2. Кинематические цепи затыловочного станка, используемые при затыловании червячной фрезы.

Червячные фрезы с винтовыми канавками

Цепь главного движения: n_двиг.x_n =n_шпин.

Цепь затылования: 1 об.фрезы→z(1+P/T) об.кул.

Разбиваем на две части:

Цепь деления: 1 об.шпин.→z об.кул.

1 об.шпин. x_дел. I_диф.1-2 =z об.кул.

Цепь дифференциала: 1 об.шпин.→zP/T

1 об.шпин. x_s x_диф. i_диф.0-1 =zP/T об.кул

Цепь продольных подач: 1 об.шпин.* x_pP_хв.=P мм.

Затылование червячной фрезы

I_диф.1-2=i_диф.2-1=1 i_диф.0-1=i_диф.0-2=2 i_диф.1-0=i_диф2-0=1/2.

n=1000 об/мин.

Цепь главного движения

n_дв.→n_{об. шп.} n_дв*x_n* * = n_{об. шп.}

Цепь продольных подач

1об.шп.→P_пр.

1об. Шп.* * *x_s*x_p*P_хв.=P_х.о.

x_p=

Цепь затылования

а) Цепь деления

1 об.шп.→z_об.кул.

1об.шп.* =z_об.кул.

б) Цепь дифференциала

1 об.кул→

1об.шп.*

3. Уравнение расчетных перемещений

Затылование червячной фрезы

Дано: ; ; ; ; ; ; = , z_рк=15, P_хв=12.

n=1000 об/мин.

Решение:

Цепь главного движения:

n_двиг.x_n =n_шпин.

1000*x_n* * = n_{об. шп.}

x_n=

Цепь деления:

1. Затыловочное движения

1 об.шпин. x_дел. i_диф.1-2 =

1* *x_дел.* *i* =

x_дел. =

2. Продольное перемещение суппорта:

«Методы нарезания зубчатых колес. Зубообрабатывающие станки»

При всем разнообразии парка станков и режущего инструмента, применяемого для нарезания зубчатых колес, необходимо различать два метода изготовления колес:

1. метод копирования профиля режущего инструмента и

2. метод обката (огибания) основанный на механическом воспроизводстве зубчатого зацепления.

Нарезание колес по методу копирования осуществляется фрезерованием, строганием, шлифованием и протягиванием. Инструмент вырезает на заготовке впадины между зубьями, при этом профиль зуба точно соответствует профилю режущего инструмента. После обработки каждой впадины заготовку необходимо поворачивать на один зуб. Это достигается с помощью делительной головки. Данный способ отличается низкой производительностью и невысокой точностью. В качестве инструмента может применяться строгальный резец (рис. 5, а), модульная дисковая фреза (рис. 5, б), модульная пальцевая фреза (рис. 5, в) и фасонный шлифовальный круг (рис. 5, г).

Наиболее широкое распространение в практике получил метод механического воспроизводства зубчатого зацепления — обката (огибание). Он заключается в том, что заготовке и инструменту сообщаются движения, воспроизводящие сцепление пары сопряженных зубчатых колес или колеса с зубчатой рейкой, и одновременно режущий инструмент совершает рабочее движение резания. Этот метод отличается от предыдущего большей производительностью, точностью, причем одним инструментом можно нарезать многие колеса данного модуля независимо от числа зубьев. Рассмотрим этот метод несколько подробнее (рис. 6). При перемещении окружности а (или какой-то кривой линии) в плоскости последняя занимает ряд последовательных положений (1, 2, 3, . . .), изображенных штриховыми линиями (рис. 6, а). Кривые линии В В и СС, касающиеся окружности а во всех ее положениях, называют огибающими, а перемещающуюся окружность а (или кривую) — огибаемой, На рис. 6, б показано образование эвольвентной кривой АВ, которую описывает точка А на прямой СС, если эту прямую перекатывать без скольжения в направлении стрелки К по неподвижной окружности. Отрезок ДЕ, перпендикулярный к прямой АС в точке Л, будет касаться эвольвентной кривой во всех положениях прямой СС. Это означает, что эвольвентная кривая в данном случае будет огибающей ряда последовательных положений отрезка ДЕ, перемещающегося вместе с прямой АС и являющегося теперь огибаемым. Таким образом, огибающей называют линию (прямую или кривую) касающуюся во всех положениях другой, перемещающейся в плоскости прямой или кривой линии, называемой огибаемой. Более точно огибающей называют геометрическое место точек пересечения бесконечно близких кривых.

Рис. 6. Схемы образования эвольвентной кривой

Понятие об огибающей и огибаемой линии положено в основу образования эвольвентного профиля зубьев резанием. При зубонарезании по методу огибания профили режущих кромок инструментов, перемещаясь, занимают относительно профилей зубьев колес ряд последовательнных положений, срезая при этом металл в тех местах, где должны быть впадины зубьев. Эвольвентные профили обрабатываемых зубьев возникают при этом как огибающие ряда указанных последовательных положений режущих кромок, или иначе как огибающие ряда последовательных срезов металла. Поэтому такой метод профилирования зубьев носит название метода огибания или обката.

На рис. 7 представлено несколько примеров образования эвольвентных профилей зубьев колес методом огибания. Для воспроизводства зубчатого зацепления колеса 1 и рейки 2 (рис. 7, а) необходимо осуществить, вопервых, качение колеса по рейке и, во-вторых, сообщить режущему инструменту возвратно-поступательное рабочее движение резания. Для получения эвольвентного профиля зуба необходимо обеспечить ределенное соотношение между вращением и поступательным движением колеса. Так, при повороте колеса на один зуб оно за это же время должно перемещаться поступательно на величину шага зуба. На рис. 7, б во впадинах колеса 1 изображены последовательные положения профилей зубьев режущей рейки 2, по отношению к которым профили зубьев колеса являются огибающими.

При нарезании зубьев червячной фрезой 2 (рис. 7, в) последней сообщают вращательное движение резания и поступательное движение подачи. Одновременно заготовке 1 сообщают вращательное движение, направление которого зависит от направления витка фрезы. Если фреза правозаходная, то заготовка вращается против часовой стрелки, а если левозаходная, то по часовой стрелке. Если мы сделаем осевой разрез червячной фрезы, то увидим, что ряд режущих зубьев фрезы образует зубчатую рейку. Эта рейка при каждом обороте фрезы смещается вдоль оси фрезы на величину шага червячной фрезы.

Рис. 7. Примеры образования эвольвентных профилей

Рассматривая процесс фрезерования колеса червячной фрезой, мы можем установить сходство с процессом обработки колеса режущим инструментом — рейкой. И, действительно, сопряженное вращение колеса и фрезы дает сочетание вращения колеса и поступательного движения режущей рейки. На рис. 7, г показан ряд положений режущих кромок зубьев фрезы в процессе обработки. Нетрудно видеть, что эвольвентные профили зубьев колеса образуются как огибающие ряды положений режущих кромок фрезы. В практике нарезания зубчатых колес широкое распространение получил метод огибания, режущим инструментом которого является долбяк — зубчатое колесо. При нарезании зубьев долбяку 2 (рис. 7, д) сообщают возвратно-поступательное перемещение для обеспечения резания и согласованное вращение его с заготовкой 1. На рис. 7, е изображено последовательное положение зубьев долбяка 2 относительно заготовки 1, при этом эвольвентный профиль зуба колеса будет огибающей всех положений эвольвентного профиля зуба долбяка.

Зубофрезерные станки, работающие по методу огибания, предназначены для обработки цилиндрических колес с прямыми и косыми зубьями, а также червячных колес (см. рис. 7, в). При нарезании зубьев вращения фрезы и заготовки должны быть согласованы между собой . Чтобы обеспечить это условие, в станке имеется специальная цепь, принципиальная схема настройки которой показана на рис. 8. Если колесо имеет z зубьев и совершит n_к оборотов, а фреза за это время сделает n_ф оборотов, то передаточное отношение i_x между числом оборотов колеса и фрезы:

Если фреза имеет z' заходов, то передаточное отношение будет выражаться формулой

Р ассмотрим формообразующие движения станка для образования профиля зубьев, для чего обратимся к структурной схеме станка (рис. 8). При нарезании прямозубого цилиндрического колеса необходимо осуществить главное вращательное движение фрезы В₁ регулируемое органом настройки iv; вращение заготовки В₂, согласованное с вращением фрезы В₁; перемещение суппорта с фрезой параллельно оси стола П, настраиваемое органом i_з. Суппорт может перемещаться или сверху вниз, или снизу вверх. При перемещении суппорта сверху вниз осуществляется встречное фрезерование, В этом случае при вращении фрезы зубья движутся навстречу срезаемому слою металла. При перемещении суппорта снизу вверх происходит попутное фрезерование. В этом случае зубья фрезы движутся попутно со срезаемым слоем металла. При попутном фрезеровании допускается увеличение скорости резания на 20-25% по сравнению со встречным методом.

Рис.8 Принципиальная схема настройки зубофрезерного станка

Рис. 9. Структурная схема зубофрезерного станка

При нарезании косозубых колес к рассмотренным выше формообразующим движениям добавляется движение для образования винтовой линии (дифференциальная цепь). Это движение состоит из вращения заготовки В₃ и поступательного перемещения П фрезы. Следовательно, одно исполнительное звено— стол станка — должно иметь два вращения В₂ и В₃ с независимыми скоростями, что возможно при наличии суммирующего механизма СМ. Эта цепь настраивается звеном настройки iy.

Диагональное фрезерование. Зуборезный инструмент очень сложный и дорогостоящий, поэтому мероприятия, направленные на повышение его стойкости, занимают важное место при эксплуатации зубофрезерных cтанков. Достаточно сказать, что стоимость зубофрезерного инструмента составляет 50% стоимости зуборезной операции.

Анализ эксплуатации червячных фрез показал, что они в основном изнашиваются на небольшом участке, так как контакт инструмента с заготовкой небольшой по сравнению с длиной фрезы. Обычно из нескольких десятков зубьев, которыми располагает фреза, изнашиваются только 3—5 зубьев. Очевидно, для более полного использования фрезы необходимо осуществлять периодическую осевую передвижку червячной фрезы. Такое перемещение способствует выравниванию износа и увеличивает ее стойкость, а значит, и срок службы. Наибольший эффект дает работа с непрерывным осевым перемещением фрезы во время нарезания заготовки методом диагонального зубофрезерования . Что же такое диагональное фрезерование? При диагональном зубофрезеровании червячной фрезе сообщают одновременно две подачи — одну параллельно оси нарезаемого колеса и другую вдоль оси фрезы, в результате чего фреза будет перемещаться по диагонали. На рис. 10 приводится схема зубонарезания с применением диагональной подачи. Когда фреза пройдет путь вдоль своей оси, равной lр, а по вертикали — В, стол станка сделает

— оборотов, откуда S_B=S_B

Рис. 10 Схема зубонарезания методом диагональной подачи.

где sB — вертикальная подача в мм/об;

S_o — осевая подача в мм/об;

В — ширина зубчатого колеса в мм;

lр — рабочая длина фрезы, величину который можно принимать

l_p= L — 6,6 т, в мм;

L — длина передней части фрезы в мм;

m — модуль зубчатого колеса в мм.