- Один из способов автоматизации работы на токарном станке — электронная гитара
- Что это такое, функционал
- Конструкция
- На Aduino
- Технические характеристики
- Плюсы и минусы
- Как правильно подключить?
- Один из способов автоматизации работы на токарном станке — электронная гитара
- Настройка гитары по таблицам справочника.
- Расположение составных частей и органов управления зубофрезерным станком — полуавтоматом 532
- Основные узлы зубофрезерного станка 532
- Гитара дифференциала в режиме on-line.
- Популярные модели
- Универсальный токарный станок по металлу ДИП-200
- Универсальный токарный станок по металлу ДИП-300
- Универсальный тяжелый токарный станок 165
- Универсальный токарный станок по металлу 163
- Универсальный токарно-винторезный станок ГС526У
- Универсальный токарно-винторезный станок 1В625М
- Трубонарезной станок 1Н983
- Универсальный токарный станок по металлу 16ВТ20П-22
- Универсальный токарный станок по металлу 1М63Н-3
- Универсальный токарно-винторезный станок 16К40
- Технические характеристики зубофрезерного станка 532
- Зубчатые колёса для токарно-винторезного станка
- Расположение органов управления зубофрезерным станком 532
- Перечень органов управления зубофрезерным станком 532
- Расчет настройки станка
Один из способов автоматизации работы на токарном станке — электронная гитара
Электронная гитара для токарного станка представляет собой узел, который направлен на уменьшение или увеличение скорости вращения или подачи. Обеспечивают возможность смены частоты вращения дополнительные зубчатые колеса, их может быть несколько пар (от 1 до 3).
Что это такое, функционал
Заводские токарные станки обычно довольно тяжело настраиваются для смены шага. Изменение подачи и нарезания резьбы получается выполнить только с помощью сменных шестерен. Задача требует большого количества времени — от получаса для замены и настройки деталей.
Блок для «электронных шестерен» позволяет:
- менять направление нарезки;
- изготавливать резьбу, шаг которой легко регулируется;
- использовать синхронную и асинхронную подачу;
- получать левую резьбу;
- наглядно видеть угол наклона шпинделя (выполняет функцию делительной головки).
Конструкция
Электрогитары для станков состоят из:
- Сменных зубчатых колес (2–6 штук). Гитары с одной парой шестеренок встраиваются в цепи, работа которых не связана с точной настройкой. Две и три пары используют, когда необходима точная настройка кинематической цепи. Токарно-винторезные станки оборудуют набором колес, число присутствующих зубьев кратно 5. Обычно данный класс оборудования оснащен комплектом таких шестеренок, их количество составляет 22 штуки.
- Двух осей, на которые крепятся шестерни. Оси служат для вращения зубчатых колес.
- Шпинделя (или шпинделей), выполняющего функцию закрепления инструмента (сверла, развертки и др.).
- Энкодера, закрепляемого на шпинделе и измеряющего его вращение. Данную деталь можно достать из старого струйного принтера. Доставать лучше сразу с датчиком, его затем рекомендуется вставить в корпус из оргстекла.
- Блока управления, отвечающего за формирование сигналов.
- Кабелей.
Вращение, которое производит первая шестерня, сидящая на выходном валу передней бабки, передается на последующие зубчатые колеса, откуда импульс переходит на входной вал коробки подач.
На Aduino
Технические характеристики
- синхронная подача: 0.01-0.25 мм/об;
- асинхронная подача: 5–132 мм/мин;
- произвольность шага: 0.001-4.500 мм;
- точность угла поворота шпинделя — 0,05 градуса;
- делитель шпинделя, с шагом в 0.1 градус, калькулятор деления;
- наличие программных упоров (можно сохранить понравившиеся параметры для последующей работы);
- ускоренная подача;
- автоматическое нарезание резьбы;
- многопроходный цикл точение/торцевание;
- перемещение в масштабе с помощью РГИ.
Плюсы и минусы
Среди достоинств устройства следует выделить:
- Возможность более точной автоматизации производства. Человек здесь нужен только для проверки инструментов, их накладки, а также для установки и снятия заготовок. Таким образом, один мастер может работать сразу на нескольких токарных станках.
- Повышение производственной гибкости. При необходимости изготовления иной детали нужно всего лишь подкорректировать программу.
- Высокая точность работы станка, а также повторяемость обработки деталей. Благодаря этому токарный станок будет обрабатывать детали нужное количество раз и его производительность при этом не будет страдать в отличие от мастера, который устает в процессе работы.
- Возможность расчета времени обработки заготовок, т. к. на каждую отведено определенное количество времени. Это помогает планировать производство более регламентировано.
- Доступная стоимость деталей для сборки.
К недостаткам электронной гитары для токарного станка можно отнести:
- довольно высокую стоимость при покупке данного оборудования. Гораздо бюджетнее собрать приспособление самостоятельно. Однако и самостоятельная сборка, установка и настройка довольно непростой процесс. Новый станок с ЧПУ обойдется мастеру не менее, чем в 2 000 000 рублей.
- Сложность в подборе редуктора. Некоторые из-за высокочастотной подачи разгоняют станок так, что тот выходит за пределы номинала. Усилие также может превышать требуемое, поэтому рекомендуется учитывать работу используемого редуктора и других составляющих, они несомненно повлияют на качество работы.
- Если разрешение энкодера малое, есть вероятность возникновения проблем при работе с резьбой, шаг которой больше 10 мм.
Как правильно подключить?
План подключения электрической гитары, следующий:
- Перед началом подключения следует установить энкодер на шпиндель. Корпус устройства крепят к передней бабке (ПБ) латунными втулками (8 мм), энкодер крепят на втулке, которая поджимает задний подшипник шпинделя.
- Датчик удобно закрепить на шпинделе вместо шестеренки, а корпус датчика — на ПБ токарного станка.
- На вал подачи крепим шаговый двигатель. При желании можно убрать детали, предназначенные для крепления шестеренок.
- Для защиты электроники от летящей стружки прячем ее в кофр из оргстекла. Плату рекомендуется оборудовать USB разъемом, его удобно использовать для подключения датчика, а также кабелем, через него к электрогитаре можно подсоединить клавиатуру и кнопки. Макетная плата Ардуино легко позволяет включить все необходимые составляющие.
- На основании платы закрепляем отдельный выключатель питания и разъем, благодаря которому удастся подключить блок питания драйвера.
- Блок питания (для питания Ардуино хватит механизма на 12 вольт) устанавливается под блок управления. От него будут получать электроэнергию и вентиляторы, если они будут установлены.
- Управление можно облегчить, изготовив раздельную индикацию и кнопки.
Настройка электронной гитары:
- Для начала следует выполнить фазировку энкодера так, чтобы в момент прямого вращения шпинделя (на себя) угол увеличивался. В случае уменьшения угла следует поменять выходы А и В в энкодере местами.
- Далее, необходимо настроить количество рисок энкодера и подач.
- Вывести минимальные биения посадочного фланца.
- Выполнить настройку количества резьбы.
Электронная гитара для токарного станка довольно удобный инструмент для мастеров, которые ценят свое время и хотят добиться высокого качества и производительности труда. При грамотном подходе к сборке данного устройства удастся добиться превосходного эффекта в автоматизации производства.
Источник
Один из способов автоматизации работы на токарном станке — электронная гитара
Опубликовано 29 Мар 2020 Рубрика: Механика |
Мастера, технологи и фрезеровщики механообрабатывающих цехов, в станочных парках которых есть зубофрезерные станки, регулярно сталкиваются при изготовлении косозубых цилиндрических зубчатых колес с вопросом максимально точного подбора шестеренок гитары дифференциала.
Если не вдаваться в подробности работы кинематической схемы зубофрезерного станка и технологического процесса нарезания зубьев червячной фрезой, то данная задача заключается в сборке двухступенчатого цилиндрического зубчатого редуктора с заданным передаточным отношением (u) из имеющегося комплекта сменных колес. Этот редуктор и есть гитара дифференциала. В комплект (приложение к станку) входит, как правило, 29 зубчатых колес (иногда более 50) с одинаковым модулем и диаметром посадочного отверстия, но с разным количеством зубьев. В наборе могут присутствовать по две-три шестерни с одинаковым количеством зубьев.
Схема гитары дифференциала изображена ниже на рисунке.
Настройка гитары дифференциала начинается с определения расчетного передаточного отношения (u) по формуле:
u=p*sin (β)/(m*k)
p – параметр конкретной модели станка (число с четырьмя-пятью знаками после запятой).
Значение параметра (p) индивидуально для каждой модели, приводится в паспорте на оборудование и зависит от кинематической схемы привода конкретного зубофрезерного станка.
β – угол наклона зубьев нарезаемого колеса.
m – нормальный модуль нарезаемого колеса.
k – число заходов червячной фрезы, выбранной для работы.
После этого необходимо выбрать из набора такие четыре шестерни с числами зубьев Z1, Z2, Z3 и Z4, чтобы, установленные в гитару дифференциала, они образовали редуктор с передаточным отношением (u’) максимально близким к рассчитанному значению (u).
(Z1/Z2)*(Z3/Z4)=u’≈u
Как это сделать?
Подбор чисел зубьев шестеренок, обеспечивающий максимальную точность, можно выполнить четырьмя способами (по крайней мере, известными мне).
Рассмотрим кратко все варианты на примере зубчатого колеса с модулем m=6 и углом наклона зубьев β=8°00’00’’. Параметр станка p=7,95775. Червячная фреза – однозаходная k=1.
Для исключения ошибок при многократных расчетах составим простую программу в Excel, состоящую из одной формулы, для расчета передаточного числа.
Ссылка на скачивание файла Excel: raschet-peredatochnogo-chisla-gitary-differentsiala (xls 34KB)
Расчетное передаточное число гитары (u) считываем
в ячейке D8: =D3*SIN (D6/180*ПИ())/D5/D4=0,184584124
Относительная погрешность подбора не должна превышать 0,01%!
δ=|(u-u’)/u|*100 Читайте также: Технические характеристики вертикально-сверлильного станка 2Н118
Вычисляем относительную погрешность выбранного варианта.
δ=|(u-u’)/u|*100=|(0,184584124-0,184584178)/0,184584124| *100=0,000029%
К недостаткам электронной гитары для токарного станка можно отнести:
- довольно высокую стоимость при покупке данного оборудования. Гораздо бюджетнее собрать приспособление самостоятельно. Однако и самостоятельная сборка, установка и настройка довольно непростой процесс. Новый станок с ЧПУ обойдется мастеру не менее, чем в 2 000 000 рублей.
- Сложность в подборе редуктора. Некоторые из-за высокочастотной подачи разгоняют станок так, что тот выходит за пределы номинала. Усилие также может превышать требуемое, поэтому рекомендуется учитывать работу используемого редуктора и других составляющих, они несомненно повлияют на качество работы.
- Если разрешение энкодера малое, есть вероятность возникновения проблем при работе с резьбой, шаг которой больше 10 мм.
Настройка гитары по таблицам справочника.
С помощью таблиц справочника М.И. Петрика и В.А. Шишкова «Таблицы для подбора зубчатых колес» можно быстро решить рассматриваемую задачу. Методология работы подробно и понятно описана в самом начале книги.
Стандартный комплект В.А. Шишкова содержит 29 зубчатых колес с числами зубьев: 23; 25; 30; 33; 37; 40; 41; 43; 45; 47; 50; 53; 55; 58; 60; 61; 62; 65; 67; 70; 73; 79; 83; 85; 89; 92; 95; 98; 100.
Используем этот набор в решении нашей задачи.
Результат подбора по таблицам:
Z1=23 Z2=98 Z3=70 Z4=89
u’=(23*70)/(98*89)=0,184590690
δ=|(u-u’)/u|*100=|(0,184584124-0,184590690)/0,184584124| *100=0,003557%
Расположение составных частей и органов управления зубофрезерным станком — полуавтоматом 532
Расположение составных частей и органов управления станком 532
Основные узлы зубофрезерного станка 532
Станина 11 коробчатой формы имеет призматические горизонтальные направляющие, по которым могут перемещаться салазки 8 стола 12. Слева на плоскости станины смонтирована литая стойка 16 с вертикальными направляющими 2 для каретки 17 фрезерного суппорта 15. Перемещение суппорта достигается вращением вертикального винта 1.
Фрезерный суппорт состоит из каретки 17 и поворотной части суппорта 15, несущей шпиндель, в отверстии которого закрепляют оправку с фрезой. Поворотная часть суппорта 15 (а следовательно, и ось шпинделя), может быть повернута и закреплена под любым углом. Внутри стойки 16 помещается груз, уравновешивающий вес суппорта.
Стол 12 опирается на плоскую кольцевую поверхность своих салазок и центрируется коническим выступом. Вращение столу сообщается червячной парой. Венец червячного колеса прикреплен винтами к столу, а червяк связан скользящей шпонкой с валом 9. В центре стола вертикально укрепляется оправка для закрепления заготовок. Горизонтальное движение салазок со столом осуществляется при помощи ходового винта и закрепленной на салазках гайки. В конце винта сидит рукоятка 10 для перемещения стола вручную. К салазкам стола наглухо прикреплена задняя стойка 7, по вертикальным направляющим которой можно перемещать кронштейн 5. Этот кронштейн надвигают на верхний конец оправки и закрепляют рукояткой 6. Задняя стойка 7 для увеличения жесткости станка может быть связана с передней стойкой 16 поперечиной 3. В этом случае гайки 4 должны быть затянуты.
К станине крепится коробка 13 с гитарами подач и дифференциала, кожух гитары деления 14 и коробка привода, которая находится с противоположной стороны станка и на фиг. 59 не видна.
Гитара дифференциала в режиме on-line.
Заходите на сайт по адресу: sbestanko.ru/gitara.aspx и, если ваша модель станка присутствует в списке исходных данных, то задаете параметры нарезаемого колеса и червячной фрезы и ждете результат расчета. Иногда считает долго, иногда не находит решений.
Для нашего примера сервис не представил решений для точностей 5 и 6 разрядов после запятой. Зато для точности 4 знака после запятой выдал 136 вариантов. Мол — ковыряйтесь!
Лучший из представленных on-line сервисом результатов:
Z1=23 Z2=89 Z3=50 Z4=70
u’=(23*50)/(89*70)=0,184590690
δ=|(u-u’)/u|*100=|(0,184584124-0,184590690)/0,184584124| *100=0,003557% Читайте также: Инструмент для проделывания отверстий в металле своими руками — просекатель профиля
Сменные шестерни необходимы для настройки станка под нарезание нестандартных резьб, а также для нарезания дюймовых резьб 11 и 14 ниток на дюйм. Такой возможностью обладают многие токарные станки — ГС526У, МК6056М, 16Р25П и др..
ИНТЕРЕСНЫЕ СТАТЬИ И ПОЛЕЗНЫЕ КНИГИ
- ОАО «ГЗСУ» – основной производитель новых станков
- Токарные станки и работа на них Т. И. Тишенина, В. Б. Федоров
- Школьные станки ТВ и их аналоги
- Мини токарные станки Универсал — сделано в СССР
- Мини токарный б.у станок по металлу — восстановление и ремонт своими руками. 1 часть
- Самодельные мини токарные станки по металлу
- Отечественный токарный станок ГС526У – лучший выбор
- Дремель — токарный станок и дрель (из книги «Маленькие станки»)
- Необычные маленькие токарные станки из дерева, алюминия и стали
- Как правильно выбрать токарный станок
Популярные модели
Универсальный токарный станок по металлу ДИП-200
Цена по запросу
Универсальный токарный станок по металлу ДИП-300
Цена по запросу
Универсальный тяжелый токарный станок 165
Универсальный токарный станок по металлу 163
Цена по запросу
Универсальный токарно-винторезный станок ГС526У
Универсальный токарно-винторезный станок 1В625М
Трубонарезной станок 1Н983
Универсальный токарный станок по металлу 16ВТ20П-22
Универсальный токарный станок по металлу 1М63Н-3
Универсальный токарно-винторезный станок 16К40
Технические характеристики зубофрезерного станка 532
| Наименование параметра | 532 | 5д32 | 5е32 | 5к32 |
| Основные параметры станка | ||||
| Наибольший модуль нарезаемого колеса по стали, мм | 6 | 2..6 | 2..6 | 10 |
| Наибольший диаметр нарезаемых цилиндрических прямозубых колес (0°), мм | 750 | 800 | 800 | 800 |
| Наибольший диаметр нарезаемых цилиндрических косозубых колес (30°), мм | 500 | 500 | 500 | 500 |
| Наибольший диаметр нарезаемых цилиндрических косозубых колес (45°), мм | 350 | |||
| Наибольший диаметр нарезаемых цилиндрических косозубых колес (60°), мм | 190 | 190 | 120..250 | |
| Наибольший диаметр червячных нарезаемых колес, мм | 800 | |||
| Наибольшая длина венца нарезаемых цилиндрических прямозубых колес (0°), мм | 250 | 350 | ||
| Наибольшая длина венца нарезаемых цилиндрических косозубых колес (30°), мм | 200 | |||
| Наибольшая длина венца нарезаемых цилиндрических косозубых колес (45°), мм | 150 | |||
| Наибольшая длина венца нарезаемых цилиндрических косозубых колес (60°), мм | 130 | |||
| Наименьшее число нарезаемых зубьев | 12 | |||
| Расстояние между осями стола и фрезы, мм | 30..480 | 30..500 | 30..480 | 80..500 |
| Расстояние от плоскости стола до оси фрезы, мм | 165..415 | 200..510 | 190..525 | 210..570 |
| Расстояние от оси шпинделя до направляющих суппорта, мм | 218 | 220 | 319 | |
| Стол | ||||
| Диаметр стола, мм | 580 | 475 | 475 | 670 |
| Наибольшее перемещение стола, мм | 425 | — | — | 500 |
| Конус в шпинделе стола, мм | Морзе 5 | |||
| Ускоренное перемещение стола, мм/мин | — | — | — | 170 |
| Ручное перемещение стола за одно деление лимба, мм | 0,1 | — | — | 0,5 |
| Ручное перемещение стола за один оборот лимба, мм | 5 | — | — | |
| Суппортная стойка | ||||
| Наибольшее перемещение суппортной стойки, мм | 470 | 450 | — | |
| Быстрое перемещение суппортной стойки, мм/мин | — | 50 | 230 | — |
| Перемещение стойки на одно деление лимба, мм | — | 0,05 | 0,02 | — |
| Перемещение стойки на один оборот лимба, мм | — | 4,0 | 4,0 | — |
| Блокировка от перегрузки | есть | есть | — | |
| Суппорт | ||||
| Наибольшее перемещение суппорта, мм | 250 | 335 | 360 | |
| Ускоренное перемещение каретки суппорта, мм/мин | 220 | 550 | ||
| Наибольший диаметр режущего инструмента — фрезы, мм | 120 | 120 | 150 | 200 |
| Наименьшая длина режущего инструмента (фрезы), мм | 130 | 130 | 200 | |
| Диаметры фрезерных оправок, мм | 22, 27, 32 | 32; 40 | ||
| Ускоренное перемещение шпинделя вдоль оси, мм/мин | 130 | |||
| Наибольший угол поворота суппорта, град | 360° | |||
| Наибольший угол наклона зубьев нарезаемого колеса, град | ±60° | ±60° | ||
| Поворот суппорта на одно деление шкалы линейки, град | 1° | 1° | ||
| Поворот суппорта на одно деление шкалы нониуса, мин | 6` | 1` | ||
| Конусное отверстие шпинделя | Морзе 4 | Морзе 5 | Морзе 5 | |
| Наибольшее осевое перемещение фрезы, мм | 80 | |||
| Механика станка | ||||
| Пределы оборотов фрезы, об/мин | 47, 58, 72, 87, 100, 122, 150, 188 | 47,5..192 | 53,5..250 | 5..310 |
| Число ступеней оборотов фрезы | 8 | 8 | 9 | |
| Пределы вертикальных (продольных) подач фрезы, мм/об | 0,25..4 (12 шагов) | 0,5..3 | 0,8..5,0 | |
| Пределы радиальных подач подвижной стойки, мм/об | 0,1..1,0 | 0,3..1,7 | ||
| Пределы радиальных подач подвижного стола, мм/об | 0,105..1,68 (12 шагов) | — | — | |
| Пределы тангенциальных (осевых) подач фрезы, мм/об | 0,17..3,7 | |||
| Число ступеней подач | 7 | |||
| Привод и электрооборудование станка | ||||
| Электродвигатель главного привода, кВт (об/мин) | 3,2 (1440) | 2,8 | 4,5 | 7,5 |
| Электродвигатель ускоренного хода суппорта, кВт (об/мин) | 1,0 (1425) | 1,0 | 3,0 | |
| Электродвигатель привода осевого движения фрезы, кВт (об/мин) | — | 0,18 | 0,4 | |
| Электродвигатель привода гидронасоса, кВт (об/мин) | — | — | 1,1 | |
| Электродвигатель насоса охлаждения, кВт (об/мин) | 0,25 (2800) | 0,15 | 0,15 | 0,15 |
| Габаритные размеры и масса станка | ||||
| Габаритные размеры станка (длина х ширина х высота), мм | 1885 х 1158 х 1950 | 2395 х 1210 х 1975 | 2390 х 1340 х 2080 | 2550 х 1510 х 2000 |
| Масса станка с электрооборудованием и охлаждением, кг | 2500 | 3660 | 4000 | 7200 |
Зубчатые колёса для токарно-винторезного станка
Товарищи, прошу прощения за не исчерпывающее описание. Материал -PLA (Московский завод FDPlast), заполнение 100%. Сопло 0,4мм, температура стола — 60, температура экструдера 220, толщина слоя 0,25, скорость… Забыл. то ли 90, то ли 100. Толщину стенок, верха и низа я делаю всегда 1.2. Мне требовалось время соизмеримое с рабочим днём, ибо оставлять принтер без присмотра я не решаюсь, а торчать рядом с ним не хотелось. По этому и задал наиболее грубые параметры печати. Допускаю, что из-за этого в первую очередь появится ‘примятие’ неровностей, который не будет обозначать износ зубчатых колёс. Про Игоря Негоду правильно написали — нагрузки на шестерни гитары при резании действительно не велики. Правда он крутил шестерёнку при подаче, а при нарезании резьбы нагрузка выше, но так же не запредельно. Испытал я нарезая резьбу по Ст3 с шагом 12мм. Износа не заметил на шестернях. К сожалению не могу обещать, что скоро отчитаюсь о том, сколько они простояли, ибо подобные резьбы нужны весьма не регулярно. Применять эти шестерёнки буду соответственно тоже не часто. Изначально я хотел только одно колесо напечатать, но решил, что мне жалко его сопрягать со сталью, ещё и смазанной консистентной смазкой, по этому напечатал весь комплект и увеличил ширину венца. Пластик с пластиком уже не требует смазки. Вообще я полагаю, что если смазать PLA то станет только хуже.
Расположение органов управления зубофрезерным станком 532
Расположение органов управления зубофрезерным станком 532
Перечень органов управления зубофрезерным станком 532
- винт вертикальной подачи суппорта;
- рукоятка включения вертикальной подачи (включение муфты К2) фиг. 60);
- квадрат под рукоятку для установки поворотной части суппорта;
- поворотная часть суппорта;
- поворотная часть задней стойки;
- рукоятка для зажима кронштейна на задней стойке;
- задняя стойка;
- рукоятка дли зажима каретки стола;
- квадрат для вращения винта горизонтальной подачи вручную при выключенном подающем червяке (Р2, фиг. 60);
- лимб для установки на глубину резания;
- муфта включения горизонтальной подачи (муфта К3, фиг. 60);
- квадрат под рукоятку для одновременного вращения вертикального винта и стола вручную при возврате суппорта при нарезании колес с косыми зубьями (Р3, фиг. 60);
- рукоятка включения червяка дифференциала;
- кожух гитары подач и гитары дифференциала;
- вал вертикальной подачи (вал ХIII, фиг, 60);
- кнопки электроуправления;
- шкаф электрооборудования;
- квадрат под рукоятку для перемещения каретки суппорта вручную (Р1. фиг. 60);
- валик упоров выключения вертикальной подачи;
- рукоятка включения подачи (включение муфты К1, фиг. 60);
- салазки суппорта;
- стойка;
- кожух гитары деления;
- коробка привода;
- станина;
- включение подающего червяка;
- каретка стола;
- вращающийся стол.
Расчет настройки станка
Контрольная работа
по дисциплине : Технология оснащения машиностроительного производства
Выполнил: Смирнов А.А.
Проверил: Андреев А.А.
Теоретическая часть.
При обработке зубчатых колес червячными фрезами заготовка вращается вокруг своей оси и одновременно наблюдается вращение инструмента вокруг его оси. Вращение фрезы и заготовки кинематически связаны друг с другом. При одном обороте однозаходной червячной фрезы заготовка поворачивается вокруг своей оси на один зуб. Ось фрезы устанавливается наклонно относительно оси заготовки так, чтобы направления винтовых ниток фрезы совпадали с направлением зубьев нарезаемого колеса. Кроме вращения, фреза имеет еще и поступательное перемещение вдоль оси заготовки для осуществления подачи. Обработка зубчатых колес червячными фрезами производится на специальных зубофрезерных станках. Процесс характеризуется высокой производительностью, обусловленной непрерывностью фрезерования.
Зуб цилиндрического прямозубого колеса имеет две производящих линии (рис. 1). Линия 1, реализующая зуб по высоте, является эвольвентой и образуется методом обката. Линия 2, реализующая зуб по длине, является прямой и получается методом касания. Обе производящие линий сложные, поэтому для формирования каждой из них в станке необходимо создать по два элементарных движения. Рассмотрим, какие же формообразующие движения необходимо обеспечить в зубофрезерном станке, работающем по методу обкатки, для получения данных производящих линий на цилиндрическом прямозубом колесе.
Эвольвентой профиль обрабатываемых зубьев возникает как огибающая ряда последовательных положений режущих кромок инструмента или, иначе, как огибающая ряда последовательных срезов металла во впадинах между зубьями. Инструментом является червячная фреза, представляющая собой винт с прорезанными продольными канавками, образующими режущие элементы зубьев фрезы. В сечении, перпендикулярном к направлению витков, профиль зуба имеет форму трапеции, а в осевом сечении образуется рейка бесконечной длины (рис.2). При каждом обороте фpeзы эта peйкa смещается вдоль ее оси на К шагов (зубьев), а сопряженная с ней заготовка поворачивается на К/Z
оборота, где К — число заходов фрезы,
Z —
число зубьев нарезаемого колеса, т.е. движение обкатки получается за счет сочетания осевого бега винтовой линии червячной фрезы при ее вращении с вращением заготовки. Следовательно, движениями формообразования зуба по эвольвенте (высоте) являются вращение фрезы В1 и согласованное с ним вращение заготовки В2. Получается, что при формировании зуба по высоте в зубофрезерном станке воспроизводятся те же движения, что при работе червячной пары.
На основании этого движения, необходимого для образования цилиндрического прямозубого колеса, появляется структура зубофрезерного станка (рис. 3). Из структурной схемы видно, что в станке должны быть созданы две сложные кинематические группы. Первая группа – Фv (B1B2) — группа формообразования зуба по высоте (эвольвенте) состоит из двух кинематических цепей.
Исходные данные.
Произвести расчет настройки кинематических цепей зубофрезерного станка модели 5327 для нарезания цилиндрических колес с прямыми зубьями. Данные представлены в таблице.
| Параметр | Значение |
| Колесо | |
| Число зубьев Zн | |
| Модуль m, мм | |
| Фреза | |
| Наружный диаметр Dфр, мм | |
| Число заходов фрезы К | |
| Скорость резания V, м / мин | |
| Подача вертикальная Sв, мм / об |
Структурная схема зубофрезерного станка
рис1. Производящие линии зуба цилиндрического прямозубого колеса.
- эвольвента; 2. Прямая линия.
рис2. Профили зубьев заготовки и фрезы.
Расчет настройки станка.
Структура зубофрезерного станка Из структурной схемы видно, что в станке должны быть созданы две сложные кинематические группы. Первая группа – Фv (B1B2) — группа формообразования зуба по высоте (эвольвенте) состоит из двух кинематических цепей.
1. Цепь главного движения составляет внешнюю связь кинематической группы Фv (B1B2) и служит для настройки движения В1 на скорость резания с помощью органа настройки iv. Эта цепь связывает вращение вала электродвигателя с вращением фрезы В1. Расчетными перемещениями конечных звеньев цепи главного движения будут следующие:
УКБ.: N э/дв * П(1-2) * iv * П1 = Nф
Подбираем колеса a
и
b
для настройки гитары.
2. Второй цепью кинематической группы Фv(B1B2) является цепь обкатки (деления). Вращательные движения фрезы B1 и заготовки В2 должны быть принудительно между собой связаны так, как это, было бы при зацеплении червячной пары K / Z , где К — число заходов червяка, Z —
число зубьев колеса. Для этого в кинематической группе формообразования зуба по высоте Фv(B1B2) предусмотрена внутренняя кинематическая связь 2-3-5-6 (рис.3) с органом настройки iХ. Эта связь должна обеспечить поворот заготовки на K / Z оборота за время поворота фрезы на I оборот. Следовательно, расчетными перемещениями конечных звеньев цепи обкатки будут.
РП: I об. Фрезы ® K / Zоб. заг.
УКБ: 1об. фр * П(2-3) * ПS(3-5) * П(5-6) * ix = K / Z об .заг.
Зубчатые колеса e и f служат для расширения диапазона регулирования гитары деления. Для Z
Источник