Практикум по металлорежущим станкам допущено Учебнометодическим объединением вузов по образованию в области автоматизированного машиностроения (умо ам) в качестве
 Скачать 4.55 Mb.
|
|
Пример 1. Наладить универсальную делительную головку для фрезерования зубчатого колеса с числом зубьев z=36. 51 54 6 1 6 9 6 1 1 9 1 1 36 4 1 36 40 40 z n рук Для поворота шпинделя головки с заготовкой на 1/9 оборота для знаменателя дроби выбираем из ряда числа отверстий на делительном диске число, кратное 9, а для того, чтобы дробь не изменилась, умно- жаем числитель на то же число. В нашем примере и числитель, и зна- менатель умножаем на 6. Рукоятку делительной головки следует каж- дый раз поворачивать на один полный оборот и шесть шагов ряда от- верстий диска с 54 отверстиями. Линейки раздвижного сектора уста- навливаются (раздвигаются) на шесть отверстий, не считая седьмого, в который вставлен фиксатор рукоятки делительной головки. Дифференциальное деление применяется тогда, когда из-за ограни- ченного количества отверстий на делительном диске нельзя применять простое деление. Кинематика делительной головки при этом усложняется (рис. 4.6, б), так как шпиндель головки и делительный диск 1, кинема- тически связывают дифференциальной гитарой a, b, c, d. Шестерня «а» установлена и закреплена на шпинделе 3 де- лительной головки, а шестерня «d» установлена на выходном валу IV. Делительный диск 3 (рис. 4.5) раскрепляется стопором 7 и совершает незначительный поворот при вращении рукоятки 1. Число оборотов ру- коятки 1 определится так же, как и при простом методе деления, но не для требуемого числа делений z, а для достаточно близкого к нему чис- ла делений Z x , для которого применительно простое деление. Для ком- пенсации полученной при этом погрешности рассчитываются числа зубьев сменных колес a, b, c, d дифференциальной гитары, чтобы де- лительный диск 3 повернулся в нужном направлении на величину до- пущенной угловой ошибки поворота рукоятки 1. Обороты рукоятки делительной головки при дифференциальном делении определяют по формуле , / 40 у n рук где у – близкое к z число, кратное хотя бы одному числу отверстий на делительном диске и имеющему общие множители с числом 40. В дели- тельный поворот рукоятки вводится погрешность, которая устраняет- ся доворотом делительного диска. Вращение делительного диска произ- водится от шпинделя делительной головки через гитару сменных зубча- тых колес d с b а и коническую пару зубчатых колес. Погрешность в повороте рукоятки на один шаг (зуб) составит , 40 40 y z n рук а по- 52 грешность в повороте рукоятки на полный оборот заготовки в z раз больше ) 40 40 ( y z z n рук Преобразуя это выражение, получим формулу наладки гитары сменных зубчатых колес: z y y d c b а n рук 40 Если y>z, то делительный диск должен вращаться по часовой стрелке, т. e. по направлению вращения рукоятки делительной головки. Если y 80, 90, 100. Пример 2. Настроить универсальную делительную головку для нарезания зубчатого колеса с числом зубьев z=73. 73 40 40 z n рук (простое деление неприменимо). Задаемся у=75, тогда 30 16 2 15 2 8 5 : 75 5 : 40 75 40 40 y n рук Выбираем концентрическую окружность с тридцатью отверсти- ями и раздвигаем линейки сектора на шестнадцать промежутков. Подбираем сменные зубчатые колеса гитары: 50 80 90 60 5 15 8 10 75 80 ) 73 75 ( 75 40 40 z y y d c b а Обязательно проверяют условия зацепляемости сменных зубча- тых колес: ), 22 15 ( ); 22 15 ( b d с с b а а также межцентровое расстояние, зная модуль сменных зубчатых колес. Передаточное отношение может быть положительным и тогда направления вращения рукоятки 2 и диска 1 должны совпадать; оно может быть и отрицательным и тогда рукоятка 2 и диск 1 должны вра- щаться в противоположных направлениях. Нужное направление враще- ния диска 1 обеспечивается установкой в дифференциальной гитаре промежуточных колес. Настройка на обработку косозубых колес (рис. 4.6, г) не рассматривается, т. к. на станке модели 6Р81Г это невоз- можно. 53 4. Наладка горизонтально-фрезерного станка на обработку Выбранную фрезу устанавливают на шпоночную оправку, встав- ленную в шпиндель станка. Свободный конец оправки смазывают и вставляют в кронштейн хобота станка, служащего для предотвращения прогиба оправки с фрезой под действием силы резания. После этого необходимо установить фрезу по центру. Для чего стол станка поднимают и одновременно перемещают поперечные салаз- ки до совпадения вертикальной плоскости вращения фрезы с центром задней бабки. Затем поперечные салазки закрепляют. Стол станка опус- кают вниз, чтобы фреза не мешала установить заготовку. Заготовка устанавливается в центрах или в патроне на шпинделе делительной го- ловки. Установить фрезу на глубину резания, включив вращение фрезы и поднимая стол станка вверх до тех пор, пока фреза не коснется заготов- ки. Лимб вертикальной подачи устанавливают «на нуль» и продольным перемещением стола выводят заготовку из под фрезы. Затем стол станка поднимают вверх по лимбу на требуемую по чертежу глубину резания (2,5 мм – при черновом и 0,88 мм – при чистовом проходах). После проверки настройки производится процесс фрезерования зубьев прямозубого цилиндрического колеса. 5. Контроль нарезаемых колес При выполнении лабораторной работы следует измерить: наруж- ный диаметр заготовки для колеса, толщину заготовки. Измерения про- изводятся штангенциркулем. После нарезки зубьев на заготовке необ- ходимо определить с помощью штангензубомера высоту «h» и толщину зуба «b» по постоянной хорде. 6. Порядок выполнения работы 1. Изучить конструкцию и кинематическую схему, универсального фрезерного станка модели 6Р81Г и универсальной делительной головки УДГ-Д-250. 2. Составить уравнение кинематического баланса для кинематиче- ских цепей станка (по указанию преподавателя). 3. Зарисовать одну из схем настройки УДГ (по указанию препода- вателя). 4. Получить все необходимые данные для настройки станка и дели- тельной головки на фрезерование прямозубого зубчатого колеса. 5. Произвести расчеты и настроить станок. Обработать зубчатое колесо и проконтролировать его. 6. Составить отчет о проделанной работе. 54 7. Контрольные вопросы 1. Какие существуют методы для нарезания колес? 2. Описать метод копирования при нарезании зубчатых колес и где он применяется? 3. Как выбирают фрезу для нарезания зубчатого колеса? 4. Как обозначают фрезы, предназначенные для фрезерования зуб- чатых колес? 5. Область применения и технологические возможности универ- сально-фрезерного станка, модели 6Р81Г. 6. Что понимают под кинематикой станка? Порядок составления УКБ. 7. Что такое блок зубчатых колес? Схема блока, примеры ускоря- ющих и замедляющих передач (по кинематической схеме станка). 8. УКБ максимальной и минимальной частоты вращения шпинделя. 9. УКБ продольной подачи (как сцеплено). 10. Какие движения необходимо иметь для формообразования зуб- чатых колес методом копирования? Покажите реальные внутренние и внешние кинематические связи групп движений, звеньев соединения этих связей и органы настойки. 11. Назначение делительной головки. Перечислить схемы настрой- ки делительной головки. 12. Простой метод деления. Привести пример и кинематическую схему делительной головки. 13. Сложеный (дифференциальный) метод деления. Кинематиче- ская схема, формула настройки дифференциальной гитары делительной головки. 14. Для чего необходимо реверсировать движение П 2 ? Содержание отчета 1. Тема и цель работы. 2. Перечислить основные паспортные данные станка. 3. Краткие сведения о станке и делительной головке. 4. Уравнения кинематического баланса. 5. Схему настройки УДГ (простую, сложную или для фрезерова- ния спирали). 6. Чертеж нарезаемого зубчатого колеса. 7. Данные для расчета и расчет сменных колес гитары. 8. Результаты измерений нарезанного зубчатого колеса. 9. Выводы. 55 Лабораторная работа № 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕСТКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ГОРИЗОНТАЛЬНО-ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА 6Р81Г СТАТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ Задание Ознакомиться с методикой определения жесткости технологиче- ской системы горизонтально-фрезерного станка. 1. Общие методические указания Взаимодействия между рабочими процессами происходят только через упругую систему. Свойство сопротивления упругому воздействию внешних сил называется жесткостью станка. Жесткость соединений определяется отношением силы, вызывающей относительное смещение движущихся тел к величине этого смещения: y P j Жесткость узлов новых станков достигается 20000…40000 н/мм. В отдельных случаях жесткость узлов изношенных и разрегулированных станков бывает ниже 10000 н/мм. Жесткость узлов бывает неодинакова в различных направлениях. Существует несколько методов определения жесткости металлорежущих станков или их отдельных узлов: а) статистический (испытание на неработающем станке); б) производственный (испытание при обработке заготовки); в) динамический (испытание в процессе колебаний); С увеличением жесткости повышается точность и производитель- ность обработки. Увеличение жесткости достигается следующими ос- новными путями: уменьшение количества узлов в конструкции станков и приспособлений; предварительная затяжка постоянно контактируе- мых деталей посредством резьбовых соединений; улучшение качества сборки узлов, тщательной пригонкой сопряженных поверхностей и ре- гулировкой зазоров. Жесткость горизонтально-фрезерного станка определяется жестко- стью шпинделя, подвески и стола с консолью. При работе прямозубыми цилиндрическими фрезами узлы станка и оправка нагружаются двумя составляющими силы резания Py и Pz. Величина жесткости характери- зуется коэффициентом жесткости, который определяется после нагру- жения станка статической силой, совпадающей по направлению с со- ставляющей силой резания Py, и измерения перемещения узлов станка в том же направлении. Суммарный коэффициент податливости системы станок- 56 инструмент (с учетом оправки) можно подсчитать по формуле: оп ст сист , а коэффициент податливости станка ст по формуле: 2 2 l x l l x шп П к с ст , где сист – суммарный коэффициент податливости системы станок- оправка; ст – коэффициент податливости станка; оп – коэффициент податливости оправки к с. – коэффициент податливости стола и консо- ли; П – коэффициент податливости подвески; шп – коэффициент по- датливости шпинделя; l – рабочая длина оправки (от шпинделя до опоры), в мм; х – расстояние от шпинделя до середины фрезы, в мм. При приложении нагрузки в середине длины оправки (на месте закрепления фрезы) формула для расчета податливости станка упроща- ется и принимает вид: шп п к с ст 4 1 , Суммарный коэффициент жесткости системы горизонтально- фрезерного станка можно определить и непосредственно, если при нагружении измерить перемещение инструмента (оправки) относитель- но изделия (стола) в направлении вертикальной оси координат. 1.1. Описание оборудования и приборов 1. Работа производится на горизонтально-фрезерном станке модели 6Р81Г. Станок имеет следующую техническую характеристику: Размеры рабочей поверхности стола: длина 1000 мм; ширина 250 мм. Расстояние от оси шпинделя до рабочей поверхности стола: наименьшее 50 мм; наибольшее 400 мм. Наибольшие перемещения стола: продольное 630 мм; поперечное 200мм. Мощность двигателя главного движения 5,5 кВт. 2. Образцовый динамометр переносной ДОСМ - 3 - 3. Наибольшие преде- лы измерений – 30 кН, наименьший 3,0. Цена деления соответствует 0,2 % (0,6 кН) от наибольшего предела 30кН. 3. Домкрат винтовой. 57 4. Индикатор 1-ИЧТГОСТ 577-68 (5шт). 6. Приспособление для крепления индикаторов. 7. Магнитная индикаторная стойка. 8. Фрезерная оправка с набором колец. Динамометр предназначен для поверки испытательных рабочих средств измерений при статических нагрузках. Он работает по принци- пу определения силы по величине деформации силового элемента спе- циальной формы. Отсчет показаний значений величины силы произво- дят по индикатору по тарировочной таблице 5.1 Таблица 5.1 Тарировочная таблица образцового динамометра ДОСМ-3-3 № п/п Нагрузка, кН Cредние значения 3-х измерений, мм при нагружении при разгружении 1 0,0 1,000 1,000 2 3 1,744 1,755 3 6 2,495 2,509 4 9 3,242 3,260 5 12 3,979 3,998 6 15 4,721 4,748 7 18 5,455 5,483 8 21 6,188 6,217 9 24 6,920 6,949 10 27 7,653 7,669 11 30 8,380 - Устройство для измерения перемещений узлов станка представляет две цилиндрические направляющие, на которые надеты четыре каретки. Каретки закрепляются на направляющих при помощи клеммовых со- единений. К кареткам при помощи планок присоединены индикаторы. Закрепление направляющих к станку производится при помощи резьбовых концов, которые вкручиваются вместо двух винтов, крепя- щих фланец шпинделя. На вертикальной направляющей закреплен ин- дикатор 1 (см. рис. 5.1) на кронштейне. 2. Содержание работы Работа заключается в том, чтобы измерить перемещение узлов станка при нагружении инструмента (оправки) статической силой, сов- падающей по направлению с составляющей силы резания Py. Статиче- 58 скую силу будет создавать винтовой домкрат, установленный посере- дине стола станка (рис. 5.1). В специальном приспособлении, установленном и закрепленном к фланцу шпинделя, имеются пять индикаторов, которые будут измерять перемещение узлов станка. Построив графики «нагрузка-перемещение» для каждого узла в отдельности, определить коэффициенты податливо- сти узлов. Рис. 5.1. Схема испытания жесткости горизонтально-фрезерного станка: индикатор 1 измеряет перемещение стола с консолью; индикатор 2 изме- ряет перемещение шпинделя; индикатор 3 измеряет суммарные перемещения оправки, шпинделя и подвески; индикатор 4 измеряет непосредственно перемеще- ние; индикатор 5 измеряет перемещение подвески 1. Установить на станок фрезерную оправку с насаженными на неё кольцами в шпиндель станка и затянуть через шпиндель болтом (лунка на среднем кольце должна быть обращена вниз и расположена на сере- дине длины оправки) и навесить подвеску. 2. Поставить на стол станка домкрат под лункой среднего кольца оправки и закрепить двумя болтами. 3. Установить между домкратом и кольцом на оправке динамометр образцовый ДОСМ-3-3, соблюдая соосность приложения силы к дина- мометру. 4. Вывернуть из фланца шпинделя два верхних винта и в эти от- верстия ввернуть направляющие. На направляющие надеть каретки со вставными каретками так, чтобы наконечники индикаторов касались 59 конца шпинделя, сверху или оправки у шпинделя (2), оправки возможно ближе к подвеске (индикатор 5 – перемещение подвески рис. 5.1, оправ- ки над динамометром (индикатор 3-суммарные перемещения оправки, шпинделя и подвески), стола вблизи динамометра (индикатором 1 изме- ряют перемещение стола с консолью, индикаторную стойку с индикато- ром 4 у кольца оправки против динамометра рядом с индикатором 3 (суммарное перемещение системы станок-оправка)). 5. Вращая гайку домкрата за рукоятки, произвести предваритель- ную нагрузку системы (один–два раза) и снять нагрузку. 6. Установить все индикаторы на нуль (натяг индикаторов должен быть 0,5..1 мм). 7. Постепенно нагрузить систему, увеличивая нагрузку ступенями через три деления индикатора динамометра (предельная нагрузка при проведении опыта не должна превышать 200…300 кГс). Результаты за- нести в таблицу 5.2. 8. В обратном порядке произвести разгрузку системы и данные за- нести в таблицу 5.2. Таблица 5.2 Таблица показаний индикаторов при нагружении станка № п/п Показания индикатора ди- намометра в мм Нагрузка Ру, кгс Перемещение узлов станка, мкм y 1 y 2 y 3 y 4 y 5 y оп Примечание: индексы соответствуют номерам индикаторов на рис. 5.1 9. Построить графики «нагрузка-перемещение» для каждого узла в отдельности и отделить коэффициенты податливости узлов ( шп , П , оп , к с. ) по нагрузочной ветви методом наименьших квадратов. При построении графика y оп для оправки необходимо определить её пе- ремещение по формуле: 2 ) ( 5 2 3 y y y y оп , где 3 y – суммарные перемещения оправки, шпинделя к подвески, изме- ряемые индикатором 3; 2 y – перемещение шпинделя, измеряемое инди- катором 2; 5 y – перемещение подвески, измеряемое индикатором 5. |