Станки / ЛР_4

Лабораторная работа №4

НАЛАДКА ЗУБОДОЛБЕЖНОГО СТАНКА

Цель работы

1.Ознакомиться с устройством зубодолбежного станка, расположением и назначением рычагов управления и гитар настройки механизмов.

2.Научиться практическим приемам настройки на требуемое число двойных ходов долбяка, настройки нужной длины хода долбяка, круговой подачи и подачи врезания.

3.Ознакомиться с приемами работы на станке.

Оборудование, приспособления, инструмент

1.Зубодолбежный станок мод. 5122 с полным набором сменных зубчатых колес всех гитар.

2.Долбяк для заготовки.

4.Оправка для заготовки.

5.Заготовка.

6.Набор необходимого для наладки инструмента.

7.Кинематическая схема станка.

Содержание работы

1.Изучить конструкцию, кинематику и управление зубодолбежного

станка;

2.Рассчитать формулы настройки кинематических цепей станка;

3.Произвести настройку и наладку станка;

4.Нарезать прямозубое цилиндрическое колесо.

Общие положения

Зубодолбежные станки – полуавтоматы и автоматы – предназначены для нарезания цилиндрических зубчатых колес наружного и внутреннего зацепления с прямыми и косыми (винтовыми) зубьями, блоков зубчатых колес, колес с буртами, зубчатых муфт, реек, храповиков и т.д.

Зубодолбежные станки подразделяются на вертикальные и горизонтальные. Горизонтальные станки с двумя работающими долбяками, движущимися навстречу друг другу, применяется для нарезания прямозубых и косозубых колес наружного и внутреннего зацепления, а также шевронных зубчатых колес без средней канавки.

Наибольшее распространение получили две группы вертикальных станков:

– станки у которых радиальное врезание осуществляется перемещением суппорта с долбяком, а при холостом ходе заготовки отводится столом отдолбяка (мод. 5107, 512, 5А12, 5В12,514,516, и др.);

Режущим инструментом в зубодолбежных станках служит либо зуборезная гребенка, сходная по форме с зубчатой рейкой, либо зуборезный долбяк, сходный по ф орме с зубчатым колесом. Наибольшее распространение получили станки с работающим долбяком как наиболее производительные (процесс резания для деления заготовки не прерывается) и более универсальные - на них можно выполнять почти все работы, которые производятся на зубофрезерных станках. Производительность зубодолбежных станков ниже, чем зубофрезерных, однако они незаменимы при нарезании колес внутреннего зацепления практически любого диаметра, а также зубчатых блоков, расстояние между венцами которых недостаточно для выхода фрезы.

Обработка зубчатого колеса на зубодолбежных станках производится по методу следа–обкатки, т.е. воспроизводится зацепление двух колес. Нарезаемое колесо и режущий инструмент – долбяк, имеющий модуль, равный модулю нарезаемого колеса, находятся в зацеплении и вращаются со скоростью, обратно пропорциональной числу зубьев, т.е.

Для такого взаимного вращения долбяка и заготовки их соединяют специально подобранными сменными колесами.

На рис. 9 представлена схема технологической наладки обработки зубчатого колеса долбяком, на которой обозначены характерные движения процесса зубонарезания.

Долбяк, закрепленный на шпинделе, во время работы получает возвратно –поступательное движение резания (Vр.х. – рабочий ход, Vх.х. – холостой ход) по направлению образующей цилиндра заготовки. Движение подач – вращение долбяка относительно своей оси (Sкр – круговая подача) и радиальное перемещение стола заготовкой в период врезания (Sвр – радиальная подача). Движением обкатки и деления является согласованное вращение заготовки, закрепленной на оправке

стола, совместно с долбяком, подобно паре зубчатых колес, находящихся в зацеплении ( Sобк ).

Рис. 9. Схема технологической наладки обработки зубчатого колеса долбяком

При обратном холостом ходе долбяка суппорт отводится от заготовки, образуя зазор предотвращения интенсивного износа

инструментов (вспомогательное движение Sвсп ).

Для настройки на все эти движения зубодолбежный станок имеет:

1.Сменные ступенчатые шкивы для настройки числа двойных ходов долбяка.

2.Гитару деления и обкатки для настройки согласованного вращательного движения долбяка изаготовки.

3.Гитару круговых подач для настройки величины Sкр .

4.Механизм настройки радиальной подачи и величины врезания.

Краткое описание, принцип работы и кинематическая схема зубодолбежного станка

Работа выполняется на имеющемся в лаборатории зубодолбежном станке мод. 5122. Общий вид, схема компоновки станка и расположения органов управления представлены на плакате. Основное технологическое назначение станка состоит в обеспечении нарезания цилиндрических зубчатых колес наружного и внутреннего зацепления с прямыми зубьями. На базе данного станка могут изготавливаться станки для обработки колес с винтовыми зубьями и зубчатых реек. Режущим инструментом зубодолбежного станка служи зуборезный долбяк, профили зубьев которого являются производящими контурами.

Структурная схема зубодолбежного станка представлена на рис. 10.

Рис. 10. Структурная схема зубодолбежного станка

Согласно схеме, для нарезания прямых зубьев необходимо иметь две формообразующие кинематические группы:

–группу движения резания Фv (П3 ) для образования зубьев по длине (метод следа), простую, с органом настройки iv ;

–группу движения обкатки и деления Фs (B1B2 ) для образования

зубьев по профилю (метод обкатки), сложную, с органом настройки iк .

Так как зуборезный долбяк имеет равномерно расположенные по окружности режущие зубья, то при его вращении происходит

последовательное образование профилей зубьев заготовки, т.е. движение обкатки совмещается с процессом деления. Для изменения круговой

подачи В4 имеется орган настройки is .

Дополнительно к двум указанным формообразующим кинематическим группам необходимо добавить группу движения

врезания долбяка – радиальной подачи Вр(П6 ) , и вспомогательную

группу Ввсп(П5 ) для отвода стойки с суппортом при обратном холостом

движении долбяка.

Полуавтомат имеет вертикальную компоновку, т.е. оси изделия и инструмента расположены вертикально. Процесс резания осуществляется возвратно – поступательным движением инструмента. За счет двухскоростного электродвигателя и сменных ступенчатых шкивов можно производить изменение частоты двойных ходов инструмента в 1 мин.

Для осуществления движения обкатка предусмотрена кинематическая связь вращения инструмента и изделия, которая настраивается сменными колесами гитары обкатки и деления. Установка на межосевое расстояние и врезание на глубину зуба производится столом с изделием, который перемещается гидроцилиндром. Стол имеет также ускоренный подвод к инструменту.

Для изменения круговой подачи (скорости обкатки инструмента и детали, т.е. поворота долбяка в миллиметрах по делительной окружности за один его двойной ход) на полуавтомате предусмотрена коробка круговых подач с автоматическим переключателем подачи по циклу обработки.

Радиальное врезание на глубину зуба осуществляется клиновой ползушкой, которая перемещается гидроцилиндром. Общая величина, а также величина врезания по проходам, настраивается упорами. Регулируют подачу врезания дросселем. Отвод при обратном холостом ходе инструмента осуществляет шпиндель (штоссель) путем поворота суппорта относительно вертикальной оси долбяка. Для отсчета оборота изделия используют механический счетчик.

При обработке зубчатых колес с внутренним зацеплением в конце цикла предусмотрен автоматический вывод инструмента в верхнее положение. Для выверки заготовок и приспособлений в процессе наладки на полуавтомате предусмотрено ускоренное вращение шпинделя изделия.

Все переключения в пределах одного рабочего цикла осуществляются автоматически.

Кинематическая схема зубодолбежного полуавтомата 5122 представлена в прил. 6 и включает следующие кинематическиецепи.

1.Кинематическая цепь главного движения. Эта цепь связывает конечные звенья электродвигателя (N = 2,8/3,2 кВт и n = 1000/1500 об/мин) со шпинделем долбяка и состоит из таких звеньев: электродвигателя I, клиноременной передачи 2-3, приводного вала II, механизма с поступательно движущейся кулисой 2 и шпинделя инструмента III. Число оборотов приводного вала II соответствует числу двойных ходов долбяка в 1 мин.

Число двойных ходов изменяют перекидкой клиновых ремней на другую ступень шкивов, заменой сменного шкива 2, а также переключением двухскоростного электродвигателя главного привода.

2.Кинематическая цепь круговых подач. Конечные звенья этой

цепи таковы: шпиндель инструмента III – шпиндель инструмента III. На полуавтомате имеется цепь черновых и чистовых круговых подач. При работе цепи черновых круговых подач движение от штосселя III через механизм 4, приводной вал II, цилиндрические зубчатые колеса 50-60-70, вал 5, конические колеса 15-30, вал 6, сменные колеса механизма реверса цепи обкатки и деления 50-50-50-50, вал XI, зубчатые колеса 39-39-65, вал ХIII и червячную передачу I-90 передается на штоссель III. При этом электромагнитная муфта 5 включена, а 6 – выключена.

Цепь чистовых круговых подач работает при включении электродвигателя муфты 6 (муфта 5 при этом выключена), и тогда гитара круговых подач e – f – g – h.

При работе станка в однопроходном цикле используется цепь чистовых круговых подач.

3. Кинематическая цепь обкатки и деления. Конечные звенья данной цепи таковы: штоссель III – шпиндель изделия XIX, а движение передается по следующим кинематический звеньям: штоссель III, червячная пара 90 – I, вал XIII, зубчатые колеса 65-39-39, вал ХI, зубчатые колеса 50-50, вал X, конические колеса 21–21, вал XIУ, конические колеса 21-21, вал ХУ, сменные зубчатые колеса гитары обкатки и деления a – b – c – d, колеса 32-40, вaл ХУIII, червячная пара I-I20 и шпиндель изделия

XIX.

Для изменения направления вращения шпинделя изделия (при обработке зубчатых колес внутреннего зацепления) в гитару давления

вводитсяпаразитное колесо i .

Итак, рассмотрены кинематические цепи, которые обеспечивают формообразующие движения, т.е. движения, направленные на получение прямого эвольвентного зуба и автоматического процесса деления для обработки последующих зубьев.

Рассмотрим кинематические цепи вспомогательных движений.

1. Кинематическая цепь отвода инструмента при обратном холостом ходе. Чтобы исключить возможность повреждения задней поверхности инструмента при обратном холостом движении штосселя вверх, станок имеет кинематическую цепь отвода либо стола с заготовкой (в малых станках), либо штосселя с инструментом (в больших станках). В данном станке отвод инструмента осуществляется кулачком 7, вращающимся с валом II. Замыкание пары кулачок 7 – ролик 8 осуществляется пружиной 9. Ролик 8 передает движение рычажному механизму 10–11–12, который поворачивает суппорт со шпиндельным узлом на некоторый угол относительно опоры 13, обеспечивая тем самым отвод инструмента от заготовки.

2. Цепь настройки межосевого расстояния между осями инструмента и заготовки. Расстояние между осями инструмента и изделия выдерживается за счет упора гайки стола 14 через пиноль 15 и вал ХХIII в клиновую ползушку 16 (при врезании) и неподвижный упор 17 при чистовой обработке. Регулировку межосевого расстояния производят перемещением гайки 14 по винту 19, вращение которого осуществляется вращением вала ХХIII через червячную передачу 2–24.

3. Цепь ручного поворота приводного вала. Для проведения наладочных работ необходимо медленно переместить инструмент вместе с поворотом изделия. Это можно осуществить ручным поворотом приводного вала I, т.е. вращением квадрата вала XXIУ через цилиндрические зубчатые колеса 50–50–150. При этом рукояткой 20 через реечную передачу 15–21 необходимо зубчатые колеса 50–50 ввести в

зацепление с зубчатым венцом 150. В цепи имеется муфта 22 для предотвращения передачи вращения с приводного вала II на вал ручного поворота ХХIУ.

4. Цепь вывода инструмента в верхнее положение. После выключения привода главного движения инструмент всегда занимает верхнее положение. Это осуществляется гидроцилиндром 23 через реечную передачу, шток-рейку 24, зубчатое колесо Z = 22, храповой механизм 25, вал У, цилиндрические зубчатые колеса 70–60–50, приводной вал II и кулисный механизм 4. Цепь рассчитана таким образом, что вывод инструмента осуществляется за один ход поршня гидроцилиндра 23.

5. Цепь ускоренного вращения шпинделя изделия. Ускоренное

где B – ширина нарезаемого колеса, мм; либо по формуле

где h – суммарный перебег долбяка, мм, который определяют из гр афика

(рис. 11).

Рис. 11. График для определения

суммарного пробега долбяка

3. Определяем скорость резания Vрез , м/мин. Скорость резания

выбирается по нормативам в соответствии с конкретными условиями нарезания колеса и приравнивается к средней скорости долбяка.

В данном случае значение скорости резания выбирается ориентировочно по табл. 4.

4.Определяем число двойных ходов долбяка в 1 мин. Используя известную зависимость

Vрез =Vср = 21000Lnрасч м/мин,

можно получить

nрасч = 500VLср мин , (26)

5.По найденному значению nрасч принимается ближайшаядв.ход

величина nд , которую можно обеспечить на станке. Число двойных ходов

на полуавтомате изменяют путем установки сменного шкива 2, а также переключением двухскоростного электродвигателя 1 с одного режима на

другой. В табл. 4 приведены числа двойных ходов долбяка nд . Выбрав ближайшее nд к nрасч , необходимо поставить нужные шкив 2 и режим электродвигателя.

Цепь обкатки и деления

Согласованное вращение заготовки с долбяком (обкатка) осуществляется настройкой кинематической цепи обкатки и деления с помощью колес гитары обкатки а – б, с – д. Конечные звенья этой цепи таковы: долбяк – заготовка, расчетные перемещения этих звеньев

1 − 1 .

zд zзаг