книги из ГПНТБ / Технология металлов и других конструкционных материалов учеб. пособие

Специализированные фрезерные станки. Резьбофрезерные стан­ ки для нарезания длинных винтов похожи на токарно-винторезные. Обрабатываемая деталь устанавливается в центрах, и ей сообща­ ется медленное вращение — круговая подача.

На суппорте, имеющем поступательное перемещение, вместо резцовой головки сзади детали устанавливается фрезерная головка с резьбовой дисковой фрезой. Фреза получает быстрое вращатель­ ное движение в соответствии с выбранной скоростью фрезерования. Кроме того, за один оборот детали фрезерная головка с фрезой

Рис. 248. Вертикально-фрезер- Рис. 249. Продольно-фрезерный станок ный станок

перемещается на величину шага фрезеруемой резьбы. Для уста­

последняя получает вращение со скоростью и м/мин и продольную подачу s, а детдль — вращение с окружной подачей sOKpЗа один оборот детали фреза перемещается на величину шага нарезаемой резьбы.

Копировально-фрезерные станки (рис. 250) имеют следующие узлы: станину 1; вертикальную неподвижную стойку 6 со шпиндель­ ной бабкой 7, несущей следящее устройство со щупом 5 и фрезер­ ную головку 4; вертикальную стойку 3, на которой закреплена мо­ дель-копир А и обрабатываемая деталь Б-, стол 2, на котором закреплена стойка 3.

Фреза имеет вращательное движение и осевое перемещение для установки на глубину фрезерования. Стол имеет самостоятель­ ный привод и может перемещаться в продольном направлении. Шпиндельная бабка имеет вертикальное перемещение. Палец-щуп 5, касаясь модели-копира, автоматически дает команды (импульсы) соответствующим приводам для перемещения фрезы по обрабаты­ ваемой детали. Наличие следящего устройства позволяет воспроиз­

390

вести форму модели на детали. Перемещения пальца-щупа очень малы и чувствительны, поэтому они не могут быть достаточными для управления электродвигателями подач. Эту функцию выполня­ ют специальные усилительные устройства.

Установка и закрепление фрез на станках. Цилиндрические и дисковые, фрезы (рис. 251, а) закрепляются на оправке 3, кониче­ ский хвостовик которой затягивается в конусе шпинделя 2 шомпо­ лом 1. Другой конец оправки проходит через втулку 6, зажимаемую гайкой 10. Втулка 6 входит в разрезную втулку 7, поджимаемую гайкой 8 и контргайкой 9. Разрезная втулка находится в подвесном

кронштейне, расположенном на хоботе станка. Фреза 5 устанавли­ вается на оправке свободно или нашпонке в нужном положении с помощью установочных колец 4. На рис. 251,6 показано крепле­ ние фрезы 4 на концевой оправке 1 при помощи шпонки 3. Оправка вставляется конусной частью в конусное отверстие шпинделя и затягивается шомполом. Вращение инструменту передается шпон­ ками, привинченными к торцу шпинделя, которые входят в соответ­ ствующие пазы 2 оправки.

Торцевые и концевые фрезы с коническим хвостовиком закреп­ ляют шомполом либо непосредственно в конусе шпинделя, либо при помощи переходных втулок. Фрезы с цилиндрическим хвостовиком закрепляют при помощи специальных патронов.

Работы, выполняемые на фрезерных станках. Фрезерование го ­ ризонтальных плоскостей производят на горизонтально- и верти­ кально-фрезерных станках цилиндрическими и торцевыми фрезами.

зонтально- и вертикально-фрезерных станках дисковыми трехсто­ ронними (рис. 252, в) концевыми и торцевыми фрезами, а также на продольно-фрезерных станках торцевыми фрезами (рис. 252, г).

Рис. 251. Крепление инструмента на фрезерных стайках

Фрезерование наклонных плоскостей производят на горизон­

шпинделем, установленным под углом (рис. 252, е).

Фрезерование уступов выполняется на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами, которые одновременно фрезеруют две взаимно перпендикулярные поверхности (рис. 252, ж).

Фрезерование пазов, прямоугольных и Т-образных, произво­ дится на вертикально-фрезерных станках соответствующими кон­ цевыми фрезами (рис. 252,з, и).

Фрезерование шпоночных канавок осуществляется на верти­ кально-фрезерных станках концевыми или специальными шпоноч­ ными фрезами, а также на горизонтально-фрезерном станке диско­ выми фрезами.

Фрезерование фасонных поверхностей выполняется фасонными фрезами соответствующего профиля (рис. 252, к, л ). Поверхности детали сложной форму обрабатывают набором более простых фрез или при помощи копиров.

392

Фрезерование резьб осуществляется на специальных резьбо­ фрезерных станках дисковыми и гребенчатыми резьбовыми фреза­ ми (рис. 252, о, п).

Фрезерование цилиндрических зубчатых колес производится дисковыми модульными фрезами на горизонтально-фрезерных станках (рис. 252, м) или модульными пальцевыми фрезами на вертикально-фрезерных станках (рис. 252, н). Фрезерование выпол­ няется по методу копирования, т. е. профиль зуба фрезы должен соответствовать профилю впадины нарезаемого зуба. Фреза вра­ щается со скоростью V , а детали сообщается продольная подача s.

После обработки каждой впадины деталь поворачивают на \/г часть, где г — число нарезаемых зубьев, и фрезеруют следующую впадину. Для поворота детали на необходимый угол применяют делительные головки.

Делительные головки. Различают простые, универсальные и оп­ тические делительные головки. Универсальные подразделяются на лимбовые и безлимбовые. Наиболее распространена лимбовая универсальная делительная головка (рис. 253, а). Она позволяет

393

периодически поворачивать деталь на различные части окружности и сообщать ей непрерывное вращательное движение, согласованное с продольной подачей стола (детали). Первое свойство позволяет фрезеровать плоскости многогранников, шлицевые канавки, прямо-

*

394

Передний конец шпинделя имеет наружную резьбу, на кото­ рую навинчивается патрон. На заднем конце шпинделя имеется коническое отверстие для установки оправки при дифференциаль­ ном делении. На переднем конце неподвижно закреплен лимб непо­ средственного деления с градуировкой 360° через каждый градус.

Н-160 с высотой центров 100, 135 и 160 мм снабжены одним или двумя дисками, у которых с обеих сторон расположены круги с от­ верстиями. Головка Н-100 имеет два делительных диска. Первый диск имеет на первой стороне 43, 42, 41, 39 и 38 отверстий, на вто.

При непосредственном делении детали на малое число частей (2, З и т . п.) нецелесообразно пользоваться рукояткой, так как для каждой операции потребовалось бы большое число оборотов руко­ ятки. В этом случае червяк выводят из зацепления с червячным колесом, после чего шпиндель головки может быть повернут вра­ щением лимба непосредственного деления или патрона. Отсчет угла поворота производится по шкале, нанесенной на лимбе непосред­ ственного деления, и нониусу, закрепленному на корпусе головки. После каждого поворота шпинделя на требуемый угол его необхо­ димо застопорить.

ки с фиксирующим штифтом 1 относительно неподвижного лимба 2. Вращение рукоятки с валом / передается через червяк с числом заходов k, червячное колесо с числом зубьев z4 шпинделю II с де­ талью.

Допустим, что требуется разделить окружность детали на z частей, т. е. шпиндель с деталью должны повернуться на 1/г часть. Определим число оборотов рукоятки пр, необходимое для поворота детали на 1 /г часть, для чего напишем уравнение кинематического баланса рассматриваемой цепи:

Следовательно,

пр кг

Величина, обратная kjz4, называется характеристикой головки и обозначается буквой N.

Таким образом,

где А — целое число оборотов рукоятки;

395

числом отверстий еп.

Дифференциальное деление применяется в том случае, когда нельзя подобрать число отверстий по окружности лимба, обеспечи­ вающее простое деление (рис. 253, в).

При дифференциальном делении вместо заданного числа деле­ ний z берут достаточно близкое к нему число zv удовлетворяющее

Таким образом, необходимый поворот шпинделя осуществля­ ется одновременно двумя движениями — поворотом рукоятки отно­ сительно лимба и дополнительным движением лимба относительно рукоятки. Алгебраическая сумма этих двух движений должна дать

должен вращаться против направления вращения рукоятки. В этом случае между колесами а и b необходимо поставить промежуточное колесо.

Итак, для настройки делительной головки на дифференциаль­ ное деление необходимо:

1) определить число оборотов рукоятки по выбранному числу делений zx\

np= Ar/z1;

2) подобрать сменные зубчатые колеса по формула

396

Фрезерование винтовых канавок выполняется при двух движени­ ях детали (рис. 253, г): вращательном движении от ходового винта,

связанного при помощи сменных колес ісм = -у—• - j - со столом, и

поступательном (продольная подача) — перемещением стола. Составим уравнение кинематического баланса настраиваемой

цепи. Ведущим является винт. Число оборотов винта на один оборот детали будет tv/tx,в, где tv — шаг нарезаемой детали, tx.в — шаг хо­ дового винта. Следовательно,

Отсюда

Деление на требуемое число винтовых канавок производится по способу простого деления. Стол станка должен быть повернут на угол ß, который определяется по формуле

tgß= jr£y/p,

где Dд — диаметр детали.

§ 7. Зубонарезание

Методы изготовления зубьев цилиндрических зубчатых колес.

Зубья цилиндрических зубчатых -колес нарезаются методом копи­ рования и методом обкатки (огибания). Сущность копирования была описана в предыдущем разделе.

Метод обкатки заключается в том, что изделию и инструменту принудительно сообщается движение, воспроизводящее зацепление пары зубчатых колес, зубчатого колеса с рейкой, червяка и червяч­ ного колеса. Это движение должно осуществляться в соответствии с передаточным отношением воспроизводимой передачи или друго­ го параметра, характеризующего ее.

По методу воспроизводства зацепления пары цилиндрических зубчатых колес работают зубодолбежные станки. Долбяк (рис. 254, а) и нарезаемая, деталь взаимно вращаются со скоростями ѵ1 и ѵ2, осуществляя движение обкатки, причем за один оборот долбяка деталь совершает ZTJ Z оборотов, где 2Д— число зубьев долбяка, а 2 — число зубьев нарезаемой детали. Кроме вращательного движения, долбяк получает возвратно-поступательное движение ѵр— ѵх параллельно оси детали для выполнения резания. ОбычгГВ рабочее движение долбяка осуществляется вниз, холостое — вверх.

За время холостого хода долбяка нарезаемая деталь отходит от него, образуя зазор, чтобы не происходило затупления долбяка и повреждения обработанной поверхности детали. Перед началом рабочего хода нарезаемая деталь возвращается в исходное поло-

397

жение На схеме это движение обозначено буквой А. Врезание вра­ щающегося долбяка на глубину врезания (радиальная подача SBD) производится в радиальном направлении до тех пор, пока долбяк не врежется на полную глубину. После этого радиальная подача прекращается и продолжается движение обкатки. Этим методом

можно нарезать цилиндрические зубчатые колеса с внутренним за­ цеплением (рис. 254, б).

Точность обработки при долблении зубьев соответствует 7-й степени точности.

Рис. 254. Нарезание цилиндрических зубчатых колес

По методу воспроизводства зацепления зубчатого колеса с рей­ кой работают зубострогальные станки. Зуборезная гребенка (рис 254, в) получает возвратно-поступательное движение ѵр и ѵх, выпол­ няя процесс резания. Деталь получает медленное вращательное движение и поступательное перемещение (подачу) s, осуществляя движение обкатки. Вращательное и поступательное движения со­ гласованы так, что за время поворота на l/z часть окружности где г , число зубьев нарезаемого колеса, деталь перемещается на один шаг. Поступательное перемещение sp является установочным и слу­ жит только для установки на глубину резания. Этим методом про­

изводится нарезание колес циклами. За время одного цикла наре­ зается один, два или три зуба. и

«е10ду воспРоизв°Дства зацепления червячной пары рабоубофрезерные станки. Червячная модульная фреза (рис.

398 '

254, г) получает вращательное движение щ, которое является ра* бочим движением резания. Для распространения процесса резания на всю поверхность детали фреза получает при обработке цилин­ дрических зубчатых колес поступательное перемещение вдоль оси детали — вертикальную подачу. Деталь получает вращательное движение ѵ%, согласованное кинематически с вращательным движе­ нием фрезы, осуществляя движение обкатки. Между этим методом и нарезанием зубчатых колес зуборезной гребенкой легко устано­ вить сходство. Известно, что в осевом сечении червячной фрезы зубья ее образуют рейку. При каждом обороте фрезы такая рейка получает смещение вдоль ее оси на величину шага. Следовательно, сопряженное вращение червячной фрезы и детали дает сочетание вращательного движения детали и поступательного движения рей­ ки вдоль оси детали, т. е. сочетание тех же движений, которые при­ сущи зубчато-реечной передаче.

Зубообрабатывающие станки. Для нарезания зубчатых колес применяются зубофрезерные, зубодолбежные, зубострогальные и зубопротяжные станки. Для чистовой обработки рабочих поверхно­ стей зубьев используют зубошевинговальные, зубопритирочные и зубошлифовалы-іые станки. Наиболее распространенными станками для обработки цилиндрических зубчатых колес являются зубофре­ зерные и зубодолбежные.

Зубофрезерный станок предназначен для фрезерования чер­ вячными фрезами цилиндрических прямозубых и косозубых, а так­ же червячных колес. Кинематическая схема (рис. 255, а) включает следующие цепи: скоростную, делительную, вертикальной подачи, радиальной подачи и дифференциальную.

Скоростная цепь связывает число оборотов электродвигателя главного движения гсэ с числом оборотов фрезы пф. Уравнение кинематического баланса этой цепи будет

^а^пост^ск — ^ф-

В свою очередь

1000t)

'Ф ДФ

где іпост— передаточное отношение всех постоянных кинематических

Из этого уравнения может быть найдено гск.

Делительная цепь обеспечивает правильную обкатку зубьев фрезы с зубьями обрабатываемых колес, для чего необходимо, что­

399