Принцип роботи та критерії розвитку зубостругального верстата (стр. 1 из 3)
Курсова робота
Принцип роботи та критерії розвитку зубостругального верстата
Зміст
Вступ
1. Пристрій і принцип дії зубостругальних верстатів
2. Розрахунок критеріїв
2.1 Критерії розвитку технічних об'єктів
2.2 Розрахунок
2.3 Визначення зміни критеріїв
3. Перспективи подальшого розвитку верстатного встаткування
Висновок
Література
Введення
Конічні зубчасті колеса можна нарізати на універсально-фрезерних і поперечно-стругальних верстатах, але точність конічних зубчастих коліс, нарізаних на цих верстатах, низька, тому для нарізування конічних зубчастих коліс застосовують спеціальні зуборізні верстати.
Верстати для нарізування конічних коліс ділять на верстати, що працюють по методу копіювання, і верстати, що працюють по методу обкатування. У верстатах, що працюють по методу копіювання, використовують один або два різці, які одержують напрямок руху по копіру. Такі верстати застосовують для нарізування конічних зубчастих коліс діаметром до 5000 мм і модулем до 40 мм. Випускають дві моделі таких верстатів - 5А283 і 52ТМ2. Перший працює двома різцями, а другий - одним. Основні технічні дані цих верстатів наведені в табл. 1.
У верстатах, що працюють по методу обкатування, використовують різний різальний інструмент: різці, фрези, резцові головки й протягання. Випускають верстати для нарізування конічних зубчастих коліс по методу обкатування з діаметрами коліс від 5 до 800 мм і модулем від 0,3 до 16 мм.
Таблиця 1
Технічні характеристики верстатів
Параметр 5А283 52ТМ2
Діаметр зубчастих коліс, що нарізується,
мм 1600 3200
Довжина утворюючого початкового конуса,
мм 800 1000
Модуль, мм 30 40
Ширина зубчастого вінця, мм 270 500
1. Пристрій і принцип дії зубостругальних верстатів
Зубостругальний верстат мод. 5А250.
Зубостругальний верстат мод. 5А250 призначений для нарізування конічних коліс із прямими зубами модулем від 1,5 до 8 мм і діаметром до 500 мм. На верстаті можна робити як чорнове, так і чистове зубонарізування. Верстат працює двома стругальними різцями. На верстаті мод. 5А250 можна нарізати конічні колеса з зубами. При чорновому зубонарізуванні верстат може працювати по методу копіювання, а при чистовому зубонарізуванні по методу огинання.
Верстат (мал.2) складається з наступних основних вузлів: станини 1, що представляє собою твердий виливок коробчастої форми, усередині якої розміщені механізми й електроустаткування верстата, передньої бабки 2, у якій розташована колиска 3, на супортах якої закріплюють і встановлюють різці, у певному положенні за допомогою шкал і настановних пристосувань. Колесо, що нарізується, зміцнюють на оправленні, установлюваної в шпинделі ділильної бабки 4 і, що затискається за допомогою гідравлічного затискача патрона. На столі верстата розташована поворотна плита 5, на якій установлена ділильна бабка 4.
Цикл роботи верстата при чистовому зубонарізуванні. Натисканням пускової кнопки здійснюється швидке підведення колеса, що нарізується, включається зворотно-поступальний рух супорта, що несе різці, обертання колеса, що нарізується, і колиски. По закінченні обробки зуба нарізується колесо, що, швидко приділяється назад, колиска починає обертатися у зворотному напрямку, а нарізується колесо, що, продовжує обертатися в ту ж сторону, що й при робочому ході. По закінченні зворотного ходу колиски цикл повторюється.
При чорновому зубонарізуванні робота відбувається в основному так само, як при чистовому, з тією лише різницею, що величина огинання зменшується, а швидке підведення стола заміняють повільною робочою подачею, при якій різці поступово урізаються в заготівлю.
Кінематична схема верстата. На мал.3 наведена кінематична схема верстата, що складає з ряду ланцюгів, до числа яких варто віднести ланцюга головного руху, що забезпечують необхідну швидкість різання, подачі, прискореного переміщення.
Кінематична схема зубостругального верстата мод. 5А250
Ланцюг головного руху. Від електродвигуна (N = 2,8 кВт, п = 1420 об/хв) обертання через колеса 15/48 передається на вал I, з якого через конічні колеса 34/34 на гітару швидкостей зі змінними колесами А и Б, далі через передачу 30/72 на кривошипний вал, на кінці якого перебуває кривошипний диск К, і за допомогою важільної системи, повзунів П1 і П2 різці одержують зворотно-поступальний рух.
Розрахункові переміщення різців запишемо в такий спосіб,
1420 о/хв - > п дв. хід/хв.
Рівняння розрахункових переміщень запишемо так:
1420 (15/48 34/34 А/В 30/72) = дв. хід/хв.
Вирішуючи рівняння, знаходимо передатне відношення змінних коліс А и В для настроювання гітари головного руху:
A/B=n/185; n=1000 v/2l
де v - швидкість різання, м/хв, обирана по нормативах; l= = b + (6-8) довжина ходу різців, мм; b - довжина зуба, що нарізується, мм.
Верстат постачають набором змінних коліс, що дають можливість установити числа подвійних ходів різців у хвилину в межах 73 - 470. Усього дев'ять різних чисел подвійних ходів різців.
Ланцюг подач (обертання барабана Б). Подачу верстата визначають часом обробки одного зуба в секунду.
Від приводного електродвигуна М, за допомогою колеса, рух передається на вал I, з якого змінними колесами ac/ bd; гітари подач рух через колеса 34/68, фрикційну муфту, колеса 42/56 передається на вал II, з якого зубчастими колесами 44/96 96/64 і черв'ячну передачу 2/66 передається на барабан подач Б, постачений двома канавками для чорнової й чистової нарізки зубів колеса. Барабан подачі робить один оберт за час нарізування зуба, причому робочому ходу відповідає поворот на 160°; або 4/9 оберту, а холостому ходу 200°, або 5/9 оберту.
Розрахунковими переміщеннями в цьому випадку будуть час t нарізування одного зуба в секундах і поворот барабана подач за цей час на величину 4/9 оберту.
Рівняння для визначення передатного відношення змінних коліс гітари подач запишеться так:
S (1420/60 15/48 a/b c/d 34/68 42/56 44/96 96/64 2/66) =4/9
Звідси знаходимо передатне відношення змінних
a/a c/d=7.69/t
Межі величин подач s= 4 - 123 з/зуб. Необхідну величину s вибирають по нормативах.
Ланцюг прискорених переміщень. Від приводного електродвигуна М через колеса 15/48 і 34/34 рух до барабана подач може бути передане
через колеса 76/64 або 52/88 і через фрикційну муфту, колеса 42/56 на вал II, звідки через колеса 44/96 96/64 на черв'ячну передачу 2/66 барабана подач.
Тривалість прискореного холостого ходу колиски можна легко визначити, знаючи, що барабан подач за цей час повинен повернутися на 5/9 оберту.
При передачі 76/64
5/9 66/22 64/96 96/44 56/42 64/76 48/15 60/1420=4 з/ зуб = S xx
При передачі 52/88
5/9 66/22 64/96 96/44 56/42 88/52 48/15 60/1420 = 6 з/ зуб = S xx
При нарізуванні колеса із числом зубів z >= 17 Tx = 4 з/зуб, а при числі зубів, z <= 16 SХХ = 6 з/зуб.
Ланцюг обертання колеса, що нарізується, (розподіл). Цей ланцюг зв'язує обертання розподільного барабана Б с обертанням колеса, що нарізується, у такий спосіб: розподільний барабан Б, черв'ячна передача 66/2, зубчасті колеса 64/60 60/44, конічна передача 23/23, вал III, зубчасті передачі 75/60 або 27/108, конічні пари 26/26, 26/26, 26,26, змінні колеса гітари розподілу a1/b1 c1/d1, конічні колеса 30/30, 30/30, черв'ячна передача 1/120, шпиндель колеса, що нарізується.
Колесо, що нарізується, безупинно обертається в одному напрямку. На верстаті розподіл відбувається через кілька зубів, а не послідовно зуб за зубом, але так, щоб при кожному циклі заготівля поверталася на ціле число зубів z1ъ не має загальних множників із числом зубів колеса, що нарізується.
Розрахункові переміщення варто записати в такий спосіб: за час одного оберту розподільного барабана Б заготівля повинна зробити zi/z оберту, де z - число зубів колеса, що нарізується.
Розрахункове рівняння ділильного ланцюга, коли відбувається нарізування конічного колеса по методу обкатування за участю пари коліс 75/60, запишемо так:
1 оберт барабана 66/2 64/60 60/44 23/2375/60 26/26 26/26 26/26 a1/b1 c1/d1 30/30 30/30 * 1/120 = zi / z
Звідки
a1/b1 c1/d1 = 2 zi/z
При методі копіювання, коли в ділильному ланцюзі бере участь пари коліс 27/108, змінні колеса гітари розподілу підбирають по формулі
a1/b1 c1/d1 = 10 zi/z
Ланцюг обкатування. Цей кінематичний ланцюг зв'язує обертання колиски з обертанням колеса, що нарізується. Розрахункові переміщення варто записати в такий спосіб. Коли колиска повернеться на величину - , що нарізується колесо повинне повернутися на величину. Інакше кажучи, коли виробляюче колесо г0 - повернеться на один зуб, те й нарізати^ся колесо, що, також повинне повернутися на один зуб. Запишемо розрахункове рівняння для колиски й колеса, що нарізується:
1/z0 135/2 28/30 1/102 21/252 224/14 32/16 75/60 26/26 26/26 26/26 i справ 30/30 30/30* 1/120 = 1/z,
звідки
z0/z= 7/4 i справ / i or
де i or - передатне відношення змінних коліс гітари огинання, рівне a2/b2 c2/d2; i справ - передатне відношення змінних коліс гітари розподілу. Підставляючи у формулу z0/z= 7/4 i справ / i or замість i справ = 2 zi/z, одержимо формулу для підбора змінних коліс гітари обкатування
a2/b2 c2/d2 = 7/2 z1/z sin q
де z0= z/ sin q; q - половина кута при. вершині початкового конуса колеса, що нарізується.
Приклад. Необхідно нарізати конічне зубчасте колесо із числом зубів z= 53. Приймемо z=9, тоді нарізування зубів буде відбуватися в наступній послідовності:
10, 19, 28, 37, 46 - 1-й оберт заготівлі;
11, 20, 29, 38, 47 - 2-й. Те ж 3, 12, 21, 30, 39, 48 - 3-й"
13, 22, 31, 40, 49 - 4-й", 14, 23, 32, 41, 50 - 5-й", 15, 24, 33, 42, 51 - 6-й"
16, 25, 34, 43, 52 - 7-й", 17, 26, 35, 44, 53 - 8-й", 9, 18, 27, 36, 45 - 9-й
Реверсивний механізм. Роль реверсивного механізму колиски виконує складене зубчасте колесо (мал.4). Він складається з декількох частин: зубчастого сектора внутрішнього зачеплення a hq, що має 196 зубів; зубчастого сектора зовнішнього зачеплення cde, що має 98 зубів; півкіл аbс і еfq, що мають по 28 зубів. Замкнутий зубчастий контур abcdefqha приводиться в обертання зубчастим колесом, що має 14 зубів. Завдяки такому пристрою при обертанні колеса із числом зубів 14 в одну сторону замкнутий зубчастий контур abcdefqha буде повідомляти складене зубчасте колесо зворотний рух те в одну, то в іншу сторону й тим самим реверсування колиски, що несе різальний інструмент (різці). Частота обертання колеса, що має 14 зубів, за час циклу обробки одного зуба колеса, що нарізується, може бути знайдена з рівняння: