а)

б)

Рис. 4.1. Зубодолбежный станок модели 5М14

в)

Рис. 4.1. Зубодолбежный станок модели 5М14

а) – общий вид станка; б) – вид слева; в) – вид сзади

А – нижняя часть станины; Б – верхняя часть станины; В – суппорт со шпинделем; Г – стол; Д – привод ускоренного вращения стола;

1 – кривошипно-шатунный механизм привода шпинделя с долбяком; 2 – гитара круговых подач; 3 – гитара обката и деления; 4 – гитара радиальных подач; 5 – шпиндель долбяка; 6 - рукоятки переключения коробки скоростей; 7 – винт радиального перемещения суппорта; 8 – рукоятка реверсирования вращения долбяка; 9 – квадрат для ручного вращения долбяка; 10 – квадрат для ручного вращения кулачка радиальной подачи; 11 – квадрат для ручного перемещения суппорта; 12 – гайки для фиксации суппорта; 13 – лимб установки суппорта на глубину врезания; 14 – рычаг включения муфты радиальных подач; 15 – фиксатор суппорта; 16 – планка для включения собачки отсчета; 17 – тяга для качания собачки отсчета; 18 – конечный выключатель;19 – кран подачи охлаждающей жидкости; 20 – кнопка “главный привод”; 21 – переключатель “работа-наладка”; 22 – сигнальная лампа “под током”;23 – кнопка “стоп”; 24 – переключатель “освещения”; 25 – кнопка “толчок”; 26 – выключатель освещения; 27 – линейный выключатель; 28 – выключатель насоса охлаждения

Верхняя часть станины является основой для монтажа остальных узлов. По горизонтальным направляющим, расположенным на ее верхней передней части, перемещается суппорт В со шпинделем 5, на котором крепится долбяк. Внутри смонтированы коробка скоростей с приводом главного движения и электроаппаратура управления станком (рис. 4.1). С правой стороны расположен механизм 4, осуществляющий радиальную подачу. Механизм 2 круговых подач занимает место слева на верхней плоскости.

Нарезание цилиндрических зубчатых колес долбяком состоит в следующем. На конце шпинделя закреплен зуборезный долбяк, совершающий вместе с ним главное прямолинейное возвратно-поступательное движение; вниз – рабочее, вверх – холостое, при котором стол с заготовкой отводится от инструмента в радиальном направлении на некоторое расстояние для исключения трения задних поверхностей долбяка о поверхности впадин нарезаемого зубчатого колеса. В процессе нарезания долбяк и заготовка получают согласованное вращение (движение обката). Соотношение частот вращения долбяка и заготовки обратно пропорционально отношению чисел их зубьев, то есть Z_d/Z_с (Z_d – число зубьев долбяка; Z_с – число зубьев нарезаемого колеса).

Увеличение стойкости долбяка в станке достигается за счет механизма реверсирования, при его переключении одновременно изменяют направление вращения долбяк и заготовка, благодаря чему режущие кромки долбяка изнашиваются более равномерно.

Управление станком осуществляется: рукояткой реверсирования – 8, рычагом включения муфты радиальных подач – 14, квадратом ручного вращения кулачка радиальной подачи – 10, планкой включения собачки отсчета – 16, квадратом ручного перемещения суппорта – 11, рукояткой переключения коробки скоростей – 6.

Дня выполнения всех необходимых движений станок имеет кинематические цепи (рис. 4.2): привода шпинделя с коробкой скоростей, круговой подачи долбяка с гитарой настройки – 2, вращения заготовки, включающей гитару деления – 3, и радиальной подачи с соответствующей гитарой – 4.

4.2. Требования безопасности труда

1. Приступая к настройке станка, отключить его электропитание пакетным выключателем;

2. Снимать и устанавливать сменные колеса только усилием рук, не прибегая к использованию молотков и др.;

3. Завинчивать гайки только исправными ключами соответствующих размеров; перед пуском станка опробовать работу механизмов вручную;

4. При работе станка все гитары сменных зубчатых колес должны быть закрыты кожухами [13, 14].

М2 м1 Рис. 4.2. Кинематика зубодолбежного станка модели 514

4.3. Оборудование и принадлежности

Зубодолбежный станок модель 5М14 с набором сменных зубчатых колес для всех гитар; зуборезный инструмент – долбяк; оправка для заготовки и заготовка. Кулачок радиальной подачи; набор необходимого слесарного инструмента, штангенциркуль, штангензубомер.

4.4. Порядок выполнения работы

Ознакомиться с методическими указаниями по выполнению лабораторной работы; согласно заданию рассчитать настройку гитары двойных ходов долбяка, установить длину хода долбяка, настроить вращение заготовки, настроить вращение долбяка гитарой круговых подач, настроить величину радиальной подачи, установить и проверить биение заготовки, установить ход долбяка относительно заготовки, установить долбяк на глубину врезания. После проверки настройки преподавателем привести в движение долбяк и заготовку, включить подачу и обработать заготовку. Проверить качество обработки.

4.5. Настройка станка на обработку прямозубого зубчатого колеса Установка длины хода долбяка

Длину хода долбяка со шпинделем устанавливают, пользуясь шкалой на диске кривошипно-шатунного механизма. Длину хода L в мм определяют по формуле:

, (4.1)

где b – ширина заготовки, мм; b₁ – суммарный выход долбяка, мм.

Суммарный выход долбяка определяют по графику в зависимости от ширины заготовки (рис. 4. 3). Выход инструмента вверх и вниз принимают равным половине величины суммарного перебега.

Для установки длины хода долбяка отпускают гайку 1 на пальце кривошипа – 2 (рис. 4.4) и вращают ключом регулирующий винт – 3 до тех пор, пока стрелка на указателе не установится на необходимом делении шкалы. После установки требуемой длины хода долбяка гайку 1 надо туго затянуть. Положение хода долбяка по отношению к заготовке регулируют следующим образом. Ослабляют контргайку 4, а затем стопор 7. Ввинчиванием или выворачиванием шатуна 5 в серьгу добиваются необходимого положения хода долбяка по отношению к заготовке. Цилиндрический шатун 5 возвратно-поступательно перемещается во втулке 6 и одновременно обкатывается вместе с ней вокруг реечного колеса.

При настройке числа двойных ходов долбяка в минуту используют выражение:

, (4.2)

где V – средняя скорость резания, м/мин; L – длина хода долбяка, мм;

n – число двойных ходов долбяка в минуту.

Рис. 4.3. График для определения суммарного выхода долбяка

Рис. 4.4. Кривошипно-шатунный механизм

При выборе скорости резания рекомендуется пользоваться табл. 4.1.

Таблица 4.1

Выбор скорости резания в зависимости от обрабатываемого материала

Подобрав ближайшее число двойных ходов долбяка n (табл. 4.2), устанавливают рукоятки 6 (рис. 4.1), в соответствующее положение.

Настройка вращения долбяка (гитары круговых подач)

Гитару круговых подач настраивают из условия, что за один ход долбяк должен повернуться на определенную длину дуги делительной окружности,

Таблица 4.2

Число двойных ходов в минуту

называемую круговой подачей. Уравнение кинематической цепи следующее:

, мм/дв. ход (4.3)

Расчетная формула настройки гитары круговых подач:

, (4.4)

где S_кр – расчетная подача по делительной окружности, мм/дв. ход; m – модуль нарезаемого колеса, мм; Z_d – число зубьев долбяка; А, В – числа зубьев сменных колес.

Круговую подачу S_кр следует выбирать по данным табл. 4.3.

Таблица 4.3

Величины круговых подач

В табл. 4.4 приведен подбор сменных колес А и В для получения необходимой подачи при долблении долбяком диаметром делительной окружности 100 мм.

Таблица 4.4.

Подбор сменных колес гитары круговых подач

Настройка вращения заготовки (гитары обката)

Гитара деления настраивается из условия, что при повороте долбяка на I зуб заготовка, обкатываясь относительно долбяка, должна также повернуться на один зуб.

Уравнение кинематической цепи (рис. 4.2) можно записать:

(4.5)

Тогда расчетная формула настройки будет иметь вид:

(4.6)

где Z_д – число зубьев долбяка; Z_с – число зубьев нарезаемого колеса;

a, b, c, d –сменные колеса гитары обката.

Рис. 4.5. Расположение зубчатых колес в гитаре обката

Сменные колеса подбираются с учетом прилагаемого к станку набора, который состоит из 37 колес с числом зубьев от 20 до 120, по одному из методов, приведенных в приложении методических указаний к лабораторным работам. К станку прилагается набор сменных зубчатых колес (табл. 4.5).

Таблица 4.5

Числа зубьев сменных колес для гитары обката

Настройка величины радиальной подачи (гитары радиальных подач)

Радиальную подачу на один двойной ход долбяка в зависимости от твердости обрабатываемого материала и модуля устанавливают сменными колесами a₁, и d₁ (рис.4.6).

Рис. 4.6. Расположение зубчатых колес в гитаре радиальных подач

Уравнение соответствующей кинематической цепи (мм/дв. ход):

. (4.7)

Расчетная формула настройки гитары радиальных подач:

, (4.8)

где S_рад радиальная подача врезания, мм/дв. ход;

t_к – величина подъема кривой кулачка, мм.

Величину радиальной подачи S_рад следует выбирать по табл. 4.6.

Таблица 4.6

Значения радиальной подачи

Числа зубьев сменных колес a₁ и d₁, прилагаемых к станку, и величины настраиваемых на станке радиальных подач представлены в табл. 4.7.

Таблица 4.7

Числа зубьев колес в зависимости от величины радиальной подачи

Числа зубьев сменных колес гитар настройки рассчитывают одним из методов, приведенных в приложении.

Установка и проверка заготовки

Заготовка должна плотно садиться на цилиндрическую часть оправки. Торцы заготовки, подставки и зажимной шайбы должны быть совершенно чистыми.

При нарезании колеса необходимо перед его зажатием проверить концентричность боковой поверхности по отношению к отверстию. Для этого его поворачивают на оправке от руки, замеряя биение внешней цилиндрической поверхности индикатором. Допускаемое биение от 0,01 до 0,05 мм в зависимости от модуля, диаметра и степени точности нарезаемого колеса. После проверки заготовку закрепляют так, чтобы при нарезании она не сдвигалась. Затем проверяют вторично биение уже закрепленной заготовки.

Установка долбяка

Перед установкой долбяка на шпиндель необходимо тщательно протереть посадочное место. Долбяк насаживается на шпиндель плотно, но без ударов, режущими кромками вниз. Опорное кольцо долбяка должно быть достаточного диаметра, чтобы обеспечить жесткое и надежное крепление инструмента.

Установка хода долбяка относительно заготовки

Конечные положения долбяка относительно заготовки устанавливают так, чтобы его режущие кромки при верхнем и нижнем положениях отстояли на одинаковом расстоянии от торцовых поверхностей заготовки, равном b₁/2.

Верхнее и нижнее положения долбяка устанавливают следующим образом. Снимают защитный кожух кривошипно-шатунного механизма, освобождают контргайку 4 на винте 5, проходящем внутри рейки 6, приводимой в движение пальцем на диске (освобождают винт 7 разрезной части шатуна) и вращают винт 5 с помощью ключа, надетого на его квадрат (рис. 4.4).

При этом рейка будет перемещаться и вращать зубчатое колесо, которое сидит на одном валу с реечным колесом, сцепленным с рейкой шпинделя долбяка двигающегося вверх и вниз во втулке.

По окончании регулирования верхнего и нижнего положения долбяка гайку и винт разрезной части шатуна необходимо затянуть.

Установка долбяка на глубину врезания

Глубина врезания зависит от высоты зубьев обрабатываемого колеса. В зависимости от выбранного числа проходов на станок устанавливается одно-, двух- или трехпроходной кулачок радиальной подачи, при этом зубья колеса будут обработаны за один, два или три его оборота (рис. 4.7).

Однопроходной кулачок применяется при нарезании колес с модулем до 3 мм из мягкой углеродистой стали. обработку производят сразу на всю высоту зуба. Двухпроходной кулачок применяется при нарезании колес с модулем до 5 мм из материала средней твердости. Трехпроходной кулачок применяется при обработке колес из твердой стали с модулем более 5 мм.

Подвод инструмента к заготовке и последующая установка на высоту зуба выполняются в следующем порядке:

- вращением валика 10 (рис.4.1) приводят кулачок врезания в положение, соответствующее окончанию обработки, т.е. в положение, при котором ролик находится на участке наибольшего радиуса кулачка;

- кнопкой для пуска двигателя толчком устанавливают режущую кромку долбяка на высоту, соответствующую середине ширины заготовки;

Рис. 4.7. Однопроходной кулачок

- освободив гайки 12 (рис. 4.1), вращением вала 11 перемещают суппорт так, чтобы долбяк не дошел до заготовки приблизительно на 1 мм. При этом фиксатор 15 суппорта должен быть включен;

- поставив рукоятку 8 в нейтральное (среднее) положение, вращением валика 9 зуб долбяка приводят в такое положение, при котором линия симметрии зуба и долбяка совпадает с прямой линией, соединяющей центр долбяка с центром заготовки;

- перемещают суппорт до тех пор, пока зуб долбяка не коснется заготовки (палец кривошипа должен находиться выше центра кривошипного штока);

- переводят долбяк в крайнее верхнее положение;

- совмещают нулевое деление лимба 13 на корпусе фиксатора с риской на прижимном диске, после чего суппорт перемещают к заготовке на величину h_g, близкую к высоте нарезаемых зубьев:

(4.9)

где h_g – величина перемещения суппорта c долбяком, мм; h – высота нарезаемых зубьев, мм; m – модуль нарезаемых зубьев, мм.

При этом один оборот вала 11 (рис.4.1) соответствует 3 мм, а одно деление лимба соответствует 0,02 мм радиального перемещения суппорта; производят фиксацию суппорта путем затяжки гаек 12 (рис.4.1), вращая рукояткой валик 10, поворачивают кулачок врезания до тех пор, пока ролик ходового винта не попадет в выемку на кулачке, вследствие чего суппорт отойдет влево, переводят рукоятку 8 в одно из крайних положений.

4.6. Содержание и оформление отчета

Отчет должен содержать исходные данные и результаты расчета настройки числа двойных ходов долбяка, вращения заготовки, вращения долбяка (круговых подач), радиальной подачи, эскиз установки детали и инструмента, оформленные согласно табл. 4.8.

Произвести настройку зубодолбежного станка и нарезать на нем прямозубое цилиндрическое колесо (рис. 4.8) зуборезным долбяком.

Рис. 4.8. Эскиз прямозубого зубчатого колеса

Исходные данные

1. Модуль нарезаемого зуба m, мм

2. Число нарезаемых зубьев Z

3. Наружный диаметр нарезаемого колеса D, мм

4. Ширина нарезаемого колеса b, мм

5. Число зубьев долбяка Z_д

6. Материал заготовки______________

Конкретные значения m, Z, D и Z_д, для каждого варианта задания указаны в табл.4.9.

Таблица 4.8

Протокол № ______Настройка зубодолбежного станка модели 5mi4 на обработку зубчатого колеса с прямыми зубьями

Содержание работы	Кинематические уравнения	Сменные зубчатые колеса
Настройка числа двойных ходов долбяка: V= м/мин L= .мм
Настройка вращения заготовки (гитара деления) zд = zс = .
Настройка вращения долбяка (круговая подача) sкр = мм/дв. ход m zд = .
Настройка радиальной подачи sрад = мм/дв. ход tк = мм.
Установка длины хода долбяка L = мм, выход долбяка b1 = мм.
Установка глубины врезания h = мм, т = мм.
Толщина зуба s в мм	по расчету	по результатам измерений

Дата Подпись студента:_____________

Подпись преподавателя:_____________

Вопросы для самопроверки и задания

1. Каково назначение зубодолбежного станка мод. 5М14?

2. Принцип нарезания зубчатых колес на зубодолбежных станках.

3. Какие основные узлы зубодолбежного станка?

4. Показать все кинематические цепи зубодолбежного станка.

5. Как производится настройка длины хода долбяка?

6. Написать выражение настройки кинематической цепи числа двойных ходов долбяка.

7. Проиллюстрировать условие настройки цепей вращения заготовки.

8. Привести условие настройки вращения долбяка (круговой подачи).

9. Дать условие настройки радиальной подачи.

10. Как осуществляется установка глубины врезания долбяка?

4.8. Варианты задания для настройки зубодолбежного станка

Таблица 4.9

Исходные данные для обработки зубчатого колеса

Примечание: Для вариантов

с 1 по 12 ширина венца равна b=18 мм, сталь;

-″-″-″- с 13 по 27 – 22 мм, сталь;

-″-″-″- с 28 по 30 – 28 мм, сталь;

-″-″-″- с 31 по 42 – 32 мм, сталь;

-″-″-″- с 43 по 54 – 36 мм, сталь;

-″-″-″- с 55 по 66 – 40 мм, бронза;

-″-″-″- с 67 по 80 – 42 мм, бронза;

-″-″-″- с 81 по 93 – 46 мм, бронза;

-″-″- с 94 по 106 – 50 мм, бронза;

-″-″- с 107 по 120 – 34 мм, чугун;

-″-″- с 121 по 133 – 28 мм, чугун;

-″-″- с 134 по 140 – 48 мм, чугун;

-″-″- с 141 по 147 – 54 мм, алюминий;

-″-″- с 148 по 153 – 56 мм, алюминий;

-″-″- с 154 по 158 – 60 мм, алюминий.

5. Зубострогальный станок модели 526

Цель работы: изучить назначение зубострогального станка, ознакомиться с его устройством, расположением органов управления и гитар настройки; продолжить составление уравнений кинематических цепей; научиться практическим приемам настройки станка и работы на нем.

5.1. Общие сведения

Техническая характеристика станка модели 526

Наибольший модуль нарезаемого колеса 8 мм

Число зубьев нарезаемого колеса 10…200

Наибольшая ширина зубчатого венца 90 мм

Длина образующей начального конуса 0…305 мм

Число двойных ходов резцов в минуту 85…442

Длина хода резцов 13…100 мм

Угол качания люльки 10…60 градусов

Время нарезания одного зуба 7,6…86,5 с

Мощность электродвигателя 2,8 кВт

Зубострогальный станок модели 526 (рис. 5.1) предназначен для чернового и чистового нарезания прямозубых конических колес. Режущим инструментом являются два резца с прямолинейными режущими кромками. При черновом нарезании используется метод деления, и резцы прорезают клиновидные впадины, При чистовом нарезании формирование зуба происходит при движении обкатывания, а переход от нарезания одного зуба к нарезанию другого осуществляется методом деления. При обкате воспроизводится зацепление двух зубчатых колес. Первое – является плосковершинным и представлено двумя резцами, обрабатывающими один зуб нарезаемого колеса одновременно с двух сторон, другое – заготовка [1, 4-9, 17, 18, 20, 21].

В соответствии с изложенными принципами работы станок имеет шпиндель для фиксации в нем оправки с заготовкой и люльку, по направляющим которой возвратно-поступательно перемещаются ползуны с закрепленными в резцедержках резцами.

При черновом нарезании зубьев обрабатываемая деталь и люлька в процессе обработки не вращаются, резцы совершают возвратно- поступательные движения, а заготовка медленно подается на резцы.

Деление может настраиваться одинарное или двойное. При одинарном делении оба резца обрабатывают один зуб, прорезая с обеих его сторон канавки. При двойном делении одновременно прострагиваются две впадины, а деление заготовки производится на два зуба, что дает экономию времени на обработку.

При чистовой обработке зубьев заготовка и люлька согласованно поворачиваются, воспроизводя движение обката. Этот поворот выполняется на угол, достаточный для полной обработки одного зуба.

После завершения обработки зуба люлька и шпиндель с заготовкой поворачиваются в обратном направлении, при этом люлька занимает исходное положение, а заготовка поворачивается и устанавливается в положение, соответствующее обработке следующего зуба.

Для выполнения всех необходимых движений станок имеет следующие кинематические цепи: числа двойных ходов ползунов, угла качания люльки, обката, деления и подачи (рис. 5.2).

Кроме того, предусмотрена возможность ручных настроечных перемещений заготовки с кареткой и ползунов с резцами.

Станок состоит из следующих узлов: станины А, люльки Б с ползушками В и резцедержками Г, каретки Д с поворотной плитой Ж делительной бабки З. В коническое отверстие шпинделя делительной бабки устанавливается оправка, на конце которой закрепляется заготовка (рис. 5.1).

а)

Рис. 5.1. Зубострогальный станок модели 526:

б)

в)

Рис.5.1. Зубострогальный станок модели 526:

г)

Рис.5.1. Зубострогальный станок модели 526:

а - общий вид зубострогального станка; б - вид слева; в - вид справа; г - вид сзади:

1 - станина; 2 - электродвигатель привода станка; 3 - маховик для проворачивания механизмов вручную; 4 - люлька; 5 - ползуны; 6 – шпиндель делительной бабки; 7 - каретка; 8 - фартук каретки; 9 - маховик ручного передвижения каретки; 10 - механизм подачи; 11 - кулиса механизма подачи; 12 - барабан подачи; 13 - сменные колеса настройки числа двойных ходов ползунов; 14 - механизм обката; 15 - сменные колеса настройки величины угла качания; 16 - сменные колеса настройки движения обката; 17 - сменные колеса настройки скорости подачи; 18 - сменные колеса настройки гитары деления; 19 - болт крепления бабки к поворотной плите; 20 - рукоятка для крепления рычага барабана подачи к каретке; 21 - нониус и шкала для измерения расстояния от торца шпинделя до центра; 22 - калибр для разделения припуска; 23 - гайка для осевого передвижения делительной бабки; 24 - рычаг механизма подачи; 25 - винт для установки величины отвода каретки; 26 - винт для затягивания клина в кулисе подачи; 27 - валик для переключения положения роликов в канавках барабана подачи; 28 - болт для регулирования зацепления делительного червяка; 29 - болт для закрепления оправки в шпинделе; 30 - винт установки ползунов на угол зуба; 31 - шкала и нониус для установки угла зуба; 32 - шкала и нониус для установки резцов на угол начального конуса; 33 - шкала и нониус для проверки деления; 34 - отверстие под стержень для поворота делительной бабки; 35 - поворотная плита делительной бабки; 36 -шкала для установки отвода каретки; 37 - квадрат для вращения шпинделя делительной бабки; 38 - смотровое окно для проверки работы насоса смазки; 39 - смотровое окно уровня масла; 40 - насос смазки каретки и механизма подачи; 41 - насос охлаждения; 42 - насос центральной смазки; 43 - неподвижный упор на станине; 44 - неподвижный упор на каретке; 45 - маслоочиститель; 46 - масленка; 47 - смотровое окно люльки; 48 - конечный выключатель; 49 - пакетный выключатель мотора привода; 50 - пакетный выключатель электронасоса; 51 - тепловое реле; 52 - выключатель местного освещения

Рис. 5.2. Кинематическая схема зубострогального станка модели 526