Обработка на зубофрезерных станках

Министерство  образования и науки Российской Федерации

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетно-графическое задание

по курсу «Технология механической обработки материалов»

 «Обработка на зубофрезерных станках»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Факультет               механико-технологический

Группа                    ТХ-802

Студент                   Тарасенко О.П.

Преподаватель    Нестеренко Н.Г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новосибирск 2011

 

 

Зубофрезерные станки.

Рабочие движения зубофрезерного станка (рис. 1) сообщаются инструменту и заготовке. Движение резания осуществляет червячная фреза, закрепляемая на шпинделе фрезерного суппорта 2. Стол 4 станка с оправкой В для заготовки получает вращательное движение, согласованное с вращением червячной фрезы. Эти движения обкаточные, они воспроизводят движение зубчатой пары, положенной в основу конструкции станка: рейка — колесо или червяк — колесо. В зависимости от вида нарезаемого колеса движение подачи сообщается заготовке или фрезе. Так, при нарезании цилиндрических, колес фрезерный суппорт по направляющим стойки 1 перемещается вертикально и постепенно нарезает зубья по всей ширине обода колеса на полную высоту зуба или на часть ее (при больших модулях). При нарезании червячного колеса методом радиальной подачи эта подача осуществляется салазками 7 с вращающимся столом, перемещающимся по горизонтальным направляющим 5 станины 6. При нарезании червячного колеса методом тангенциальной подачи это движение получает фреза, перемещающаяся по направляющим фрезерного суппорта (осевая подача фрезы).

Рисунок 1: зубофрезерный станок

Двигатель зубофрезерного станка может обслуживать все рабочие  и вспомогательные перемещения. Однако имеются станки, в которых, помимо электродвигателя рабочих движений, есть двигатели гидропривода, быстрого хода станка, периодического осевого  перемещения инструмента для  равномерного износа фрезы, насоса охлаждения и т. п.

Несущая система станка обеспечивает неизменность или точность выдерживания межосевого расстояния между осью фрезы  и осью заготовки. Станина 6 станка имеет  горизонтальные направляющие 5 для  перемещения салазок со столом или (в других конструкциях) вертикальной стойки с фрезерным суппортом. Суппорт  позволяет поворачивать фрезерный  шпиндель на угол до ± 60° при нарезании, левых, или правых колес с косым  зубом.

Передаточные механизмы  движения резания включают ременные, зубчатые конические и цилиндрические передачи, Передаточные механизмы движения подачи и обкатки состоят из зубчатых конических и цилиндрических передач  и из червячной пары, приводящей во вращение стол. В качестве суммирующего механизма применяется конический дифференциал. В цепях движения резания  и подачи имеются гитары сменных  колес для настройки кинематических цепей подач, скоростей, обкатки (деления) и дифференциальной цепи.

Исполнительный механизм (шпиндель фрезерного суппорта) приводится во вращение от цилиндрической косозубой  зубчатой передачи; перемещение фрезы  при вертикальной и осевой подачах  осуществляется винтовыми механизмами. Исполнительный механизм, вращающий заготовку со столом и оправкой, представляет собой обычно червячную пару высокой точности; горизонтальная подача стола на салазках осуществляется винтовой парой.

Система управления станком  состоит из кнопочной станции, управляющей  электродвигателями, и рукояток для  наладки станка на конкретную заготовку (обеспечение межосевого расстояния между 

фрезой и заготовкой, место  для вертикального расположения фрезы относительно колеса, поворота шпинделя фрезы на нужный угол и  т. п.). Станок работает как полуавтомат  и требует вмешательства оператора  лишь для смены заготовок.

 

Вертикальный зубофрезерный  станок модели 5Д32

Общая характеристика

Назначение станка. Станок предназначен для нарезания цилиндрических зубчатых колес с прямыми зубьями и для нарезания червячных колес как методом радиальной, так и методом тангенциальной подачи. При наличии специальных приспособлений можно нарезание шестерен внутреннего зацепления.

Общие сведения о  станке:

1. Процесс нарезания  зубчатых колес червячной фрезой

Зубофрезерный станок мод. 5Д32 предназначен для нарезания цилиндрических прямозубых и косозубых зубчатых колес. Кроме того, на нем можно  нарезать прямобочные и треугольные шлицы на валах, зубья звездочек цепных передач и т.п. Однако из-за низкой частоты вращения стола нарезание шлицев на зубофрезерных станках непроизводительно. На станке нарезают зубья червячных колес.

При обработке червячной  фрезой прямозубого или косозубого колеса воспроизводится зацепление червяка и зубчатого колеса: червяк имитируется режущим инструментом – червячной фрезой, а зубчатое колесо – заготовкой. Червячная  фреза 1 (рис. 1,а) получает главное вращательное движение резания n_ф, и движение подачи S_в, а заготовка 2 – вращение n_з, согласованное с вращением червячной фрезы. Благодаря вращательным движениям фрезы и заготовки, режущие кромки фрезы занимают множество положений и эвольвентные профили зубьев обрабатываемого колеса образуются как огибающие положений режущих кромок фрезы (рис.1,б). Этот метод обработки зубчатых колес, называемый методом обкатки, позволяет одним инструментом обрабатывать зубчатые колеса одного и того же модуля с разным числом зубьев.

При обработке цилиндрических прямозубых колес (рис.1,в) между осью червячной фрезы 1 и торцовой плоскостью обрабатываемого колеса 2 устанавливают  угол φ, равный углу подъема ω винтовой линии фрезы.

При фрезеровании цилиндрических косозубых колес с углом наклона  зуба β (рис.1,г) ось фрезы устанавливают  под углом φ=β±ω (со знаком «плюс» - в случае разноименных направлений винтовых канавок на фрезе и заготовке, со знаком «минус» - при одноименных).

Установка оси червячной  фрезы под углом φ необходима для получения правильного профиля  зубьев нарезаемого колеса в их нормальном сечении.

Требуемый угол наклона линии  зуба β обрабатываемого колеса обеспечивается тем, что заготовке в процессе нарезания сообщается дополнительное вращение по отношению к требуемому для обработки.

На рис.1,д показаны делительный  цилиндр заготовки такой высоты, что на нем размещается полный виток винтовой канавки нарезаемого  колеса с шагом Р, а также развертка этой канавки. Если при нарезании прямозубого колеса за один оборот заготовки фреза перемещается с вертикальной подачей S_в из точки А в точку В, то при обработке косозубого колеса она должна переместиться из А в В'. Для этого необходимо, чтобы дополнительно к одному обороту заготовка по начальной окружности повернулась на ΔL. За время последующего перемещения фрезы на S_в заготовка снова делает дополнительный поворот на ΔL. Из рисунка видно, что , , и поэтому для образования винтовых зубьев необходимо, чтобы за время опускания фрезерного суппорта по вертикали (вдоль оси заготовки) на шаг нарезаемой винтовой канавки заготовка совершила один дополнительный оборот.

Рис. 1. Схемы нарезания  цилиндрических зубчатых колес червячной  фрезой

 

2. Техническая  характеристика станка

Пределы модулей зубчатых колес, мм

по стали ……………………………………………………………2–6

по чугуну ………………………………………………………….2–8

Наибольший диаметр нарезаемых колес, мм ………………….800

Наибольшая ширина обработки, мм …………………………...275

Набольший диаметр фрезы, мм ………………………………...120

Угол поворота суппорта фрезы, град ………………………….±60

Пределы частот вращения шпинделя, мин^–1 ……………….…47,5-192

Пределы вертикальных подач, мм/об ………………………..0,5-3

Пределы радиальных подач, мм/об …………………………..0,1-1

Мощность главного электродвигателя, кВт ……………………2,8

Масса станка, кг .……………………………………………….3650

3. Основные узлы  станка и органы управления (рис.2).

1–станина; 2–стол; 3–стойка; 4–поддерживающий кронштейн; 5–поперечина; 6–фрезерный суппорт; 7–протяжной  суппорт; 8–подвижная стойка; 9–гитары  дифференциала и подач; 10–гитара  деления и обкатки.

А–рукоятка включения  и выключения рабочих подач; Б-рукоятка включения подачи при работе с протяжным суппортом; В–кнопочная станция; Г-рукоятка включения вертикальной подачи фрезерного суппорта; Д–квадрат для ручного вертикального перемещения подвижной стойки; Е–квадрат для ручного горизонтального перемещения подвижной стойки; Ж-рукоятка включения радиальной подачи подвижной стойки.

Рис. 2. Общий вид зубофрезерного полуавтомата модели 5Д32

4. Принцип работы

Станок работает по полуавтоматическому  циклу методом обкатки. Червячная  фреза соответствующего модуля и  диаметра закрепляется на оправке в  шпинделе фрезерного суппорта 6 (рис. 2).

Заготовка или комплект одновременно обрабатываемых заготовок устанавливается  на оправке в шпинделе стола, а  при больших размерах – непосредственно  на столе 2. Червячной фрезе и заготовке  принудительно сообщают вращательные движения с такими угловыми скоростями, которые они имели бы, находясь в действительном зацеплении.

Нарезание цилиндрических колес производится с вертикальной подачей суппорта 6. Для обеспечения возможности  фрезерования колес попутным методом  на станке предусмотрено нагрузочное  гидравлическое устройство, которое  состоит из неподвижного штока с  поршнем и цилиндра, связанного с  салазками фрезерного суппорта (рис. 3). При фрезеровании попутным способом масло подводится в верхнюю полость  цилиндра противовеса и поджимает  противовес вместе с фрезерным суппортом  вверх, устраняя возможность произвольного  перемещения фрезерной бабки  под действием усилия в пределах зазора между резьбой винта вертикальной подачи и маточной гайки.

Рис. 3. Кинематическая схема  зубофрезерного станка мод. 5Д32

 

Заключение

В ходе расчетно-графической работы мы рассмотрели устройство и принцип работы зубофрезерных станков на примере станка модели 5Д32.

 

Литература:

1. Афанасьев А.Е. Практикум по технологии машиностроения. Учебное пособие для вузов Егорьевск «ЕТИ» 2002 – 160 с.
2. Родин.П.Р. Металлорежущие инструменты: Учебник для ВУЗов. – 3-е изд. перераб. и доп. –К. Вища шк. Головное изд-во, 1986
3. Справочник технолога машиностроителя в 2-ч томах. Под редакцией А.Г. Касиловой.