I 3 Frezarka obwiedniowa v2 PDF

Preview

Summary

Notes...

Description

Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania Instytut Technologii Mechanicznej

ą

Nacinanie walcowych kół zębatych na frezarce obwiedniowej Cykl I Ćwiczenie 3

Opracował: dr inż. Krzysztof Netter

KN − ver. 3.10.2012

Nacinanie walcowych kół zbatych na frezarce obwiedniowej

1. Cel wiczenia Celem wiczenia jest zapoznanie si z budow, sposobem nastawiania i zastosowaniem frezarki obwiedniowej uniwersalnej oraz sposobem obliczania przełoenia, doboru kół zmianowych i nastawiania przekładni gitarowych: podziałowej, posuwowej i rónicowej.

2. Stanowisko badawcze wiczenie jest przeprowadzane na frezarce obwiedniowej dyferencjałowej firmy MODUL ZFWZ 250x2,5, która ma klasyczny układ kształtowania z mechanizmem sumujcym.

3. Wiadomoci podstawowe 3.1. Ruch toczny Narzdziem skrawajcym stosowanym do obróbki uzbienia na frezarkach obwiedniowych jest frez limakowy modułowy N (rys. 1), którego ostrza s rozmieszczone wzdłu linii rubowej zwoju frezu, a rowki wiórowe rozdzielajce poszczególne ostrza frezu s do tej linii prostopadłe. Krawdzie skrawajce ostrzy frezu limakowego wzdłu rowków wiórowych maj zarys zbatek. Podczas ruchy obrotowego frezu zarys Z kolejnych zbatek kształtuj zarys uzbienia tak, jakby przesuwały si ruchem prostoliniowym stycznie do walca tocznego obrabianego koła obracajcego si dookoła własnej osi. W wyniku sprzenia ruchów obrotowych frezu limakowego oraz obrabianego koła powstaje ruch toczny zapewniajcy uzyskanie zarysu ewolwentowego.

Rys. 1. Współpraca frezu limakowego N i zbatkowego zarysu Z ostrzy frezu z zarysem obrabianego koła PO i ich powizanie przez łacuch kinematyczny ruchu tocznego o przełoeniu II

2

KN − ver. 3.10.2012

Nacinanie walcowych kół zbatych na frezarce obwiedniowej

3.2. Układ napdowy frezarki obwiedniowej Układ napdowy frezarki obwiedniowej obejmuje m.in. napdy: − ruchu głównego do nadania wrzecionu narzdziowemu wymaganej prdkoci obrotowej nN i po uwzgldnieniu rednicy frezu prdkoci skrawania VC, − ruchu posuwowego wzdłunego, wgłbnego i stycznego suportu narzdziowego, − ruchu kształtowania linii rubowej.

Rys. 2. Układ kształtowania frezarki obwiedniowej uniwersalnej obejmujcy łacuchy kinematyczne: ruchu tocznego II oraz kształtowania rubowej linii zbów III, z mechanizmem sumujcym . N − narzdzie, PO − przedmiot obrabiany, f − kierunek posuwu wzdłunego narzdzia, SP1 − ruba pocigowa ruchu posuwowego wzdłunego

3.3. Ustawienie frezarki obwiedniowej do obróbki Przez ustawienie frezarki obwiedniowej do obróbki rozumie si te wszystkie czynnoci, które naley wykona, aby obrabiarka wykonała dan prac. Wchodz tu czynnoci nastawcze mechanicznych połcze w układach kinematycznych; ustawianie kół zmianowych gitar: podziałowej, mechanizmu rónicowego, posuwu; ustawienie głbokoci skrawania; itd.

3

KN − ver. 3.10.2012

Nacinanie walcowych kół zbatych na frezarce obwiedniowej

3.3.1. Nastawianie przekładni gitarowej ruchy podziałowego Dobór kół zmianowych gitary ruchu podziałowego nastpuje wg tablic zawartych w dokumentacji obrabiarki. Dobór nastpuje wg liczby zbów z obrabianego koła. Przełoenie i jest zgodne z ogóln zalenoci: a c i= ⋅ . b d Podczas zakładania kół zmianowych naley pamita, e koła podane w liczniku s kołami napdzajcymi, a znajdujce si w mianowniku napdzanymi.

3.3.2. Nastawianie przekładni gitarowej napdu posuwowego Posuwy wzdłune, wgłbne i styczne w zalenoci od konstrukcji frezarki obwiedniowej mog by podawane . W pierwszym przypadku napd posuwu jest  , natomiast w drugim przypadku napd jest . We frezarce wykorzystanej podczas wiczenia wykorzystany jest pierwszy przypadek. Wartoci posuwów wzdłunych, wgłbnych i stycznych s dobierane z odpowiednich tablic zawartych w dokumentacji obrabiarki. W tablicy na rys. 3 podano zalecane posuwy wzdłune w mm/obrót koła obrabianego.

Rys. 3. Zalecane posuwy wzdłune w mm/obr koła obrabianego

Posuw wgłbny i styczny odczytuje si z odpowiednich tabel lub okrela si na podstawie posuwu wzdłunego korzystajc ze wzorów uproszczonych.

4

KN − ver. 3.10.2012

Nacinanie walcowych kół zbatych na frezarce obwiedniowej

3.3.3. Nastawianie przekładni gitarowej mechanizmu rónicowego Podczas obróbki walcowych kół zbatych o zbach rubowych wystpuj dodatkowe dwa problemy: −   j obrabianego koła zaley od kta pochylenia linii rubowej zba β, kta wzniosu linii rubowej zwoju frezu γ oraz kierunków linii rubowych zba koła obrabianego oraz zwoju frezu. Naley pamita, e linia zwoju frezu musi pokrywa si z lini zba (wrbu) w obrabianym kole. − poniewa przesunicie wrzeciennika narzdziowego nastpuje wzdłu osi obrabianego koła, musi nastpi dodatkowy obrót koła. W tym przypadku (rys. 4), gdy frez przesunie si o p to koło obrabiane musi si dodatkowo przekrci o f.

Rys. 4. Dodatkowy ruch obrotowy koła obrabianego o zbach rubowych

We frezarce obwiedniowej uywanej podczas zaj przełoenie przekładni mechanizmu rónicowego oblicza si z zalenoci: 5,72958 ⋅sin β a2 c 2 i2 = = ⋅ , m ⋅k b2 d 2 gdzie: m − moduł, k − krotno frezu, β − kt pochylenia linii zba. Na podstawie powyszej zalenoci otrzymuje si przełoenie przekładni mechanizmu rónicowego, które naley   za pomoc 1. Dobór przełoe za pomoc rozłoenia ułamka zwyczajnego na czynniki proste (stosowana w przypadku przyblionego doboru kół zmianowych, gdy wykorzystuje si przyblione wartoci liczb takich jak cal lub π). 2. Dobór przełoe za pomoc specjalnych tablic (stosowana do przyblionego doboru kół zmianowych, gdy przełoenie wyraone jest ułamkiem dziesitnym) 3. Dobór przełoe szczególnie dokładny (do zastosowania tej metody potrzebne s pomocnicze tablice liczbowe zawierajce zamian ułamków dziesitnych na ułamki zwyczajne)

5

KN − ver. 3.10.2012

Nacinanie walcowych kół zbatych na frezarce obwiedniowej

3.3.4. Nastawianie prdkoci ruchu głównego Frezarka obwiedniowa stosowana na zajciach ma cztery pr   . Napd jest przenoszony od silnika elektrycznego dwubiegowego przez przekładni pasow o dwóch rednicach skutecznych. Pozwala to na uzyskanie nastpujcych prdkoci obrotowych frezu limakowego modułowego: . Prdko obrotowa zaley od prdkoci skrawania. Natomiast pr  y : − własnoci materiału narzdzia, − geometrii narzdzia, − materiału przedmiotu obrabianego. Dla frezów ze stali szybkotncej SW18 prdko skrawania wynosi: ~30 m/min − dla stali, ~35 m/min − dla eliwa. Nowoczesne frezy limakowe ze stali o duej zawartoci molibdenu, kobaltu i duej liczbie krawdzi tncych (12÷15) pozwalaj na stosowanie prdkoci skrawania 70÷90 m/min, co wydatnie zwiksza wydajno skrawania. Przy obróbce zgrubnej prdko skrawania s mniejsze o około 30% ni przy obróbce wykaczajcej.

3.3.5. Nastawianie kta skrcenia obrotnicy suportu narzdziowego Suport narzdziowy frezarki obwiedniowej wyposaony jest w o  , w którym mocuje si trzpie z frezem (rys. 5). Obrotnica suportu narzdziowego słuy do nastawiania kta skrcenia osi frezu w stosunku do przedmiotu obrabianego tak, aby linia zwoju narzdzia była styczna do linii zbów obrabianego koła. W zalenoci od kierunku linii zbów oraz od kierunku zwoju frezu limakowego kt skrcenia osi frezu jest róny (rys. 6).

Rys. 5. Suport narzdziowy frezarki obwiedniowej z obrotnic

6

KN − ver. 3.10.2012

Nacinanie walcowych kół zbatych na frezarce obwiedniowej

Rys. 6. Zestawienie moliwych wariantów kta η skrcenia osi wrzeciona z frezem, w zalenoci od kierunku i kta γ wzniosu zwoju frezu limakowego oraz od kierunku i kta βPO pochylenia linii rubowej nacinanego uzbienia

3.3.6. Ustawianie głbokoci skrawania Podczas obróbki obwiedniowej dla niewielkich modułów głboko skrawania jest równa wysokoci zba.    nast j : − ustawienie odległoci osi narzdzia skrawajcego i przedmiotu obrabianego (otoczki) według schematu przedstawionego na rys. 7, − dosunicie narzdzia do styku z otoczk. Przy ustawieniu głbokoci skrawani  postpujemy w nastpujcy sposób: 1. Ustawiamy suport narzdziowy na takiej wysokoci tak, aby rodek frezu znalazł si poniej górnej powierzchni czołowej obrabianego koła. 2. Uruchamiamy napd główny frezarki obwiedniowej i dosuwamy powoli frez do koła obrabianego, a do styku si koła z frezem. Oznak styku jest pojawienie si na wiecu koła lekkich rys (drani) wykonanych przez narzdzie. Głboko rys oceniamy orientacyjnie, jednak nie powinna ona przekracza 0,1÷0,2 mm. 3. Nastpnie na skali ruby pocigowej posuwu wgłbnego ustawiamy zero, odsuwamy frez od przedmiotu obrabianego, suport narzdziowy podnosimy do góry (przy frezowaniu przeciwbienym), po czym frez dosuwamy ponownie ju na odpowiedni wymiar głbokoci nacinania uwzgldniajcy wysoko wcicia si freza w koło. Poniewa trudno jest zmierzy rzeczywist głboko wcicia naley j oszacowa (oceni orientacyjnie) i ustawi głboko nacinania mniejsz od rzeczywistej wysokoci zba. 4. Po próbnym naciciu na dostatecznej szerokoci koła takiej, aby był wykształcony pełen zarys zba, naley zmierzy grubo zba mikrometrem talerzykowym przez n zbów, a nastpnie zbliy osie frezu i koła obrabianego o potrzebn wielko. Wielko dosunicia, dla uzbienia o nominalnym kcie zarysu =20°, obliczamy z nastpujcej zalenoci: przesunicie promieniowe koła o 1 mm zmienia grubo zba o 0,73 mm.

7

KN − ver. 3.10.2012

Nacinanie walcowych kół zbatych na frezarce obwiedniowej

a

Dn

Hz Dw

Rys. 7. Ustawienie odległoci osi narzdzia skrawajcego i przedmiotu obrabianego

3.4. Błdy ustawienia obrabiarki (błdny dobór kół zmianowych gitary ruchu podziałowego), to objawia si to po kilku obrotach przedmiotu w postaci szeregu nieregularnych ci − powstaje . Przy błdnym ustawieniu kta skrtu suportu zarys zba wychodzi skaony.

4. Przebieg wiczenia Zadanie polega na wykonaniu na frezarce obwiedniowej koła walcowego o zbach rubowych lub prostych. Zadania w ramach wiczenia s nastpujce: 1. Dla otrzymanych danych koła obrabianego: modułu m, liczby zbów z, kta pochylenia linii zba β obliczy wymiary rednicowe koła zbatego oraz wysoko zba. 2. Z tablic zawartych w dokumentacji frezarki obwiedniowej uywanej podczas wiczenia naley dobra koła zmianowe gitary ruchu podziałowego a, b, c i d oraz koła przełcznikowe e i f według liczby zbów koła obrabianego. 3. Z tablic zawartych w dokumentacji frezarki obwiedniowej uywanej podczas wiczenia naley dobra koła zmianowe gitary ruchu posuwowego a1, b1, c1 i d1 odpowiednie dla ustalonego posuwu wzdłunego. 4. Powysze dane wpisa do karty informacyjnej. 5. Zamontowa koła zmianowe do odpowiednich przekładni gitarowych. 6. Dobra prdko skrawania i obliczy prdko obrotow narzdzia. 7. Dobra narzdzie skrawajce. 8. Zamocowa na stole podziałowym przedmiot obrabiany. 9. Ustawi głboko skrawania (głboko skrawania jest równa wysokoci zba) 10. Przeprowadzi obróbk uzbienia. 11. Na wykonanym kole zbatym sprawdzi poprawno wykonanie uzbienia.

8

KN − ver. 3.10.2012

Nacinanie walcowych kół zbatych na frezarce obwiedniowej

5. Sprawozdanie Sprawozdanie winno zawiera: − temat wiczenia oraz dat wykonania wiczenia, oznaczenie grupy, − nazwiska osób wykonujcych wiczenie, − cel wiczenia, − warunki wykonania wiczenia (zadane dane), − niezbdne obliczenia, − rysunek frezarki obwiedniowej, − rysunek przedstawiajcy wzajemne usytuowanie koła nacinanego i narzdzia, − opis wykonywanych czynnoci, − wnioski UWAGA! Sprawozdanie naley przygotowa bez uycia komputera.

6. Przygotowanie do wicze Przed przystpieniem do wiczenia wymagana jest znajomo wiadomoci podstawowych z walcowych kół zbatych: klasyfikacja walcowych kół zbatych, zastosowanie, zalety i wady przekładni zbatych, podstawowe wymiary uzbienia i kół o zbach prostych i rubowych, współpraca uzbie, zarys boków zba. Wymagana jest take znajomo metod obróbki kształtujcych uzbienie walcowych kół zbatych ze szczególnym uwzgldnieniem obróbki skrawaniem.

7. Literatura 1. Instrukcja obsługi frezarki obwiedniowej.

9

KN − ver. 3.10.2012

Nacinanie walcowych kół zbatych na frezarce obwiedniowej

KARTA INFORMACYJNA

10

KN − ver. 3.10.2012

Nacinanie walcowych kół zbatych na frezarce obwiedniowej

11...