Гитара для фрезерования винтовых канавок

Фрезерование винтовых канавок

Образование винтовой линии и ее элементы. Чтобы лучше представить, как образуется винтовая линия, возьмем цилиндр диаметром d (рис. 142) и будем навертывать на него прямоугольный треугольник, вырезанный из бумаги, со стороной АБ, равной длине окружности основания цилиндра пd.

Когда катет АБ обернется вокруг основания цилиндра один раз, точка В треугольника окажется на цилиндре в положении B1, а гипотенуза AB образует винтовую линию.

Винтовая линия характеризуется шагом, углом наклона и направлением.

Шагом винтовой линии P называется расстояние между ее одноименными точками в осевом направлении, мм.

Углом наклона винтовой линии w считается угол, расположенный между осью цилиндра и направлением винтовой линии. Он определяется из треугольника AB1B по формуле

Образование винтовых канавок на фрезерных станках. Для получения на цилиндрической заготовке винтовой канавки нужного шага заготовке необходимо сообщить равномерное вращательное движение вокруг оси (за счет вращения шпинделя делительной головки) и одновременное перемещение вдоль оси от винта продольной подачи стола. Эти движения должны быть согласованы так, чтобы при повороте заготовки на один полный оборот она переместилась в продольном направлении на величину шага.

Шпиндель делительной головки получает вращение от винта продольной подачи стола через сменные колеса гитары z1, z2, z3 и z4 (рис. 143), соединяющие винт с валом механического привода делительной головки 8. Через конические шестерни 7 и 12 вращение передается делительному диску 11, а от него через связанный с ним стержень фиксатора 9, рукоятку 10, вал 6, цилиндрические колеса 5 и 4, червяк 3, червячное колесо 2 — шпинделю делительной головки 1 и обрабатываемой заготовке.

Если на заготовке должно быть нарезано несколько канавок, то после фрезерования первой из них заготовку необходимо повернуть относительно режущего инструмента на расчетную часть оборота.

Винтовые канавки (в зависимости от их формы) можно обрабатывать концевыми, дисковыми, угловыми или фасонными фрезами. При этом фрезерование концевыми фрезами производится только на вертикально-фрезерных, а фасонными и дисковыми угловыми — на универсально-фрезерных станках.

На рис. 144, а показана схема фрезерования прямоугольной винтовой канавки концевой фрезой на вертикально-фрезерном станке, на рис. 144, б — угловой канавки двухугловой фрезой на универсальнофрезерном станке. Стрелками обозначено направление вращения фрезы, заготовки и перемещение стола.

Винтовая канавка получит правильный профиль при условии, что плоскость вращения угловой фрезы будет совпадать с направлением винтовой канавки. По этой причине нарезание винтовой канавки дисковой угловой или фасонной фрезой производится на универсально-фрезерных станках, стол которых должен быть повернут на угол наклона канавки. При повороте стола необходимо учитывать направление винтовой канавки на обрабатываемой заготовке. Так, при фрезеровании канавок правого направления стол должен быть повернут против часовой стрелки, при обработке канавок левого направления — по часовой стрелке.

Расчет передаточного отношения и числа зубьев сменных колес гитары. Как было отмечено выше, для согласованного вращения заготовки, закрепленной в делительной головке с продольным перемещением стола, устанавливается гитара сменных колес, которые не только передают вращение заготовке, но и согласовывают это вращение с ее поступательным перемещением.

На делительных головках УДГ Д-250, УДГ Д-320 и УДГ Д-400 устанавливаются две гитары (рис. 145, а): малая 2 — на ходовой винт продольной подачи стола (при помощи винта 1 она крепится к торцовой поверхности стола) и большая 5 — на цилиндрический хвостовик приводного вила делительной головки. Схема установки колес гитары для фрезерования винтовых канавок правого направления показана на рис. 145, б, левого — на рис. 145, в. Колеса 3 и 4 с числом зубьев 38 (передаточное отношение равно единице) соответственно устанавливаются на шейке ходового винта и пальце гитары, на котором расположено первое сменное зубчатое колесо z1. Зубчатое колесо z0 служит для. изменения направления вращения, не изменяя передаточное отношение.

Если передаточное отношение сменных колес будет равно единице, то за один оборот винта продольной подачи стол переместится на величину, равную шагу резьбы винта, а шпиндель делительной головки с заготовкой повернется на 1/40 оборота. Для его поворота на один оборот необходимо, чтобы винт продольной подачи сделал 40 оборотов. За это время стол переместится на величину, равную шагу, умноженному на 40. Так как шаг резьбы винта продольной подачи отечественных консольно-фрезерных станков равен 6 мм, а характеристика делительной головки 40, то за один оборот заготовки стол переместится на величину

Характеристикой А универсально-фрезерного станка называется шаг той винтовой канавки, которая будет нарезана на данном станке при передаточном отношении сменных колес гитары, соединяющих винт продольной подачи стола и валик привода делительной головки, равном единице.

Передаточное отношение сменных колес гитары определяется по формуле

где А — характеристика фрезерного станка, равная 240; P — шаг нарезаемой винтовой канавки, мм.

Зная передаточное отношение, можно рассчитать и сменные колеса по формуле

Пример. Определить передаточное отношение и рассчитать сменные колеса гитары при фрезеровании винтовой канавки с шагом 300 мм на УДГ Д-250, если характеристика фрезерного станка A = 240.

Последовательность наладки станка и делительной головки для фрезерования винтовых канавок.

1. Выбрать дисковую фрезу с профилем, соответствующим профилю канавки в нормальном сечении.

2. Закрепить на столе станка делительную головку так, чтобы было возможно соединить с помощью сменных зубчатых колес ходовой винт продольной подачи стола с валиком механического привода шпинделя делительной головки. Установить на столе станка заднюю бабку и выверить соосность центров.

3. Закрепить заготовку в центрах делительной головки и задней бабки.

4. Повернуть стол в необходимом направлении на величину угла наклона винтовой канавки и убедиться в достаточности величины зазора между столом и станиной станка. Он должен быть не менее 10—15 мм, а затем возвратить стол в исходное положение.

5. Установить и закрепить на центровой оправке фрезу.

6. Перемещением стола в необходимых направлениях совместить вершину зубьев фрезы с диаметральной плоскостью заготовки известными способами. Наиболее удобно и быстро это можно сделать, если совместить вершину центра, вставленного в коническое отверстие шпинделя, с вершиной зубьев фрезы и опустить стол станка на величину, несколько большую половины диаметра заготовки.

7. Установить необходимую величину переднего угла, смещая стол с заготовкой в поперечном направлении на величину, найденную по формуле (28) или (29).

8. Повернуть стол с заготовкой в необходимом направлении на величину угла наклона винтовой канавки и закрепить.

9. Из таблиц справочника выбрать подачу на зуб, скорость резания, определить частоту вращения фрезы в минуту, рассчитать минутную подачу стола и настроить станок на режим резания.

10. По формуле (18) простого деления произвести расчет числа оборотов рукоятки, выбрать окружность с отверстиями на боковом делительном диске и число делений для поворота заготовки после фрезерования каждой канавки.

11. Рассчитать сменные колеса по формуле (33), закрепить их на гитаре по схеме, приведенной на рис. 145, б, в, в зависимости от направления винтовой канавки.

12. Вертикальной подачей поднять стол до легкого касания заготовки с вращающейся фрезой, затем продольной подачей отвести заготовку из-под фрезы, по лимбу вертикальной подачи установить глубину фрезерования, равную глубине канавки, заданной чертежом. Включить продольную подачу стола и фрезеровать первую винтовую канавку на необходимую длину.

13. Выключить продольную подачу стола, опустить стол (до 5 мм) и возвратить его в исходное положение. Поворотом рукоятки относительно отверстий на боковом делительном диске повернуть заготовку на необходимую часть окружности, по лимбу вертикальной подачи поднять стол в прежнее положение, включить продольную подачу, фрезеровать вторую канавку и т. д.

Контроль профиля канавок и ее размеров производят шаблонами или универсальными измерительными инструментами.

Виды и причины брака. При фрезеровании винтовых канавок возможны следующие виды брака:

1. Неодинаковая глубина впадин канавок, различный шаг зубьев. Причиной этого может быть небрежность фрезеровщика в отсчетах при делении и установке глубины резания по лимбу вертикальной подачи, неумение пользоваться раздвижным сектором; поворот рукоятки делительной головки на большее число оборотов, чем расчетное.

2. Неправильное направление винтовой канавки, что происходит, если неверно выбрана схема настройки гитары.

3. Шаг винтовой канавки не соответствует чертежу, что бывает, если неправильно рассчитаны или выбраны по таблице сменные колеса или если при установке фрезеровщик поменял местами ведущие и ведомые колеса.

4. Число канавок не соответствует чертежу, что имеет место, если был неверно произведен расчет числа оборотов рукоятки, неправильно выбрана окружность с отверстиями на боковом делительном диске и число делений между ними.

5. Завышенная шероховатость обработанных поверхностей, причинами которой являются: работа затупившейся фрезой, большая подача на зуб, не жесткое крепление заготовки, угол поворота стола установлен неверно.

Источник

§ 54. Фрезерование винтовых канавок

Нарезание винтовых канавок является одной из сложных операций, выполняемых с помощью делительных головок. При фрезеровании винтовых канавок фреза получает быстрое вращательное движение, определяющее скорость резания. Обрабатываемая заготовка имеет сложное движение — медленное вращательное движение вокруг своей оси и согласованное с ним поступательное движение вдоль оси. Винтовые канавки (правые и левые) можно фрезеровать концевой фрезой на вертикально-фрезерном станке и дисковой фрезой на горизонтальнофрезерном станке. Дисковыми фрезами можно фрезеровать винтовые канавки также на специально приспособленных вертикально-фрезерных и бесконсольно-фрезерных станках с применением поворотной головки. Этот метод целесообразно применять при фрезеровании винтовых канавок с большим углом подъема, а также канавок на крупногабаритных заготовках. Настраивая универсально-фрезерный станок и делительную головку для фрезерования винтовых канавок, следует:

1. определить величину угла и направление поворота стола станка;
2. определить число зубьев сменных зубчатых колес, обеспечивающее заданное вращение обрабатываемой заготовки.

Винтовая канавка получит правильный профиль лишь при условии, что плоскость вращения дисковой фрезы совпадает с направлением канавки. Для выполнения этого условия необходимо, чтобы при фрезеровании винтовой канавки стол станка был повернут на угол наклона винтовой канавки. В таком случае ось дисковой фрезы будег расположена перпендикулярно к развертке винтовой линии.

Угол со поворота стола отсчитывают по градусным делениям на лимбе поворотной части стола. Более точного отсчета и не требуется, так как небольшое отклонение угла поворота стола приводит к очень незначительному изменению формы поверхности винтовой канавки. При фрезеровании винтовой канавки концевой фрезой стол станка должен быть установлен в обычном положении. При повороте стола необходимо учитывать направление винтовой канавки обрабатываемой заготовки. Для фрезерования левой винтовой канавки стол поворачивают по часовой стрелке, как показано на рис. 174, а. Для фрезерования правой винтовой канавки стол поворачивают против часовой стрелки (рис. 174, б).

Рис. 174. Направление поворота стола для фрезерования

Если винтовая канавка левая, то установку сменных зубчатых колес производят по схеме 1, если правая — по схеме II (рис. 175, а, б). Зубчатое колесо z₁ устанавливают на постоянном пальце гитары; ведомое колесо z₂ и второе ведущее z₃ — на переставном пальце; второе ведомое зубчатое колесо z₄ — на валике привода делительного диска. При фрезеровании левой винтовой канавки между колесами z₁ и z₂ устанавливают промежуточное зубчатое колесо z_n — 40. Остальные зубчатые колеса на схемах постоянные с передаточным отношением i = 1.

Рис. 175. Схема расположения сменных зубчатых колес на гитаре при фрезеровании винтовых канавок

Фрезерование зубьев цилиндрической фрезы с винтовыми канавками

Требуется настроить делительную головку для нарезания зубьев цилиндрической фрезы диаметром D = 100 мм, z = 12, угол наклоча винтовых канавок ω = 30°, винтовая канавка левая. Передний угол γ = 15°. Фрезерование винтовых канавок треугольного профиля следует производить двуугловыми дисковыми фрезами. В данном случае берем двуугловую несимметричную фрезу с углом θ = 55°, который складывается из двух неравных углов большего 40° и меньшего 15°. Меньший угол соответствует переднему углу нарезаемой фрезы.

На рис. 176, а, б, показано направление вращения фрезы и обрабатываемой заготовки при фрезеровании правой и левой винтовых канавок фрез.

Рис. 176. Направление вращения фрезы и обрабатываемой заготовки при фрезеровании

На рис. 177 показана установка заготовки для фрезерования винтовых канавок. Обрабатываемая заготовка укрепляется на оправке в центрах делительной головки.

Последовательность обработки винтовой канавки:

1. Намечают на заготовке положение передней поверхности или всей впадины одного зуба.
2. Надевают хомутик на оправку, закрепляют заготовку, насаженную на оправку, в центрах делительной головки и затягивают винтом хомутик.
3. Поворачивают стол на угол ω наклона винтовой канавки (ω = 30°), согласно рис. 176, а.
4. Перемещают стол в поперечном направлении до тех пор, пока между столом и станиной не останется промежуток 10—15 мм.
5. Устанавливают и закрепляют угловую фрезу и поворачивают стол в исходное положение.
6. Устанавливают угловую фрезу в диаметральной плоскости заготовки. Для этого, вращая маховичок вертикальной подачи, поднимают стол станка до тех пор, пока центр задней бабки не окажется на одном уровне с нижними режущими кромками фрезы. Затем, вращая маховичок поперечной подачи, перемещают стол в поперечном направлении до тех пор, пока острие центра задней бабки не совпадет с вершиной зуба угловой фрезы. Далее с помощью рукоятки делительной головки совмещают зуб угловой фрезы с размеченной на заготовке канавкой зуба.
7. Включают станок и с помощью рукояток вертикальной и поперечной подачи и делительной головки подводят фрезу к заготовке. Убедившись, что угловая фреза получила правильное положение для фрезерования винтовой канавки, стопорят поперечные и вертикальные салазки стола.
8. Настраивают делительную головку на простое деление.
9. Определяют передаточное отношение сменных зубчатых колес гитары.

Подбор сменных зубчатых колес для настройки делительной головки при фрезеровании винтовых канавок производят по таблицам, прилагаемым к паспорту делительной головки.

Устанавливают сменные зубчатые колеса по схеме рис. 175,б так как винтовая канавка левая.

Проверяют правильность работы передаточного механизма вращением вручную винта продольной подачи стола. Перед вращением винта продольной подачи нужно освободить делительный диск от стопорного штифта (защелки).

Устанавливают стол станка под углом подъема винтовой канавки (ω = 30°) и закрепляют ее болтом.

Фрезеруют первую канавку на полную глубину по разметке и проверяют ее по шаблону. Опускают стол и возвращают заготовку в исходное положение.

Производят деление на 1/12 часть оборота.

Поднимают стол в исходное положение, подводят вручную заготовку под фрезу и фрезеруют вторую канавку и т. д.

Фрезерование затылка зуба производят цилиндрической или торцовой фрезой при помощи вертикальной накладной головки (см. рис. 49), установленной на универсально-фрезерном станке. Наладку делительной головки и поворот стола производят, как и при фрезеровании винтовой канавки двуугловой фрезой

Фрезерование затылка зуба можно произвести той же самой двуугловой фрезой, которой была профрезерована винтовая канавка. Для этого необходимо опустить стол на такую величину, чтобы вращающаяся двуугловая фреза не касалась обрабатываемой фрезы, и переместить стол в поперечном направлении. Затем повернуть обрабатываемую заготовку на угол, равный углу между спинкой и затылком зуба (рис. 178). Затем поднять стол на такую высоту, чтобы получить заданную величину спинки зуба фрезы. Ширина затылка зубьев устанавливается методом пробных проходов. Приемами, как и при обработке канавки, произвести фрезерование затылка остальных зубьев.

Рис. 178. Фрезерование затылка зуба двуугловой фрезой

Фрезерование кулачков с профилем по архимедовой спирали

Плоские (дисковые) кулачки, применяемые в токарных автоматах и других машинах, имеют участки профиля, очерченные по спирали Архимеда. На рис. 179, а показан кулачок, рабочий профиль которого представляет собой один полный виток спирали; размер H называется шагом спирали. В ряде случаев профиль кулачка состоит из нескольких спиралей с разным шагом, сопряженных между собой дугами окружностей и прямыми линиями. Так, например, кулачок на рис. 179, б имеет неполную спираль 1—2, охватываемую центральным углом φ1, и спираль 3—4, охватываемую углом φ2. Расстояния h1 и h2 называют подъемом спирали на участках, соответствующих центральным углам и φ2. Если известен подъем спирали h и соответствующий ему центральный угол φ, то шаг спирали Н можно определить по формуле

Рис. 179. Плоские кулачки

Обычно центральный угол, охватывающий спиральный участок, дают не в градусах, а в сотых долях полной окружности, т. е. при построении профиля кулачка из его центра проводят не 360 лучей (360°), а 100 лучей.

В большинстве случаев фрезерование спиралей производится концевыми фрезами на горизонтально-фрезерных станках, закрепляемыми в поворотном шпинделе накладной фрезерной головки. Обрабатываемый кулачок центрируют и закрепляют на консольной оправке, установленной в шпинделе делительной головки. При фрезеровании кулачков оси шпинделей фрезерной и делительной головок всегда расположены параллельно. Если шпиндель головки установлен вертикально (рис. 180, а), то передаточное отношение i сменных зубчатых колес, соединяющих винт продольной подачи стола станка с валиком привода головки, определяют как и при обработке винтовых канавок:

Рис. 180. Расположение накладной и делительной головок

При малых значениях шага спирали H ведущие сменные зубчатые колеса получаются настолько большими, что передача вращательного движения винта шпинделю делительной головки становится невозможной. Поэтому обработку кулачков с такими спиралями производят при наклонно установленных делительной головке и шпинделе.

Настройка станка для обработки плоских кулачков, выполненных по спирали Архимеда, производится следующим образом:

1. устанавливают сменные зубчатые колеса для фрезерования винтовой канавки с произвольным шагом;
2. шпиндель делительной головки и фрезу располагают под углом ω.

Установив сменные зубчатые колеса для фрезерования винтовой канавки с продольным шагом H, можно обрабатывать кулачок с несколькими спиралями, не меняя установку зубчатых колес, а только изменяя угол наклона шпинделя делительной головки и фрезы при переходе от одного участка кулачка к другому.

Длина режущей части фрезы должна быть больше толщины кулачка.

Источник

Читайте также:  Поздравление с юбилеем преподавателю фортепиано