книги / Цилиндрические зубчатые колеса

121

Каждая модель зубофрезерного станка имеет свою постоянную цепи гитары подач, входящую в формулу ее настройки. Эта постоян­ ная указывается в паспорте станка.

Для подбора сменных колес обычно пользуются таблицей, рас­ считанной для конкретного станка и прилагаемой в его паспорте.

•кинематическая цепь деления. Эта цепь согласовывает вращение инструмента с вращением заготовки. За один оборот однозаходной червячной фрезы стол с заготовкой должен повернуть­ ся на угол, соответствующий одному зубу нарезаемого колеса, т.е. на 1/z часть оборота. Если червячная фреза имеет несколь­ ко заходов (к), то за один оборот фрезы заготовка повернется на k/z часть оборота. Так как виток червячной фрезы переме­ щается по линии зацепления непрерывно, то и процесс деле­

ния происходит также непрерывно.

Настройка цепи деления зубофрезерного станка производится уста­ новкой сменных шестерен в гитаруделения. Цепь деления в каждом зубо­ фрезерном станке (по аналогии с цепью подач) имеет свою постоянную, определяемую из уравнения кинематического баланса цепи деления и указываемую в паспорте станка. Постоянную цепи деления можно оп­ ределить опытным путем. Если настроить гитару деления с передаточным отношением i=l, то за один оборот изделия шпиндель инструмента по­ вернется на Сф оборотов. Это и будет постоянной данного станка.

Таким образом, формула для настройки цепи деления станка име­

где i — передаточное отношение гитары деления; а, Ь, с, d — сменные шестерни гитары деления; Сдсл — постоянная цепи деления станка; кд— число заходов червячной фрезы;

z — количество зубьев нарезаемого колеса.

Подбор шестерен гитары деления аналогичен подбору шестерен гитары подач.

•кинематическая цепь дифференциала включается в работу при на­ резании косозубых колес для создания дополнительного враще­ ния заготовки. При перемещении суппорта на величину осевого шага косозубого колеса стол с заготовкой помимо поворота в делительной цепи должен сделать дополнительный поворот на величину окружного шага нарезаемого колеса, т.е. на 1/z обо­ рота. Как происходит нарезание косозубого колеса показано на схеме рис. 85.

132____________________________

Pz=7c-m*z/sin(i, заготовка повернется на один оборот.

В этой кинематической цепи основную роль играет механизм, на­ зываемый дифференциалом. Назначение этого механизма — суммировать (складывать или вычитать) вращательные движения двух цепей в одно движение в направлении заготовки. Основное и дополнительное враще­ ния складываются (вращение заготовки ускоряется), если наклон зубьев колеса и направление витка фрезы одинаковы (например, правое колесо на­ резается правой фрезой) и вычитаются, если ониразличны. Необходимое направление дополнительного вращения относительно основного обес­ печивается промежуточным колесом в гитаре дифференциала.

Настройка цепи дифференциала производится установкой смен­ ных шестерен в гитару дифференциала. Передаточное отношение гита­ ры дифференциала определяется из уравнения кинематического ба­ ланса цепи дифференциала. Для каждого зубофрезерного станка или группы станков, выпускаемых одним предприятием, постоянная цепи дифференциала индивидуальна. Уравнение кинематического балан­ са цепи дифференциала составляется с учетом того, что при переме­ щении инструмента на величину хода зуба Pz заготовка повернется на один оборот. Формула для настройки цепи дифференциала имеет вид:

где i — передаточное отношение гитары дифференциала; а, Ь, с, d — сменные шестерни гитары дифференциала; сл„ф “ постоянная цепи дифференциала; Р — угол наклона зуба нарезаемого колеса; к — число заходов фрезы;

m — модуль нарезаемого колеса.

ш

Для настройки цепей подач, деления и дифференциала обычно пользуются соответствующими таблицами, приведенными в паспор­ те используемого зубофрезерного станка. Если такие таблицы отсут­ ствуют или в них отсутствуют необходимые значения чисел зубьев, величины подачи и угла спирали нарезаемого колеса, производится расчет передаточного отношения соответствующей гитары по фор­ муле, а сменные шестерни подбираются исходя из передаточного отношения по специальным таблицам, например, [26].

На рис.86 представлена кинематическая схема зубофрезерного полуавтомата мод.5Б312. Станок предназначен для обработки ци­ линдрических зубчатых колес с прямыми и спиральными зубьями с модулем до 6мм и наибольшим диаметром 320мм.

На примере этого станка рассмотрим кинематическую связь и систему наладки цепей главного движения, деления, подач и диффе­ ренциала, а также принцип наладки полуавтомата для обработки зуб­ чатого колеса со следующими параметрами: ш=2мм; z=56; а=20°; Р=25°, направление — правое.

Цепь главного движения. Вращение от электродвигателя 2Д через кли­ ноременную передачу со сменными шкивами А и Б, вал I, коническую пару 11,10, вал II и цилиндрические шестерни 9, 8 передается на шпин­ дель фрезы. В зависимости от выбранной скорости резания через пере­ даточное отношение шкивов устанавливается необходимая частота вра­ щения шпинделя. Формула настройки цепи для данного станка

А = п ^

Б362

Частота вращения шпинделя в зависимости от диаметра шкивов, прилагаемых в комплекте, подбирается по таблице в руководстве по эксплуатации станка.

Для рассматриваемого случая принимаем: скорость резания — 35 м/мин. При диаметре червячной фрезы 90 мм, имеем

По паспорту станка выбираем шкивы 112/325, что дает 125 м ин1. Цепь главного движения не влияет на точность обработки, поэто­ му при ее настройке используют шкивы, входящие в комплект стан­ ка, которые обеспечивают частоту вращения шпинделя, приближен­

ную к расчетной.

При правильно выбранной скорости резания обрабатываемая повер­ хность зуба должна быть ровная, матовая. Блестящая поверхность го-

ворит о большом давлении инструмента. Это справедливо в тех случа­ ях, когда обработка не ведется на высоких скоростях резания специ­ альным инструментом.

Цепь деления. Движение фрезы (вал III) передается через цилин­ дрическую пару 8, 9, вал II, коническую пару 10, 11, вал I, цилинд­ рическую пару 17, 18, цилиндрические шестерни дифференциала 24, 21 и 21, 24, коническую пару 22, 23, вал XV, коническую пару 1, 2, вал XVI, сменные шестерни гитары деления, делительную пару 7, 6 на шпинделе изделия. Из уравнения кинематического баланса выво­ дится постоянная цепи деления сдел=24. Формула настройки гитары деления (рис.87):

При однозаходной червячной фрезе имеем:

По таблице [26] 0,428571=3/7.

Преобразуя эту дробь можно получить несколько видов гитары

Необходимое сочетание зубчатых колес в гитаре деления опреде­ ляется из условий сцепляемости, приведенных в паспорте станка.

Во избежание заклинивания сменные колеса гитары деления не­ обходимо установить так, чтобы боковой зазор в зацеплении был ра-

вен 0,15-0,2 мм. К колесам гитары деления, как и к колесам осталь­ ных гитар, должна подаваться смазка.

Настройку гитары деления проверяют при включенной делитель­ ной цепи и выключенной цепи подач. Радиальным перемещением фрезерного шпинделя фрезу вручную подводят к заготовке и дела­ ют на ней неглубокие следы. Число меток, оставляемых фрезой на наружной поверхности заготовки, должно соответствовать числу на­ резаемых зубьев.

Цепь подач. Вращение от электродвигателя 5Д передается через шестерни 35, 36, червячную пару 34, 33, сменные шестерни гитары подач, шестерни 29 и 27, 28 и 30, червячную пару 5, 4 и винтовую пару 3, винт которой жестко скреплен с корпусом стола и сообщает ему движение рабочей подачи.

При ускоренном перемещении стола вращение от электродвига­ теля 5Д передается через шестерни 35, 36, коническую пару 32, 31, червячную пару 5, 4, связанную с винтом перемещения стола.

Из уравнения кинематического баланса выводится постоянная цепи подач спод=28. Формула настройки гитары подач имеет вид (рис.88):

При однозаходной фрезе и рассчитанной для обработки данного зубчатого колеса осевой подаче S0= 1,2 мм/об, имеем:

ъ 1 =1i8! i = 0-095663

По таблице [26] находим:

Может случиться, что при рассчитанном передаточном отноше­ нии в наборе сменных шестерен, прилагаемых к станку, не окажет­ ся необходимых. Учитывая, что цепь подач не влияет на точность нарезаемого колеса и может быть настроена приблизительно, посту­ пают следующим образом. По таблице [26] подбирают ближайшее к расчетному передаточное отношение, находят необходимое сочета­ ние сменных шестерен гитары подач и по ним определяют фактичес­ кую осевую подачу, с которой будет производится нарезание зубча­ того колеса.

При установке сменных шестерен гитары подач боковой зазор

— — = — — -— = 1,267592 Ь d 24 45 48 90

Полученное передаточное отношение не совпадает с расчетным. Определяем погрешность цепи дифференциала.

1,267592 = sin р = 1,262592 = 0,422530

Р=24°59’40"

Погрешность угла спирали в 20" вполне допустима.

При выборе комбинации сменных зубчатых колес гитары диффе­ ренциала необходимо соблюсти условия сцепляемости. Для рассмат­ риваемого станка они следующие:

Правая спираль: a+b+c+d>225; а+Ь>105; а+Ь>с+26; Левая спираль: a+g>l 15; a+2g+b<245; b+g>c+26;

В любом случае: c+d=95 + 180; c+d>b+26.

При установке сменных шестерен гитары дифференциала необходи­ мо следить, чтобы боковой зазор в зацеплении был равен 0,1мм.

Правильность установки сменных колес гитары дифференциала проверяют следующим образом. Фрезу подводят к заготовке анало­ гично проверке сменных колес гитары деления и делают на ней не­ глубокие следы. Включают осевую подачу и перемещают фрезу на небольшое расстояние. Если направление линии зуба колеса соот­ ветствует указанному в чертеже — сменные колеса подобраны пра­ вильно. Окончательную настройку гитары дифференциала проверя­ ют измерением угла наклона зуба на специальных приборах.

Косозубые колеса можно нарезать на зубофрезерном станке без на­ стройки гитары дифференциала путем соответствующего подбора смен­ ных колес гитары деления и гитары подач. В работе [23] приводится сле­ дующий способ наладки этих гитар для нарезания косозубого колеса.

где знак (+) или (—) зависит от направления зуба нарезаемого коле­ са и витка червячной фрезы (табл. 17).

Поскольку в приведенную формулу входят величины к и sinp, точ­ ный подбор колес гитары деления невозможен. Их подбирают при­ ближенно с наименьшей погрешностью, с точностью до пятого знака после запятой. По приведенной формуле подбирают ближайшие

Оборудование для зубообработки методом обката___________________ 139

Таблица 17. Выбор знака для вычисления i дел

числа колес гитары деления при заданной подаче и по ним определяют фактическое передаточное отношение гитары деления 1делф. Затем по этому отношению определяют \поа и с наименьшей погреш­ ностью подбирают сменные колеса гитары подач.

5.1.2.Установка глубины фрезерования

Точкой отсчета для установки глубины фрезерования является на­ ружная поверхность обрабатываемого колеса. После включения стан­ ка заготовку и фрезу сближают до их соприкосновения таким обра­ зом, чтобы на поверхности заготовки остались неглубокие следы. Это положение фиксируется по нониусу шкалы радиального перемеще­ ния или по лимбу винта радиальной подачи. Затем суппорт на уско­ ренном ходу перемещается вверх или вниз в зависимости от метода фрезерования, пока фреза не выйдет из соприкосновения с заготов­ кой. После этого ускоренный ход стола останавливают и устанавли­ вают фрезу на требуемую глубину. Перемещение отсчитывают по ли­ нейке, лимбу или индикатору.

Если при контроле на станке измеряется толщина зуба с помо­ щью кромочного зубомера и разность между фактической величиной толщины зуба и его толщиной по чертежу будет AS, то фрезу следу­ ет дополнительно переместить на величину Ah, определяемую из со­ отношения

Ah = AS 2tga0

При а 0 = 20° величина перемещения Ah = 1.37AS или AS = 0,73Ah. Если при контроле измеряется длина общей нормали, пересчет дополнительного перемещения фрезы определяется из соотношения

Ah = AL

2sina0 ’

где AL — разность между фактическим и чертежным размерами длины общей нормали.

При а0 = 20° величина перемещения Ah = 1,46AL или AL = 0,684Ah. Перед пуском станка в полуавтоматическом цикле необходимо

убедиться, чтобы фреза не касалась заготовки.

5.1.3.Установка червячной фрезы

Неправильная установка червячной фрезы на станке вызывает погрешность профиля зубьев, снижает период ее стойкости, ухудша­ ет класс шероховатости поверхности обрабатываемых зубьев.

Перед установкой фрезы на оправку необходимо проверить отсут­ ствие забоин и излишней смазки на торцах инструмента и промежу­ точных кольцах. Необходимо также обратить внимание на чистоту поверхности хвостовой части фрезерной оправки и конусного отвер­ стия в шпинделе суппорта и контрподдержки.

При установке червячной фрезы на оправку необходимо прокон­ тролировать радиальное биение последней и биение опорного торца. Установленную и закрепленную на оправке червячную фрезу прове­ ряют на радиальное биение по контрольным буртикам (рис.90).

Допускаемые величины биения в зависимости от степени точности нарезаемого колеса приведены в таблице 18.

Правила установки червячной фрезы на оправке показаны на рис.91. Установка в суппорт станка оправки с червячной фрезой производит­ ся таким образом, чтобы обеспечить нормальное зацепление инструмен­