3.5.1. 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. 3.37), 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.

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

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.

Рис. 3.37. Типовая структурная схема резьбофрезерного станка

РП для органа настройки i_s имеют вид:

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. На рис. 3.38 приведена схема резьбофрезерного станка модели 561, содержащая 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. Зубофрезерные станки, работающие червячными фрезами, рассмотрены выше в п. 3. Поэтому в названной модели станка рассмотрим частную кинематическую структуру, используемую для нарезания длинных резьб дисковой фрезой. Эта структура содержит две формообразующие группы Ф_v(В₁) и Ф_s(В₂П₃), соединенные между собой общим электродвигателем. Профиль резьбы воспроизводится копированием (зеркальным отображением профиля характеристического образа фрезы на заготовку), а винтовая линия – методом касания, осуществляемым движениями Ф_v и Ф_s.

Рис. 3.38. Кинематическая схема резьбофрезерного станка

для обработки длинных резьб

Группа Ф_v(В₁) – простая. Ее внутренняя связь – вращательная пара:

подшипниковые опоры → шпиндель фрезы (В₁).

Внешняя связь – кинематическая цепь, соединяющая электродвигатель со шпинделем фрезы:

М → 135/260 → кулачковая муфта или (i_v = (23/49 или 29/43) (23/49 или36/36)) → 36/12 → 30/30 → 24/24.

Группа настраивается на один параметр – скорость резания пятиступенчатой шестеренчатой коробкой i_v.

Группа Ф_s(В₂П₃) – сложная. Ее внутренняя связь:

шпиндель заготовки (В₂) → 36/108 →(i_x = (а₁/б₁) (с₁/д₁)) →ТВ → суппорт (П₃).

Внешняя cвязь:

М → i_v → реверс 45/54 → (i_y = (а/б) (с/д)) → 18/18 → коробка подач i_s → 28/28 → 3/36 → кулачковая муфта 69 → 4/40 → шпиндель заготовки.

Группа настраивается на траекторию – гитарой i_x; на скорость – коробкой подач i_s; на направление – реверсом; на путь и исходную точку – по упорам. Во внутренней связи группы расположена гитара обката i_y. В рассматриваемой структуре эта гитара не является органом настройки, а используется как механизм с постоянным передаточным отношением, равным еденице.

Значения круговых частот вращения шпинделя фрезы определяется на основе следующих РП:

п_м мин^-1 электродвигателя → п_ф мин^-1 фрезы (В₁).

УКЦ (ФН):

п_ф = 1450 (135/260) [(23/49 или 29/43) (23/49 или 36/36) или муфта,

со единяющая валы 1 и 111] (12/36) (30/30) (24/24) = {55, 80, 120, 170, 250}.

Таким образом, привод вращения фрезы имеет пять значений круговых частот.

РП для гитары i_x: