С.А. Рябов Изучение и настройка зубодолбежного полуавтомата мод. 5В12

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра металлорежущих станков и инструментов

ИЗУЧЕНИЕ И НАСТРОЙКА ЗУБОДОЛБЕЖНОГО ПОЛУАВТОМАТА МОД. 5В12

Методические указания для проведения лабораторных занятий по дисциплине "Оборудование машиностроительного производства" для студентов направления 552900 "Технология, оборудование

и автоматизация машиностроительных производств"

Составители С.А. Рябов В.С. Люкшин

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 3 от 23.10.02

Рекомендованы к печати методической комиссией направления 552900 Протокол № 16 от 23.10.02

Электронная копия хранится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ

Кемерово 2003

1

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить конструкцию и кинематику зубодолбежного станка и научиться проводить его настройку и наладку.

2. ПРИНЦИП РАБОТЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЗУБОДОЛБЕЖНЫХ СТАНКОВ

В зубодолбежных станках, работающих по методу механического воспроизведения зацепления пары зубчатых колес, производящим колесом является долбяк – режущее колесо, а сопряженным с ним – нарезаемое зубчатое колесо (рис. 1).

Рис. 1. Схема взаимного перекатывания долбяка и заготовки и форма поперечного сечения стружек, снимаемых долбяком с каждым

новым рабочим ходом

Во время процесса нарезания станок должен сообщить инструменту и заготовке такие частоты вращения, которые имели бы два сцепляющихся колеса с теми же числами зубьев, какие имеют долбяк и нарезаемое колесо. Принципиальная схема работы зубодолбежного станка изображена на рис. 2. Вращение шпинделя с долбяком и стола с нарезаемой заготовкой кинематически связано. Настройка на требуемое соотношение частот вращения долбяка и заготовки осуществляется сменными колесами.

Передаточное отношение сменных колес гитары деления опреде-

2

ляют из условия

x = zz0 ,

где z0 – число зубьев долбяка; z – число зубьев нарезаемого колеса.

Рис. 2. Принципиальная схема зубодолбежного станка (1 – долбяк, 2 – нарезаемое колесо, 3 – сменные колеса)

На зубодолбежных станках можно нарезать цилиндрические колеса прямозубые и косозубые как наружного, так и внутреннего зацепления. Кроме того, на этих станках можно нарезать короткие шлицевые валики, храповые колеса, звездочки для цепных передач, зубчатые муфты, колеса с торцовыми зубьями, а также червяки. При специальном исполнении долбяков можно на зубодолбежных станках изготовлять дисковые кулачки и рейки.

Для некоторых разновидностей зубчатых колес (например, ступенчатые блоки шестерен для коробок скоростей, колеса с внутренними зубьями небольшого диаметра, зубчатые венцы, близко примыкающие к буртику или фланцу, шлицевые отверстия, особенно непроходные) зубодолбление является основным способом изготовления. Нарезание ступенчатых блоков шестерен может производиться и на станках, работающих зуборезной гребенкой. На зубодолбежных станках можно нарезать и неполнозубые колеса для передачи прерывистого вращения между сопряженными колесами, при этом долбяк должен

3

иметь специальную конструкцию. Зубодолбежные станки выгодны при нарезании зубчатых секторов, тогда как на зубофрезерных станках такой вид работы связан с большими потерями на холостой пробег стола при каждом его обороте.

Для обычной ширины зубчатых венцов можно с одной установки нарезать лишь одну-две заготовки, тогда как на зубофрезерных станках может быть установлен пакет из шести-десяти заготовок. В случае нарезания цилиндрических колес с винтовыми зубьями требуется не только специальный долбяк с таким же углом наклона зубьев, но и установка винтовых направляющих у шпинделя станка. При этом заранее устанавливается один или два возможных угла наклона зубьев, так как было бы слишком дорого иметь на складе постоянный набор долбяков с различными углами наклона зубьев и большой комплект винтовых направляющих шпинделя. В то же время на зубофрезерных станках можно нарезать винтовые зубья колес практически с любым углом наклона зубьев. При этом применяется обычная червячная фреза, одинаково пригодная как для нарезания прямозубых колес, так и для нарезания косозубых колес. Нарезание же шевронных колес на специальных зубодолбежных станках имеет преимущества лишь для колес с относительно малой шириной зубчатого венца. На зубодолбежных станках нельзя нарезать червячные колеса. При пользовании специальным приспособлением можно на зубодолбежных станках нарезать и зубчатые рейки.

Зуборезный инструмент – долбяк, представляющий собой режущее колесо. Долбяк и заготовка нарезаемого зубчатого колеса получают вращение в таком соотношении, как если бы зацеплялись сопряженные цилиндрические зубчатые колеса. Для резания долбяку одновременно с вращением сообщается возвратно-поступательное движение, параллельное оси заготовки. Вначале суппорт, в который вмонтирован шпиндель с долбяком, медленно перемещается на заготовку в радиальном направлении. Дойдя до заготовки (рис. 3), долбяк 1, вращаясь, постепенно врезается в материал заготовки 2, пока не достигнет полной глубины впадины нарезаемого колеса. В этот момент радиальная подача суппорта прекращается, и он остается неподвижным в течение всего периода нарезания зубчатого венца, осуществляемого при продолжающемся вращательном движении долбяка и заготовки. Если нарезание зубчатого колеса производится за два или три прохода, то после каждого предыдущего прохода суппорт получает дополнитель-

4

ное радиальное смещение, при этом каждый проход рассчитан на полный оборот нарезаемого колеса.

Рис. 3. Схема постепенного врезания долбяка в заготовку (Sр – радиальная подача)

Вращательное движение долбяка и заготовки производится непрерывно как во время рабочих, так и во время холостых ходов долбяка.

Чтобы при холостом ходе долбяк не нанес повреждения нарезаемому колесу, стол с заготовкой отводится от долбяка на зазор около 0,5 мм. К началу рабочего хода долбяка стол вновь возвращается в исходное рабочее положение.

Вращение долбяка и заготовки, обеспечивающее движение обкатки, в то же время представляет собой движение круговой подачи. На рис. 1 показаны контуры стружки, которую срезает долбяк при каждом рабочем ходе, постепенно углубляясь в заготовку в процессе вращательного движения обкатки.

3. ЗУБОДОЛБЕЖНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ 5В12

3.1. Техническая характеристика станка

Технологические возможности станка определяются его технической характеристикой (табл. 1).

5

Таблица 1 Основные данные технической характеристики полуавтомата 5В12

Зубодолбежный станок 5В12 выполняет следующие основные движения: главное возвратно-поступательное движение шпинделя с долбяком для резания; вращательные движения шпинделя с долбяком и стола с заготовкой для взаимного перекатывания зуборезного инструмента и нарезаемого зубчатого колеса; движение радиальной подачи долбяка и качательное движение стола для отвода заготовки от инструмента при обратном ходе долбяка.

Основное электрооборудование станка размещено в нижней станине и хорошо защищено от попадания пыли, масла и охлаждающей жидкости. В нижней станине находится электронасос охлаждающей жидкости производительностью 22 л/мин. Стол станка с направляющими скалками, механизмы реверсирования вращения и отвода стола вмонтированы в среднюю станину. Привод возвратно-поступательного движения шпинделя с долбяком, делительный механизм, механизмы радиальных и круговых подач, реверсирования движения суппорта,

6

ручного поворота кулачков и отвода суппорта вмонтированы в верхнюю станину.

Большим преимуществом конструкции зубодолбежного станка 5В12 является отсутствие конических передач. Если необходимо нарезать удлиненные валы-шестерни, станок можно переналадить, установив прокладку между верхней и нижней станинами. На базе этого станка могут быть созданы специальные зубодолбежные станки для нарезания колес с винтовыми зубьями и зубчатых реек.

3.2. Органы управления станка

Общий вид станка 5В12 изображен на рис. 4. Органы управления указаны в табл. 2.

Таблица 2

Органы управления полуавтомата 5В12

8

3.3. Кинематическая схема станка

Кинематическая схема зубодолбежного полуавтомата, 5В12 изображена на рис. 5. Станок получает движение от главного электродвигателя мощностью N = 1,7 кВ и частотой вращения n = 950 об/мин через четырехступенчатую клиноременную передачу.

Рис. 5. Кинематическая схема зубодолбежного полуавтомата 5В12 (данные о числах зубьев колес помещены в табл. 3)

Шпинделю с долбяком сообщается возвратно-поступательное движение от главного электродвигателя по цепи: шкивы 1-2, кривошипный диск 39, шатун-коромысло с зубчатым сектором 24 и круговая рейка 23. Главный привод шпинделя рассчитан на получение четырех

9

ступеней чисел двойных ходов шпинделя с долбяком в минуту: 200, 315, 425, 600. Рукоятка Р1 позволяет проворачивать вручную кривошипный диск 39 для проверки хода шпинделя с долбяком. Рукоятка Р3 служит для реверсирования вращения шпинделя.

Таблица 3

Числа зубьев зубодолбежного полуавтомата 5В12

Колебательные движения отвода стола с заготовкой от долбяка во время его холостых ходов осуществляются от помещенного на главном приводном валу эксцентрика Э через промежуточные толкатели Т1–Т2– Т3. Установка эксцентрика на одном валу с кривошипным диском 39 обеспечивает необходимую синхронизацию отвода стола с возвратными ходами долбяка.

Вращательное движение шпинделя с долбяком осуществляется по цепи: главный приводной вал – червячная передача 42 – 43 – сменные колеса а2–b2 гитары круговых подач – цилиндрические колеса 4 – 7 – 9