3.9.1. Резьбофрезерные станки

Резьбы фрезируют в основном дисковыми и многониточными (групповыми) фрезами. Первые – для нарезания длинных резьб, вторые – для нарезания коротких резьб. Структурная схема резьбофрезерного станка (рис. 3.83), работающего дисковыми фрезами, отличается от кинематической структуры винторезного станка, нарезающего резьбу резьбовым резцом, в основном, наличием фрезерной головки, установленной на суппорте станка.

Формообразующая часть структуры станка состоит из двух групп Ф_v и Ф_s, воспроизводящих винтовую линию методом касания.

Группа скорости резания Ф_v(В₁) простая. Ее внутренняя связь:

подшипниковые опоры суппорта 2 → шпиндель 1 фрезы (В₁).

Внешняя связь:

М₁ → 3→ i_v → 4→ шпиндель 1.

Группа настраивается на скорость – органом настройки i_v, выполненным в зависимости от уровня специализации или в виде простейшей шестеренчатой коробки, или в виде сменных шкивов, или в виде гитары зубчатых колес.

Рис. 3.83. Типовая структурная схема резьбофрезерного станка

Группа подачи Ф_s (В₂П₃) сложная, винторезная. Ее внутренняя связь имеет следующий вид:

шпиндель 5 (В₂) → 6 → 7 → i_x → 8 → ТВ → суппорт 2 (П₃).

Внешняя связь:

М₂ → 9 → i_s → 6.

Группа настраивается на траекторию – гитарой сменных зубчатых колес i_x; на скорость – органом настройки i_s (шестеренчатая коробка, сменные шкивы, гитара зубчатых колес или изменением круговой частоты управляемого электродвигателя), на направление – реверсом, устанавливаемым во внутренней связи или совмещаемым с гитарой i_x; на путь и исходную точку – по упорам системы управления.

Вывод ФН для органов настройки i_v, i_x, i_s.

РП для органа настройки i_v:

п_м1 мин^-1 электродвигателя М₁→ п_ф мин^-1 фрезы (В₁)

УКЦ:

п_ф = п_м1 i₀₁ i_v.

ФН:

i_v – п_ф/с₁,

где с₁ = п_м1 i₀₁ – константа конкретной модели станка.

РП для гитары сменных зубчатых колес i_x:

1 Об. Шпинделя заготовки (в2) → s мм перемещения суппорта фрезы (п3).

УКЦ:

s = 1 i₀₂ i_x t_ТВ.

ФН:

i_x = s/c₂,

где с₂ = i₀₂ t_ТВ – константаконкретной модели станка.

РП для органа настройки i_s:

п_м2 мин^-1 электродвигателя М₂ → п_ш мин^-1 шпинделя заготовки (В₂).

УКЦ:

п_ш = п_м2 i₀₃ i_s.

ФН:

i_s = п_ш/с₃,

где с₃ = п_м2 i₀₃ – константа конкретной модели станка.

В рассмотренной кинематической структуре обе группы имеют отдельные электродвигатели, а их структурные цепи не имеют общих кинематических элементов. В практике станкостроения известны также резьбофрезерные станки, в кинематической структуре которых обе формообразующие группы имеют общий электродвигатель. Известно также объединение в конкретной модели станка частных кинематических структур, реализующих принципиально различные классы формообразования поверхностей. Например, резьбофрезерный станок модели 561, содержит две частные кинематические структуры. Одна из них реализует рассмотренную структурную схему и предназначена для нарезания длинных резьб дисковыми фрезами. Другая частная кинематическая структура реализует схему зубофрезерования червячными фрезами зубчатых колес и шлицевых валов.

Резьбофрезерный полуавтомат модели 5М5Б62. Предназначен для фрезерования коротких наружных и внутренних резьб групповой (гребенчатой) фрезой в крупносерийном и массовом производстве.

Техническая характеристика. Наибольший диаметр фрезеруемой резьбы: наружный – 100 мм, внутренний – 80 мм. Наибольшая длина фрезеруемой резьбы – 75 мм. Наибольший шаг фрезеруемой резьбы при длине резьбы 50 мм равен 6 мм, при длине резьбы 75 мм равен 3 мм.

Кинематическая структура станка (рис. 3.84) состоит из двух формообразующих групп Ф_v(В₁) и Ф_s(В₂П₃) и группы врезания Вр (П₄).

Группа скорости резания Ф_v(В₁) – простая. Ее внутренняя связь - элементарная вращательная пара:

подшипниковые опоры – шпиндель фрезы (В₁).

Внешняя связь – кинематическая цепь:

М₂ → 4/34 → i_v → 24/24 → шпиндель фрезы (В₁).

Группа настраивается только на один параметр, скорость резания – двухколесной гитарой i_v.

Рис. 3.84. Кинематическая схема резьбофрезерного станка

для обработки коротких резьб модели 5М5Б62

Сложная группа Ф_s(В₂П₃) воспроизводит винтовую линию. Ее внутренняя связь:

шпиндель заготовки (В₂) → 57/38 → реверс → 25/78 → 26/15 → барабан 5 (тяговый вал) → фрезерная бабка (П₃).

Внешняя связь:

М₃ → 24/81 → i_y → 1/50 → ∑ → 30/24 → 2/49.

Группа настраивается на траекторию – сменными кулачками барабана 5; на скорость – гитарой i_y; на направление – реверсом, расположенным во внутренней связи; на путь и исходную точку – упорами системы путевого управления.

Для ускоренного перемещения фрезерной бабки в исходное положение во внешней связи группы предусмотрена параллельная ненастраиваемая цепь:

М₄ → 36/12 → ∑ → 30/24 → 2/49.

Группа врезания Вр (П₄) осуществляет врезание в радиальном направлении на полную глубину зубофрезерования. Ее внутренняя связь:

поперечные направляющие станины → фрезерная бабка (П₄).

Внешняя связь включает часть внешней и внутренней связи группы Ф_s и имеет вид:

М₃ → 24/81 → i_y → 1/50 → ∑ → 30/24 → 2/49 →