввинчиваться относительно неподвижного колеса 20 и смещаться вдоль своей оси, пока не соскочит с защелки и не отключиться от него. Включение червяка производится рукояткой на суппортной стойке.

Цепь V. Дополнительное вращение стола.

В кинематических цепях, связывающих вращение стола и фрезы, движение передается через механизм, состоящих из четырех конических зубчатых колес, который называется дифференциалом. Этот механизм позволяет суммировать два движения, передаваемые столу по двум кинематическим цепям.

Дифференциал станка работает (включен) в следующих трех случаях:

1) при нарезании косозубых цилиндрических колес;

2) при нарезании колес с простым числом зубьев больше 100;

3) при нарезании червячных колес методом тангенциальной подачи.

Расчет сменных зубчатых колес гитары дифференциала при нарезании косозубых колес строится исходя из следующих соображений. Если нарезается прямозубое колесо однозаходной фрезой, то отношение числа оборотов фрезы и стола выражается формулой: nс/ nср = 1/ Z, то есть за один оборот стола фреза сделает Z оборотов.

За это время фреза переместиться вдоль оси заготовки на величину вертикальной подачи ZВ, определяемую на один оборот стола, а из точки А перейдет в точку В. В случае нарезания косозубых колес зубья должны получаться наклонными. При вертикальном перемещении фрезы на величину подачи SB зубья фрезы, находящиеся в зацеплении с зубьями колеса, должны перемещаться вдоль наклонных линий косых зубьев колеса. После оборота стола, когда фреза сделает Z оборотов, зубья должны перейти из точки А в точку С.

 

Стол, кроме одного оборота, соответствующий перемещению фрезы и точки А в точку В, должен сделать еще некоторую часть оборота, соответствующую дуге ВС, на которую он дополнительно повернется, чтобы фреза переместилась вдоль наклонной линии зуба. Эта часть оборота есть то дополнительное вращение, которое должно быть сообщено столу через гитару дифференциала и его механизм. Таким образом, для получения винтовых зубьев необходимо, чтобы за период опускания фрезы по вертикали на величину шага Т нарезаемой спирали заготовка совершила один дополнительный поворот.

Направление дополнительного вращения заготовки может совпадать с направлением его основного вращения или быть ему противоположным в зависимости от направления винтовых линий фрезы и нарезаемого зубчатого колеса.

Изменение направления дополнительного вращения заготовки осуществляется установкой паразитного зубчатого колеса в гитару дифференциала.

Конечными элементами кинематической цепи дополнительного вращения заготовки является ходовой винт вертикальной подачи и заготовка. Уравнение запишется как:

.

Шаг спирали , т.к. .

 

 

 

mS – торцовый модуль нарезаемого колеса;

mH – нормальный модуль нарезаемого колеса;

Z – число зубьев нарезаемого колеса;

β – угол наклона спирали зуба;

К – число заходов фрезы.

При нарезании косозубых гитара деления колес настраивается так же, как и при нарезании прямозубых.

Представив эти значения и сделав все необходимые преобразования получим

.

Косозубые колеса можно нарезать без включения механизма дифференциала и гитары дифференциала (у некоторых станков дифференциал отсутствует). В этом случае необходимо так согласовать вращение фрезы и заготовки, чтобы заготовка совершала, кроме вращения, необходимого для взаимного зацепления ее с фрезой, также и дополнительное вращение для образования винтового направления зубьев.

И основное и дополнительное вращение заготовке сообщает одна кинематическая цепь - цепь деления. Этот метод применяется редко, в связи со сложностью подбора сменных колес гитары деления, причем должны быть соответствующим образом согласованы вращения фрезы и заготовки.

При нарезании прямых зубьев за период опускания фрезы на величину шага Т заготовка должна сделать Т/Sв • Z/К оборотов.

Для получения винтовых зубьев необходимо за тот же период заготовке сделать добавочно ±1 оборот или при этом фрезы получит ±Z/К дополнительных оборотов. Суммарное число оборотов фрезы

T/Sв • Z/К ± Z/К.

Если принять фрезу за начальное, а заготовку за конечное звено цепи, то уравнение кинематического баланса примет вид

,

где i п – передаточное отношение постоянных зубчатых передач кинематической цепи от вала фрезы до стола.

 

Расчет сменных зубчатых колес гитары деления и гитары

дифференциала при нарезании прямозубых колес с простым

числом зубьев

Прямозубые колеса с простым числом зубьев (не раскладываемые на множители) могут нарезаться без настройки гитары дифференциала, если число зубьев не превышает 100, так как из имеющегося набора на станке можно подобрать сменные колеса для настройки гитары деления только для колес с количеством зубьев в этих пределах.

При Z > 100 настраивается гитара дифференциала.

Для нарезания колеса, имеющего Z зубьев, сменные колеса гитары деления рассчитывают на число зубьев Z ±α, где α – небольшое произвольно выбранное число, выражающееся правильной дробью (по величине не более 1/10 от величины вертикальной подачи суппорта Sв).

Это число принимается таким, чтобы по формуле расчета сменных колес гитары деления

 


Получилось число, разлагаемое на множители, по которым можно было бы составить произведение чисел сменных колес, имеющихся в наборе.

Чтобы компенсировать влияние на механизм деления дополнительного числа зубьев α и при нарезании получить необходимое число зубьев колеса, следует настроить механизм дифференциала. Зубчатые колеса гитары дифференциала для этого случая рассчитываются по формуле

 

 

Это расчетное перемещение


В зависимости от принятого знака α и направления подачи (встречное, попутное) устанавливают в гитаре дифференциала паразитное колесо.

Если α отрицательная, т.е. гитара деления рассчитана на меньшее число зубьев, чем нарезается на колесе, то при встречном фрезеровании паразитное колесо не требуется, при попутном же фрезеровании паразитное колесо должно быть установлено. Если α положительна, то при встречном паразитное колесо устанавливается, а при попутном нет.

 

Цепь VI. Перемещение осевого суппорта.

Для нарезания червячных колес с осевой (тангенциальной) подачей фрезы устанавливается специальный (протяжной) суппорт. Передаточное отношение чисел оборотов винта кинематической цепи, связывающее движение винта XXIII и стола будет составлять

 

 


tx = 5 мм.

Отсюда

 

 

 

Тангенциальной подачей называется перемещение фрезерного суппорта вдоль оси фрезы за один оборот стола. Для осуществления тангенциальной подачи, которая применяется при нарезании червячных колес червячно-модульными конусными фрезами, необходимо установить специальный протяжной суппорт, включая его в общую кинематическую цепь станка. Такие суппорты в комплект станка не входят, а поставляются по специальным заявкам за дополнительную плату. При своем осевом перемещении фреза подобно рейке вращает нарезаемое колесо дополнительно к его основному вращению. Это дополнительное движение сообщается заготовке через дифференциал, т.е. если фрезу пе­реместить вдоль оси на величину торцового шага зацепления tS, то винт XIII должен повернуться на tS/tX оборотов, а заготовка – на 1/Z оборота. Принимая винт XXIII за начальное звено, а стол за конечное, напишем уравнение кинематического баланса


Учитывая, что

Получим

 

где mн – нормальный модуль; β – угол наклона винтовой линии зуба к оси колеса.

 

Цепь VII. Вспомогательные (ускоренные) перемещения

Быстрые перемещения всех рабочих органов станка осуществляется от электродвигателя мощностью 1 кВт через винтовые колеса 16-24, вал XI и далее по кинематическим цепям подач.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.