Расчет настройки зубофрезерного станка модели 5В310 (стр. 1 )

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАМЫШИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

ВОЛГОГРАДСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

КАФЕДРА «ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ»

расчет настройки зубофрезерного

станка модели 5В310

Методические указания к самостоятельной работе

по дисциплине "Металлорежущие станки"

Волгоград

2009

УДК 621.914(07)

Р 24

расчет настройки зубофрезерного станка модели 5В310: Методические указания к самостоятельной работе по дисциплине «Металлорежущие станки» / Сост. , ; Волгоград. гос. техн. ун-т. – Волгоград, 2009. – 15 с.

Рассматриваются технические характеристики, назначение, область применения, кинематическая схема и настройка зубофрезерного станка модели 5В310.

Предназначены для студентов направления 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительного производства».

Ил. 2. Табл. 4. Библиогр.: 2 назв.

Рецензент: к. т. н., доцент П. В. Ольштынский

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Волгоградского государственного технического университета

Ó Волгоградский

государственный

технический

университет, 2009

1. Цель работы

Приобретение практических навыков в выполнении кинематических расчетов для настройки зубофрезерного полуавтомата на нарезание цилиндрических прямозубых (косозубых) и червячных колес.

2. Содержание работы

Изучить кинематику и методы настройки зубофрезерного станка мод.5В310 на различные виды зубонарезания. Произвести расчет настройки кинематических цепей станка для конкретных условий обработки. Исходные данные для расчета взять из табл. 1. В качестве номера варианта выполнения работы принять порядковый номер по списку группы.

3. Порядок выполнения работы

3.1. Внимательно изучить теоретическую часть настоящих методических указаний. Пользуясь кинематической схемой станка (рис.1) научиться самостоятельно составлять уравнения кинематического баланса всех кинематических цепей.

3.2. Произвести расчет настройки станка по исходным данным согласно варианта задания.

3.3. Оформить письменный отчет по выполненной работе. Содержание отчета должно соответствовать требованиям, изложенным в п.5.

4. Назначение и область применения станка.

Зубофрезерный станок модели 5ВЗ10 является универсальным и предназначен для обработки цилиндрических колес с прямыми и винтовыми зубьями, а также червячных колес в условиях мелко - и крупносерийного производства. Червячные колеса на данной модели станка могут наре­заться только методом радиальной подачи.

Станок рассчитан на работу червячными фрезами из быстрорежущей стали, а также на применение аналогичных фрез с пластинками твердых сплавов для изготовления зубчатых колес внешнего зацепления. Зубья нарезаются по способу обкатки червячной фрезы и обрабатываемой заготовки. Во время работы станка осуществляются одновремен­но вращательное движение червячной фрезы (движение резания) и вер­тикальное перемещение фрезы (движение подачи). Заготовка, закреп­ленная на оправке, установленной на столе станка, вращается во вре­мя работы согласованно с фрезой. Зубчатые колеса можно нарезать на станке за один или несколько проходов, изменяя соответствующим образом установку глубины резания.

Технологические возможности зубофрезерного станка модели 5В310 определяются его технической характеристикой:

диаметр рабочей поверхности стола, мм: 140;

наибольший диаметр фрезы, мм: 112;

наибольший угол поворота суппорта, град: 60;

количество скоростей шпинделя фрезы: 8;

пределы частот вращения фрезы, мин-1: 65…318;

количество подач фрезы: 10;

пределы вертикальных подач фрезы, мм/об: 0,25…3;

скорость быстрого перемещения стола, мм/мин: 70;

скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин: 300;

пределы радиальных подач, мм/об: 0,125…2.

5. Настройка станка и его кинематическая схема.

5.1. Настройка на скорость резания.

Применение для изготовления зубчатых колес различных материалов, разделение процессов обработки на предварительную черновую и окончательную чистовую, а также использование различных диаметров червячных фрез вызывает необходимость в изменении частот вращения фрезерного шпинделя для получения различных скоростей резания.

Согласно кинематической схемы станка (рис.1), уравнение кинематического баланса цепи главного движения выглядит следующим образом:

(1)

Откуда выводится уравнение для настройки гитары сменных колес:

(2)

Частота вращения фрезы изменяется за счет изменения передаточного отношения сменных зубчатых колес А и Б.

К станку прилагается комплект сменных зубчатых колес для гитары скоростей А и Б в количестве 8 штук с числами зубьев: 20, 23, 27, 30, 35, 38, 42, 45, которые обеспечивают получение восьми различных частот вращения фрезы.

При подборе колес должно быть выдержано условие сцепляемости, т. е сумма чисел зубьев А и Б должна быть равна 65. Следовательно возможны следующие сочетания колес: 20/45, 23/42, 27/38, 30/35, 35/30, 38/27, 42/23 или 45/20. Соответствующие им частоты вращения фрезы будут равны: 65, 78, 100, 121, 165, 200, 258 и 318 об/мин.

Зависимость между скоростью резания, диаметром фрезы и частотой вращения имеет следующий вид:

(3)

где: V - скорость резания, м/мин; Dфр.- диаметр фрезы, мм; n - частота вращения фрезы в минуту. Фреза для обработки выбирается по табл.1.

Рис.1 Кинематическая схема зубофрезерного станка мод.5В310

Таблица 1

Основные размеры (мм) червячных фрез

типа 2 классов точности АА, А, В, С и D (по ГОСТ 9324-80).

Модуль mo	Внешний диаметр dao	Диаметр отверстия d	Диаметр контрольного буртика, d1	Длина фрезы L*	Число стружечных канавок zo
1	40	16	25	32/50	12
1,125	50	22	33	32/63	12
1,25; 1,375	50	22	33	40/70	12
1,5; 1,75	63	27	40	50/80	12
2	63	27	40	50/90	12
2,25	71	27	40	56/90	12
2,5; 2,75	71	27	40	63/100	12
3; 3,25	80	32	50	71/112	10
3,5	80	32	50	71/125	10
3,75	90	32	50	80/125	10
4	90	32	50	80/140	10
4,25	90	32	50	90/140	10
4,5	90	32	50	90/140	10
5	100	32	50	100/140	10
5,5; 6	112	40	60	112/160	10
6,5	118	40	60	118/160	9
7	118	40	60	125/160	9
8	125	40	60	132/180	9
9	140	40	60	150/180	9
10	150	50	75	170/200	9

* В числителе – нормальная длина, в знаменателе – увеличенная.

Зная скорость резания и диаметр фрезы, определяют частоту вращения фрезы по формуле:

(4)

Далее определяют передаточное отношение гитары сменных колес по формуле (2). По величине передаточного отношения подбирают из набора пару сменных зубчатых колес с несколько меньшим передаточным отношением против расчетного или равным расчетному. Например, при V = 28 м/мин, Dфр.= 80 мм.

;

Подбираем сменные колеса А=27, Б=38, тогда А/Б=27/38=0,712, т. е. подобранные сменные зубчатые колеса имеют передаточное отношение меньше расчетного. Если подобрать колеса с большим передаточным отношением против расчетного, то в этом случае увеличится скорость резания, что вызовет снижение стойкости фрезы и приведет к преждевременному ее износу.

Далее определяется действительная частота вращения фрезы и обеспечиваемая скорость резания. Для нашего примера:

;

Таким образом, фактическая скорость резания будет несколько ниже заданной, что будет способствовать более длительной работе фрезы без переточки.

5.2. Настройка гитары деления.

Делительная кинематическая цепь станка должна обеспечивать вращение червячной фрезы и стола с заготовкой в соответствии с передаточным отношением, определяемым числом заходов К червячной фрезы и количеством зубьев z нарезаемого колеса. В этом случае на каждый оборот червячной фрезы заготовка должна сделать К/z оборотов.

Уравнение кинематического баланса делительной цепи имеет следующий вид:

(5)

Отсюда выводится формула для подбора чисел зубьев колес гитары деления:

(6)

где: K – число заходов фрезы; z– число зубьев нарезаемого колеса; l=f – пара зубчатых колес, передаточное отношение которых равно 1; iдиф – передаточное отношение выключенного дифференциала.