Конспект лекций по станкам новый. Отовки и выполнения практических работ студент должен обладать следующими компетенциями

• Название: Отовки и выполнения практических работ студент должен обладать следующими компетенциями
• Анкор: Конспект лекций по станкам новый.doc
• Дата: 25.12.2017
• Размер: 29.77 Mb.
• Имя файла: Конспект лекций по станкам новый.doc
• Тип: Документы; #12849
• страница: 4 из 12

5.2. Кинематическая структура затыловочных станков

Методы затылования

Затыловочные станки предназначены для затылования зубьев у различных фрез: дисковых фасонных, дисковых и гребенчатых резьбовых, цилиндрических и конических червячных и др. Рассмотрим методы затылования и структуру станков при затыловании фрез с характерной их формой.

Затыловочная поверхность зуба дисковой фрезы представляет собой поверхность с кривизной, по профилю совпадающей с профилем зуба фрезы, распространенной в направлении длины поверхности по архимедовой спирали. Она образуется фасонным резцом (рис. 17, а) по средством сложного исполнительного движения, составленного из двух взаимосвязанных элементарных движений В₁ и П₂. Кинематическая структура станков для затылования дисковых фрез представляющее собой одну кинематическую группу, осуществляющее формообразующее движение Ф_V(В₁П₂). Во внутреннюю связь группы входит кинематическая цепь с органом настройки , внешней связью является кинематическая цепь с органом настройки . Кроме движения формообразования, при затыловании многозубого инструмента осуществляется деятельный процесс. Делительное движение Д(В₁) является частью сложного формообразующего движения Ф_V(В₁П₂). Переход от этого формо-образующего движения к делительному производится путем разложения

движения Ф_V(В₁П₂) на два: на вращательное Д(В₁) – для осуществления делительного процесса и на вспомогательное Всп(П₃) – для возвращения резца в исходное положение. Разложение сложного движения формообра-зования на два и восстановление его производится с помощью кулачка К.

Рис. 17. Структурные схемы затыловочных станков

Кинематическая структура станка для затылования гребенчатой резьбовой фрезы фасонным резцом состоит из двух групп (см. рис. 17, б): из кинематической группы формообразования, осуществляющей, как и в приведенных выше станках, два исполнительных движения – движение Ф_V(В₁П₂) для образования архимедовой спирали и делительное движение Д(В₁), и кинематической группы деления, создающей второе делительное движение Д₂(П₄), необходимое для размещения зубьев на цилиндрической поверхности на расстоянии друг от друга, равных шагу по длине фрезы. В этой группе имеются отсчетное звено – делительный диск Д и делительная кинематическая цепь с органом настройки , связывающая поворот делительного диска с продольным перемещением резца.

Для затылования цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями необходимо иметь два формообразующих движений Ф_V(В₁П₂) и Ф_S(П₃П₄), так как затыловочная поверхность, являющаяся винтовой поверхностью, образуется остроконечным резцом. Движением Ф_V(В₁П₂) образуется кривая затылка зуба – архимедова спираль. Кинематическая группа, осуществляющая это движение, состоит из одной внутренней кинематической цепи с органом настройки (см. рис. 17, в) и одной цепи привода с органом настройки . Движением Ф_S(П₃П₄) осуществляется винтовая линия по длине зуба. Это движение осуществляется кинематической группой с внутренней винтовой цепью с органом настройки и цепью привода с органом настройки . Так как затылочный суппорт должен совершать одновременно два прямолинейных движений П₂ и П₄, то внутренние кинематические цепи имеют общую ветвь и соединяются между собой с помощью суммирующего механизма. Кроме двух формообразующих движений, станок осуществляется делительное движение Д(В₁) и вспомогательное Всп(П₅).

Затыловочная поверхность зуба червячной фрезы представляет собой винтовую поверхность с кривизной, по профилю совпадающей с профилем зуба фрезы, распространенной в направлении длины поверхности по пространственной спирали. Она образуется фасонным резцом посредством одного сложного исполнительного движения, составленного из четырех взаимосвязанных элементарных движений В₁, П₂, П₃ и П₄. Кинематическая структура станков для затылования червячных фрез представляет собой одну кинематическую группу, осуществляющую одно сложное исполнительное формообразующее движение Ф_V(В₁П₂П₃П₄). Во внутреннюю связь этой группы входят три кинематические цепи (рис. 17 г) с органами настройки , и . В кинематической цепи внешней связи предусмотрен орган настройки . Кроме движения формообразования, при затыловании многозубого инструмента необходимо осуществлять длительный процесс.
Зубья червячной фрезы расположены на ней по винтовой линии, поэтому делительное движение будет винтовым Д(В₁П₃), являющимся частью сложного формообразующего движения Ф_V(В₁П₂П₃П₄).

В структуре станков для затыловании многозаходного червячной фрезы потребуется также отдельная дополнительная группа деления.

Токарно-затыловочный станок модели К-96

Общие сведения о станке

Токарно-затыловочный станок модели К-96 предназначен для затылования зубьев фасонных и модульных дисковых фрез, цилиндрических фрез с прямыми и винтовыми канавками, фасонных и модульных червячных фрез, метчиков и других режущих инструментов в условиях индивидуального и серийного производства.

Станок состоит из следующих основных узлов (рис. 18): станины 18, передней 6абки 8, задней бабки 17 и суппорта, при помощи которого осуществляются соответствующие движения режущего инструмента относительно обрабатываемой заготовки.

Станина станка имеет массивную конструкцию с плоскими направ­ляющими, по которым перемещается суппорт. Слева установлена передняя бабка с приводом вращения шпинделя, справа – задняя ба6ка. Внешне станок похож на токарно-винторезный и отличается от последнего конструкцией суппорта.

Суппорт токарно-затыловочного станка состоит из следующих подузлов: фартука 19 с механизмами для передачи движения от ходового винта станка к суппорту; каретки 16, непосредственно перемещающейся по направляющим станины; затыловочного суппорта 10, получающего возвратно-прямолинейное движение при помощи кулачка К (рис. 19); промежуточной направляющей плиты 11 (см. рис. 18), положение которой относительно затыловочного суппорта может изменяться; поперечного суппорта 15, перемещающегося относительно промежуточной плиты; верхнего суппорта 14 и резцедержателя 13.

Подключается станок к электрической сети переключателем 20, а управление им осуществляется рукояткой 9.

Анализ кинематической структуры станка

Токарно-затыловочный станок модели К-96 – универсальный, и на нем можно выполнять все виды затыловочных работ. Поэтому кинематическая структура станка состоит из ряда частных структур, используемых при затыловании зубьев разных форм.

Рассмотрим частную структуру станка для затылования инструмента наиболее сложной формы – однозаходной червячной фрезы.

Рис. 18. Общий вид токарно-затыловочного станка модели К-96

Рис. 19. Кинематическая схема токарно-затыловочного станка модели К-96

Структура станка при затыловании однозаходной червячной фрезы

Образуемая поверхность зуба червячной фрезы представляет собой винтовую поверхность с кривизной, по профилю совпадающей с профилем зуба фрезы, распространённой в направлении длины поверхности по пространственнойспирали. Она образуется фасонным резцом, производящий контур которого совпадает с формой зуба по профилю.

Исходяиз известного принципа работы станкаисопоставления формы производящего контура резца с формой производящих линий затылуемой поверхности зуба, устанавливаем, что образующая производящая линия получается методом копирования, а направляющая производящая линия – методом следа. Следовательно, образование затыловочной поверхности зуба на данном станке производится методом копирования и следа.

Для получения образующей производящейлинии методом копирова­ния не требуется движение формообразования,а для образования направляющей производящей линии, методом следа требуется одно движение формообразования. Следовательно, в станке потребуется иметь одно движение формообразования.

Кроме движения формообразования, при затыловании многозубого инструмента необходимо осуществлять делительный процесс дляперехода от зуба к зу6у по винтовой лини. Затылование фрез производится методом многократных проходов, поэтому необходимо и установочное движение

резца на глубину резания. Таким образом, в токарно-затыловочном станке требуется создавать три исполнительных движения, и, следовательно, основа его кинематической структуры состоит из трех частей.

При затыловании червячной фрезы фасонным резцом характер ис­пол-нительных движений определяется следующей условной записью: форма затылуемой поверхности по длине образуется одним сложным движением формообразования Ф_V(В₁П₂П₃П₄). Это движение состоитиз четырех эле-ментарных движений: из вращения затылуемой фрезы В₁, прямолинейного движения резца П₂ в поперечном направлении, прямолинейного переме-щения резца П₃ в продольном направлении и дополнительного движения резца П₄ в поперечном направлении, обусловленного расположением зыбьев фрезы в направлении винтовой стружечной канавки. Движение деления Д(В₁П₃), называемое также винтовым, является составной частью формообразующего движения. Третье исполнительное движение – наладочное движение Нал(П₃) – простое и состоит из одного прямолинейного перемещения резца в поперечном направлении.

Исполнительными звеньями токарно-затыловочного станка, совершающими элементарные движения, являются: шпиндель станка, затыловочный суппорт, каретка суппорта и поперечный суппорт.

Рассмотрим структуру кинематических групп, создающих установочные выше исполнительные движения.

Кинематическая группа движения Ф_V(В₁П₂П₃П₄)

Внутренней связью группы является следующая совокупность: вращательная кинематическая пара между шпинделем станка и передней бабкой 8 (см. рис. 18), поступательные кинематические пары между затыловочным суппортом 10 и кареткой 16 суппорта, между кареткой и станиной 18 и кинематические цепи, связывающие подвижные звенья указанных кинематических пар. Первая цепь (см. рис. 19), связывающая вращение шпинделя с прямолинейным движением затыловочного суппорта: зубчатые передачи 18–17, 14–13 или 13–15 переборного устройства, зубчатые передачи 13–12, 12–19, 20–21, 22–23, сменные колеса a–b и c–d, суммирующий механизм (дифференциал), зубчатые передачи 24–25, 26–27 и кулачек К. Вторая цепь, связывающая вращение шпинделя с прямолинейным движением каретки суппорта: зубчатые передачи 28–29 реверса, сменные колеса a₁–b₁ иc₁–d₁, передача винт-гайка. Третья цепь, связывающая продольное перемещение каретки с дополнительным движением затыловочного суппорта: передача гайка-винт, зубчатые передачи 30–31, 32–33, сменные колеса a₂–b₂ и c₂–d₂ гитары, червячная передача 34–35, дифференциал , зубчатые передачи 24–25, 26–27 и

кулачек К. Внешней связью является следующая кинематическая цепь от электродвигателя 1 до внутренней связи: зубчатая передача 2–3 и передачи четырехступенчатой коробки скоростей.

Движение, создаваемое этой группой – сложное с незамкнутой траекторией, поэтому предполагается его настройка по всем параметрам. Однако при затыловаиии данной фрезы направление движения (к передней бабке или от нее) применяется определенным в зависимости от направления захода червячной нарезки, а путь (длина хода каретки) на универсальном станке определяется визуально, поэтому фактически движениедолжно настраиваться по тремпараметрам.

Настройка производится посредством следующих органов: на количественную сторону параметра траектории – на величину падения затылка зуба – сменным кулачком , на шаг резьбы червячной нарезки сменными колесами a₁–b₁ и c₁–d₁ гитары под кожухом 23 (см. рис. 18), на шаг винтовой линии стружечной канавки – гитарой 21 со сменными колесами a₂–b₂ и c₂–d₂ (см. рис. 19); на качественную сторону параметра траектории – на получение спирали – гитарой 22 (см. рис. 18) со сменными колесами a–b и c–d (см. рис. 19), на направление захода червячной фрезы – рукояткой 2 (см. рис. 18) трензеля, на направление стружечной канавки – установкой паразитного колеса в гитару 21,на скорость движения (на частоту вращения фрезы) электродвигателем 1, рукоядками 3, 4, 5 коробки скоростей; на исходное положение – на место хода резца по спирали затылка зуба – рукояткой 6 и маховичком 7.
Кинематическая группа движения Д(В₁П₃)

Кинематическая группа движения деления является составной частьюформообразующей группы, но структуры внутренних и внешних связей в этихгруппах разные. Во внутреннюю связь группы движения деления входит одна винторезная цепь. Внешняя связь имеет разветвленную структуру, включающую кинематические цепи, идущие от двигателя к винторезной цепи и к кулачку К₁ по делительной и диффе-ренциальной цепям формообразующей группы. Кулачок выполняет в группе деления функцию отсчетного звена. Соединены группы смешан-ным (параллельно-последовательным) способом. При рабочем ходе заты-ловочного суппорта одновременно производятся два процесса: формо-образования·и деления. При отходе суппорта от изделия процесс формо-образования прекращается и остается только процесс деления. Движение формообразования Ф_V(В₁П₂П₃П₄) разлагается на два движения: на движе-ние деления Д(В₁П₃) и на вспомогательное движение Всп(П₅) – движение отвода резца от изделия при делении. В рассматриваемой кинематической группе деления кулачок выполняет две функции – он является реверсом для отвода резца при делении и отсчетным звеном.

Кинематическая группа установочного движения

Установочное движение резца на глубину резанья осуществляется перемещением поперечного суппорта от руки при помощи рукоятки 12 (см. рис. 18). При этом процессе установки резец не касается заготовки, поэтому движение будет наладочным Нал(П₆).

5.3. Кинематическая структура зубообрабатывающих станков для цилиндрических зубчатых колес

Методы образования зубьев цилиндрических колес

Большое влияние на развитие кинематики и конструкции зубообрабатывающих станков оказало разнообразие форм и размеров зубьев. По признаку формы зуба в направлении его длины различают цилиндрические колеса прямозубые, косозубые и шевронные.

Для нарезания зубьев используют большое количество методов рассмотренных в разделе 1. Не находят применения методы двойного следа, касания и следа, так как они малопроизводительны. Станки, обрабатывающие цилиндрические колеса по методам копирования и следа, копирования и касания фасонными резцами, дисковой и пальцевой фасонными фрезами (рис. 20, а), форма производящего контура которых совпадает с формой профиля зуба, имеют более простую кинематическую структуру иотличаются высокой производительностью. Широко применяют метод обката в сочетании с методами следа и касания, так как они позволяют получать более точные зубчатые колеса.

Для образования профиля зуба цилиндрических колес методом обката сообщают исходной рейке 1 с прямолинейным производящим контуром (рис. 20, б) движение качения относительно нарезаемойзаготовки 2. Образуемый таким способом профиль зуба является огибающей последо-вательных положений производящего контура. Это исполнительное движение формообразования профиля зуба, являющееся сложным движе-нием качения, осуществляется в станках двумя элементарными взаимо-связанными движениями. Если исходная рейка становится режущей рей-кой, то движение составляется из движений и заготовки (рис.20, в) или движений заготовки и зуборезной гребенки (рис. 20, г).

Если исходные рейки размещены на цилиндре так, что производящие контуры располагаются по винтовой линии, то режущая рейка становится червячной фрезой, и исполнительное движение формообразования профи-ля зуба составляется из двух вращательных движений В₁ и В₂ (рис. 20, д).

В качестве производящего контура, кроме зуба рейки, можно использовать также зуб цилиндрического колеса. Тогда исполнительное движение формообразования составится из двух взаимосвязанных вращательных движений В₁ и В₂ (рис. 20, е).

Кроме исполнительного движения образования профиля зуба, необходимо еще исполнительное движение производящего контура для образования формы зуба по длине. Это движение может быть простым – прямолинейным (для прямого зуба) или сложным – винтовым (при нарезании косозубого колеса).

Исходя из анализа методов образования зубьев цилиндрических колес, можно предположить:

– станки, обрабатывающие прямозубые цилиндрические колеса методом копирования, должны иметь структуру с простыми кинематическими группами формообразования, создающими движения только для образования формы зуба по длине. Профиль зуба образуется самим режущим инструментом: при этом требуется отдельное делительное движение;

– станки, обрабатывающие прямозубые цилиндрические колеса методом обката, должны состоять из сложных и простых кинематических групп. Для образования профиля зуба применяется сложное движение. Чаще всего эти станки не имеют отдельного делительного движения;

– станки, обрабатывающие косозубые цилиндрические колеса методом обката, должны состоять только из сложных кинематических групп, создающих сложные движения для образования формы зуба по профилю и по длине.


Рис. 20. Методы обрабатывания эвольвентного профиля зуба

цилиндрических колес