Настройка зубофрезерного станка для нарезания червячного колеса методом тангенциальной подачи

- 16 -

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Северо-Западный государственный заочный

технический университет

Институт управления производственными и

инновационными программами

Кафедра технологии автоматизированного машиностроения.

Контрольная работа № 1

по дисциплине «Оборудование машиностроительного производства».

Тема: “Настройка зубофрезерного станка для нарезания

червячного колеса методом тангенциальной подачи”.

Выполнила студентка: Шестакова Мария Дмитриевна

ИУПиИП

Курс: IV

Специальность: 80502.65

Шифр: 5780304393

Оценка:

Преподаватель: Халимоненко Алексей Дмитриевич

Дата:

Санкт-Петербург 2009 г.

План

I. Описание зубофрезерного станка модели 5Д32

II. Кинематическая схема станка

III. Настройка цепи главного движения

IV. Настройка цепи обката (деления)

V. Настройка цепи тангенциальной подачи

VI. Настройка цепи дифференциала

I. Описание зубофрезерного станка модели 5Д32

Зубофрезерный станок 5Д32 предназначен для фрезерования (нарезания) зубьев цилиндрических зубчатых колёс с прямыми и косыми зубьями методом обката червячной фрезой. Кроме того, на данном станке можно нарезать червячные колёса как методом радиальной, так и методом тангенциальной подачи. Если на станке имеется специальное приспособление, то можно нарезать зубчатые колёса с внутренним зацеплением. Кроме того, на данном станке методом обкатки можно нарезать и другие зубчатые детали. Нарезание зубчатых колёс производится по способу обкатки червячной фрезы и обрабатываемой заготовки. Станок 5Д32 имеет неподвижный стол и подвижную стойку. Наличие в станке фрезерного суппорта позволяет обрабатывать цилиндрические и червячные колёса методом радиального врезания и тангенциальной подачи.

Год выпуска	1954
Наибольший модуль нарезаемого колеса 5Д32, мм	16
Наибольший диаметр обрабатываемых колёс 5Д32 (прямозубых), мм: без контрподдержки	1250
с поддерживающей опорой (контрподдержкой)	800
Минимальное число нарезаемых зубьев	16
Наибольший диаметр устанавливаемых червячных фрез 5Д32, мм	225
Наибольшая длина вертикального перемещения фрезерного суппорта	650
Максимальный угол наклона зубьев обрабатываемых колёс	± 45 °
Размер конуса отверстия фрезерного шпинделя	Морзе 6
Наибольшее осевое перемещение фрезы 5Д32, мм	245
Расстояние, мм: между осями стала и фрезы	100...750
от плоскости стола до оси фрезы	235...885
Диаметр стола 5Д32, мм	1000
Частота вращения фрезерного шпинделя, мин	28...270
Подача, мм/мин: продольная	0,15...40
радиальная	0,10...17,2
тангенциальная	0,04...19,5
Электродвигатели главного движения: мощность, кВт	8; 10; 12.5
частота вращения, мин	671; 985; 1470
Габаритные размеры станка 5Д32, мм	4020х2350х2780
Масса станка 5Д32, кг	17900

II. Кинематическая схема станка

Нам дана кинематическая схема зубофрезерного станка, работающего по методу обката (деления) червячной фрезы.

Рис. 1. Кинематическая схема зубофрезерного станка

Требуется настроить станок для нарезания червячного колеса методом тангенциальной подачи. Для этого необходимо настроить четыре кинематические цепи:

I. цепь главного движения,

II. цепь обката (деления),

III. цепь тангенциальной подачи,

IV. цепь дифференциала.

Исходные данные представлены в таблице.

Параметры	Исходные данные
z	42	По последней цифре шифра
dao, мм	36
ms, мм	2,5
V, мм/мин	27	По предпоследней цифре шифра
S, мм/об	1,6

z -- число зубьев обрабатываемой детали,

d_ao, мм -- наружный диаметр однозаходной червячной фрезы,

m_s, мм -- осевой модуль однозаходной червячной фрезы,

V, мм/мин -- скорость резания,

S, мм/об -- подача.

Под кинематической настройкой станка понимают настройку его цепей, обеспечивающую требуемые скорости движений исполнительных органов станка, а также, при необходимости, условия кинематического согласования перемещений или скоростей исполнительных органов между собой. Цель таких согласований -- образование поверхности с заданными формой, размерами, точностью и шероховатостью. Кинематическая настройка является составной частью наладки станка.

В большинстве металлорежущих станков с механическими связями для настройки кинематических цепей применяют органы кинематической настройки в виде гитар сменных зубчатых колёс, а также ременных передач, вариаторов, регулируемых электродвигателей, коробок скоростей и подач, характеристикой которых является общее передаточное отношение Я органа. Значение передаточного отношения органа настройки определяют по формуле настройки и затем реализуют в гитарах сменных зубчатых колёс подбором и установкой соответствующих колёс в гитаре, а в коробках скоростей и подач -- зацеплением соответствующих зубчатых колёс.

Для вывода формулы настройки любого органа кинематической настройки необходимо по кинематической схеме станка наметить такую цепь передач, в которой расположен данный орган и известны перемещения или скорости конечных звеньев этой цепи, связанные функциональной или требуемой зависимостью. Желательно, чтобы такая цепь передач, называемая в дальнейшем цепью согласования, включала в себя только один орган настройки, для которого выводят формулу.

Для выбранной цепи согласования составляют условие кинематического согласования перемещений её конечных звеньев, совершающихся в течение определённого промежутка времени, или их скоростей. Эти перемещения могут быть угловыми, линейно-угловыми и линейными. С учётом условия согласования перемещений или скоростей составляют уравнение кинематического баланса цепи согласования, в котором неизвестным является передаточное отношение Я органа настройки. При этом следует учитывать, что при совпадении порядка записи с направлением передачи движения через орган настройки символ Я записывают в числитель; при отсутствии этого условия -- в знаменатель. Уравнение баланса можно записывать от любого конца цепи согласования. Решение уравнения баланса относительно передаточного отношения органа настройки представляет собой формулу настройки. В общем виде формула настройки показывает зависимость передаточного отношения органа настройки от переменных параметров условия кинематического согласования перемещении конечных звеньев цепи согласования и её постоянной, то есть Я = f (C, переменные параметры условия согласования), где Я -- передаточное отношение органа настройки; C -- постоянная цепи согласования, зависящая от передаточных отношений её промежуточных передач и постоянных параметров условия согласования перемещений.

III. Настройка цепи главного движения

1. Условие настройки.

Цепь главного движения (вращения фрезы) начинается от электродвигателя (P = 2,8 кВт, n = 1420 об/мин), заканчивается фрезой и настраивается гитарой сменных зубчатых колёс А-В. Это значит, что при рассмотрении данной цепи необходимо идти от частоты вращения двигателя, который является начальным звеном, к частоте вращения фрезы, которая является конечным звеном цепи ( n_дв об/мин > n_фр об/мин).

2. Определение частоты вращения фрезы.

Частота вращения фрезы определяется по формуле:

.

3. Составление уравнения кинематического баланса (УКБ).

При составлении УКБ идём длине по всей цепи: от первого звена -- электродвигателя, до конечного -- фрезы.

,

где 1420 об/мин - частота вращения двигателя;

мм - диаметры шкивов;

е - коэффициент проскальзывания ремня по шкиву, (е = 0,99);

, - зубчатые цилиндрические пары;

- гитара сменных зубчатых колёс (зубчатая пара), которую

необходимо найти;

- зубчатые конические пары.

4. Расчёт УКБ относительно А и В.

Рассчитывая УКБ относительно А и В, мы тем самым рассчитываем передаточное отношение Я_v цепи главного движения.

Я_v = => Я_v = 0,5

5. Подбор сменных зубчатых колёс гитары .

Так как передаточное отношение гитары сменных зубчатых колёс Я_v = 0,5, то из приложенных к станку комплектов зубчатых колёс сменные колёса гитары для цепи главного движения выбираем 18-42, так как

6. Определение фактической частоты вращения фрезы n'_фр об/мин.

7. Определение фактической скорости резания V' м/мин.

Фактическая скорость резания определяется по формуле:

8. Определение процента расхождения ?V.

Процент расхождения определяется по формуле:

IV. Настройка цепи обката (деления)

1. Условие настройки.

Цепь обката (деления) связывает вращательные движения фрезы и рабочего стола и настраивается гитарой сменных зубчатых колёс a-b, c-d. Это значит, что при рассмотрении данной цепи необходимо идти от одного оборота фрезы к оборотов заготовки, где:

- количество заходов фрезы ();

- количество зубьев, которые необходимо нарезать (по условию ).

2. Составление уравнения кинематического баланса (УКБ).

,

где - зубчатая цилиндрическая пара;

- зубчатые конические пары;

- суммирующий механизм ;

- зубчатая пара, передаточное отношение которой принимаем за 1;

- гитара сменных зубчатых колёс, которую необходимо рассчитать;

- конечное звено (рабочий стол).

3. Расчёт УКБ относительно .

Рассчитывая УКБ относительно , мы тем самым рассчитываем передаточное отношение Я_x цепи обката (деления).

4. Подбор сменных зубчатых колёс гитары .

Исходя из вычисленного передаточного отношения, подбираем сменные зубчатые колёса гитары.

V. Настройка цепи тангенциальной подачи

1. Условие настройки.

Начальным звеном цепи тангенциальной подачи является рабочий стол, конечным звеном является ходовой винт. Органом настройки цепи является гитара сменных зубчатых колёс a₁-b₁, c₁-d₁. Это значит, что при рассмотрении данной цепи необходимо идти от одного оборота заготовки к оборотов ходового винта, где:

- величина подачи (по условию = 1,6 мм/об);

- шаг ходового винта ( = 5мм).

2. Составление уравнения кинематического баланса (УКБ).

,

где - начальное звено (рабочий стол);

- гитара сменных зубчатых колёс (необходимо рассчитать);

- зубчатая цилиндрическая пара;

- зубчатые конические пары;

- паразитная пара;

- конечное звено (ходовой винт).

3. Расчёт УКБ относительно .

Рассчитывая УКБ относительно , мы тем самым рассчитываем передаточное отношение Я_s цепи тангенциальной подачи.

;

4. Подбор сменных зубчатых колёс гитары .

Исходя из вычисленного передаточного отношения, подбираем сменные зубчатые колёса гитары.

VI. Настройка цепи дифференциала

1. Условие настройки.

Цепь дифференциала, сообщающая рабочему столу дополнительное вращательное движение, идёт от ходового винта до рабочего стола и настраивается гитарой сменных зубчатых колёс a₂-b₂, c₂-d₂. Это значит, что при рассмотрении данной цепи необходимо идти от одного оборота ходового винта к оборотов заготовки, где

- шаг ходового винта ();

-осевой модуль однозаходной червячной фрезы (по условию );

- число зубьев обрабатываемой детали (по условию ).

2. Составление уравнения кинематического баланса (УКБ).

,

где - начальное звено (ходовой винт);

- гитара сменных зубчатых колёс (орган настройки цепи),

которую необходимо рассчитать;

- суммирующий механизм ();

- паразитная пара;

- зубчатые конические пары;

- зубчатая цилиндрическая пара;

- зубчатая пара, передаточное отношение которой принимаем за 1;

Я_x - передаточное отношение цепи обката (деления).

3. Расчёт УКБ относительно .

Рассчитывая УКБ относительно , мы тем самым рассчитываем передаточное отношение Я_y цепи дифференциала.

4. Подбор сменных зубчатых колёс гитары .

Исходя из вычисленного передаточного отношения, подбираем сменные зубчатые колёса гитары.

Ответ. В данной работе я рассчитала (настроила) четыре кинематические цепи, то есть в каждой кинематической цепи произвела расчёт органа настройки цепи (гитары сменных зубчатых колёс). В итоге я получила следующие данные:

I. цепь главного движения:

Я_v = => Я_v = 0,5 ;

II. цепь обката (деления):

;

III. цепь тангенциальной подачи:

;

IV. цепь дифференциала:

.

Рассчитав все четыре кинематические цепи, я тем самым настроила станок для нарезания червячного колеса методом тангенциальной подачи.