Металлорежущие станки. С. С. Данильчик металлорежущие станки
 Скачать 2.9 Mb.
|
|
Выбор режимов резания Режимы резания выбирают в следующем порядке: устанавливают глубину резания, исходя из имеющегося при- пуска на обработку и условий выполнения ее с наименьшим числом рабочих ходов; определяют допустимую подачу для черновой обработки с уче- том допустимых прогибов заготовки; 81 определяют подачу для чистовой обработки, исходя из тре- буемой шероховатости, геометрии инструмента, материала заготов- ки и т. д.; устанавливают допустимую скорость резания, исходя из вы- бранных глубины резания и подачи, мощности станка, материала заготовки, материала инструмента, геометрии инструмента и его стойкости. Рекомендуемые значения подачи и скорости резания приведены в прил. Б. При совмещении нескольких переходов режимы резания назна- чаются по лимитирующему инструменту (работающему в более тя- желых условиях). Расчет основного времени осуществляется по формуле р. х. о , L t Sn мин, где р. х. L – длина рабочего хода, мм; S – подача, мм/об.; n – частота вращения шпинделя, мин –1 р.х. рез п , L l l где рез L – длина резания, мм; п l – величина врезания, подвода и перебега, мм. Контрольные вопросы 1. Какое назначение токарно-револьверных станков? 2. Из каких основных узлов состоит токарно-револьверный станок? 3. Покажите на кинематической схеме цепи главного движения, продольной и поперечной подач револьверной головки. 4. Каким образом производится установка и переключение ре- жимов резания? 5. Как осуществляется на станке ограничение длины рабочего хода суппорта и выключение продольной подачи? 6. Как устанавливается инструмент в револьверную головку? 7. Как на станке обрабатываются конические поверхности? 82 Лабораторная работа № 7 УСТРОЙСТВО ШИРОКОУНИВЕРСАЛЬНОГО КОНСОЛЬНО-ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА МОДЕЛИ FU350MRApUG И НАСТРОЙКА ДЕЛИТЕЛЬНОЙ ГОЛОВКИ Цель работы: ознакомиться с устройством и кинематикой ши- рокоуниверсального консольно-фрезерного станка и настройкой универсальной делительной головки для выполнения различных видов работ. Оборудование, приспособления, инструмент 1. Широкоуниверсальный консольно-фрезерный станок модели FU350MRApUG. 2. Универсальная делительная головка УДГ Д-250 с задней бабкой. 3. Набор сменных зубчатых колес. 4. Дисковая фреза. Задание 1. Изучить устройство и кинематическую схему широкоунивер- сального консольно-фрезерного станка. 2. Ознакомиться с назначением, устройством и кинематикой универсальной делительной головки, рассмотреть различные мето- ды деления окружности заготовок на части. 3. Ознакомиться с настройкой фрезерного станка и делительной головки для нарезания винтовых канавок. 4. Выполнить расчеты по настройке УДГ в соответствии с инди- видуальным заданием (табл. 7.1). 5. По расчетам одного из вариантов произвести настройку станка и делительной головки на обработку винтовой канавки. 83 Таблица 7.1 Индивидуальные задания Вариант Задание 1 Задание 2 Задание 3 Число делений на окружности заготовки z Число делений на окружности заготовки z Шаг нарезае- мой винтовой канавки T, мм Направление канавки 1 9 61 200 Правая 2 11 63 210 Левая 3 13 67 220 Левая 4 14 69 231 Левая 5 15 71 240 Правая 6 18 73 250 Правая 7 22 77 264 Правая 8 30 79 270 Левая 9 25 81 280 Левая 10 26 83 300 Левая 11 27 87 320 Правая 12 32 89 330 Левая 13 34 91 350 Правая 14 35 93 360 Правая 15 36 97 375 Левая Примечание. Диаметр заготовки задается преподавателем в пределах 40–60 мм. Содержание отчета Отчет о работе должен содержать: название и цель лабораторной работы; перечень оборудования, приспособлений и инструментов; индивидуальное задание; уравнения кинематического баланса цепей главного движения и подач широкоуниверсального горизонтально-фрезерного станка; кинематическую схему универсальной делительной головки; расчеты настройки делительной головки для деления окруж- ности заготовки на число частей в соответствии с заданием, схему установки зубчатых колес гитары дифференциала; 84 кинематическую схему универсальной делительной головки при нарезании винтовой канавки и расчеты ее настройки в соответ- ствии с заданием, схему установки колес гитары. Устройство и техническая характеристика широкоуниверсального консольно-фрезерного станка Широкоуниверсальные консольно-фрезерные станки предназначе- ны для фрезерования плоских поверхностей, пазов, канавок, уступов, фасонных поверхностей. Используя универсальные делительные го- ловки, на станках можно обрабатывать многогранники, прямозубые и косозубые зубчатые колеса методом копирования, развертки, муфты и другие детали. Устройство станка представлено на рис. 7.1. Техническая характеристика широкоуниверсального консольно- фрезерного станка модели FU350MRApUG представлена ниже. Класс точности станка Н Предельные размеры устанавливаемой заготов- ки, мм: – длина – ширина – высота 1250 315 500 Наибольшее перемещение стола, мм: – продольное – поперечное – вертикальное 850 270 500 Наибольший угол поворота стола, град . ±45 Пределы частот вращения шпинделя, мин –1 : – горизонтального – универсальной фрезерной головки 28–1400 56–2500 Пределы подач стола, мм/мин: – продольных – поперечных – вертикальных 16–800 16–800 2–250 Мощность электродвигателя главного привода, кВт 5,5 85 Рис. 7.1. Внешний вид станка: 1 – фундаментная плита; 2 – станина; 3 – консоль; 4 – поперечные салазки; 5 – поворотная плита; 6 – стол; 7 – хобот; 8 – универсальная фрезерная головка; 9 – горизонтальный шпиндель; 10 – вертикальный шпиндель; 11 – рукоятки ручного перемещения по осям X, Y, Z; 12 – механизм переключения подач; 13 – пульт управления; 14 – поддон для сбора СОЖ; 15 – шкаф с электрооборудованием Кинематика станка Кинематическая схема широкоуниверсального консольно-фре- зерного станка модели FU350MRApUG приведена на рис. 7.2. Она со- стоит из цепей главного движения горизонтального и вертикального шпинделей, цепей продольной, поперечной и вертикальной подач. 86 Рис. 7.2. Кинематическая схема станка модели FU350MRApUG Цепь главного движения. Расчетные перемещения цепи главно- го движения горизонтального и вертикального шпинделей: n об. эл. двигателя n об. шпинделя. 87 Горизонтальный шпиндель имеет 18 частот вращения. Уравне- ние кинематического баланса цепи имеет следующий вид: шп 33 32 62 54 24 100 23 28 33 3000 14 315 33 58 17 24 59 49 62 n Привод вертикального шпинделя обеспечивает ему 12 частот вращения. Цепи подач. Они обеспечивают продольное, поперечное и вер- тикальное перемещение заготовки. Движение подачи осуществ- ляется от отдельного электродвигателя. Расчетные перемещения цепи продольных, поперечных и вертикальных подач имеют одина- ковый вид: n об. эл. двигателя S, мм/мин. Величина подачи настраивается коробкой подач. От коробки по- дач вращение передается через ряд кинематических пар ходовым винтам продольной, поперечной и вертикальной подач. Частоту вращения выходного вала коробки подач можно определить из сле- дующей формулы: к. п. 22 30 35 26 23 18 20 21 17 1500 11 27 30 32 17 13 42 32 40 n Включение продольной, поперечной и вертикальной подач осу- ществляется соответствующей муфтой. Ускоренное движение рабо- 88 чих органов станка осуществляется цепью с зубчатой передачей 52 , 38 минуя коробку подач. Назначение и устройство универсальной делительной головки Универсальная делительная головка при работе на универсаль- но-фрезерном станке используется для выполнения двух основных функций: во-первых, для деления окружности обрабатываемой за- готовки на равные (в некоторых случаях неравные) части, и, во- вторых, для обеспечения вращательного движения заготовке в про- цессе фрезерования на ней винтовых канавок. Делительные головки используют при изготовлении сверл, зенкеров, разверток, фрез, фрезерования цилиндрических и конических зубчатых колес, фре- зерования торцов зубчатых муфт, кулачков и других различных де- талей. Обработку деталей при помощи делительных головок произ- водят в центрах, в патроне или на оправке. Техническая характеристика универсальной делительной голов- ки УДГ Д-250 представлена ниже. Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм 250 Угол поворота шпинделя в вертикальной плос- кости, град.: – вниз от линии центров – вверх от линии центров Не менее 5 Не менее 95 Конус шпинделя Морзе № 4 Передаточное отношение червячной пары 1 : 40 Число отверстий делительного диска: – на одной стороне – на другой стороне 16, 17, 19, 21, 23, 29, 30, 31 33, 37, 39, 41, 43, 47, 49, 54 Число зубьев сменных колес 25, 25, 30, 35, 40, 50, 55, 60, 70, 80, 90, 100 89 Делительную головку устанавливают на стол фрезерного станка и крепят к нему болтами. На опорной плоскости основания головки имеются два пригнанных параллельно шпинделю сухаря, которые обеспечивают параллельность оси шпинделя головки и направляю- щих стола станка. Общий вид делительной головки представлен на рис. 7.3. Рис. 7.3. Универсальная делительная головка Делительная головка состоит из чугунного основания 1, на кото- ром установлен корпус 5. Ослабив гайки, можно повернуть корпус головки в вертикальной плоскости на определенный угол. Отсчет углов поворота производится по шкале и нониусу 7. В корпусе де- лительной головки находится пустотелый шпиндель. Концы отвер- стия шпинделя расточены под конус Морзе. С передней стороны в шпиндель устанавливается центр 2, с задней – оправка для диф- ференциального деления. Передний конец шпинделя имеет наруж- ную резьбу и центрирующий поясок 3 для установки и крепления трехкулачкового самоцентрирующего патрона или поводкового па- трона. На буртике шпинделя расположен лимб 4 для непосред- ственного деления. В средней части шпинделя находится червячное колесо с круговой выточкой на торце, в которую входит конец зажима 6 для фиксации шпинделя в процессе обработки. Червячное колесо получает вращение от червяка, расположенного в эксцен- трической втулке. Червяк может быть введен в зацепление с чер- вячным колесом или выведен из зацепления рычагом (на рис. 7.3 90 с обратной стороны головки). На боковой стороне делительной головки находится делительный диск 8, имеющий на одной и дру- гой сторонах ряд концентрично расположенных окружностей с глу- хими отверстиями. Для обеспечения неподвижности боковой де- лительный диск может быть зафиксирован фиксатором. Деление осуществляется поворотом приводной планки с рукояткой и фик- сатором 9, входящим в отверстия на делительном диске. Фиксатор устанавливается против выбранной окружности на делительном диске. Для облегчения процесса отсчета требуемого числа делений по диску используется раздвижной сектор 11, состоящий из ли- неек 10. Линейки могут быть повернуты одна относительно дру- гой на любой угол (число промежутков между отверстиями) и за- фиксированы между собой. Длинные заготовки могут поддерживаться задней бабкой 12, пиноль с полуцентром 13 которой перемещается при вращении маховика 14. Способы деления и настройка делительной головки Универсальная делительная головка позволяет осуществлять деление непосредственным, простым и дифференциальным спо- собами. Непосредственное деление осуществляется по лобовому дели- тельному лимбу Л (рис. 7.4), на котором имеются 24 отверстия, расположенные по окружности. Непосредственное деление позво- ляет разделить окружность заготовки на 2, 3, 4, 6, 8, 12 и 24 части. Одно деление лобового лимба соответствует 15º. При непосред- ственном делении червяк выводят из зацепления с червячным коле- сом, что позволяет поворачивать шпиндель головки с делитель- ным лимбом вручную. После поворота делительный лимб фиксиру- ется фиксатором 2 ф . Метод прост и удобен, но его возможности весьма ограничены. Простое деление выполняется поворотом рукоятки относитель- но неподвижного бокового делительного диска. Диск зафиксирован фиксатором 1 ф . 91 Рис. 7.4. Кинематическая схема делительной головки При делении окружности заготовки на z частей число оборотов рукоятки р n для поворота заготовки на 1 z часть определяется из уравнения кинематического баланса рассматриваемой цепи: р ч. к. 1 , k n z z откуда ч. к. р 1 , z n k z где ч. к. z – число зубьев червячного колеса; k – число заходов червяка. В делительной головке УДГ Д-250 1, k а ч. к. 40. z Отношение ч. к. z k называется характеристикой делительной головки и обозна- 92 чается буквой N Характеристика головки модели УДГ Д-250 40. N Характеристика указывает на то, что для поворота шпин- деля головки на один полный оборот рукоятке необходимо сооб- щить 40 оборотов. Таким образом, для расчета числа оборотов рукоятки при про- стом делении используют формулу р , N m n A z p где A – целое число оборотов рукоятки; p – число отверстий, имеющихся на одной из окружностей де- лительного диска; m – число промежутков между отверстиями, на которое надо повернуть рукоятку дополнительно к целым оборотам. Пример. Определить число оборотов рукоятки делительной го- ловки при фрезеровании зубчатого колеса с числом зубьев 28. z р 40 12 3 3 3 9 1 1 1 1 28 28 7 7 3 21 N n z Следовательно, после фрезерования каждой впадины между зубьями нарезаемого зубчатого колеса необходимо рукоятку пово- рачивать на один полный оборот и дополнительно на девять про- межутков между отверстиями по окружности делительного диска с 21 отверстием. Дифференциальное делениеприменяется в тех случаях, когда нельзя подобрать число отверстий на окружностях бокового дели- тельного диска, обеспечивающее простое деление. При дифферен- циальном делении вместо заданного числа делений z принимают близкое к нему большее или меньшее число 1 , z удовлетворяющее условию простого деления. Число оборотов рукоятки относительно делительного лимба рассчитывается по формуле 1 1 N n z 93 Отсчет оборотов рукоятки производится относительно вращаю- щегося бокового делительного диска. Фиксатор 1 ф (см. рис 7.4) при этом освобождается. Вращение диска относительно рукоятки необходимо для компенсации внесенной в поворот шпинделя по- грешности, равной 1 1 1 z z Вращение делительному диску переда- ется от шпинделя через гитару сменных зубчатых колес, которая рассчитывается по формуле 1 см 1 z z ac i N bd z Если см i положительное, то направление вращения делитель- ного диска совпадает с направлением вращения рукоятки (по ча- совой стрелке). При отрицательном передаточном отношении диск вращается навстречу вращению рукоятки (против часовой стрел- ки). Для обеспечения соответствующего направления вращения делительного диска используются паразитные зубчатые колеса (рис. 7.5). Рис. 7.5. Схемы установки сменных зубчатых колес гитары для дифференциального деления: а – i см > 0; б – i см < 0 94 Пример. Требуется изготовить зубчатое колесо с числом зубьев 127. z Так как число 127 не позволяет применить простое деление, вос- пользуемся способом дифференциального деления. Принимаем 1 120. z Рассчитаем обороты рукоятки: 1 1 40 1 10 120 3 30 N n z Передаточное отношение сменных колес гитары 1 см 1 120 127 7 70 40 120 3 30 z z i N z Таким образом, для поворота заготовки на 1 127 часть оборота необходимо рукоятку повернуть на 10 промежутков по окруж- ности с 30 отверстиями. Поворот делительного лимба обеспечи- вается гитарой сменных колес с числом зубьев 70 a , 30. b Принимаем однопарную гитару с двумя паразитными колесами (см. рис. 7.5, б). Фрезерование винтовых канавок Для фрезерования винтовой канавки необходимо согласование двух движений: вращательного движения заготовки и ее перемеще- ния вдоль оси таким образом, чтобы за один оборот заготовки она переместилась на величину шага винтовой канавки Т. Эти движения обеспечиваются ходовым винтом продольной подачи стола фрезер- ного станка (рис. 7.6). Поступательное движение заготовка получает вместе со столом станка, а вращательное движение передается на делительную го- ловку через гитару зубчатых колес. 95 Рис. 7.6. Кинематическая схема делительной головки при нарезании винтовой канавки Для получения профиля винтовой канавки, соответствующего зубьям фрезы, стол станка должен быть повернут в горизонтальной плоскости на угол наклона винтовой канавки α: tg , d T откуда arctg , d T где d – диаметр заготовки, мм. При повороте стола необходимо учитывать направление винто- вой канавки на обрабатываемой заготовке. Для фрезерования пра- вых канавок стол должен быть повернут против часовой стрелки, для обработки левых – по часовой стрелке. Если на заготовке долж- но быть нарезано несколько канавок, то после фрезерования первой поворот заготовки осуществляют одним из способов деления. Уравнение кинематического баланса имеет вид ц к см х. в. 1 об. заг. , N i i i t T 96 где ц 1 i – передаточное отношение цилиндрической зубчатой передачи; к 1 i – передаточное отношение конической передачи; х. в. t – шаг ходового винта продольной подачи стола; для станка FU350MRApUG х. в. 6 t мм. Для расчета передаточного отношения гитары и подбора колес используется формула см х. в. a c T i b d Nt Схема установки колес гитары для фрезерования правых канавок показана на рис. 7.7, а, левых – на рис. 7.7, б. Колеса 50 z посто- янные. Зубчатое колесо 0 z служит для изменения направления вращения и 0 35. z а б Рис. 7.7. Схемы установки сменных зубчатых колес гитары для нарезания винтовой канавки |