 |
Зубофрезерный полуавтомат 5м32
|
|
|
|
Е. М. Коровин
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ, КИНЕМАТИКИ
И НАСТРОЙКИ ЗУБОФРЕЗЕРНОГО СТАНКА 5М32
Методические указания
к лабораторным занятиям по дисциплине
“Металлорежущие станки” часть 2
Казань 2008
ЗУБОФРЕЗЕРНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ 5М32
В отчёте по лабораторному занятию должны быть отражены следующие вопросы.
1. Назначение станка
2. Технологические параметры станка
3. Устройство ЧПУ
4. Основные узлы станка
5. Движения в станке
6. Главное движение:
1) цепь главного движения;
2) цепь минимальной частоты;
3) цепь максимальной частоты;
4) расчёт геометрического ряда частот
5) настройка цепи главного движения
7. Движение обкатки:
1) условие настройки цепи;
2) цепь обкатки;
3) настройка цепи обкатки
8. Цепь вертикальной подачи:
1) условие настройки цепи;
2) цепь минимальной подачи;
3) цепь максимальной подачи;
4) настройка цепи вертикальной подачи
9. Цепь ускоренной подачи
10. Цепь дифференциала:
1) условие настройки цепи;
2) цепь дифференциала;
3) настройка цепи дифференциала
Техническая характеристика станка.
Станок предназначен для фрезерования зубьев цилиндрических прямозубых и косозубых колес, а также червячных колес в условиях единичного и серийного производства. Червячные колеса можно нарезать методом радиальной и тангенциальной подач (рис. 1).
Наибольший диаметр нарезаемых цилиндрических колес 800 мм; наибольший нарезаемый модуль 10 мм; пределы частот вращения фрезы: 50 – 315 1/мин, Zn = 9; пределы подач: вертикальной 0,8 - 5,0 мм/об, Zs = 9; радиальной 0,15 - 1,5 мм/об; осевой 0,1 - 3,1 мм/об; габаритные размеры станка 2810 х 1640 х 2200 мм.
Цикл работы станка автоматизирован: быстрый подвод инструмента к заготовке, зубонарезание, быстрый отвод инструмента в исходное положение и остановка станка. Цилиндрические колеса можно обработать методом попутного (вертикальная подача снизу вверх) и встречного (вертикальная подача сверху вниз) фрезерования. При попутном фрезеровании возможно применение более высоких скоростей резания.
|
|
|
Основные узлы станка.
На станине А (рис. 2) закреплена суппортная стойка В, по которой перемещается фрезерный суппорт Г. Стол Е движется по горизонтальным направляющим станины. Контрподдержка Д поддерживает верхний конец оправки с установленными на ней заготовками. В станине расположена коробка скоростей Ж, а в суппортной стойке коробка подач Б.
Движения в станке.
1) главное движение - вращение фрезы;
2) вертикальная подача суппорта Г;
3) радиальная подача стола Е;
4) осевое перемещение ползушки суппорта Г.
5) движение обкатки и деления - согласованное вращение фрезы и детали.
Вспомогательные движения: ускоренные перемещения
суппорта и стола, перемещение фрезы для более полного
использования всех её витков.
Настройка станка на нарезание прямозубых цилиндрических колес.
Фрезу устанавливают наклонно под углом 
к горизонтали, равным углу подъема витков червячной фрезы (рис. 1, а), т. е. 
В станке должны быть настроены кинематические цепи главного
движения, обкатки и деления, вертикальной подачи.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Главное движение (см. рис. 2) осуществляется от электродвигателя М1 (N = 7,5 кВт, n = 1460 1/мин) через зубчатую пару z = 26 - 63, коробку скоростей с электромагнитными муфтами, вал IV, конические пары z = 29 - 29, 29 - 29, 29 - 29, цилиндрическую передачу z = 20 - 80.
Переключение муфт 
обеспечивает девять значений частот вращения фрезы в пределах 50 - 315 1/мин. Уравнение кинематического баланса для минимальной частоты вращения
|
|
|
|
где 
- скорость резания, м/мин;
- диаметр фрезы, мм.
2. Движение обкатки и деления связывает вращение фрезы и заготовки. Эта кинематическая цепь имеет следующий вид: червячная фреза, зубчатые пары z = 80 - 20, 29 - 29, 29 - 29, 27 - 27, дифференциал, зубчатые передачи z = 58 - 58, е – f, гитара сменных колес а - b, с - d, зубчатые пары z = 33 - 33, 35 - 35, делительная червячная пара z = 1 - 96. При работе правозаходной фрезой движение с вала ХIII передается на вал ХV, минуя зубчатую передачу z = 58 - 58.
Цепь деления и обкатки настраивается исходя из условия: за один оборот К заходной фрезы заготовка должна совершить 
оборотов, где z - число зубьев нарезаемого колеса:
откуда 
При нарезании прямозубых колес дифференциал работает как обычная зубчатая передача, поэтому передаточное отношение 
. Зубчатые колеса e и f служат для расширения диапазона регулирования сменных колес гитары деления. Их подбирают следующим образом:
при 
при 
Формула настройки гитары деления
при 
при 
К станку прилагается следующий набор сменных колес
для гитар деления и дифференциала:
23, 24, 25 (2 шт.), 30, 33, 34, 35, 37, 40, 40, 41, 43, 45, 47, 48, 50, 53 55, 58, 59, 60, 61, 62, 65, 67, 70, 71, 73, 75, 79, 80, 83, 85, 87, 89, 90, 92, 95, 98, 100.
3. Вертикальная подача осуществляется по следующей кинематической цепи: стол, червячная пара z = 96 - 1, зубчатые передачи z = 35 - 35, 33 - 33, вал ХVII, червячная пара z = 2 - 26, коробка подач с электромагнитными муфтами, передача z = 45 - 55, вал ХХIII при включенной муфте М16, передачи z = 50 - 45 - 45, червячная пара z = 1 - 24, ходовой винт ХХV с шагом Р = 10 мм.
Переключением электромагнитных муфт М7-М12 обеспечи-вается девять значений подачи (Zs = 9) в пределах 0,8 - 5,0 мм/об. стола. Реверс подачи осуществляется переключением муфт М14 или М13. Расчетные перемещения для цепи вертикальной подачи: за один оборот стола с заготовкой фреза должна переместиться в вертикальном направлении на величину вертикальной подачи Sв. Уравнение кинематической цепи
откуда 
где 
- передаточное отношение коробки подач,
4. Ускоренные вертикальные перемещения фрезы осуществляются от электродвигателя М2 (N = З кВт, n = 1430 1/мин) через цепную передачу z = 20 - 24 по следующей кинематической цепи:
|
|
|
Настройка станка на нарезание цилиндрических
колес с винтовым зубом.
Фрезу устанавливают под углом 
(рис. 1, б), где β - угол наклона зубьев нарезаемого колеса к оси, а α - угол подъема винтовой линии фрезы. Знак плюс ставят при разноименных направлениях винтовых линий зубьев нарезаемого колеса и фрезы,
знак минус - при одноименных направлениях. Точность обработки будет выше при одноименных направлениях.
Кинематические цепи главного движения, обкатки и деления, вертикальной подачи настраивают так же, как и при нарезании прямозубых цилиндрических колес, но заготовке кроме вращательного движения обкатки сообщается еще дополнительное вращение из-за наклона зуба.
На рис. 3 показана развертка колеса с косым зубом. Линия АС является винтовой линией; развернув ее на плоскость получим
Δ EDF, где EF - шаг винтовой линии Рв.л, а DF - развертка окружности начального цилиндра, равная πd.
Фреза, перемещаясь вертикально на величину вертикальной подачи, при нарезании прямозубых колес попадает в точки А1, А2 и т. д., а при нарезании косозубых колес должна попасть в точки В1, В2, С и т. д., лежащие на винтовой линии, в последнем случае нужно довернуть стол с заготовкой на дугу А1 В1, А2 В2 и т. д.
А при перемещении фрезы на величину шага винтовой линии Рв.л заготовка должна повернуться влево или вправо, в зависимости от направления спирали зуба, дополнительно на один оборот. Соотношения между параметрами винтовой линии определяются из 
где 
и 
- соответственно торцовый и нормальный модули.
Кинематическая цепь, обеспечивающая траекторию винтового
движения, называется цепью дифференциала. Она идет (см. рис.2) от винта ХХV через червячную передачу z = 24 - 1, коническую пару z = 33 - 22, вал ХХVIII, гитару дифференциала 
коническую передачу z = 27 - 27, вал ХХIХ, червячную передачу z = 1 - 45, дифференциал, вал ХIII, передачу z = 58 - 58, колеса е - f гитару деления, зубчатые пары z = 33 - 33, 35 - 35, делительную червячную пару z = 1 - 96. Уравнение кинематической цепи дифференциала составим из условия, что при перемещении фрезы на величину шага винтовой линии Рв.л заготовка сделает один оборот:
|
|
|
заго-товки.
Для данного случая 
= 2 (червячное колесо z = 45 вращает водило); передаточное отношение колес при z ≤ 161 е: f равно 1, передаточное отношение гитары деления 
шаг винтовой линии 
. 
Подставив все эти значения в уравнение, получим передаточное отношение колес гитары дифференциала
Дифференциальная цепь настраивается иногда и при нарезании прямозубых колес с простым числом зубьев, для которых нет сменных колес в прилагаемом к станку наборе. Для этого на входной и выходной валы коробки подач устанавливают специальные колеса, а электромагнитные муфты коробки подач отключают.
Настройка на нарезание червячных колес
|
|
|
