Зубофрезерные станки

Для сообщения вертикальной подачи фрезерному суппорту включаются кулачковые муфты M₄ и M₅ . Тогда вращение от вала XIV через червячную передачу 4-20, вал XV и червячную передачу 5-30 сообщается вертикальному ходовому винту XX. Величина вертикальной подачи фрезерной бабки s_в за один оборот стола с заготовкой может быть определена из уравнения

 

мм/об.

 

Подбор сменных колес гитары подач в зависимости от заданной величины вертикальной подачи производиться по формуле

 

Радиальная подача подвижной  стойки обеспечивается при включении  муфты M₄ и четырехзаходного падающего червяка. В этом случае движение от вала XIV сообщается маточной гайке, связанной с горизонтальным ходовым винтом XIX, через червячную передачу 4-20, вал XV, шестерни 10-20, вал XVI, червячную передачу 4-20 (с падающим червяком), вал XVII, шестерни 10-20, вал XVIII и конические шестерни 20-25. Уравнение кинематической цепи для определения величины радиальной подачи подвижной стойки s_р имеет вид

 мм/об.

В этом случае подбор сменных  колес гитары подач производится по уравнению

Протяжной суппорт, устанавливаемый  взамен нормального, получает движение тангенциальной подачи от вала XIV, через конические шестерни 16-16, вал XXI, шестерни 30-35-30, червячную передачу 1-50 и ходовой винт XXIII. Уравнение кинематической цепи для этого случая имеет вид:

 

 мм/об.

 

При работе с тангенциальной подачей подбор сменных колес  следует производить по формуле

Вспомогательные движения. Быстрые перемещения всех рабочих органов станка осуществляются от электродвигателя мощностью 1 кВт через винтовые колеса 16-42, вал XI и далее по кинематическим цепям подач.

 

РАЗДЕЛ II. Червячная фреза для нарезания червячных колес с углом в осевом сечении витка a_x=20º, m=8 мм из быстрорежущей стали.

 

1. Определение делительного диаметра D_t. Делительный диаметр фрезы D_t должен быть равен делительному диаметру червяка. Делительный диаметр червяка: d₁=g m=12,5 8=100 мм. Необходимо учесть, что фрезу надо перетачивать, поэтому диаметр D_t принимают больше среднего диаметра червяка на величину запаса на переточки. D_t=d₁+(0,1…0,05) m=100 0,1 8=100,8 мм.
2. Наружный диаметр фрезы

D_е=d_а1+2(с+a)= =d₁+2m+2(0,2m+0,1m)=100+2 8+2(0,2 8+0,1 8)=120,8 мм,

 где d_а1 – наружный диаметр червяка;

с=0,2m – радиальный зазор;

а=0,1m – запас на переточку.

3. Внутренний диаметр фрезы:

D_i=d_f=d₁-2,4m=100-2,4 m=100-2,4 8=80,8 мм.

4. Число межзубых канавок:

5. Величина падения кулачка:

 мм. Принимаем k=7 мм.

6. Глубина канавки мм.
7. Радиус закругления в основании канавки

мм. 
Угол канавки выбираем конструктивно:

8. Угол наклона винтовых канавок

 

9. Ход винтовых канавок: мм.
10. Длина нарезанной части при тангенциальной подаче:

мм.

11. Длина заборного конуса

мм. Угол заборного конуса .

12. Диаметр отверстия d:

 мм. Принимаем d=40 мм. 
Выбранный диаметр должен удовлетворять условию:

мм. 
мм.

Условие выполняется.

13. Диаметр буртиков у фрезы

мм. 
мм 
мм.

14. Длина шлифованной части отверстия

l₁=0,3L=0,3 135 40 мм, где L= L_Н+2l_б=125+2 5=135 мм – длина фрезы.

15. Толщина зуба в нормальном сечении

 мм.

16. Высота головки зуба: мм.
17. Высота ножки зуба мм.
18. Радиус закругления головки мм; радиус закругления ножки мм.

Технические требования на фрезу

 

1. Материал: сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73.
2. 62…65 HRC.
3. Наибольшая накопленная погрешность осевого шага на длине любых трех соседних шагов не более ±0,05 мм.
4. Наибольшая погрешность осевого шага не более ±0,025 мм.
5. Допуск радиального биения по наружному диаметру относительно оси не более 0,08 мм.
6. Накопленная погрешность окружного шага канавок не более 0,16 мм.
7. Отклонение толщины зуба ±0,04 мм.
8. Конусность по наружному диаметру по длине фрезы 0,08 мм.
9. Допуск торцового биения буртиков относительно оси не более 0,012 мм.
10. Острые нерабочие кромки фрезы должны быть притуплены.

Патентно-информационное исследование конструкции червячных фрез из быстрорежущей стали для нарезания червячных колес на станке мод. 5Д32

Фреза для червячного колеса должна быть копией червяка, поэтому  диаметр фрезы, шаг и угол должны в точности соответствовать тем же элементам червяка.

Для червячной передачи могут быть приняты все три типа червяков (архимедов, эвольвентный и с прямолинейным профилем в нормальном сечении). Выбор типа червячной фрезы  зависит от типа червяка, принятого в червячной передаче.

Так как проектируют  червяки небольших диаметральных  размеров для уменьшения размеров редукторов, то фрезы часто приходиться делать не насадной, а хвостовой конструкции.

 

Рисунок 1 – Червячная  фреза для обработки червячного колеса.

 

Хвостовые фрезы имеют  конусный хвост и цапфу для  закрепления на станке(рис.1). Насадные фрезы имеют отверстие со шпоночным пазом (рис.2).

Рисунок 2 – Фреза червячная  насадная.

Различают два способа  фрезерования червячных колес: с  радиальной и с тангенциальной подачами.

В первом случае углубление фрезы в деталь происходит в радиальном направлении путем постепенного сближения детали и фрезы. Во втором случае расстояние между осями червячного колеса и фрезы остается постоянным, а фреза имеет поступательное движение вдоль своей оси.

Фрезы, предназначенные  для тангенциальной подачи имеют заборный конус под углом 11-13 градусов на длине 2,5-3 шага. Зубья фрезы на заборной части должны быть затылованы по конусу.

Существуют червячные  однозубые фрезы-летучки (рис.4). Фреза-летучка  имеет один режущий зуб, выполненный  по профилю рейки и вставленный в оправку. Фреза очень проста в изготовлении, но малопроизводительна, и поэтому ее применяют только в случаях крайней необходимости, когда требуется нарезать одно или несколько червячных колес, а обычную червячную фрезу изготовить сложно.

Рисунок 3 – Способы фрезерования червячных колес.

Рисунок 4 – Червячная  однозубая фреза-летучка.

Червячная эвольвентная фреза с насеченными мелкими  зубьями представляет собой инструмент для снятия очень мелкой стружки (рис.5).

Рисунок 5 – Фреза червячная  хвостовая с мелкими эвольвентными зубьями.

Зубья фрезы срезают  тонкие стружки (скоблят профиль  червячного колеса). Такие фрезы применяют для окончательной обработки червячных колес для червячной передачи с эвольвентным червяком. Зубья червячных шеверов не затыловываются, задние углы их лезвиях равны нулю.

Некоторые особенности  имеют фрезы для многозаходных  передач (рис.6).

Черновая часть I представляет собой обычную червячную фрезу. После переточки черновая фреза уменьшается в диаметре и профиль ее переместиться в положение, показанное штриховой линией.

На одну оправку с  червячной фрезой насажена вторая промежуточная  часть II. Между первой и второй частью проставлено кольцо определенной ширины b₁. На второй части имеются зубья, затылованные по бокам, а по вершине – незатылованные.

Рисунок 6 – Составная  червячная фреза для червячных (многозаходных) передач.

Рядом с этой частью за промежуточным кольцом шириной b₂ помещают третью часть фрезы, в точности совпадающую со второй. На первой части фрезы число зубьев может быть любое, на второй и третьей ее частях число зубьев должно быть равно числу заходов червяка.

После переточки зубьев второй и третьей частей из-за наличия  затылования с боков они уменьшаются по толщине. Для того, чтобы сохранить первоначальную толщину зуба колеса, можно кромки А и В поставить в первоначальное положение путем изменения толщины прокладок b₁ и b₂. После изменения толщины прокладок кромка А второй части фрезы и кромка В третьей части фрезы и кромка В третьей части фрезы будет давать точный зуб колеса как по высоте, так и по толщине.

Вывод

 

В данном курсовом проекте  произведен краткий обзор зубофрезерных  станков, детально проанализирован  вертикальный зубофрезерный станок модели 5Д32, изучена его структура, кинематика, составлена структурная сетка частот вращения шпинделя. В графической части вычерчена кинематическая схема механизмов и узлов станка.  Спроектирована червячная фреза для нарезания червячных колес с углом в осевом сечении витка a_x=20º, модулем 8 мм из быстрорежущей стали для вертикального зубофрезерного станка модели 5Д32. Был также произведен информационно-патентный поиск конструкции червячных фрез из быстрорежущей стали для нарезания червячных колес, рассмотрены возможные варианты получения требуемого профиля зуба колеса.

 

Литература

 

1. Шагун В.П. «Справочник конструктора-инструментальщика», 1975 г.
2. Кучер А.М. и др. «Металлорежущие станки», атлас конструкций, 1972 г.
3. Кочергин А.И. и др. Металлообрабатывающие станки, линии и инструменты. Минск, 1979 .
4. Власов С.Н. и др. Устройство, наладка и обслуживание металлорежущих станков и автоматических линий. М., 1983.
5. Врагов Ю.Д. Анализ компоновок металлорежущих станков. - Станки и инструмент, 1972, 208 с.