4 2. Движения в станках: классификация движений в станках, структура и параметры исполнительных движений, реализация этих движений при обработке поверхностей разными способами.

Все движения в станках, в том числе формообразующие, называются исполнительными. По целевому признаку их можно разделить на движения: формообразования Ф, врезания Вр, деления Д, позиционирования Пз, управления Упр, вспомогательные Вс. Определение формообразующих движений приведено выше (см. 2.1).

Врезание Вр – движение инструмента или заготовки, устанавливающие их в процессе резания в исходное для процесса формообразования положение.

Деление Д – движение, перемещающее траекторию движения формообразования на определенную, в большинстве случаев постоянную, величину для образования нескольких одинаковых по форме поверхностей. Например, при обработке цилиндрического зубчатого колеса модульной фрезой (рис.2.4) после фрезерования очередной впадины движениями В₁ и П₂ фрезы обрабатываемую заготовку поворачивают на угловой шаг зубьев движением деления В₃.

Движения деления могут быть периодическими или непрерывными, что зависит в основном от конструкции режущего инструмента.

Позиционирование Пз – движение, обеспечивающее перемещение траектории движений формообразования и врезания в новое геометрическое положение.

К движениям управления Упр относят те, которые совершают органы управления, регулирования и координации всех других исполнительных движений станка. К таким органам относятся муфты, реверсивные механизмы, кулачки, ограничители хода и др.

К вспомогательным Вс движениям относятся движения, обеспечивающие установку, зажим, освобождение, транспортирование, быстрое перемещение заготовки и режущего инструмента в зону резания, охлаждение, смазывание, удаление стружки, правку инструмента и т.п.

Любое исполнительное движение в станке характеризуется пятью параметрами пространства и времени: траекторией, скоростью, направлением, путем и исходной точкой. Наиболее важными параметрами любого движения являются траектория и скорость.

В зависимости от характера исполнительного движения, формы его траектории, схемы резания, вида и конструкции инструмента теоретически движение можно настраивать по двум, трем, четырем или пяти параметрам.

Движения формообразования и врезания являются движениями резания. Формообразующее движение, происходящее с наибольшей скоростью, называется главным движением резания или просто главным движением. Остальные движения принято называть движениями подачи.

Главное движение может быть вращательным и поступательным. На это движение затрачивается большая часть мощности привода станка. Например, у станков токарной группы главным движением является вращение, сверлильных, фрезерных и шлифовальных станков главное движение совершает инструмент (рис.2.5, г-е), частота вращения которого определяется по приведенной формуле для токарных станков. У долбежных, протяжных и

Рис. 2.5. Виды главного движения и подач

cтрогальных станков главным движением является поступательно-возвратное (рис. 2.5, ж).

Движение подачи – это относительное движение инструмента вдоль обрабатываемой поверхности со скоростью, меньшей скорости резания, обеспечивающее совместно с главным движением формообразование детали. Подачу определяют как величину перемещения инструмента относительно детали при обработке за один оборот (двойной ход) детали или инструмента (относительные подачи на токарных, сверлильных и строгальных станках) или в еденицу времени (абсолютные подачи на фрезерных и шлифовальных станках).

В зависимости от направления движения инструмента по отношению к детали подачи делят на продольную s (рис. 2.5, а), поперечную s_п (рис.2.5,б), касательную s_r (рис.2.5, в), радиальную s_р (рис. 2.5, г), круговую s_к (рис. 2.4,д). Кроме того, подачи могут быть осевыми (рис. 2.5, з) в сверлильных станках, вертикальными s_в (рис.2.5, е) в зубофрезерных станках.

56. 3убофрезерные станки: технологические возможности, схемы обработки цилиндрических и червячных колес, кинематическая структура станка, особенности компоновки и устройства, настройка и наладка станков.

Н а зубофрезерных станках червячными фрезами нарезают цилиндрические колеса с прямыми и винтовыми зубьями внешнего зацепления и червячные колеса. На рис. 3.6 приведены схемы взаимодействия червячной фрезы и нарезаемого колеса. При зубофрезеровании профилирование цилиндрических колес с прямыми и винтовыми зубьями и червячных колес осуществляется движением обката Ф_v (В₁В₂), состоящим из двух элементарных согласованных вращательных движений: В₁- вращения фрезы и В₂- вращения заготовки, воспроизводящих червячное зацепление.

7

Рис.3.6. Зубофрезерование при профилировании обкатом:

а – цилиндрического прямозубого колеса; б, в – червячного колеса

При нарезании цилиндрического прямозубого колеса (рис. 3.6,а) вместе с движением В₁ скорости резания фрезе сообщается также формообразующее движение подачи Ф_s (П₃). Таким образом, функционально несвязанные между собой движения фрезы В₁ и П₃ методом касания воспроизводят прямую линию зуба цилиндрического колеса. Следовательно, формообразующая часть кинематической структуры зубофрезерного станка для нарезания прямозубых колес должна содержать две группы – сложную Ф_v(В₁ В₂) и простую Ф_s (П₃).

При формообразовании червячных колес используют две основные схемы: классическую пионерную с радиальным врезанием фрезы и производную с касательным (тангециальным) врезанием. При нарезании червячных колес с радиальным врезанием (рис. 3.6,б) одновременно с движением обката фрезе дополнительно сообщают элементарное движение радиального врезания Вр_s(П₇) на высоту зуба. После завершения врезания это движение отключают, и затем в течение одного оборота заготовки колеса профилируют его зубья. Таким образом, линия зуба червячного колеса воспроизводится вращательным движением В₁ фрезы. А формообразующая часть кинематической структуры станка для нарезания червячных колес при радиальном врезании должна содержать одну формообразующую группу Ф_v(В₁В₂) и группу врезания Вр_s (П₇).

Р ис. 3.7. Расположение червячной фрезы при

зубофрезеровании прямозубого колеса

При зубофрезеровании исходное положение червячной фрезы зависит от заданного положения зубчатого венца на заготовке. При фрезеровании цилиндрических колес с прямыми зубьями (рис. 3.7) червячную фрезу устанавливают под углом φ, равным углу β₁ подъема винтовой нарезки червячной фрезы, к торцовой плоскости нарезаемого колеса. О бычно при проектировании станков частные кинематические структуры объединяют в структуру универсального зубофрезерного станка. А выбор конкретной схемы обработки осуществляют соответствующей коммутацией в кинематической схеме станка.

При нарезании прямозубого цилиндрического колеса необходимо осущест­вить главное вращательное движение фрезы В₁ регулируемое органом настройки і_v вращение заготовки В₂, согласованное с вращением фрезы В₁ перемещение суппорта с фрезой параллельно оси стола Я, настраиваемое органом і₃. 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.

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 і_у.

Настройка зубофрезерного станка на нарезание прямозубых цилиндрических колес. Исходными данными для расчета являются: модуль т, число зубьев нарезаемого колеса, материал заготовки, диаметр фрезы, заходность фрезы z', угол наклона канавок β и материал режущей части. Для обработки зубьев прямозубых колес требуется три движения: вращение фрезы, враще­ние заготовки, движение подачи.

Типовая компоновка. Стойка с пультом управления, в которой находятся гитары обката и дифференциала. По вертикальным призматическим направляющим стойки перемещается каретка с поворотным фрезерным суппортом. Его установка на требуемый угол осуществляется вращением валика. С правой стороны на V-образных направляющих основания установлен стол с задней стойкой, по направляющим которой перемещается контр-поддержка, управляемая рукояткой. На корпусе стола размещены рукоятки ручного насоса смазки и рукоятки для перемещения стола и установки его упоров. На основании в коробке помещены бесконтактные конечные выключатели. Станок оснащен путевой системой управления. Настройка цикла работы осуществляется переставными упорами и соответствующими переключателями пульта управления.

70 Базовые (корпусные) детали станков, их основные типы и назначение. Станины, предъявляемые к ним требования и критерии работоспособности. Конструкции и материалы станин. Расчет станин по по критериям работоспособности.

Баз. дет – дет., образующие несущую систему станка (совокупность элементов между заготовкой и инструментом). Это неподвиж. дет. (станины, основания, стойки, корпуса и др.), подвиж дет. (каретки, суппорта и др.). Геометр. баз. дет. делятся на 3 типа:

1) дет. типа брусьев (1 габарит. размер намного больше 2х других) (станина токарного станка).

2) дет. типа пластин (1 габар. р-р намного меньше 2х других) (подвиж. каретка, прокладки)

3) дет. типа коробок (габар. р-ры ≈ одного порядка) (сверлильная головка)

Баз. дет. часто снабжаются направляющими (движ. (токарный станок, направл. на станине) или перестановки (сверл. головка)).

Станины. Назначение – базирование с требуемой точностью неподвиж. узлов. Для этого они стабж. направляющими. Станины м.б. горизонтальными и вертикальными (стойки). Требования к станинам:

1) Неизменность формы. Обеспеч. выбором мат-ла и технологией изготовления (для отливок - старение);

2) Необх. прочность и износостойкость. Для длинных станин – прочность. Обеспеч. выбором мат-лов (направл. из др. мат-ла, легирование поверхностного слоя, термообработка ТВЧ) 3) Необх. жесткость и виброустойчивость (жестк. – способность сопротивляться прогибу). Обеспеч. – расчетом; виброустойчивость – выбором мат-лов.

4) Удобство изг-ния, его малая ст-ть. 5) Малая металлоемкость. Обеспеч.-рациональное констр-ние. Жесткость у трубы больше. 6) Удобный отвод стружки и эмульсии. 7) Обеспечить размещение необходимых устройств и мех-мов.

Станина в поперечном сеч. м. иметь замкнутый или разомкнутый контур.

Повыш. жес-ть за счет полых стержней. Для лучшего отвода стружки станина м.б. изготовлена наклонной:

Моноблочная конструкция(чтобы исключить контактную деформацию):

Замкнутый контур: Полая станина.

Материалы: Основной мат-л – СЧ. Хорошие литейные св-ва, легко обрабат, хорошие виброгасящие св-ва. Также применяют модифицированный чугун(для пов-ния мех. св-в), сталь(для сварных станин), железобетон(для тяжелых, в основном токарных, станков для уменьш. металлоемк.), неметал. мат-лы (синтегран).

Осн. критерием работоспособности станин явл. жесткость (чтобы не было прогиба). Расчет сводится к опред. деформаций изгиба и кручения. Станина представляется в виде балки постоянного сечения. Методика:

1. Выбор расчетной схемы; 2. Опр-е сил, действ. на станину; 3. Расчет деформаций; 4. Сравнение получ. знач. с допустимыми; 5. Уточнение при необходимости конструктивных параметров.

Силы: вес самой станины и узлов, расположенных на ней; силы резания; инерционные нагрузки.

Применяют метод моделирования.