С.А. Рябов Изучение и настройка зубодолбежного полуавтомата мод. 5В12. С.А. Рябов Изучение и настройка зубодолбежного полуавтомата мод.. Методические указания для проведения лабораторных занятий по дисциплине "Оборудование машиностроительного произ водства" для студентов направления 552900 "Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств"
 Скачать 1.61 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра металлорежущих станков и инструментов ИЗУЧЕНИЕ И НАСТРОЙКА ЗУБОДОЛБЕЖНОГО ПОЛУАВТОМАТА МОД. 5В12 Методические указания для проведения лабораторных занятий по дисциплине "Оборудование машиностроительного произ- водства" для студентов направления 552900 "Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств" Составители С.А. Рябов В.С. Люкшин Утверждены на заседании кафедры Протокол № 3 от 23.10.02 Рекомендованы к печати методической комиссией направления 552900 Протокол № 16 от 23.10.02 Электронная копия хранится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ Кемерово 2003 1 1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучить конструкцию и кинематику зубодолбежного станка и научиться проводить его настройку и наладку. 2. ПРИНЦИП РАБОТЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЗУБОДОЛБЕЖНЫХ СТАНКОВ В зубодолбежных станках, работающих по методу механического воспроизведения зацепления пары зубчатых колес, производящим ко- лесом является долбяк – режущее колесо, а сопряженным с ним – наре- заемое зубчатое колесо (рис. 1). Рис. 1. Схема взаимного перекатывания долбяка и заготовки и форма поперечного сечения стружек, снимаемых долбяком с каждым новым рабочим ходом Во время процесса нарезания станок должен сообщить инстру- менту и заготовке такие частоты вращения, которые имели бы два сце- пляющихся колеса с теми же числами зубьев, какие имеют долбяк и нарезаемое колесо. Принципиальная схема работы зубодолбежного станка изображена на рис. 2. Вращение шпинделя с долбяком и стола с нарезаемой заготовкой кинематически связано. Настройка на требуе- мое соотношение частот вращения долбяка и заготовки осуществляется сменными колесами. Передаточное отношение сменных колес гитары деления опреде- 2 ляют из условия , 0 z z x = где z 0 – число зубьев долбяка; z – число зубьев нарезаемого колеса. Рис. 2. Принципиальная схема зубодолбежного станка (1 – долбяк, 2 – нарезаемое колесо, 3 – сменные колеса) На зубодолбежных станках можно нарезать цилиндрические ко- леса прямозубые и косозубые как наружного, так и внутреннего зацеп- ления. Кроме того, на этих станках можно нарезать короткие шлицевые валики, храповые колеса, звездочки для цепных передач, зубчатые муфты, колеса с торцовыми зубьями, а также червяки. При специаль- ном исполнении долбяков можно на зубодолбежных станках изготов- лять дисковые кулачки и рейки. Для некоторых разновидностей зубчатых колес (например, сту- пенчатые блоки шестерен для коробок скоростей, колеса с внутренни- ми зубьями небольшого диаметра, зубчатые венцы, близко примыкаю- щие к буртику или фланцу, шлицевые отверстия, особенно непроход- ные) зубодолбление является основным способом изготовления. Наре- зание ступенчатых блоков шестерен может производиться и на стан- ках, работающих зуборезной гребенкой. На зубодолбежных станках можно нарезать и неполнозубые колеса для передачи прерывистого вращения между сопряженными колесами, при этом долбяк должен 3 иметь специальную конструкцию. Зубодолбежные станки выгодны при нарезании зубчатых секторов, тогда как на зубофрезерных станках та- кой вид работы связан с большими потерями на холостой пробег стола при каждом его обороте. Для обычной ширины зубчатых венцов можно с одной установки нарезать лишь одну-две заготовки, тогда как на зубофрезерных станках может быть установлен пакет из шести-десяти заготовок. В случае на- резания цилиндрических колес с винтовыми зубьями требуется не только специальный долбяк с таким же углом наклона зубьев, но и ус- тановка винтовых направляющих у шпинделя станка. При этом заранее устанавливается один или два возможных угла наклона зубьев, так как было бы слишком дорого иметь на складе постоянный набор долбяков с различными углами наклона зубьев и большой комплект винтовых направляющих шпинделя. В то же время на зубофрезерных станках можно нарезать винтовые зубья колес практически с любым углом на- клона зубьев. При этом применяется обычная червячная фреза, одина- ково пригодная как для нарезания прямозубых колес, так и для нареза- ния косозубых колес. Нарезание же шевронных колес на специальных зубодолбежных станках имеет преимущества лишь для колес с относи- тельно малой шириной зубчатого венца. На зубодолбежных станках нельзя нарезать червячные колеса. При пользовании специальным при- способлением можно на зубодолбежных станках нарезать и зубчатые рейки. Зуборезный инструмент – долбяк, представляющий собой режу- щее колесо. Долбяк и заготовка нарезаемого зубчатого колеса получа- ют вращение в таком соотношении, как если бы зацеплялись сопря- женные цилиндрические зубчатые колеса. Для резания долбяку одно- временно с вращением сообщается возвратно-поступательное движе- ние, параллельное оси заготовки. Вначале суппорт, в который вмонти- рован шпиндель с долбяком, медленно перемещается на заготовку в радиальном направлении. Дойдя до заготовки (рис. 3), долбяк 1, вра- щаясь, постепенно врезается в материал заготовки 2,пока не достигнет полной глубины впадины нарезаемого колеса. В этот момент радиаль- ная подача суппорта прекращается, и он остается неподвижным в тече- ние всего периода нарезания зубчатого венца, осуществляемого при продолжающемся вращательном движении долбяка и заготовки. Если нарезание зубчатого колеса производится за два или три прохода, то после каждого предыдущего прохода суппорт получает дополнитель- 4 ное радиальное смещение, при этом каждый проход рассчитан на пол- ный оборот нарезаемого колеса. Рис. 3. Схема постепенного врезания долбяка в заготовку (S р – радиальная подача) Вращательное движение долбяка и заготовки производится не- прерывно как во время рабочих, так и во время холостых ходов долбя- ка. Чтобы при холостом ходе долбяк не нанес повреждения нарезае- мому колесу, стол с заготовкой отводится от долбяка на зазор около 0,5 мм. К началу рабочего хода долбяка стол вновь возвращается в ис- ходное рабочее положение. Вращение долбяка и заготовки, обеспечивающее движение обкат- ки, в то же время представляет собой движение круговой подачи. На рис. 1 показаны контуры стружки, которую срезает долбяк при каждом рабочем ходе, постепенно углубляясь в заготовку в процессе враща- тельного движения обкатки. 3. ЗУБОДОЛБЕЖНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ 5В12 3.1. Техническая характеристика станка Технологические возможности станка определяются его техниче- ской характеристикой (табл. 1). 5 Таблица 1 Основные данные технической характеристики полуавтомата 5В12 Модуль нарезаемых зубьев, мм 1–4 Наименьший и наибольший диаметры нарезаемых колес наружного зацеп- ления, мм 12–208 Наибольший наружный диаметр нарезаемых колес с внутренними зубьями, мм 220 Наибольшая ширина нарезаемого зубчатого венца с наружными зубьями, мм 50 Наибольшая ширина нарезаемого зубчатого венца с внутренними зубьями, мм 30 Наибольший ход шпинделя с долбяком, мм 55 Наименьшее и наибольшее расстояние от стола до торца шпинделя, мм 70–140 Наибольшее продольное перемещение суппорта, мм 250 Цена деления шкалы установки на глубину впадины нарезаемого колеса, мм 0,02 Наибольшее расстояние от оси шпинделя станка до оси шпинделя стола, мм 150 Наибольший отвод стола от долбяка, мм 0,5 Диаметр фланца шпинделя стола, мм 140 Число двойных ходов в минуту долбяка 200; 315; 425; 600 Пределы круговых подач на один двойной ход долбяка, мм 0,1–0,46 Мощность электродвигателя главного движения, кВт 1,7 Частота вращения вала электродвигателя, об/мин 950 Мощность электродвигателя гидросистемы, кВт 0,6 Частота вращения вала электродвигателя, об/мин 1410 Мощность электродвигателя насоса охлаждения, кВт 0,125 Частота вращения вала электродвигателя, об/мин 2800 Габариты станка (длина, ширина и высота), мм 1320 x 940 x 1820 Масса станка, кг 1850 Зубодолбежный станок 5В12 выполняет следующие основные движения: главное возвратно-поступательное движение шпинделя с долбяком для резания; вращательные движения шпинделя с долбяком и стола с заготовкой для взаимного перекатывания зуборезного инст- румента и нарезаемого зубчатого колеса; движение радиальной подачи долбяка и качательное движение стола для отвода заготовки от инст- румента при обратном ходе долбяка. Основное электрооборудование станка размещено в нижней ста- нине и хорошо защищено от попадания пыли, масла и охлаждающей жидкости. В нижней станине находится электронасос охлаждающей жидкости производительностью 22 л/мин. Стол станка с направляю- щими скалками, механизмы реверсирования вращения и отвода стола вмонтированы в среднюю станину. Привод возвратно-поступательного движения шпинделя с долбяком, делительный механизм, механизмы радиальных и круговых подач, реверсирования движения суппорта, 6 ручного поворота кулачков и отвода суппорта вмонтированы в верх- нюю станину. Большим преимуществом конструкции зубодолбежного станка 5В12 является отсутствие конических передач. Если необходимо наре- зать удлиненные валы-шестерни, станок можно переналадить, устано- вив прокладку между верхней и нижней станинами. На базе этого станка могут быть созданы специальные зубодолбежные станки для нарезания колес с винтовыми зубьями и зубчатых реек. 3.2. Органы управления станка Общий вид станка 5В12 изображен на рис. 4. Органы управления указаны в табл. 2. Таблица 2 Органы управления полуавтомата 5В12 № Орган управления № Орган управления 1 нижняя станина 15 кнопки для пуска и выключения главного привода станка 2 электрооборудование 16 кнопка толчкового типа для наладки станка 3 линейный выключатель подвода тока к станку 17 выключатель для включения и выключения местного освещения 4 средняя станина 18 квадрат для установки суппорта на глубину врезания долбяка 5 квадрат для перестановки пальца кри- вошипа для изменения длины хода шпинделя с долбяком 19 суппорт 6 квадрат для проворачивания криво- шипно-шатунного механизма 20 кран подачи СОЖ 7 гайка для закрепления пальца криво- шипа 21 квадрат для вращательного поворота шпин- деля с долбяком 8 квадрат для изменения длины шатуна 22 квадрат фиксации суппорта 9 гайка для закрепления установочной длины шатуна 23 гайка для фиксации суппорта № Орган управления № Орган управления 10 винт для изменения зазора в зацепле- нии сектора с круговой рейкой шпин- деля 24 шпиндель с долбяком 11 квадрат для установочного перемеще- ния суппорта 25 квадрат для вращения стола вручную 12 квадрат для вращения при наладке ку- лачков радиальной подачи 26 рукоятка гидрозажима заготовки 13 рукоятка реверсирования хода суппор- та 27 стол 14 кнопки для пуска и выключения гид- ронасоса 7 Рис. 4. Общий вид зубодолбежного полуавтомата 5В12 8 3.3. Кинематическая схема станка Кинематическая схема зубодолбежного полуавтомата, 5В12 изо- бражена на рис. 5. Станок получает движение от главного электродви- гателя мощностью N = 1,7 кВ и частотой вращения n = 950 об/мин через четырехступенчатую клиноременную передачу. Рис. 5. Кинематическая схема зубодолбежного полуавтомата 5В12 (данные о числах зубьев колес помещены в табл. 3) Шпинделю с долбяком сообщается возвратно-поступательное движение от главного электродвигателя по цепи: шкивы 1-2, криво- шипный диск 39, шатун-коромысло с зубчатым сектором 24 и круговая рейка 23.Главный привод шпинделя рассчитан на получение четырех 9 ступеней чисел двойных ходов шпинделя с долбяком в минуту: 200, 315, 425, 600. Рукоятка Р 1 позволяет проворачивать вручную криво- шипный диск 39 для проверки хода шпинделя с долбяком. Рукоятка Р 3 служит для реверсирования вращения шпинделя. Таблица 3 Числа зубьев зубодолбежного полуавтомата 5В12 Номер зубчатого колеса, червяка, шкива Число зубьев, захо- дов, ступеней шкива, шаг, модуль, вид зуб- чатого элемента Номер зубчатого ко- леса, червяка, шкива Число зубьев, захо- дов, ступеней шки- ва, шаг, модуль, вид зубчатого элемента 1 Шкив, 4 ступени 23 Круглая рейка 2 Шкив, 4 ступени 24 Сектор зубчатый 3 1 заход 25 44 4 64 26 35 5 100 27 80 6 20 28 39 7 72 29 1 заход 8 48 30 120 9 64 31 15 10 28 32 12 11 35 33 15 12 64 34 1 заход 13 48 35 113 14 28 36 Рейка, m = 3 15 41 37 Рейка, m = 3 16 35 38 58 17 40 39 110 18 80 40 60 19 74 41 116 20 52 42 4 захода 21 1 заход 43 50 22 90 Колебательные движения отвода стола с заготовкой от долбяка во время его холостых ходов осуществляются от помещенного на главном приводном валу эксцентрика Э через промежуточные толкатели Т 1 –Т 2 – Т 3 . Установка эксцентрика на одном валу с кривошипным диском 39 обеспечивает необходимую синхронизацию отвода стола с возвратны- ми ходами долбяка. Вращательное движение шпинделя с долбяком осуществляется по цепи: главный приводной вал – червячная передача 42 – 43 – сменные колеса а 2 –b 2 гитары круговых подач – цилиндрические колеса 4 – 7 – 9 10 – узел шестерен реверса 11 – 12 – 13 и червячная передача 21 – 22. Столу с нарезаемым зубчатым колесом вращение сообщается по цепи: главный приводной вал – червячная передача 42 – 43 – сменные колеса а 2 –b 2 гитары круговых подач – сменные колеса a 1 –b 1 –c 1 –d 1 де- лительной гитары – цилиндрические колеса 20 – 19 – 25 – узел шесте- рен реверса 26 – 27 – цилиндрическое колесо 28 – червячная передача 29 – 30. Посредством рукоятки Р 5 стол можно проворачивать вручную. Рукоятка Р 6 служит для реверсирования вращения стола. 3.4. Настройка гитары деления Делительная цепь связывает вращение заготовки и долбяка и со- стоит из следующих элементов: червячное колесо 30 стола – червяк 29 – цилиндрические колеса 28 – 27 – 26 – 25 – 19 – 20 – сменные колеса d 1 – c 1 – b 1 – a 1 делительной гитары – цилиндрические колеса 4 – 7 – 9 – 11 – 12 и червячная передача 21 – 22. Обозначив через n К частоту вращения нарезаемого колеса и через n Д – частоту вращения долбяка, можем составить уравнение делитель- ной цепи: 22 21 12 11 11 9 9 7 7 4 1 1 1 1 20 19 19 25 25 26 26 27 27 28 29 30 Д К n z z z z z z z z z z a b c d z z z z z z z z z z z z n = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ Подставив из табл. 2 числа зубьев колес, получим: 90 1 64 35 35 64 64 72 72 64 52 74 74 44 44 35 35 80 80 39 1 120 1 1 1 1 Д К n a b c d n = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = После сокращений: 1 1 1 1 Д К n n d c b a = ⋅ Учитывая, что , 1000 1000 z m V d V n a К ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = π π , 1000 1000 0 0 z m V d V n Д ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = π π 11 где V – окружная скорость вращения заготовки и долбяка, м/мин; m – модуль долбяка и нарезаемого колеса, мм; m·z=d – диаметр делительной окружности нарезаемого колеса, мм; z – число зубьев нарезаемого колеса; d 0 – диаметр делительной окружности долбяка, мм; z 0 – число зубьев долбяка. Получим 1000 1000 0 0 z z V z m z m V n n Д К = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = π π Окончательно формула настройки делительной гитары примет вид: 0 1 1 1 1 1 z z d c b a x = ⋅ = Здесь a 1 , b 1 , c 1 , d 1 – числа зубьев сменных колес делительной ги- тары. При этом необходимо выдерживать условие a 1 + b 1 = 120. К станку для делительной гитары прилагается комплект сменных колес с числами зубьев: 24 25 27 28 31 34 36 38 40 43 44 45 47 48 49 50 52 56 57 58 60 61 62 64 65 66 68 69 70 72 74 75 76 77 78 80 81 82 84 85 86 87 88 90 92 94 95 96 98 Модуль сменных колес т = 1,5, ширина зубчатого венца b = 18 мм, диаметр отверстия 22А мм, материал серый чугун марки СЧ 21-40. Для облегчения подбора сменных колес делительной гитары чис- ло зубьев колеса с 1 принимают равным числу зубьев долбяка в отно- шении 1 : 1 или 2 : 1, т. е. 0 1 z с = или 0 1 2 z c ⋅ = . Тогда z z d z b a x 0 1 0 1 1 1 = ⋅ = или 2 0 1 0 1 1 1 z z d z b a x = ⋅ ⋅ = 12 3.5. Настройка гитары подач Гитара подач служит для установления величины круговой пода- чи. Круговая подача в зубодолбежном полуавтомате обеспечивается взаимным перекатыванием зуборезного инструмента – долбяка и заго- товки нарезаемого зубчатого колеса. За круговую подачу принимается поворот долбяка за один его двойной ход. Подача определяется отно- шением длины начальной окружности долбяка к числу двойных ходов шпинделя, приходящихся на один полный оборот долбяка. Иначе гово- ря, круговая подача измеряется длиной отрезка дуги начальной окруж- ности долбяка, на которую он повернется за один двойной ход. Итак, , 0 S n z m х дв = ⋅ ⋅ π где n дв.х – число двойных ходов долбяка за один полный его оборот; S – круговая подача, мм/дв. х. Так как для средних размеров зубчатых колес наиболее распро- страненными являются долбяки диаметром около 75 мм при изменении модуля в довольно широких пределах, то при установлении величины подачи необходимо выбирать количество двойных ходов шпинделя, приходящееся на один оборот долбяка. Цепь подач, связывающая вращение шпинделя с возвратно- поступательным движением долбяка, включает следующие элементы (рис. 5): червячную передачу 22 – 27 – цилиндрические колеса 12 – 11 – 9 – 7 – 4 – сменные колеса b 2 –а 2 гитары подач – червячную передачу 43 – 42 и кривошипный диск 39. Каждый оборот диска 39 через шатун, коромысло с зубчатым сектором 24 и круговую рейку 23 сообщает один двойной ход шпинделю с долбяком. Уравнение цепи подач: 1 42 43 2 2 4 7 7 9 9 11 11 12 21 22 х дв шп об n z z a b z z z z z z z z z z = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ Подставив из табл. 2 числа зубьев, получим: 13 4 50 64 72 72 64 64 35 35 64 1 90 1 2 2 х дв шп об n a b = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ После сокращений х дв n a b 2 2 1125 = ⋅ или 1125 2 2 2 х дв n b a x = = Так как , 0 S n z m х дв = ⋅ ⋅ π откуда число двойных ходов на один оборот долбяка , 0 S z m n х дв ⋅ ⋅ = π то можем написать: 0 2 2 2 1125 z m S b a x ⋅ ⋅ = = π или 1 , 358 0 2 2 2 z m S b a x ⋅ ⋅ = = Так как , 0 0 d z m = ⋅ то, округлив численный коэффициент, примем 358 0 2 2 2 S d b a x ⋅ = = При диаметре долбяка d 0 = 76 мм расчетная формула подбора сменных колес гитары подач примет вид: 71 , 4 2 2 2 S b a x ⋅ = = В комплект сменных колес гитары подач входят колеса с числами зубьев: 35 40 46 52 58 64 70 75 Модуль сменных колес т = 2 мм, ширина зубчатого венца b = 20 мм, диаметр отверстия 25А мм, материал серый чугун марки СЧ 21-40. При подборе сменных колес должно быть выдержано усло- вие a 2 + b 2 = 110. В табл. 4 приводятся значения круговых подач и чисел двойных ходов долбяка при различных сочетаниях сменных колес гитары подач. 14 Таблица 4 Значения круговых подач, чисел зубьев колес и двойных ходов долбяка Круговая подача, мм/дв.х 0,099 0,121 0,149 0,190 0,237 0,295 0,371 0,455 Число зубьев ведущего ко- леса a 2 35 40 46 52 58 64 70 75 Число зубьев ведомого ко- леса b 2 75 70 64 58 52 46 40 35 Число двойных ходов дол- бяка за один его оборот 2411 1969 1565 1255 1009 808 643 525 При этом диаметр делительной окружности долбяка принят d 0 = 76 мм. При пользовании долбяком другого диаметра необходимо указанные значения подач умножать на коэффициент 76 / 0 d , где / 0 d – но- вый диаметр делительной окружности долбяка: 76 71 , 4 / 0 2 2 2 S d b a x ⋅ ⋅ = = При нарезании чугунных зубчатых колес рекомендуется более крупная круговая подача, при нарезании стальных – меньшая подача. При этом скорость резания для чугунных колес должна быть меньше, чем для стальных колес. Схема расположения сменных колес на делительной гитаре и ги- таре подач изображена на рис. 6. Рис. 6. Схемы расположения сменных колес гитар делительной (а) и подач (б) у зубодолбежного полуавтомата 5В12 15 3.6. Цепь радиальной подачи Для врезания долбяка на глубину прохода применяются кулачки (рис. 7) однопроходные I, двухпроходные II и трехпроходные III. Ку- лачки К (см. рис. 5), воздействуя на рейку 36, связанную с суппортом, заставляют последний перемещаться по направлению к заготовке при врезании и удерживают суппорт в неподвижном положении в процессе нарезания на достигнутой глубине впадины. При первом кулачке после врезания на полную глубину при его повороте на угол α вр нарезание зубчатого колеса происходит за время поворота кулачка на угол α 1 (рис. 7). При втором кулачке после врезания черновая обработка наре- заемого колеса производится на радиусе r 2 с оставлением некоторого припуска за время поворота кулачка на угол α 2 , а затем окончательная чистовая обработка на радиусе кулачка r 1 с полным удалением припус- ка выполняется за время поворота кулачка на оставшийся угол α 2 . При третьем трехпроходном кулачке после врезания происходит первая об- дирка на радиусе кулачка r 3 , затем дополнительное врезание и вторая обдирка на радиусе r 2 и, наконец, после третьего дополнительного вре- зания на радиусе r 1 выполняется чистовая обработка с полным удале- нием припуска. В этом случае каждый рабочий проход производится за период поворота трехпроходного кулачка на угол α 3 . Кривые кулачков на радиусе r 1 соответствуют окончательной обработке нарезаемого ко- леса на полную глубину впадины. Кривые с радиусами r 2 и r 3 рассчи- таны на оставление некоторого припуска. Рис. 7. Кулачки радиальной подачи 16 Во всех случаях одному рабочему проходу соответствует один оборот заготовки нарезаемого колеса. Впадины каждого из трех кулач- ков расположены на одинаковых радиусах. В кинематическую цепь, связывающую вращение стола с нарезае- мым зубчатым колесом и кулачком, входят следующие элементы: стол – червячная передача 30 – 29 – цилиндрические колеса 28 – 27 – 26 – 25 – 19 – 20 – 17 – 18 – одна из пар сцепляющихся цилиндрических колес 16 – 15, 14 – 13, 8 – 10 – далее червячная передача 3 – 5 и кулачок К (см. рис. 5). При этом одному обороту нарезаемого колеса должен со- ответствовать поворот кулачка однопроходного на угол α 1 , двухпро- ходного на угол α 2 и трехпроходного на угол α 3 . Обозначив угол пово- рота кулачка в общем случае через α к , можем написать уравнение ки- нематической цепи врезания: , 360 1 5 3 18 17 20 19 19 25 25 26 26 27 27 28 29 30 к К ст об z z x z z z z z z z z z z z z z z α = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ где x К – передаточное отношение одной из цилиндрических пере- дач 16 – 15, 14 – 13, 8 – 10 в зависимости от положения скользяще- го блока шестерен 10 – 13 – 15; 360 к α – поворот кулачка в долях оборота. Подставив числа зубьев из табл. 2, можем написать: 360 100 1 80 40 52 74 74 44 44 35 35 80 80 39 1 120 1 к К ст об x α = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ После сокращения получим 360 20 9 к К x α = ⋅ Теперь можем найти угол поворота каждого из кулачков за один оборот нарезаемой заготовки: 360 20 9 ⋅ ⋅ = К к x α Подставив возможные передаточные отношения x К , получаемые перемещением скользящего блока шестерен 10 – 13 – 15, найдем: 17 при 28 48 10 8 = = z z x К ; 7 , 277 360 20 9 28 48 1 ° = ⋅ ⋅ = α при 41 35 15 16 = = z z x К ; 3 , 138 360 20 9 41 35 2 ° = ⋅ ⋅ = α при 48 28 13 14 = = z z x К 5 , 94 360 20 9 48 28 3 ° = ⋅ ⋅ = α 4. ПОРЯДОК НАЛАДКИ ЗУБОДОЛБЕЖНОГО ПОЛУАВТОМАТА 5В12 По данным рабочего чертежа нарезаемого зубчатого колеса необ- ходимо выбрать соответствующий долбяк. Модуль и профильный угол исходного контура долбяка должны соответствовать указанным на чер- теже. При нарезании зубчатых колес малого диаметра с внутренними зубьями необходимо также обратить внимание на выбор подходящего диаметра долбяка (см. рис. 8). По намеченному режиму обработки оп- ределить требуемое число двойных ходов долбяка в минуту, рассчи- тать набор сменных колес делительной гитары и гитары подач, выбрать оправку для заготовки. Рис. 8. Долбяки, применяемые для нарезания цилиндрических зубча- тых колес (а – хвостовой; б – дисковый) 18 Далее наладка зубодолбежного полуавтомата может быть выпол- нена в следующем порядке: 1. установить долбяк, закрепить и проверить его; 2. установить оправку для заготовки и проверить ее; 3. установить и выверить заготовку нарезаемого зубчатого колеса; 4. настроить на требуемое число двойных ходов долбяка; 5. установить длину хода долбяка; 6. отрегулировать предельные положения хода долбяка относитель- но заготовки; 7. настроить гитару деления; 8. настроить гитару круговых подач; 9. настроить механизм подачи на глубину врезания; 10. установить долбяк на глубину врезания; 11. запустить станок; 12. остановить станок и снять нарезанное зубчатое колесо. 4.1. Установка и закрепление долбяка Предварительно необходимо тщательно протереть отверстие дол- бяка и место крепления его на шпинделе. Размеры посадочных мест под долбяк и оправку для крепления изделия даны на рис. 9, а. После этого долбяк насаживают на шпиндель осторожно, без ударов, режу- щими кромками вниз, чтобы процесс резания долбяком осуществлялся при рабочем ходе сверху вниз. Долбяк должен опираться на шайбу, имеющую наружный диаметр, немного меньший, чем диаметр окруж- ности впадин долбяка. Это необходимо для наибольшей жесткости со- единения, чтобы избежать дрожания при резании или даже поломки зубьев долбяка, что может быть при малом размере опорной шайбы и большом плече С (рис. 9, б). Гайка, удерживающая долбяк, должна за- тягиваться только нормальным ключом, без применения удлинителей. Неправильное и правильное крепления долбяка изображено на рис. 36, б. Затем необходимо произвести проверку положения долбяка отно- сительно шпинделя. Эта проверка должна производиться точным ин- дикатором с ценой деления 0,005 мм. Проворачивание шпинделя с долбяком выполняется рукояткой Р 4 (см. рис. 5). 19 Рис. 9. Основные посадочные места и способы закрепления долбяка При нарезании точных зубчатых колес биение долбяка не должно быть более 0,01-0,015 мм. 20 4.2. Установка оправки для заготовки и ее проверка Предварительно тщательно протерев конус оправки и посадочное гнездо в шпинделе стола, чтобы не было биения оправки из-за оказав- шихся на этих поверхностях частиц грязи или стружки, вставляют оп- равку в шпиндель стола снизу. После установки ее проверяют на ради- альное биение при вращении шпинделя стола вручную, осуществляе- мого рукояткой Р 5 (см. рис. 5). Перед вращением стола вручную следу- ет предварительно установить рукоятку Р 6 в среднее положение для вывода зубчатого колеса 27 из зацепления с шестернями 26 реверса. Если центрирование заготовки производится оправкой, то на всем про- тяжении оправки от поверхности стола до высоты в 200 мм ее биение не должно превышать 0,01 мм. 4.3. Установка и выверка заготовки нарезаемого колеса В зависимости от диаметра посадочного отверстия заготовки на- резаемого колеса могут либо непосредственно надеваться на оправку или на промежуточную втулку, предварительно надетую на оправку, либо на подставку, сидящую на оправке (рис. 10). Следует предъявлять высокие требования к точности изготовления промежуточных деталей, так как они могут оказать влияние на точность нарезания зубчатого венца. Затем установленную заготовку (одну или несколько) про- веряют на биение. После окончательного закрепления заготовку вновь проверяют на биение, так как затягивание гайки при неперпендикуляр- ности торцов заготовок их посадочным отверстиям может вызвать де- формацию оправки и перекос заготовок, в результате которого появля- ется продольная конусность зуба. Если при установке двух заготовок поворотами одной заготовки относительно другой компенсировать по- грешность торцов не удастся, торцы заготовки подвергают дополни- тельной механической обработке. При достаточно высокой точности изготовления заготовок в серийном производстве индивидуальная про- верка не является необходимой. На станке предусмотрена возможность установки гидрозажима нарезаемой заготовки. Гидросистема, которой оснащен зубодолбежный станок, рассчитана на зажим заготовки и смазку станка (рис. 11). В случае падения давления масла в гидросистеме станок автоматически 21 выключается. Масло индустриальное марки 20 из резервуара 1, расположенного в нижней станине, засасывается через фильтр 2 шестеренчатым насо- сом 3 и нагнетается под давлением в 13 кгс/см 2 через пластинчатый фильтр 4в напорный золотник 6, регулированием которого устанавли- вают необходимое давление в системе. В системе установлен предо- хранительный клапан 5 и манометр 8. Рис. 10. Способы крепления заготовки на зубодолбежном полуавтомате (а–установка и закрепление типового зубчатого колеса; б–установка зубчатого венца с большим диаметром отверстия; в–закрепление двух цилиндрических зубчатых колес среднего размера с центрированием по оправке; г– установка и закрепление цилиндрического колеса боль- шого диаметра с центрированием по промежуточному приспособле- нию; д–установка и закрепление хвостовой шестерни в центрирующем приспособлении с зажимным конусом): 1–оправка; 2–подставка; 3–нарезаемое зубчатое колесо; 4–верхний диск или под- кладная шайба; 5–зажимная гайка; 6–центрирующее и зажимное приспособление; 7–зажимной резной конус; 8–нарезаемое зубчатое колесо; 9–хвостовик нарезае- мого колеса; 10–затяжная кольцевая гайка 22 В пластинчатом фильтре, предназначенном для очистки масла, на фильтрующих пластинках задерживаются посторонние включения. Для очистки пластин имеющимся в фильтре скребком необходимо раз или два в смену провернуть ручку фильтра на несколько оборотов. От напорного золотника 6 масло направляется в маслопровод 7 к реверсивному золотнику 13 с ручным управлением, в распределитель 9 для смазки отдельных элементов станка, а также к регулируемому реле давления 15, отключающему станок при неожиданном падении давле- ния масла в гидросистеме. Рис. 11. Схема гидросистемы зубодолбежного станка и гидравлическое зажимное устройство 23 Управление реверсивным золотником 13 осуществляется через тягу рукояткой, находящейся на средней станине с правой стороны станка. При смещении плунжера золотника вправо масло направляется по маслопроводу 16 в верхнюю полость А цилиндра 14и отжимает поршень цилиндра вниз. Шток 17 поршня посредством замкового со- единения 19 тянет вниз оправку 10, которая с помощью съемной шай- бы 11 прижимает заготовку 12 к подставке. При смещении плунжера золотника 13 влево верхняя полость А цилиндра сообщается со сливом, давление в этой полости падает и пружина 18 поднимает шток 17 с поршнем и тем самым освобождает заготовку. Кроме централизованной смазки станок имеет и ряд точек инди- видуальной смазки. 4.4. Настройка на требуемое число двойных ходов долбяка Число двойных ходов в минуту долбяка рассчитывается в зависи- мости от длины хода долбяка и скорости резания. Последняя, в свою очередь, зависит от твердости материала заготовки нарезаемого колеса и стойкости долбяка, а также от требуемой степени шероховатости по- верхности нарезаемых зубьев. Для обеспечения необходимой стойко- сти долбяка в качестве рекомендуемых можно указать следующие средние скорости резания: для деталей из серого чугуна – 18 м/мин; для деталей из стали при твердости НВ 200 – 27 м/мин; при твердости НВ 250–300 – 15 м/мин; из бронзы – 24 м/мин; из алюминия – 60 м/мин. Для расчета числа двойных ходов долбяка в минуту пользуются формулой , 2 1000 L V n ⋅ ⋅ = где V – средняя скорость резания, м/мин; L – длина хода долбяка, мм. Для выбора числа двойных ходов долбяка в минуту можно вос- пользоваться графиком (рис. 12). Из рассмотрения кинематической схемы найдем цепь, связываю- щую электродвигатель и круглую рейку на шпинделе станка. 24 Рис. 12. График определения числа двойных ходов в минуту долбяка в зависимости от скорости резания V и длины хода долбяка L В эту цепь входят: ведущий клиноременный четырехступенчатый шкив 1 электродвигателя (рис. 5), ведомый клиноременный четырех- ступенчатый шкив 2 на главном приводном валу станка, кривошипный диск 39, шатун, коромысло с зубчатым сектором 24 и круглая рейка 23. Уравнением цепи главного движения будет , 985 , 0 2 1 х дв э n D D n = ⋅ ⋅ где n э – частота вращения вала электродвигателя, об/мин; D 1 – диаметр одной из ступеней ведущего шкива 1; D 2 – диаметр одной из ступеней ведомого шкива 2; 0,985 – коэффициент, учитывающий влияние упругого скольжения ремня; n дв.х – число двойных ходов в минуту шпинделя с долбяком. Из этого уравнения получим: 985 , 0 2 1 i n n D D э х дв = ⋅ = 25 Подставив известные величины, найдем 222 , 0 950 985 , 0 200 1 = ⋅ = i (точно 0,2217); 349 , 0 950 985 , 0 315 2 = ⋅ = i ; 471 , 0 950 985 , 0 425 3 = ⋅ = i (точно 0,4709); 665 , 0 950 985 , 0 600 4 = ⋅ = i (точно 0,6648). В зависимости от требуемой частоты вращения клиновые ремни перебрасывают на соответствующую ступень шкива посредством спе- циального эксцентрикового устройства, облегчающего эту операцию. 4.5. Установка длины хода долбяка Длина хода долбяка определяется по формуле , l b L + = где b –ширина зубчатого венца нарезаемого колеса, мм; 2 1 l l l + = – суммарный перебег долбяка за пределы ширины нарезаемо- го венца (рис. 13); l 1 – перебег долбяка за верхнюю кромку заготовки нарезаемого колеса, мм; l 2 – перебег долбяка за нижнюю кромку заготовки нарезаемого колеса. На практике принимают обычно величины перебега долбяка за верхнюю и нижнюю кромки заготовки одинаковыми, т. е. l 1 = l 2 Для определения суммарного перебега можно воспользоваться за- висимостью l ≈ 0,25b. Следует заметить, что при нарезании зубчатых венцов, располо- женных вблизи выступающего фланца или у ступенчатых блоков шес- терен, для определения минимальной ширины с канавки для выхода долбяка следует учитывать также размер срезаемой стружки. Для на- стройки длины хода долбяка необходимо переставить палец криво- шипного диска 39 (см. рис. 5) с помощью квадрата 5 (см. рис. 4). Палец 26 закрепляют затягиванием гайки 7. Рис. 13. Эскиз перебегов долбяка при нарезании шестерни ступенчато- го блока (1–долбяк; 2–заготовка; с–ширина канавки) 4.6. Изменение предельных положений хода долбяка Предельные положения хода Н долбяка по высоте равняются 70 и 140 мм, а пределы радиального смещения суппорта составляют 150 – 100 мм (рис. 14). После настройки длины хода долбяка необходимо от- регулировать область перемещения долбяка по отношению к заготовке. Это регулирование достигается изменением длины раздвижного шату- на. Вращением квадрата 6 (рис. 4) вручную проворачивают кривошип- ный диск и останавливают шпиндель с долбяком в нижнем (или верх- нем) крайнем положении. Затем, ослабив гайки 9, раздвигают или сдвигают составные части шатуна настолько, чтобы режущие кромки долбяка отстояли от соответствующего торца заготовки на заданную расчетную величину. После этого гайки 9 затягивают и проворачива- нием вручную кривошипного диска проверяют правильность выпол- ненного регулирования. Особое внимание должно быть уделено конеч- ному положению кромок долбяка в промежуточной канавке относи- тельно нижнего торца нарезаемого колеса. 27 Рис. 14. Пределы перемещений шпинделя с долбяком по вертикали и в радиальном направлении 4.7. Установка долбяка на глубину врезания При выполнении этой операции необходимо предварительно ус- тановить ролик рейки суппорта на кривую кулачка, наиболее удален- ную от центра. Эта кривая является кривой последнего прохода, соот- ветствующей окончательной обработке нарезаемого колеса на радиусе r 1 . С этой целью поворачивают кулачок посредством квадрата 12 (см. рис. 4) рукояткой Р 2 (см. рис. 5) до тех пор, пока касающийся кулачка ролик рейки суппорта не займет положение вблизи от впадины кулачка (рис. 15). От рукоятки Р 2 (см. рис. 5) вращение передается через цилиндри- ческие колеса 6 – 40 – 41 валу, на котором закреплен кулачок К. Затем необходимо вращением квадрата 6 (см. рис. 4) с помощью рукоятки Р 1 (см. рис. 5) переместить шпиндель с долбяком в вертикальном направ- лении, соответствующем рабочему ходу долбяка, чтобы отводящий механизм подвел стол с заготовкой в рабочее положение. Если это ус- ловие не будет выполнено, долбяк при врезании углубится в заготовку больше, чем это необходимо. 28 Рис. 15. Эскиз установки ролика рейки суппорта на кривой кулачка, наиболее удаленной от его центра (1–кулачок; 2–ролик; 3–рейка суп- порта) При перемещении шпинделя с долбяком последний должен за- нять положение приблизительно на уровне середины ширины зубчато- го венца нарезаемого колеса. Затем нужно освободить гайки 23 (см. рис. 4) и расцепить червяк 34 (см. рис. 5) с колесом 35. После чего вращением квадрата 11 (см. рис. 4) следует переместить суппорт к за- готовке в радиальном направлении на расстояние около 1,0 мм. После этого червяк 34нужно сцепить с колесом 35. Затем необходимо повернуть долбяк так, чтобы ось симметрии зуба долбяка совпала с линией ab центров долбяка 1 и заготовки 2 (рис. 16). Для этого отключают от кинематической цепи станка вал с червяком 21 (см. рис. 5) поворотом рукоятки 13 (см. рис. 4) в среднее положение, при котором колесо 12 (см. рис. 5) будет выведено из заце- пления с механизмом реверса. Далее вращением квадрата 21 (см. рис. 4) с помощью рукоятки Р 4 (см. рис. 5) поворачивают шпиндель с дол- бяком до требуемого положения одного из зубьев долбяка по отноше- нию к заготовке. Теперь необходимо приблизить зуб долбяка до легкого соприкос- новения с цилиндрической поверхностью заготовки. Для этого рукоят- кой Р 8 (см. рис. 5), надетой на квадрат 18 (см. рис. 4) валика медленно- го ручного перемещения суппорта, вращают червяк 34(см. рис. 5). От последнего через колесо 35 вращение сообщается реечной шестерне 32, сцепляющейся с рейкой 36 суппорта. Контроль соприкосновения зуба долбяка с поверхностью заготовки можно осуществить посредст- вом листка папиросной бумажки, помещенной между зубом долбяка и заготовкой. 29 Рис. 16. Установка долбяка по наружному диаметру заготовки нарезае- мого колеса После этого вращением квадрата 6 (см. рис. 4) поднимают шпин- дель с долбяком в крайнее верхнее положение. Градуированный лимб, помещенный на валике 18 (см. рис. 4), устанавливают на нуль и вра- щают его для дополнительного перемещения суппорта в сторону заго- товки на величину, равную требуемой глубине врезания долбяка. При этом отсчет ведут по градуированному лимбу, одно деление которого соответствует перемещению нарезаемого колеса суппорта на 0,02 мм, а полный оборот валика – перемещению на 1 мм. Теперь необходимо за- тянуть гайки 23 (см. рис. 4) и вращением квадрата 12 рукояткой Р 2 (см. рис. 5) поворачивать кулачок до тех пор, пока ролик рейки суппорта не войдет в углубление кулачка, в результате чего суппорт сместится вле- во. Если нарезается зубчатое колесо с наружными зубьями, то необ- ходимо соответствующие рукоятки повернуть в крайние одинаковые положения (обе вправо или обе влево). Если же нарезается зубчатое колеса с внутренними зубьями, то одну рукоятку поворачивают в крайнее левое положение, а другую – в крайнее правое. Такая установ- ка рукояток определяется тем, что при нарезании колес с наружными зубьями долбяк и заготовка должны вращаться в разных направлениях (рис. 17, а), а при нарезании колес с внутренними зубьями – в одном направлении (рис. 17, б). 30 Рис. 17. Направление вращения долбяка и заготовки при нарезании различного типа зубчатых колес (а–при нарезании колес с внешними зубьями; б–при нарезании колес с внутренними зубьями): 1–долбяк; 2–заготовка 4.8. Настройка гитары деления Вывод расчетной формулы для подбора сменных колес гитары деления приведен в п. 3.4: 0 1 1 1 1 1 z z d c b a x = ⋅ = 4.9. Настройка гитары круговых подач Расчетная формула для подбора сменных колес гитары подач выве- дена в п. 3.5: , 358 0 2 2 2 S d b a x ⋅ = = а для числа двойных ходов на один оборот долбяка: 0 S z m n х дв ⋅ ⋅ = π 31 В случае нарезания зубчатых колес с внутренними зубьями, когда применяются долбяки малого диаметра, формула для подбора сменных колес примет вид: , 76 71 , 4 0 2 2 2 S d b a x ⋅ ⋅ = = где d 0 – диаметр долбяка меньше 76 мм. Круговую подачу S при черновой обработке принимают равной 0,25-0,40 мм на один двойной ход долбяка, а при чистовой обработке 0,1-0,2 мм/дв.х. Если обработка ведется в несколько проходов, круго- вая подача может быть увеличена. Точность профилирования, а также и шероховатость поверхности зуба нарезаемого колеса зависят от числа двойных ходов долбяка, при- ходящихся на один нарезаемый зуб (рис. 18). Рис. 18. Схема последовательных профилирующих резов долбяка при взаимном перекатывании его по заготовке Если обозначить через п z число двойных ходов, приходящихся на один зуб, то , 0 S m z n n х дв z ⋅ = = π отсюда z n m S ⋅ = π Для модуля т = 2 мм при подаче 0,149 мм/дв.х. число двойных ходов долбяка на один его оборот составит n дв.х = 1565. Так как долбяк при т = 2 имеет число зубьев z 0 = 38, то число 32 профилирующих резов 41 38 1565 0 ≈ = = z n n х дв z Возможность регулировать число профилирующих резов долбяка является существенным преимуществом зубодолбежных станков перед зубофрезерными станками, работающими червячной фрезой. Число профилирующих положений режущих зубьев червячной фрезы зависит от числа зубьев по окружности фрезы и коэффициента перекрытия. Стандартные однозаходные червячные фрезы имеют лишь 8 – 12 рядов зубьев по окружности, и для каждой данной фрезы и заготовки цилиндрического колеса с заданным числом зубьев число профили- рующих резов, приходящихся на один зуб, является неизменным. Чем меньше число зубьев у нарезаемого зубчатого колеса, тем явственнее сказывается огранка профиля зуба при ограниченном числе резов, тем ниже плавность зацепления и выше динамические нагрузки на зубьях сцепляющихся колес, особенно у быстроходных зубчатых передач. 4.10. Настройка механизма подачи на глубину врезания Исходя из заданных значений нарезаемого модуля и требуемой точности нарезаемых зубчатых колес, выбирают один из трех имею- щихся кулачков – одно-, двух- или трехпроходного. Чем выше значе- ние модуля, тем больше проходов следует назначать для обработки зубчатого колеса. После установки выбранного кулачка на место поворачивают ру- коятку для переключения скользящего блока шестерен 10 – 13 – 15 (см. рис. 5) в положение, соответствующее типу установленного кулачка. Далее ход настройки на глубину врезания выполняется в порядке, из- ложенном в п. 3.6. Для снятия кулачка необходимо пользоваться спе- циальным съемником, прилагаемым к станку. 5. ПУСК СТАНКА После всех перечисленных операций наладка станка закончена. Необходимо сцепить сменные колеса делительной гитары, наполнить все масленки и резервуар маслом. После этого включают масляный на- сос нажатием кнопки Пуск под надписью Гидравлика и проверяют по- ступление масла к соответствующим точкам смазки. 33 С помощью рукоятки Р 2 (см. рис. 5), надетой на квадрат 12 (см. рис. 4), поворачивают кулачок для перемещения суппорта с долбяком по направлению к заготовке от положения максимального удаления (ролик рейки суппорта во впадине кулачка) долбяка от заготовки до наименьшего зазора. Рукоятку убирают, и станок готов к пуску. Затем нажатием кнопки Пуск под надписью Главный привод пус- кают станок в ход. Если станок только что смонтирован, следует обка- тать его не меньше часа вхолостую. Перед нарезанием стальных колес должен быть заполнен резервуар для охлаждающей жидкости. По окончании нарезания зубчатого колеса главный электродвига- тель станка автоматически выключается, а суппорт с долбяком отходит от обработанного изделия. В некоторых случаях, например при нареза- нии ступенчатых блоков или колес с внутренними зубьями, по оконча- нии обработки изделия суппорт с долбяком необходимо отвести даль- ше, чем это разрешает впадина кулачка подачи, в которую западает ро- лик рейки суппорта, чтобы снять с оправки готовое колесо. С этой це- лью выводят из сцепления с колесом 35 (см. рис. 5) червяк 34, нарезан- ный на валу 18 (см. рис. 4), поворотом квадрата 22 освобождают суп- порт от фиксации и вращением квадрата 11 отводят суппорт на не- обходимое расстояние. Сняв обработанное изделие и установив сле- дующую заготовку, передвигают суппорт в прежнее исходное поло- жение по фиксатору. 6. ОСОБЫЕ СЛУЧАИ НАЛАДКИ 6.1. Нарезание партии колес При большой партии изготовляемых колес целесообразно выде- лить необходимое количество станков для предварительного чернового нарезания с оставлением припуска под чистовую обработку. Такое раз- деление даст возможность повысить производительность зубодолбеж- ных станков, отведенных для окончательной чистовой обработки. Установка долбяка по отношению к нарезаемому колесу у станков для окончательной обработки изделия может быть произведена либо по эталонному колесу, либо непосредственно по первому предвари- тельно нарезанному с небольшим припуском зубчатому колесу. Пере- местив шпиндель с долбяком сверху вниз, чтобы стол занял по отно- шению к долбяку рабочее положение, ослабив гайки 23 (см. рис. 4), 34 подводят суппорт к установленному эталонному колесу настолько, чтобы между зубьями колеса и долбяка чувствовался незначительный люфт. После этого, сняв эталонное колесо, гайки 23 (см. рис. 4) затяги- вают и устанавливают предварительно нарезанную заготовку, не затя- гивая гайки на оправке. Подводят долбяк до сцепления с изделием и затягивают гайку оправки, удерживая при этом заготовку от поворачи- вания. После этого станок пускают в ход. При изготовлении серии ко- лес используют специальное приспособление для установки колес с фиксатором, настраиваемым по первому нарезанному начисто колесу. 6.2. Нарезание колес с внутренними зубьями Зубчатые передачи с внутренним зацеплением все шире приме- няются в машиностроении в связи с ростом выпуска большого количе- ства новых видов оборудования, в которых по характеру работы нельзя обойтись без такого вида передач. Зубчатые колеса с внутренними зубьями по закону формообразо- вания профиля своих зубьев по существу не отличаются от цилиндри- ческих колес с внешними зубьями. Однако изготовление зубчатых ко- лес с внутренними зубьями имеет некоторые особенности. Например, неправильный выбор долбяка может привести к тому, что на отдель- ных участках эвольвентного профиля при нарезании произойдут суще- ственные отклонения. Не приводя здесь специальных расчетов, можно, например, для зубчатых колес с коэффициентом смещения х=0 и про- фильным углом α=20° при зубодолблении нормальным долбяком с числом зубьев 16 – 32 рекомендовать выдерживать наименьшую раз- ность между числами зубьев нарезаемого колеса и долбяка от 20 до 24. В шпинделе зубодолбежного станка предусмотрено гнездо с ко- нусом Морзе № 3 для установки хвостовых долбяков малого диаметра, часто применяемых при нарезании зубчатых колес с внутренними зубьями. При переходе от нарезания колес с наружными зубьями к нареза- нию колес с внутренними зубьями необходимо для изменения направ- ления вращения стола произвести перестановку соответствующих ру- кояток (см. рис. 4). В связи с необходимостью дополнительного уста- новочного перемещения суппорта на коромысло устанавливают удли- нитель, который поставляется вместе со станком. 35 6.3. Нарезание цилиндрических зубчатых колес с косыми зубьями Наладка зубодолбежного станка и настройка его кинематических цепей для случая нарезания цилиндрических колес с косыми зубьями производится так же, как и для случая нарезания прямозубых колес. Отличие состоит в следующем. Зуборезный долбяк для нарезания ко- сых зубьев должен быть косозубым, при этом его зубья должны иметь тот же угол наклона, что и у нарезаемого колеса, но противоположное направление винтовой линии. Если колесо правое, то долбяк – левый и наоборот. При нарезании косых зубьев колес зубья долбяка должны в процессе резания кроме поступательного движения сверху вниз осуще- ствлять еще перемещение вдоль винтовой линии нарезаемых зубьев. Следовательно, шпинделю с долбяком необходимо сообщить дополни- тельное поворотное движение во время возвратно-поступательных хо- дов. Это достигается установкой на станке специальных винтовых на- правляющих (рис. 19) вместо обычных прямолинейных. Зубодолбеж- ный станок с такими направляющими шпинделя поставляется только по специальному заказу. Рис. 19. Эскиз винтовых направляющих шпинделя с долбяком для за- мены прямолинейных направляющих при переводе зубодолбежного станка на нарезание цилиндрических колес с винтовыми зубьями Определим шаг винтовых направляющих шпинделя с долбяком. Примем, что z 0 – число зубьев долбяка; z – число зубьев колеса; β – угол наклона зубьев долбяка; β н – угол наклона винтовой поверхности направляющих; d 0 – диаметр делительной окружности долбяка; d – диаметр делительной окружности колеса; d н –средний диаметр на- правляющих; р х0 — шаг винтовой линии зубьев долбяка; р хн –шаг вин- товой линии направляющих; р x – шаг винтовой линии зубьев нарезае- 36 мого колеса. Угол наклона зубьев долбяка: 0 0 x p d tg ⋅ = π β Для нарезаемого колеса: x p d tg ⋅ = π β Так как при перемещении долбяка на шаг р х0 винтовой линии его зубьев он должен сделать один оборот, то шаг винтовой линии направ- ляющих р хн должен быть равен шагу винтовой линии зубьев долбяка р х0 ,т. е. р хн = р х0 и, соответственно, угол наклона винтовой поверхности направляющих, отнесенный к среднему диаметру направляющих, xн н н p d tg ⋅ = π β Сравнив с выражением для угла наклона зуба долбяка, найдем: н н xн tg d p β π ⋅ = ; 0 0 β π tg d p x ⋅ = Так как по условиям работы долбяка р хн = р х0 , то β π β π tg d tg d н н 0 ⋅ = ⋅ , от- куда β β tg d d tg н н ⋅ = 0 Винтовые направляющие для шпинделя долбяка могут быть изго- товлены из чугуна. Для создания надлежащих условий смазки необхо- дим зазор между рабочими поверхностями направляющих 0,02- 0,04 мм. 6.4. Косозубые долбяки Косозубые долбяки изготовляются с углами наклона винтовой линии зубьев β = 15° и β = 23° при профильном угле α = 20°. 37 6.5. Нарезание зубчатых колес с простым числом зубьев В связи с тем, что у зубодолбежных станков отсутствует цепь дифференциала, возможность точного нарезания зубчатых колес с про- стым числом зубьев определяется только наличием в комплекте смен- ных колес с соответствующими числами зубьев. На этом станке невоз- можно нарезать точно зубчатые колеса с простыми числами зубьев, на- пример такими, как 53, 59, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97, 101 и т. д. Однако можно подобрать сменные колеса для какого-либо приближенного числа зубьев, отличающихся от требуемого на весьма незначительную величину, а именно требуемое передаточное отношение определяется по расчетной формуле 0 1 1 1 1 1 z z d c b a x = ⋅ = При замене требуемого передаточного отношения х 1 некоторым близким по значению ( / 1 x ) можем написать: 0 / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 z z d c b a x = ⋅ = Так как чистовая обработка зубчатого колеса на зубодолбежном станке производится за один оборот заготовки, то, обозначив накоп- ленную погрешность через ∆l, где l – длина требуемой делительной ок- ружности, получим: ( ) 1 / / / − ⋅ ⋅ ⋅ = − ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ = ∆ z z z m z z m z m z m l π π π π Так как / 1 1 / x x z z = , то, подставив в предыдущее выражение, найдем z m x x x x x z m l ⋅ ⋅ ⋅ − = − ⋅ ⋅ ⋅ = ∆ π π / 1 / 1 1 / 1 1 1 , где λ = − / 1 / 1 1 x x x – относительная погрешность передаточного отношения. 38 7. ПРИМЕР НАСТРОЙКИ ПОЛУАВТОМАТА 5В12 Нарезать цилиндрическое прямозубое колесо со следующими данными: модуль т = 3 мм, число зубьев z = 37, ширина зубчатого b = 24 мм, материал сталь 45, черновая обработка зубьев. Долбяк: m = 3, диаметр делительной окружности долбяка d 0 = 75 мм, число зубьев z 0 = 25. Режим обработки: по табл. 1 (прил. 1) примем скорость резания V = 15 м/мин, круговую подачу S = 0,40 мм/дв.х. Настройка зубодолбежного станка: длина хода долбяка L = b + l. Суммарный перебег l долбяка определяем из зависимости l ≈ 0,25b. Ширине зубчатого венца b = 24 мм соответствует суммарный перебег l = 6 мм. Полная длина хода долбяка L = 24 + 6 = 30 мм. Эту длину после настройки можно проверить отсчетом по линейке, установленной сбо- ку шпинделя. Число двойных ходов долбяка 2 1000 L V n ⋅ ⋅ = Подставив численные значения, получим 250 30 2 15 1000 = ⋅ ⋅ = n дв.х/мин. Ближайшим числом двойных ходов в минуту долбяка, на которое может быть настроен станок, является n = 200 дв.х/мин. Пользуясь графиком (рис. 12), получим аналогичный результат. После этого установим конечные положения режущих кромок долбяка относительно торцов нарезаемого колеса. В данном случае это расстояние можем принять равным половине суммарного перебега, т.е. l 1 = l 2 = 0,5l = 0,5 · 6 = 3 мм. Подбор сменных колес делительной гитары: 0 1 1 1 1 1 z z d c b a x = ⋅ = Подставим соответствующие значения: 37 25 1 1 1 1 1 = ⋅ = d c b a x В зависимости от наличия сменного колеса с числом зубьев, рав- 39 ным или кратным числу зубьев нарезаемого колеса, подбираем осталь- ные колеса из имеющегося комплекта. В нашем случае сменного коле- са с числом зубьев 37 в комплекте нет, поэтому кратным числу зубьев нарезаемого колеса будет сменное колесо с 74 зубьями. Тогда 74 25 1 2 74 50 1 1 1 1 1 ⋅ = = ⋅ = d c b a x Так как сумма чисел зубьев сменных колес a 1 и b 1 должна быть выдержана a 1 + b 1 = 120, то для нашего случая получим: 74 25 40 80 74 25 1 2 1 1 1 1 1 ⋅ = ⋅ = ⋅ = d c b a x и соответственно a 1 = 80; b 1 = 40; c 1 = 25; d 1 = 74. Подбор сменных колес гитары круговых подач: так как диаметр делительного цилиндра долбяка отличается от положенного в основу вывода расчетной формулы для гитары подач, пользуемся формулой S d b a x ⋅ = = 0 2 2 2 358 или 5 , 187 358 40 , 0 75 358 2 2 2 = ⋅ = = b a x Так как при подборе сменных колес гитары подач допускается не- которое отклонение, можем принять: 40 70 2 2 2 = = b a x Фактическая круговая подача 3666 , 0 358 75 40 70 358 0 2 = ⋅ = ⋅ = d x S мм/дв.х, т.е. действительная подача почти не отклоняется от заданной. Число двойных ходов долбяка, приходящихся на один его оборот: S z m n х дв 0 ⋅ ⋅ = π или 7154 , 642 3666 , 0 25 3 = ⋅ ⋅ = π х дв n Установка двухпроходного кулачка и остальные операции наладки зубодолбежного станка 5В12 выполняются в порядке, изложенном вы- ше. 40 8. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 8.1. Как происходит обработка заготовок на зубодолбежных стан- ках? 8.2. Расскажите об устройстве зубодолбежного полуавтомата мод. 5В12. 8.3. Объясните кинематику зубодолбежного полуавтомата мод. 5В12. 8.4. Как производится расчет настроек зубодолбежного полуавто- мата мод. 5В12? 9. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Малахов Я. А. Зубообрабатывающие и резьбофрезерные станки и их наладка. – М.: Высш. шк., 1967. 2. Шавлюга Н.И. Расчет и примеры наладок зубофрезерных и зубо- долбежных станков. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машино- строение. Ленинград. отд-ние, 1978. 3. Таблицы для подбора зубчатых колес. 3-е изд. / Петрик М.И., Шишков В.А. – М.: Машиностроение, 1973. Приложение 1 Таблица 1 Режимы резания при обработке зубьев круглыми долбяками с m ≤ 4 мм Черновая обработка зубьев Чистовая обработка зубьев ∇ 5 ∇ 6 Материал за- готовки S, мм/дв.х. V, м/мин S, мм/дв.х. V, м/мин S, мм/дв.х. V, м/мин Сталь 45 0,4 – 0,45 17 – 15 0,28 – 0,36 20 – 17 0,25 – 0,3 21 – 18,5 Серый чугун 0,45 – 0,5 16 – 14 0,32 – 0,4 19 – 17 0,3 – 0,35 19 – 18 41 Таблица 2 Варианты Параметры нарезаемого колеса Параметры долбяка Вид обработки № m, мм z b, мм d, мм материал m 0 , мм z 0 d 0 , мм черновая чистовая 1 1 200 30 200 Сталь 45 1 100 + – 2 1,25 60 10 75 Серый чугун 1,25 80 – ∇ 5 3 1,5 80 25 120 Сталь 45 1,5 68 – ∇ 6 4 1,75 100 20 175 Серый чугун 1,75 58 + – 5 2 70 15 140 Сталь 45 2 50 – ∇ 5 6 2,25 60 10 135 Серый чугун 2,25 45 – ∇ 6 7 2,5 50 15 125 Сталь 45 2,5 40 + – 8 2,75 60 40 165 Серый чугун 2,75 36 – ∇ 5 9 3 50 5 150 Сталь 45 3 34 – ∇ 6 10 3,25 40 20 130 Серый чугун 3,25 31 + – 11 3,5 30 10 105 Сталь 45 3,5 28 – ∇ 5 12 3,75 40 30 150 Серый чугун 3,75 27 – ∇ 6 13 4 50 35 200 Сталь 45 4 25 100 + – 14 1 180 25 180 Серый чугун 1 76 – ∇ 5 15 1,25 120 30 150 Сталь 45 1,25 60 – ∇ 6 16 1,5 11 10 165 Серый чугун 1,5 50 + – 17 1,75 40 15 70 Сталь 45 1,75 43 – ∇ 5 18 2 90 20 180 Серый чугун 2 38 – ∇ 6 19 2,25 80 30 180 Сталь 45 2,25 34 + – 20 2,5 60 15 150 Серый чугун 2,5 30 – ∇ 5 21 2,75 40 10 110 Сталь 45 2,75 28 – ∇ 6 22 3 60 25 180 Серый чугун 3 25 + – 23 3,25 20 5 65 Сталь 45 3,25 24 – ∇ 5 24 3,5 40 20 140 Серый чугун 3,5 22 – ∇ 6 25 3,75 20 15 75 Сталь 45 3,75 20 + – 26 4 40 30 160 Серый чугун 4 19 75 – ∇ 5 42 Составители Сергей Александрович Рябов Владимир Сергеевич Люкшин ИЗУЧЕНИЕ И НАСТРОЙКА ЗУБОДОЛБЕЖНОГО ПОЛУАВТОМАТА МОД. 5В12 Методические указания для проведения лабораторных занятий по дисциплине "Оборудование машиностроительного производства" для студентов направления 552900 "Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных произ- водств" Редактор З.М. Савина Подписано в печать 10.11.01. Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд.л. 2,5. Тираж 75 экз. Заказ ГУ КузГТУ, 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28. Типография ГУ КузГТУ, 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4а. |