Металлорежущие станки

1об.фр.→ kz об.заг.

2. Уравнение кинематического баланса:

3. Формула настройки:

ba dc = 4zk .

Цепь продольной подачи

1.Расчетные перемещения:

1об.заг.→Sпр мм/об.

2.Уравнение кинематического баланса, мм/об:

Sпр =1об.заг. 404 3232 М+↑2 1818 iкп 2828 363 М3+↑ 2025 12.7.

211

Лекция 16. ТОКАРНО-ЗАТЫЛОВОЧНЫЕ СТАНКИ

Затыловочные станки предназначены для затылования задних поверхностей зубьев дисковых фасонных (рис. 116, а) и модульных (рис. 116, б) фрез; резьбовых дисковых и гребенчатых (рис. 116, в) фрез; цилиндрических фрез с прямыми и винтовыми (рис. 116, г) зубьями; червячных цилиндрических (рис. 116, д) и конических (рис. 116, е) зуборезных фрез; метчиков и плашек с целью сохранения неизменности профиля зубьев и величин задних углов режущих зубьев при переточках их по передним поверхностям.

Рис. 116. Виды фрез, затылуемых на токарно-затыловочных станках: а – фасонная дисковая; б – модульная дисковая; в – резьбовая гребенчатая; г – цилиндрическая с винтовыми зубьями;

д – червячная цилиндрическая; е – червячная коническая

212

Форма задних поверхностей затылуемых зубьев в направлении падения затылка у дисковых и гребенчатых фрез образована архимедовой спиралью, а у остальных инструментов – сложной пространственной спиралью.

При затыловании инструментов профильными резцами форма задних поверхностей зубьев образуется методом следа посредством одного сложного движения формообразования. Характер этого движения зависит от вида затылуемого инструмента.

Для затылования дисковых и гребенчатых цилиндрических фрез необходимо движение ФV(В1П2), для цилиндрических червячных фрез и метчиков – ФV(В1П2П3), для конических червячных фрез и метчиков – ФV(В1П2П3П4). При затыловании шлифованием профильными кругами форма задних поверхностей зубьев образуется методом касания с помощью двух движений формообразования – простого и сложного. Простым движением является вращательное движение круга ФV(Ви), а сложным – одно из перечисленных выше движений в зависимости от вида затылуемого инструмента.

Форма задней поверхности зубьев у цилиндрических фрез для обработки плоскостей (см. рис. 116, г) образована в поперечном сечении архимедовой спиралью, а в продольном направлении – прямой или цилиндрической винтовой линией. Для образования формы зубьев в поперечном сечении необходимо сложное движение ФV(В1П2), а в продольном направлении для прямого зуба – ФS(П3) и для винтового зуба – ФS(П3В5).

Помимо процесса формообразования при затыловании многозубчатых инструментов необходимы движения деления. У дисковых, гребенчатых и цилиндрических фрез вершины зубьев расположены равномерно по окружности, и поэтому делительным движением будет простое вращательное Д(В1). Зубья цилиндрических червячных фрез и метчиков расположены по винтовой цилиндрической линии, а зубья конических червячных фрез и метчиков – по конической винтовой линии, и в соответ-

213

ствии с этими делительными движениями будут Д(В1П3) и Д(В1П3П4).

Рис. 117. Механизм затылования:

а– схема затылования; б – сменный кулачок;

в– затыловочный суппорт токарно-затыловочного станка

Основные размеры затыловочных станков регламентированы ГОСТ 19660–74 «Станки токарные затыловочные. Основные размеры». Затыловочные станки по конструктивному оформлению схожи с токарными, и их основной особенностью является наличие механизма затылования. Этот механизм располагается в суппорте станка и предназначен для обеспечения возвратно-поступательного движения П2 резца (рис. 117, а) в направлении к затылуемой поверхности и от нее. Возвратнопоступательное движение резца обеспечивается применением

214

дисковых сменных кулачков специального профиля (рис. 117, б). Профиль кулачка имеет рабочую аbс и нерабочую са части. Рабочую часть кулачка выполняют по архимедовой спирали, а нерабочую – по плавной кривой.

Сменный кулачок 1 (рис. 117, в), установленный в суппорте станка, под воздействием пружины 2 находится в постоянном контакте с пальцем 3, расположенном в подвижной части суппорта 4 с резцедержателем. При вращении кулачка его рабочая часть воздействует на палец, и подвижная часть суппорта перемещается на затылуемый зуб инструмента, сжимая пружину. Возврат подвижной части суппорта в исходное положение осуществляется пружиной по кривой нерабочей части профиля кулачка. Вращение кулачка кинематически связано с вращением шпинделя станка, и соотношение их скоростей регулируется с помощью гитары затылования.

ТОКАРНО-ЗАТЫЛОВОЧНЫЙ СТАНОК МОДЕЛИ К96

Назначение станка

Станок предназначен для затылования зубьев червячных, фасонных и модульных фрез с прямыми и винтовыми канавками, а также метчиков. На станке К96 можно, кроме этого, производить нарезание резьбы и шлифование затылованных инструментов, обработку кулачков, полигонных профилей и т.д.

Движения в станке

Движение резания – вращение шпинделя с затылуемым инструментом.

Продольная подача – прямолинейное поступательное движение суппорта с режущим инструментом вдоль оси шпинделя.

Движение образования винтовой линии – также продоль-

ные перемещения суппорта с режущим инструментом, но кине-

215

матически увязанные с вращением шпинделя и определяемые шагом винтовой линии.

Затыловочно-делительное движение – прямолинейное возвратно-поступательное перемещение суппорта в радиальном направлении за время поворота затылуемого инструмента на один зуб.

Вспомогательные движения – ручное продольное пере-

мещение суппорта, ручное поперечное перемещение суппорта, ручное перемещение верхней части суппорта и ручное перемещение пиноли задней бабки.

Принцип работы

Обычная архимедова спираль может быть образована сочетанием двух движений:

–равномерного вращения затылуемого инструмента;

–равномерного поступательного прямолинейного перемещения резца в радиальном направлении на величину, равную шагу спирали за один оборот заготовки.

Винтовая архимедова спираль требует сочетания трех движений. Кроме двух указанных движений, для образования винтовой архимедовой спирали необходимо еще поступатель-

ное перемещение резца вдоль оси вращения затылуемого инструмента на величину, равную шагу винтовой линии за один оборот шпинделя.

Однако затылуемые фрезы имеют не один зуб, а Z зубьев, следовательно, задача усложняется тем, что необходимо образовать не одну архимедову спираль, а Z спиралей, начала которых расположены на равных друг от друга расстояниях по окружности, иначе говоря, образовать Z-заходную спираль.

Для непрерывного образования многозаходных архимедовых спиралей необходимо вместо радиального перемещения в одном направлении сообщить резцу прямолинейное возвратно-

216

поступательное движение с числом двойных ходов за один оборот шпинделя, равным количеству заходов спирали.

Затылуемый инструмент закрепляется на оправке в центрах станка и получает вращательное движение. Режущий инструмент устанавливается в затыловочном суппорте, которому сообщается поперечное возвратно-поступательное затыловочное движение, согласованное с вращением заготовки.

При затыловании дисковых фрез суппорту сообщается только периодическая ручная поперечная подача.

При затыловании цилиндрических участков фасонных фрез суппорту сообщается также механическая продольная подача, величина которой не связана с параметрами фрезы и зависит исключительно от выбранных режимов резания.

При затыловании червячных фрез величина продольного перемещения суппорта за один оборот шпинделя должна соответствовать шагу фрезы. Для затылования фрез с винтовыми канавками затыловочный суппорт получает дополнительное движение, осуществляемое посредством дифференциального механизма.

Кинематика станка

Кинематическая структура состоит из частных кинематических структур. Кинематическая схема станка представлена на рис. П2.7.

1. Затылование дисковых фасонных и модульных фрез

Затылованные поверхности получаются с помощью двух производящих линий (рис. 118).

1)сложный фасонный профиль – метод копирования;

2)согласование движения равномерного вращения и по-

ступательное перемещение – метод следа ФV(В1П2): В1 – главное движение; П2(П2’) – затыловочно-делительное движение.

217

Рис. 118. Схема затылования задней поверхности фрезы по архимедовой спирали

Цепь главного движения (В1)

Шпиндель V станка приводится в движение фланцевым двухскоростным электродвигателем мощностью N = 2,5 кВт, причем низшая скорость (700 об/мин) используется только для прямого вращения шпинделя, а высшая (1400 об/мин) – только для его обратного вращения.

От электродвигателя движение передается через шестерни 26–73 валу I коробки скоростей и далее посредством одного из двух двойных подвижных блоков шестерен Б1 и Б2 – валу II. Полый вал III получает вращение от вала II через шестерни 50–65. Когда, как показано на рис. П2.7, муфта M3 перебора выключена, а шестерня 65 введена в зацепление с шестерней 65, закрепленной на валу III, последний сообщает вращение шпинделю V через зубчатую передачу 65–65, вал IV и шестерни 20–80. При включенной муфте М3 шпиндель V получает вращение от валаIII черезшестерни26–104, валIV ишестерни20–80 (см. рис. П2.7).

1. Расчетные перемещения:

nэл.дв обмин→nшп. обмин.

218

2. Уравнение кинематического баланса:

Цепь затылования (П2)

1.Расчетные перемещения:

1об.заг.→ z об.кулачка.

2.Уравнение кинематического баланса:

где z – число зубьев; N – число профилей кулачка.

ФV(В1П2) – движение сложное с незамкнутой траекторией, настраивается по пяти параметрам:

1)исходное положение – вручную;

2)путь – не настраивается (определяется профилем кулач-

ка К);

3) траектория – гитара затылования и деления a1 c1 ; b1 d1

4)скорость – коробкой скоростей;

5)направление – не настраивается (в одну сторону).

219

2. Затылование цилиндрических фрез с винтовыми канавками (и метчиков) (рис. 119)

Рис. 119. Схема затылования фрез с винтовыми канавками

При отводе ФV(В1П2), ФS(П3В4) разлагаются на Д(В1П3В1) и Всп(П2′). Для выполнения этого рода работ настраивают следующие цепи:

1)цепь главного движения В1;

2)цепь затылования П2;

3)цепь продольной подачи П3;

4)цепь дифференциала В4.

Цепи 1 и 2 настраиваются аналогично рассмотренному выше варианту.

Цепь продольной подачи (П3)

1.Расчетные перемещения:

1об.шп.→Sпр мм/об.

2.Уравнение кинематического баланса, мм/об:

Sпр =1об.шп. М1+ 3035 3030 3035 ba dc tх.в.

220