книги из ГПНТБ / Некрасов С.С. Технология материалов. Обработка конструкционных материалов резанием учеб. пособие

фрезы применяется при нарезании прямозубых и косозубых ци­ линдрических колес. За один оборот нарезаемого колеса фреза пере­ местится на величину вертикальной подачи sB:

Изменением набора сменных колес гитары подач можно полу­ чить семь различных подач в пределах 0,8—5 мм/об.

Ц е п ь р а д и а л ь н о й п о д а ч и . Радиальную подачу при­ меняют при нарезании червячных колес методом радиальной подачи. Уравнение кинематической цепи радиальной подачи

На станке можно получить семь различных подач в пределах 0,27—1,67 мм/об.

Ц е п ь д и ф ф е р е н ц и а л а . Гитару дифференциала настраи­ вают при нарезании колес с косыми зубьями. В этом случае включают дифференциал, который позволяет суммировать два движения заго­ товки: основное и дополнительное (зависящее от величины угла наклона нарезаемых зубьев). Цепь дифференциала увязывает вер­ тикальное перемещение фрезы и дополнительный поворот заготовки. За период вертикального перемещения фрезы на величину, равную

знак) зависит от направления спиралей у заготовки и фрезы. При

222

наличии знака «минус» в гитару дифференциала ставят паразитное колесо. Уравнение кинематической цепи дифференциала:

г — число зубьев нарезаемого колеса.

Шаг винтовой линии колеса с наклонным зубом

Электромагнитные муфты ЭМ1 — ЭМ4 включают зубчатые коле­ са для получения перемещений рабочих органов станка. Так, вклю­ чение муфты ЭМ1 дает столу быстрое перемещение, муфты ЭМ2 — быстрый вертикальный ход суппорта, муфт ЭМ1 и ЭМ4 — радиаль­ ную подачу, муфт ЭМ2 и ЭМ4 — вертикальную подачу вверх и т. д.

Ускоренное перемещение стола и суппорта осуществляется от отдельного электродвигателя мощностью 3 кВт с частотой вращения 1430 об/мин через цепную передачу 25—25. Далее движение пере­ дается по цепи поперечной подачи на стол или по цепи вертикальной подачи на суппорт. Скорость ускоренных перемещений: стола — 120 мм/мин, а суппорта — 400 мм/мин.

Н а с т р о й к а с т а н к а п р и н а р е з а н и и з у б ч а ­ т ы х к о л е с с п р я м ы м з у б о м . Исходными данными в этом случае являются модуль т, число зубьев г, материал нарезае­ мого колеса. Гитары скоростей и подач настраиваются в зависимости от физико-механических свойств материала нарезаемого колеса и материала фрезы.

Для нарезания зубчатого колеса с прямым зубом требуется три движения: вращение фрезы, вращение нарезаемого колеса и верти­ кальная подача фрезы. При этом гитара дифференциала отключа­ ется (г'ДИф = 1 ) . Гитару деления настраивают так, чтобы одному

обороту нарезаемого колеса соответствовало у оборотов фрезы,

223

где z — число зубьев нарезаемого зубчатого колеса, а г ' — число заходов червячной фрезы. Фрезерный суппорт должен быть повер­ нут на угол подъема винтовой линии червячной фрезы а. Значение этого угла указывается на торце червячной фрезы.

Н а с т р о й к а с т а н к а п р и н а р е з а н и и з у б ч а ­ т ы х к о л е с с н а к л о н н ы м з у б о м . Исходными данными являются модуль т, число зубьев г и угол ß наклона зубьев нарезае­ мого колеса.

Для нарезания зубчатых колес с наклонным зубом требуется также три движения: вращение фрезы, вращение заготовки и вер­ тикальная подача фрезы. Гитару скоростей и подач настраивают так же, как и при нарезании колес с прямым зубом, т. е. в зависи­ мости от физико-механических свойств нарезаемого колеса и мате­

базе основного червяка, способного сцепляться с нарезаемым червячным колесом. В последней стадии нарезания червячного колеса фреза должна копировать процесс зацепления с червячным колесом (заготовкой). Для этого необходимо полное совпадение основных-параметров червячной фрезы и основного червяка (модуля, диаметра делительного цилиндра, числа заходов и исходного про­ фильного угла) и совпадение межосевого расстояния при нарезании червячного колеса с межосевым расстоянием собранной червячной пары.

При нарезании червячных колес должна быть и радиальная подача sp (рис. 152). Ось фрезы устанавливают горизонтально на одном уровне с осью симметрии червячного колеса. Гитару дифференциала и гитару вертикальной подачи отключают. Одному обороту заго­

товки должно соответствовать оборотов фрезы.

Нарезание зубьев колес долбяками. На зубодолбежных станках можно изготовлять зубчатые колеса (с прямыми и наклонными

224

зубьями) при помощи долбяков или гребенок (зубодолбежные станки с гребенками применяются редко). На этих же станках изготовляют зубчатые колеса с внутренним зацеплением, колеса блоков с близко расположенными колесами.

Схема долбления зубьев колеса при помощи долбяка приведена на рис. 153. Долбяк представляет собой зубчатое колесо, преобра­ зованное в режущий инструмент. Для этого зубьям приданы перед­ ний угол у = 5 -к 10° и задний угол а = 4 -к 7,5°. Нарезаемое колесо и долбяк имеют вращательные движения (стрелки I и 2), как пара сопряженных колес, т. е.

где п3 — частота вращения заготовки в об/мин; частота вращения долбяка в об/мин; число зубьев заготовки; число зубьев долбяка.

Рис. 153. Схема нарезания зубчатого колеса долбяком

Кроме вращательного движения долбяк имеет возвратно-посту­ пательное (или винтообразное движение при нарезании косозубых колес) движение 3 и движение врезания 4 в начале процесса обкатки. Нарезаемое колесо (заготовка) при холостом ходе долбяка немного отводят (движение 5) для ликвидации трения о долбяк. Перебег долбяка в обе стороны равен примерно 3—5 мм.

Скорость резания (скорость движения долбяка) подсчитывают по формуле

2Ln ,

Ѵ= 1 Ш м/мин’

где L — длина хода долбяка в мм;

п — число двойных ходов долбяка в минуту.

Скорость движения долбяка из быстрорежущей стали составляет 14—30 м/мин; круговая подача долбяка s = 0,15 ч- 0,5 мм/дв. ход.

По сравнению с зубофрезерованием червячными фрезами зубодолбление более производительно при малых модулях ( т < 2,5 мм), при больших модулях (т > 5 мм) более производительно зубофрезерование.

При зубодолблении достигается точность 6—8-й степени; шеро­ ховатость обработанной поверхности по 6-му классу чистоты.

Основное (машинное) время при зубодолблении. Машинное время при зубодолблении состоит из времени врезания на требуемую глу­ бину и времени обкатки; его определяют по формуле

где h — высота зуба в мм;

п — число двойных ходов долбяка в минуту;

sp — радиальная подача при врезании на полную глубину реза­

т — модуль нарезаемого колеса в мм; z — число зубьев нарезаемого колеса; s — круговая подача в мм/дв. ход;

і — число проходов долбяка (1, 2, 3), зависящее ст модуля. Зубодолбежный станок 5М14 предназначен для нарезания цилин­ дрических колес с прямыми и косыми зубьями наружного и внутрен­ него зацепления. Его кинематическая схема приведена на рис. 154. От электродвигателя мощностью 2,2 кВт и с частотой вращения 1410 об/мин вращение при помощи клиноременной передачи 100— 280 передается валу / коробки скоростей. От этого вала через два двойных подвижных блока колес Б г и Б 2 движение передается на вал //, который может иметь четыре различные частоты вращения. На левом конце вала I I расположен кривошипный диск с радиаль­ ным пазом, в котором закрепляется передвижной кривошипный палец. От пальца через шатун и рейку (т = 3,25) вращательно­

шпинделе, прямолинейное возвратно-поступательное движение по­ лучает шпиндель с долбяком.

За период одного оборота вала II долбяк сделает один двойной ход (рабочий вниз и холостой вверх). Таким образом, число двойных ходов долбяка в минуту соответствует частоте вращения вала II и может быть определено из следующего уравнения:

49

6.1

22

88

38

72

Движения подачи заимствуются от вала II коробки скоростей и через цепную передачу 28—28 передаются валу IV распредели-

226

о? о

03—

тельной коробки. Далее Движения круговой и радиальных подач идут по разным цепям.

Круговую подачу шпиндель X I I с долбяком получает от вала IV через червячную передачу 3—23, вал V, конический реверс 28—

sKp в миллиметрах на двойной ход долбяка подсчитывают по урав­ нению

s Kp = 1 • 28- • 2 3 ■ 42 ' ' w • 3 >14 тгя м м /д в . ХОД,

где т и 2 Д— модуль и число зубьев долбяка.

Величина круговой подачи sKp представляет линейное переме­ щение делительной окружности долбяка в миллиметрах за период его двойного хода. Передаточное отношение зубчатых колес гитары круговых подач

ную передачу 2—40 и вал X V I I . Перемещение шпиндельной головки от кулачка К\ происходит через ролик Р, который сообщает посту­ пательное движение ходовому винту X V I I I , связанному со шпин­ дельной головкой при помощи маточной гайки, выполненной в ко­

где Н — шаг подъема архимедовой спирали кулачка Кі в мм; величина Н определяется при закручивании архимедовой спирали кулачка на один полный оборот.

Сменные колеса гитары радиальных подач

ах _ 1600 sp

"di ~ Н - .

Гитара деления находится в кинематической цепи, связываю­ щей вращение долбяка и заготовки. Движение обкатки берется с вала VII и через коническую пару 30—30, вал V I I I , коническую пару 30—30, гитару деления а — b — с — d, вал X, червячную передачу 1—240 передается столу с заготовкой. Зависимость между частотой вращения долбяка пк и заготовки п3 определяют из урав­ нения кинематической цепи обкатки:

228

Заменив отношение частоты вращения заготовки и долбяка через отношение их чисел зубьев, имеем выражение для определения сменных колес гитары деления

Отвод стола с заготовкой при холостом ходе долбяка осуществ­

колеса 15—30 и винт X V I I I . Быстрое установочное вращение стол с заготовкой получают от отдельного электродвигателя мощностью 0,25 кВт с частотой вращения 1410 об/мин через плоскоременную передачу 80—180, вал X и червячную передачу 1—240. Частота быстрого установочного вращения стола с заготовкой пб опреде­ ляется из выражения

рычажной системы механического управления (на схеме не пока­ зана). При врезании долбяка в заготовку с радиальной подачей кулачковая муфта М2 включена, а храповой механизм не работает, так как его собачка выведена специальной штангой из зацепления с храповым колесом 48. По окончании врезания кулачок Кі через механизм управления выключает муфту М2 и включает храповой механизм. В дальнейшем кулачок Кі получает вращение не от гитары радиальных подач, а от вала X через кулачок Хг, храповой механизм, вал XVI , червячную передачу 2—40 и вал XVI I . В конце цикла обработки изготовляемого колеса станок автоматически выключается. Храповой механизм настраивается на подачу хра­ пового колеса на один, два или три зуба за один оборот вала X в зависимости от числа обкаток при нарезании колеса.

На зубодолбежных станках нарезают также зубчатые колеса

свинтовым зубом. В этом случае ставят специальные винтовые направляющие на шпинделе долбяка, а также применяют долбяки

свинтовыми зубьями.

§2. НАРЕЗАНИЕ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Конические зубчатые колеса бывают с прямым и спиральным зубом. В сельскохозяйственных машинах наиболее распространены конические колеса с прямым зубом, однако колеса со спиральными зубьями допускают передачу значительно больших сил.

Нарезание конических колес с прямым зубом состоит из двух операций: чернового и чистового нарезания. Черновое нарезание колес производят на горизонтально-фрезерных станках или спе­ циальных станках дисковыми фрезами с применением делительных

229

устройств. Профиль дисковых фрез делают по профилю впадины узкой стороны зуба с учетом припуска 0,25—0,3 мм на сторону на чистовое нарезание. Глубину резания принимают равной высоте зуба. При нарезании колеса на горизонтально-фрезерном станке

Рис. 155. Схема чернового нарезания зубьев конических колес:

а — на горизонтально-фрезерном станке; б — на специальном станке

(рис. 155, а) заготовку колеса закрепляют в делительной головке под углом конуса впадин у по отношению к столу. После нарезания

Чистовое нарезание зубчатых колес выполняют на зубостро­ гальных станках, работающих по методу обкатки. Для модулей m < 2 зубья сразу нарезаются на зубострогальных станках.

Вращающееся нарезаемое колесо I (рис. 156) как бы находится в зацеплении с воображаемым плоским колесом 2. Роль двух зубьев

230