Металлорежущие станки

3. Формула настройки

a1 c1 = 5 Sрад.

b1 d1 4

Нарезание червячных колес методом тангенциальной подачи

Тангенциальной подачей называется величина перемещения червячной фрезы (в мм) вдоль собственной оси за один оборот заготовки (рис. 100).

Рис. 100. Схема нарезания червячных колес методом тангенциальной подачи

Кинематическая структура:

1.ФV(В1В2) – формообразующее движение скороснойцепи: В1 – цепь главного движения, В2 – цепь деления и обката.

2.Вр(П6В4) – движения врезания.

Движения ФV(В1В2) рассмотрены ранее.

Движение П6 сообщается за счет цепи тангенциальных подач, а согласование движений В4 и П6 производится по цепи

171

дифференциала. Для настройки тангенциальной подачи на станке имеется специальный протяжной суппорт.

Метод тангенциальной подачи используется при нарезании червячных колес с количеством заходов два и более, а также при обработке однозаходных колес. Этот метод по сравнению с методом радиальной подачи обеспечивает более высокую точность обработки, что объясняется следующими причинами:

–фреза, имеющая специальную заборную часть, как бы ввинчивается в заготовку, и поэтому не будет того срезания рабочего профиля зубьев вблизи торцов нарезаемого колеса, которое может быть при радиальной подаче;

–постепенная тангенциальная подача, осуществляемая совместно с движением обкатки, обеспечивает большее количество профилирующих срезов, приходящихся на образование профиля нарезаемого зуба, чем радиальная подача;

–метод позволяет более точно выдержать межосевое расстояние А (см. рис. 99), которое будет постоянным для каждой партии нарезаемых колес.

Для нарезания червячных колес методом тангенциальной подачи необходимо обычный фрезерный суппорт станка заме-

нить протяжным.

Настраивают цепи главного движения и обкатки как обычно и, кроме того, настраивают цепи тангенциальной подачи

идифференциала.

Цепь тангециальной подачи (П6):

1.Расчетные перемещения:

1об.заг.→ Sтанг ммоб.заг.

2.Уравнение кинематического баланса, ммоб.заг.:

Sтанг =1об.заг. 1 24 a1 c1 45 19 16 16 30 35 1 5. 96 24 b1 d1 36 19 16 16 35 30 50

3. Формула настройки

a1 c1 = Sтанг.

b1 d1

172

Цепь дифференциала (В4) сообщает заготовке дополнительное вращение, необходимое для предотвращения срезания ее зубьев, при осуществлении тангенциальной подачи фрезы. Дополнительное вращение заготовки должно быть согласовано с тангенциальной подачей так, чтобы при перемещении фрезы вдоль своей оси на шаг зацепления заготовка получила бы дополнительный поворот на один зуб, т.е. при перемещении фрезы

на t = πmосев заготовка должна повернуться на 1 зуб. 1. Расчетное перемещение:

t= π mосев → 1z об.заг.

2.Уравнение кинематического баланса:

3. Формула настройки. Подставим:

Получим:

173

Лекция 13. НАРЕЗАНИЕ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС

Конические колеса служат для передачи вращения между валами с пересекающимися осями. Их называют угловыми передачами. В наиболее распространенном частном случае, когда угол между осями валов равен 90°, передача называется ортогональной. Боковая поверхность зуба конического колеса образуется двумя производящими линиями, характеризующими соответственно профиль (образующая) и форму зуба по длине (направляющая).

Рис. 101. Схема нарезания конического колеса с круговым зубом по методу обкатки: 1 – обрабатываемая заготовка; 2 – воображаемое производящее колесо; 3 – люлька с зуборезной головкой

Нарезание можно производить фасонным инструментом методом копирования, остроконечным резцом по шаблону и инструментом с прямолинейными режущими кромками методом обкатки (рис. 101).

Наиболее точным и производительным является метод обкатки.

174

Понятие о плосковершинном производящем колесе

Рис. 102. Производящее колесо: а – плоское; б – плосковершинное

При нарезании конических колес методом обкатки на станке воспроизводится зацепление нарезаемого конического колеса с воображаемым производящим колесом 2 (круговой рейкой), зубья которого образуются в пространстве движущимися режущими кромками инструмента. Производящее колесо (рис. 102) может быть плоским и плосковершинным. Станки, у которых производящее колесо является плоским (половинный угол начального конуса этого колеса равен 90°), по конструкции сложнее станков с плосковершинным производящим колесом, половинный угол начального конуса которого равен 90° – γ (где γ – угол ножки зуба).

Применение в станках плосковершинного производящего колеса вызвано тем, что изготовить резцовую головку, в которой вершины резцов должны двигаться по траектории всегда перпендикулярно оси производящего колеса, намного проще, чем головку с движением вершин резцов по траектории, угол которой по отношению к оси производящего колеса должен изменяться в зависимости от размеров зуба нарезаемого колеса.

При использовании в качестве производящего колеса с половинным углом начального конуса 90° или 90° – γ требуется

175

сравнительно простой по форме инструмент (с прямолинейными режущими кромками).

Для наладки зубострогальных станков необходимо знать число зубьев производящего колеса Z′, которое подсчитывают следующим образом.

Известно, что у двух конических колес, находящихся в зацеплении, число зубьев прямо пропорционально синусам половин углов начальных конусов, т.е.

Z′ = sin(900 − γ)= cosγ , Z sinϕ sinϕ

откуда Z′ = Z cossinϕγ .

Поскольку угол γ мал, то cosγ = 1. Поэтому можно при-

нять

Z ′ = sinZϕ ,

где Z – число зубьев нарезаемого колеса; φ – половина угла начального конуса нарезаемого колеса.

Это выражение называют обкаточным отношением.

Основные сведения о нарезании прямозубых конических колес

Боковые поверхности зубьев конических колес имеют более сложную форму, чем зубьев цилиндрических колес. Кривизна эвольвентного профиля конических зубьев непостоянна и увеличивается по мере приближения к вершине конуса конического колеса. В связи с этим метод копирования при нарезании конических колес не обеспечивает достаточной точности профиля и не получил распространения.

В настоящее время для изготовления прямозубых конических колес применяют зубострогальные станки, работающие по методу обкатки.

176

Сущность метода обкатки заключается в том, что кривая эвольвентного профиля зубьев образуется как огибающая ряда последовательных срезов, касательных к эвольвентному профилю. На этих станках воспроизводится зацепление нарезаемого конического колеса с воображаемым плоским коническим колесом (рис. 103). При этом боковые поверхности впадины между двумя соседними зубьями плоского конического колеса I создаются режущими лезвиями резцов 3, совершающих возвратнопоступательное движение. Таким образом, формирование боковых поверхностей каждого зуба нарезаемого колеса 2 происходит в результате движения резцов и обкатки в зацепление плоского производящего и нарезаемого колеса.

Плоским коническим называют колесо, половина угла которого при вершине начального конуса равна 90°. Особенность такого колеса состоит в том, что боковые поверхности его зубьев не эвольвентные переменной кривизны, а плоские. Это позволяет воспроизвести две боковые поверхности впадин зуба плоского конического колеса прямолинейными режущими лезвиями резцов. Именно поэтому в основу принципа работы станков, обрабатывающих зубья конических колес, положено воспроизведение зацепления нарезаемого колеса с плоским коническим колесом.

Рис. 103. Связь между заготовкой и двумя резцами: 1 – плоское коническое колесо; 2 – нарезаемое колесо; 3 – режущие лезвия резцов

177

На зубострогальных станках режущие лезвия инструмента в процессе возвратно-поступательного движения воспроизводят боковые поверхности не плоского, а плосковершинного производящего конического колеса (рис. 104), половина угла при вершине начального конуса которого φ1 = 90° – γ, где γ – угол ножки зуба обрабатываемого конического колеса. Применение плосковершинного производящего колеса упрощает кинематическую цепь и конструкцию станков, так как исключается необходимость поворота резцовых суппортов на угол ножки зуба.

Рис. 104. Схема зацепления заготовки с плосковершинным коническим производящим колесом

Различают две схемы нарезания зубьев конических колес методом обкатки:

–оси вращения нарезаемого конического и плоского производящего колес неподвижны в пространстве, и в процессе резания колеса принудительно вращаются без проскальзывания как пара сцепляющихся конических зубчатых колес;

–нарезаемое коническое колесо, вращаясь, катится без проскальзывания по неподвижному производящему колесу.

178

Процесс нарезания зубьев в обеих схемах происходит обычно при движении резцов к вершине конуса обрабатываемого колеса. Обратный ход нерабочий, и в этот период резцы отводятся от заготовки. Оба движения составляют двойной ход резца. Некоторые модели станков позволяют производить нарезание зубьев при рабочем движении резцов от вершины конуса.

Обработка зубьев конических колес на зубострогальных станках, работающих по методу обкатки, основана на представлениях о производящем колесе. Это воображаемое плоское коническое колесо, с которым обкатывается в процессе обработки заготовка.

Характерным для плоского колеса является угол при вершине начального конуса 2ϕ0 =180°. Дополнительный конус об-

разуется в цилиндр с осью z и образующей Qb. При развертывании цилиндра на плоскость зубья колеса образуют прямобочную зубчатую рейку.

Однако в целях создания более простой конструкции станка в практике допускают отступление образующей у-у от дна впадины, совмещают с плоскостью х-х, перпендикулярной оси вращения производящего колеса (рис. 105).

Величина угла 2ϕ0 < 180° (из вершины начального конуса 2ϕ0 =180°− 2γ , где γ – угол нарезаемого конуса).

Если Z – число зубьев нарезаемого колеса, Zn – число зубьев производящего колеса.

Вывод:

179

Поскольку γ ≈ 0, т.е. cos(γ)≈1, то

Zn = sinZ(ϕ).

Рис. 105. Схема зубострогания

ЗУБОСТРОГАЛЬНЫЙ СТАНОК МОДЕЛИ 5А26

Назначение станка

Зубострогальный станок модели 5А26 относится к группе зуборезных станков, работающих по принципу обкатки, и служит для чернового и чистового нарезания прямозубых конических колес с зубьями бочкообразной формы в продольном направлении.

Станок работает по полуавтоматическому циклу. После наладки станка вручную производятся только снятие обработанного колеса, установка следующей заготовки и пуск станка. Весь последующий цикл обработки и выключение станка осуществляется автоматически. Зубонарезание на станке можно производить либо при движении резцов от торца заготовки к вершине конуса, либо при их движении в обратном направлении. Преимущество второго способа состоит в том, что во время

180