Оборудование и транспорт механосборочных цехов

Принцип работы зуборезного станка модели 525. Цикл движений при обработке одного зуба. Составить уравнение кинематического баланса цепей станка и вывести формулы настройки гитар при нарезании зубьев способом обката. Настроить станок для обработки конической шестерни ортогональной передачи с числом зубьев 25 и средним нормальным модулем 3 мм. Число зубьев сопряженного колеса 50, диаметр зуборезной головки 250 мм, время рабочего хода люльки 15 с, угол поворота люльки И = 28є.

Зуборезный полуавтомат модели 525

Полуавтомат предназначен для чернового и чистового нарезания конических колес, колес «зерол» и гипоидных колес с круговыми зубьями. Чистовое нарезание производиться методом обката; этим методом пользуются также и для чернового нарезания колес с малым углом начального конуса.

Черновое нарезание колес с большим углом начального конуса может производиться методом, сочетающим подачу врезания с небольшим обкаточным движением.

Станок гидрофицирован, снабжен механизмом модификации обката и транспортером для удаления стружки.

Рабочий цикл станка при чистовом нарезании методом обкатки проводится следующим образом: после нажатия пусковой кнопки стол с заготовкой быстро подводится к резцовой головке, затем включаются механизмы вращения резцовой головки, заготовки и качания люльки.

Вращение заготовки и качания люльки взаимосвязаны цепью обкатки. После окончания обкатки зуба заготовки, продолжая вращаться, быстро отводится назад, а люлька ускоренно поворачивается в исходное положение. После этого прорезается следующая впадина зуба.

За время обратного холостого хода люльки нарезаемое колесо поворачивается не на один зуб, а на некоторое число зубьев, поэтому после каждого поворота колеса инструмент попадает не в соседнюю впадину зуба, а через несколько зубьев. Принятое число пропусков зубьев не должно иметь общий множитель с числом зубьев нарезаемого колеса, чтобы при последующих поворотах колеса инструмент не попадал в обработанную впадину. Этот метод имеет преимущество перед методом непосредственного деления в том, что возможные ошибки по шагу зубьев намного уменьшаются, так как они распределяются на несколько оборотов нарезаемого зубчатого колеса. В данном станке холостой ход может осуществляться с двумя скоростями: при нарезании зубчатого колеса с z ? 15 продолжительность холостого хода составляет 5 с. на один зуб, а при нарезании зубчатого колеса с z ? 16 - 2,5 с. Для осуществления перемещения стола, крепления нарезаемого колеса и переключения фрикционной муфты применяется гидропривод.

При черновом нарезании методом врезания работа станка отличается от чистового нарезания только тем, что величина обкатки сильно уменьшается, а быстрый подвод стола заменяется медленной подачей заготовки, при которой инструмент постепенно врезается в заготовку.

После прорезания впадины на полную ее глубину стол быстро отводится назад и происходит обратный поворот люльки на небольшой угол, достаточный для попадания резцов в соседнюю впадину при последующем цикле.

Кинематика станка (рис. 1) состоит из нескольких связанных между собой кинематических цепей и механизмов.

Настройка цепи главного рабочего движения. Эта цепь передает вращение от электродвигателя (N = 4,5 кВт, n = 2900 об/мин) инструментальному шпинделю через зубчатую передачу 16 - 64, коническую пару 34 - 34, сменные шестерни a, b, c, d гитары скорости резания, цилиндрические колеса 35 - 28, 17 - 85.

Уравнение кинематического баланса главного движения имеет вид:

Таким образом, гитара скорости резания настраивается по формуле:

где n_г - число оборотов в минуту шпинделя резцовой головки.

Вращение резцовой головки можно изменять в соответствии с правым или левым направлением резания реверсированием электродвигателя.

Настройка цепи подачи. Подача здесь характеризуется временем рабочего хода на нарезание одного зуба в секунду.

Цепь подачи передает вращение от электродвигателя к распределительному барабану подачи в такой последовательности: от электродвигателя через зубчатую передачу 16 - 64 валу I, сменные шестерни гитары подач a₁ - b₁, c₁ - d₁. Далее вращение передается валу VI, на котором установлена муфта М₁, переключающая механизм станка на рабочий медленный и холостой быстрый ход. При включении муфты вниз сцепляются зубчатые колеса 34 - 68, далее вращается вал VII, зубчатые колеса 42 - 56, вал VIII, потом зубчатые колеса 48 - 55, 55 - 64, вал IX, двухзаходный червяк и червячное колесо 72, вал X.

На валу X находится барабан 2, с двумя пазами К₁ и К₂, который приводится во вращение. Паз К₁ предназначен для перемещения штанги 4 совместно с бабкой при чистовом зубонарезании методом обкатки, а паз К₂ - при черновом зубонарезании методом врезания. В пазах барабана установлены ролики Р₁ и Р₂ и, в зависимости от метода обработки, вводится один из них. Хвостовики роликов имеют зубчатые рейки, которые соединяются с колесом z. За один оборот барабана 2 должна произойти полная обработка одной впадины зубчатого колеса. На конце вала X имеется кулачек 3, который служит для переключения золотника, а следовательно, и фрикционной муфты М₁ с рабочего хода на холостой и наоборот. Гитара подачи связывает вращение приводного электродвигателя с кулачком подачи, ввиду того, что рабочий ход люльки продолжается в течение оборота кулачка.

Уравнение кинематического баланса цепи движения подачи имеет вид:

Таким образом, гитара подач настраивается по формуле:

где n_к - число оборотов кулачка в минуту;

Т - время нарезания одного зуба, с.

Настройка цепи деления. Эта цепь связывает вращение барабана с вращением заготовки. Для нарезания всех зубьев на заготовке необходимо, чтобы она после прорезания одной впадины поворачивалась на целое число зубьев z_i, не имеющих общих множителей с числом зубьев нарезаемого колеса.

Это условие необходимо, так как иначе инструмент после нарезки одного зуба не будет прорезать новую впадину, а попадет в уже прорезанную. Для того чтобы за полный цикл (время нарезания одного зуба) нарезаемое колесо, имеющее z зубьев, поворачивалось на целое число зубьев z_i, оно должно делать за один оборот барабана оборота.

Вращение заготовке передается от барабана подачи в такой последовательности: от вала IX вращение передается через зубчатые колеса 64 - 60, 60 - 48, полый вал XI на конические зубчатые колеса 23 - 23, на вал XII, который свободно проходит через отверстие составного колеса. Далее при помощи блока зубчатых колес 75 - 60 или 27 - 108 движение передается на вал XIII, конические зубчатые колеса 26 - 26, вал XIV, конические зубчатые колеса 26 - 26, вал XV, конические зубчатые колеса 26 - 26, телескопический вал XVI, сменные зубчатые колеса гитары обкатки а₂ - b₂, с₂ - d₂, вал XVII. От этого вала движение передается па конические зубчатые колеса 29 - 29, вал XVIII, конические зубчатые колеса 30 - 30, вал XIX. Однозаходный червяк и червячное колесо z = 120, сидящее неподвижно на шпинделе XX, в котором закрепляется деталь, при этом совершают медленное вращение.

Расчетное уравнение цепи деления при работе методом обкатки:

Отсюда получаем формулу настройки гитары деления при работе методом обкатки:

где z_i - число зубьев, пропускаемое при повороте заготовки за время холостого хода, не имеющее общего множителя с числом зубьев нарезаемого колеса;

z - число зубьев нарезаемого колеса.

Настройка цепи обкатки (качания люльки). Одновременно так же медленно, как и деталь, вращается люлька 5. Движение люльки берет начало от вала XI, который связан с валом XXI шлицевым соединением. Далее передача осуществляется через конические колеса 16 - 32, вал XXII, зубчатое колесо z = 14, которое вращает составное колесо. При выходе колеса 14 из зацепления с наружным сектором составного колеса с последующим зацеплением с внутренним сектором и наоборот, изменяется направления вращения этого колеса.

От колеса 252 вращение передается гитаре обкатки через колесо 21, свободно сидящее на валу. Это колесо имеет торцевые шлицы, с помощью которых оно может соединяться с колесом 42, имеющим такие же шлицы и сидящем на том же валу на шпонке. Когда эти колеса сцеплены, вращение на сменные колеса гитары обкатки передается от колеса 252 через колесо 21, а когда они разъединены, вращение осуществляется через колеса 21 - 50, 20 - 42 и далее на гитару обкатки а₃ - b₃, с₃ - d₃. Вал XXV, конические колеса 30 - 28, вал XXVI, далее двухзаходный червяк и червячное колесо z = 135, которое прикреплено к люльке 5 и вместе с ней медленно вращается. Конические колеса 16 и 32, а также зубчатое колесо z = 14 смонтированы в подвижной каретке.

Уравнение кинематического баланса цепи обкатки имеет вид:

Отсюда получаем формулу настройки гитары обкатки:

где z_п - число зубьев воображаемого плоского производящего колеса.

Настроить станок для обработки конической шестерни ортогональной передачи с числом зубьев 25 и средним нормальным модулем 3 мм. Число зубьев сопряженного колеса 50, диаметр зуборезной головки 250 мм, время рабочего хода люльки 15 с, угол поворота люльки И = 28є.

1. Настраиваем гитару скорости резания:

Число оборотов в минуту шпинделя резцовой головки рассчитываем по формуле:

где v - скорость резания, м/мин;

D_г - диаметр зуборезной головки, мм; D_г = 250 мм (исходные данные).

Согласно справочной литературе принимаем скорость резания v = 35 м/мин

об/мин , таким образом

;

2. Настраиваем гитару подач:

Время нарезания одного зуба определяем по формуле:

Т = t_р + t_х

где t_р - время рабочего хода люльки, с.; t_р = 15 с. (исходные данные);

t_х - время холостого хода люльки, с.

Время холостого хода за один цикл. За время t_х холостого (ускоренного) хода, распределительный барабан подачи совершает поворот на 200є и при этом вращение передается от вала I к валу VI через шестерни 76 - 64.

Расчетное уравнение кинематической цепи, передающей вращение от электродвигателя к барабану подачи при холостом ходе, будет таким:

Отсюда находим время холостого хода - t_х = 2,12 с.

Т = 15 + 2,12 = 17,12 с. , таким образом

;

3. Настраиваем гитару деления:

Число зубьев z_i, пропускаемое при повороте заготовки за время холостого хода, находим по формуле:

где И - угол поворота люльки, град.; И = 28є (исходные данные).

Число зубьев z_п воображаемого плоского производящего колеса:

где z₁ - число зубьев нарезаемого колеса, z₁ = 25 (исходные данные);

z₂ - число зубьев колеса, парного с нарезаемым, z₂ = 50 (исх. данные).

; Принимаем z_i = 11, таким образом

;

4. Настраиваем гитару обкатки:

;

Рисунок 1. - Кинематическая схема зуборезного станка модели 525

Литература

1. Устройство, наладка и эксплуатация металлообрабатывающих станков и автоматических линий. Лисовой А. И., М., изд-во «Машиностроение», 1971, с. 432.

2. Козлов Д. Н. Зуборезные работы. Учебник для проф.-техн. училищ. М., «Высш. школа», 1971., с. 268, ил.

3. Овумян Г. Г., Адам Я. И. Справочник зубореза - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983 - 223 с., ил.

4. К. М. Писманик, В. Н. Кедринский. Расчет и примеры наладок станков для нарезания конических колес с круговыми зубьями. М.: Машиностроение, 1962 - 111 с., ил.

5. Лоскутов В. В., Ничков А. Г. Зубообрабатывающие станки. - М.: Машиностроение, 1978 - 192 с.,ил.