С.А. Рябов Изучение и настройка зубострогального станка мод. 526. С.А. Рябов Изучение и настройка зубострогального станка мод. Методические указания для проведения практических занятий по дисциплине "Оборудование машиностроительного произ водства" для студентов направления 552900 "Технология, оборудова ние и автоматизация машиностроительных производств"
 Скачать 409.85 Kb.
|
|
) подсчитывается по формуле ( ) 7 2 1000 + ⋅ ⋅ = b V n рез , (4.1) где V рез − рекомендуемая средняя величина скорости резания (м/мин); b − длина нарезаемого зуба (мм); 7 − длина перебега резцов в обе стороны при входе и выходе (мм). Таблица 1 Рекомендуемые скорости резания Обрабатываемый материал Стали 20Х и 12XHЗA (твердость до НB 215) Сталь 40Х (тв. до НВ 180) Сталь 45( ТВ до НВ 150) Чугун Вид обра- ботки Скорости резания, V рез (м/мин) Черновая 14 18 20 20 Чистовая 16 20 22 22 Материалы резцов: черновых – сталь Р9, чистовых – сталь Р18 15 Настройка числа двойных ходов резцов осуществляется путем подбора сменных зубчатых колес a 0 и b 0 (см. рис. 2) в гитару скоро- сти резания. Числа зубьев сменных колес определяются по формуле 72 , 220 0 0 0 0 0 = + = = b a n b a X (4.2) Используя прилагаемый к станку набор сменных колес, можно настраивать 15 чисел двойных ходов резцов в минуту, указанных в табл. 2. По найденному числу двойных ходов n по табл. 2 определяют ближайшее к нему настраиваемое на станке число двойных ходов и соответствующие числа зубьев сменных колес a 0 и b 0 Расположение сменных зубчатых колес a 0 и b 0 в гитаре скоро- сти резания показано в табл. 2 Таблица 2 Расположение сменных зубчатых колес a 0 и b 0 в гитаре скоростей Число зубьев смен- ных колёс Число зубьев смен- ных колес Число двойных ходов в минуту a 0 b 0 Число двойных ходов в минуту a 0 b 0 85 20 52 221 36 36 97 22 50 247 38 34 110 24 48 276 40 32 125 26 46 309 42 30 141 28 44 347 44 28 158 30 42 391 46 26 177 32 40 442 48 24 198 34 38 Примечание: указанные в таблице сменные колеса применяются также для настройки гитары величины угла обката 16 4.1.2. Расчет сменных зубчатых колес гитары подач Подачей на зубострогальном станке называется длина дуги, на которую поворачивается резцовая головка за один двойной ход резца. Величина подачи при зубострогании определяется временем t (c) од- ного рабочего цикла, т.е. временем одного оборота барабана А (см. рис. 1, 2). Время цикла выбирается в зависимости от материала заго- товки, числа двойных ходов, величины модуля и вида обработки (черновое нарезание при двойном или одинарном делении, чистовое нарезание).Для выполнения цикла в течение назначенного времени рассчитываются сменные колеса гитары подач (X П ). Число оборотов барабана А (n б ) зависит от числа оборотов электродвигателя (n э ). От- ношение этих чисел оборотов по кинематической цепи II: цепь пода- чи станка настраивается путем подбора сменных колес a 2 , b 2 , c 2 , d 2 (см. рис. 5) гитары подач в зависимости от времени выбранного цик- ла: 731 5 , 68 4 26 26 45 15 43 15 П э б П э б X n n X n n ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = За один цикл n б = 1, а число оборотов электродвигателя, соот- ветствующее одному циклу за время t (c), будет составлять: 667 , 23 60 1420 t t n э ⋅ = ⋅ = Подставив эти значения, получим: 731 5 667 , 23 П б X t n ⋅ ⋅ ⋅ = Из уравнения находим передаточное отношение сменных колес гитары подачи: 17 2 , 6 1 1 1 1 t d b c a X П = ⋅ ⋅ = (4.3) Условия сцепляемости зубчатых колес гитары подач: 109 84 , 100 1 1 1 1 ÷ = + = + d c b a (4.4) Время цикла определяется в зависимости от материала заготов- ки длины и модуля обрабатываемого зуба по табл.1 из Приложения 1. Продолжительность циклов, на которые можно наладить станок, и требуемые для этого числа зубьев сменных колес приведены в табл. 3. Таблица 3 Расположение сменных колёс гитары подач Число зубьев сменных колес Число зубьев сменных колес Время нареза- ния одного зуба, t (с) a 1 b 1 c 1 d 1 Время наре- зания одного зуба, t (с) a 1 b 1 c 1 d 1 86,5 21 79 22 83 23,7 42 58 25 70 76 21 79 25 83 19,7 42 58 30 70 60,5 21 79 30 83 16 42 58 37 70 53,6 30 70 21 79 13,2 58 42 21 63 45 30 70 25 79 11,3 58 42 25 63 39,2 37 63 21 79 9,3 58 42 30 63 32,9 37 63 25 79 7,6 58 42 37 63 27,4 37 63 30 79 18 4.1.3. Расчет сменных зубчатых колес гитары деления Сменные зубчатые колеса гитары деления рассчитывают, исхо- дя из условия поворота заготовки при отходе от резцов на один зуб. При рассмотрении передачи движения по цепи V было отмече- но, что вал XV делает два дополнительных оборота, т.е. n в = 2, а заго- товка поворачивается на один зуб и число оборотов ее: 1 3 z n = Отношение чисел оборотов заготовки и вала по кинематической цепи Vбудет составлять: 60 , 120 1 24 36 26 26 26 26 24 32 3 3 Л B Л В X n n X n n = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = Подставив значения n 3 и n в , получим: , 60 2 1 Л X z = ⋅ тогда формула расчета сменных колес гитары деления будет иметь такой вид: 30 2 2 2 2 изд Л z d b c a X = ⋅ ⋅ = (4.5) Сменные колеса деления должны рассчитываться точно без ок- руглений полученного передаточного отношения и выбираться из числа имеющихся в наборе при станке. Для настройки гитар меха- низмов деления и обката (профилирования) к станку прилагается на- бор из 59 сменных колес со следующими числами зубьев: 19 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 82 83 86 89 90 97 100 В условиях производства сменные колеса гитары деления обыч- но не рассчитывают по приведенным формулам, а подбирают по спе- циальной табл. 2 из Приложения 1. 4.1.4. Расчет сменных зубчатых колес гитары обкатки Вращение люльки и заготовки должно быть согласованным, как при зацеплении нарезаемого колеса с производящим. Исходя из этого условия и рассчитываются сменные колеса гитары обкатки. Переда- точное отношение чисел оборотов заготовки и производящего колеса составляет: , z z n n c Л З = где z c – число зубьев производящего колеса; z – число зубьев нарезаемого колеса. Числом зубьев z c производящего колеса называется фиктивное число зубьев, дающее необходимое отношение между числами обо- ротов заготовки и люльки при нарезании колеса с числом зубьев z . Число зубьев производящего колеса одно и то же для обоих сопря- гаемых колес конической передачи и определяется по формуле 2 2 1 1 sin sin ϕ ϕ z z z c = = , 20 где ϕ 1 и ϕ 2 – углы делительных конусов колес передачи. Для колес, оси которых пересекаются под прямым углом (орто- гональные передачи), число зубьев производящего колеса для одного и другого нарезаемого колеса передачи находят по формуле 2 2 2 1 z z z c + = Отношение чисел оборотов шпинделя бабки и люльки по кине- матической цепи IV равно: , 120 1 24 36 26 26 26 26 24 32 20 25 1 120 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = Л r об Л З X i X n n 2 5 Л r об Л З X i X n n ⋅ = Передаточное отношение дифференциала i r = l, так как корпус его во время обкатки не вращается; передаточное отношение гитары деления: 30 z X Л = Подставив эти значения, получим: 75 z X n n об Л З ⋅ = Сравнивая отношения чисел оборотов, выраженные по двум за- висимостям, получим: 75 z X z z об c ⋅ = Откуда . 75 z X c об = 21 Заменив значение z c , получим формулу расчета сменных колес гитары обкатки: , sin 75 ϕ ⋅ = c об z X а для колес передачи с осями, пересекающимися под прямым углом: 75 2 2 2 1 z z d b c a X об + = ⋅ ⋅ = (4.6) Вычисленное передаточное отношение сменных колес почти всегда выражается числом, не разлагающимся на простые множите- ли, и его заменяют другим числом, совпадающим с вычисленным до четвертого или пятого десятичного знака, которое можно выразить простой дробью. Числитель и знаменатель этой дроби должны разла- гаться на множители, из которых можно составить числа зубьев сменных колес, имеющихся в наборе станка. 4.1.5. Расчет сменных зубчатых колес гитары для получения угла качания люльки Для обкатки резцами одного зуба люлька должна повернуться на полный угол качания θ °. Этот угол состоит из суммы двух углов: θ 1 – угла качания ниже нулевого деления шкалы установки люльки, когда резцы находятся ниже горизонтальной плоскости, проходящей через центр люльки (см. рис. 3, а); θ 2 – угла качания выше нулевого деления, когда резцы находятся выше этой плоскости (см. рис. 3, в). Угол качания ниже нуля при угле зацепления α о = 20° находят по формуле , sin 8 , 0 90 3 , 355 2 1 ϕ θ − + ⋅ = z K (4.7) при угле зацепления α о = 15° или α о = 16°: 22 , sin 4 , 0 90 2 , 458 2 1 ϕ θ − + ⋅ = z K (4.8) где ; " m h K = h ” – высота ножки; m– модуль; z 2 – число зубьев; φ– угол делительного конуса. Полный угол качания в зависимости от угла θ 1 вычисляется по формуле 888 , 2 1 0 θ θ ⋅ = (4.9) По вычисленному полному углу θ 0 можно рассчитать переда- точное отношение сменных колес: 23 0 3 3 θ = = b a X К (4.10) и подобрать их из имеющихся в наборе станка. В табл. 4 приведены величины углов качания: θ 1 , θ 2 и θ 0 , а так- же указаны сменные колеса, соответствующие этим углам. Таблица 4 Расположение сменных зубчатых колёс для получения угла качания люльки Угол качания люльки, град Число зубь- ев сменных колес Угол качания люльки, град Число зубь- ев сменных колес θ 1 θ 2 θ 0 a 3 b 3 θ 1 θ 2 θ 0 a 3 b 3 3°30’ 6°36’ 10°6’ 22 50 9° 16°42’ 25°42’ 38 34 4° 7°30’ 11°30’ 24 48 10°6’ 18°42’ 28°48’ 40 32 4°36’ 8°24’ 13°30’ 26 46 11°18’ 20°54’ 32°12’ 42 30 5°24’ 9°30’ 14°36’ 28 44 12°42’ 23°30’ 36°12’ 44 28 5°48’ 10°36’ 16°24’ 30 42 14°18’ 26°24’ 40°42’ 46 26 6°30’ 11°54’ 18°24’ 32 40 16°12’ 29°48’ 46° 48 24 7°12’ 13°24’ 20°36’ 34 38 18°24’ 33°54’ 52°18’ 50 22 8°6’ 14°54’ 23° 36 36 21°12’ 39°42’ 59°48’ 52 20 23 1.4.6. Расчет угла установки поворотных сегментов люльки В прямозубом коническом колесе зубья сужаются к малому торцу и становятся тоньше по всей их высоте, и все продольные об- разующие обеих сторон профиля сходятся в одной точке 0 – вершине начального конуса (см. рис. 8). В этой же точке сходятся и образую- щие 00 1 внутреннего конуса, расположенные по сторонам профиля зубьев. Каждая из этих образующих составляет с линией симметрии толщины зуба угол ω м Рис. 8. Направление движения резцов при строгании зубьев Вершина режущей кромки резца при нарезании зубьев должна двигаться по образующей внутреннего конуса (см. рис. 2), т. е. по прямой 00 1 под углом ω м (рис. 8) к линии симметрии зуба. Следова- тельно, поворотные сегменты люльки, направляющие движение пол- зунов с резцедержателями и резцами, должны останавливаться каж- дый под углом ω м к горизонтальной линии (к нулевой линии), пере- секающей ось люльки под прямым углом. Угол ω м определяется по формуле e e 1 м L tg h 2 S L А О tg α ω ⋅ + = = , угол ω м малый, поэтому tg ω м можно заменить углом в радианах: е м L 2 tg h 2 S α ω ⋅ ⋅ + = , (4.11) 24 а в градусах: , L ) tg h 2 S ( 648 , 28 е 0 м α ω ⋅ ⋅ + = (4.12) где α о – угол зацепления; h – высота ножки; L e – длина образующей начального конуса от большого торца; S – толщина нарезаемого зуба ( z m S ⋅ = π ). При черновом нарезании методом двойного деления углы уста- новки сегментов определяются по формуле , z 180 sin sin sin i м ϕ ω = где ϕ i – угол внутреннего конуса колеса. 4.2. Наладка станка мод. 526 4.2.1. Установка сменных зубчатых колес Сменные колеса передачи движения салазкам суппорта, а также гитар обкатки, деления и подачи устанавливаются на валах в порядке их буквенного обозначения в направлении передачи движения. Сменные колеса гитар деления и обкатки должны входить в зацепле- ние без зазора, но со свободным вращением. 4.2.2. Установка барабана подач При черновом нарезании надо ввести ролик 1 в крайнюю от на- ружного торца канавку I барабана (см. рис. 7). При чистовом нареза- нии ролик 2 вводится в канавку II. Для переключения ролика в соответствующую канавку станок поворачивается вручную маховичком и продольный стол отводится в крайнее от резцов положение. Затем отжимают винт, зажимающий ролики, и поворачивают валик реечного колеса, находящегося под 25 барабаном, для переключения роликов. Вращение валика в ту или другую сторону выводит один ролик и вводит другой в нужную ка- навку, после этого зажимается винт, стопорящий ролики. 4.2.3. Установка бабки с заготовкой в осевом направлении Для совмещения вершины начального конуса нарезаемого коле- са с центром станка бабку с заготовкой устанавливают на поворот- ном столе на определенное расстояние от центра станка. Расстояние от центра станка до торца шпинделя называется осевой установкой и обозначается буквой К. Это расстояние складывается из двух состав- ляющих К=А+Б (рис. 9). Величина А – монтажная дистанция обраба- тываемого колеса, т. е. расстояние от вершины конуса до опорного торца колеса, которым оно упирается при сборке в механизме. Это расстояние указывается в чертеже колеса или в карте технологиче- ского процесса. Б – расстояние между торцом оправки, в который упирается заготовка, и торцом, прилегающим к шпинделю. Это рас- стояние указывается в чертеже оправки или измеряется на оправке. Если нарезаемое колесо на опорном торце имеет припуск под шли- фование, то его надо прибавить к величине А. Рис. 9. Осевая установка заготовки Для установки бабки на расстояние К надо отпустить болты, крепящие бабку к столу, и при помощи вращения шестигранника на корпусе бабки перемещать ее по направляющим поворотного стола. Перемещение отсчитывается по шкале и нониусу. Деление шкалы, указываемое нониусом, определяет расстояние от центра стола до торца шпинделя. После установки бабки необходимо вновь закрепить болты. 26 4.2.4. Установка поворотного стола на угол внутреннего конуса наре- заемого колеса При чистовом нарезании поворотный стол устанавливается на угол ϕ i внутреннего конуса колеса. При черновом нарезании с деле- нием на один зуб впадину рекомендуется прорезать немного глубже, чем глубина зуба (на величину ∆ h = 0,1-0,3 мм), для облегчения рабо- ты чистовых резцов. С этой целью увеличивают угол ϕ i установки стола на величину ∆ϕ (мин): e L h ∆ ⋅ = ∆ 3440 ϕ |