Кинематический анализ и настройка металлорежущих станков

Контрольная работа

Кинематический анализ и настройка металлорежущих станков

Технологические процессы, связанные с обработкой металлов резанием, являются неотъемлемой и важнейшей частью производственного процесса машиностроения в современном быстроразвивающемся мире. Динамичное развитие требует всё больших ресурсов, что напрямую влияет на преобразования в области станкостроения.

Для достижения большей точности при обработке ответственных деталей важную роль играют кинематический анализ и настройка оборудования.

Задание

По заданному варианту из таблицы рассчитать кинематическую настройку зубофрезерного станка мод. 5Е32. для нарезания зубьев цилиндрического зубчатого колеса. Для этого необходимо:

1) для гитары главной кинематической цепи подобрать из набора сменных зубчатых колес Ж_см = 18, 20, 23, 27, 30 (2 шт.), 33, 37, 40, 42 сменные колеса с числом зубьев, А и В, которые при условии совместимости, А + В = 60 с погрешностью не более 3ч5% соответствуют необходимому передаточному отношению = А / В? , где V = 30ч40 м/мин — скорость резания, d_фр = 50ч100 мм — диаметр модульной червячной фрезы.

2) для гитары кинематической цепи обката и деления подобрать из набора сменных зубчатых колес Ж_см = 23, 24 (2 шт.), 25 (2 шт.), 30, 33, 34, 35, 36 (2 шт.), 37, 40, 41, 43, 45, 43 (2 шт.), 50, 53, 55, 57, 53, 59, 60, 61, 62, 67, 70, 73, 75, 79, 30, 33, 85, 90, 92, 95, 97, 93, 100, 101, 103, 127, 157 сменные колеса с числом зубьев a₂, b₂, c₂ и d₂, которые при числе зубьев дополнительных сменных колес l / f = 54/54 точно соответствуют необходимому передаточному отношению = a₂•c₂/(b₂•d₂) = .

3) для гитары кинематической цепи вертикальных подач подобрать из набора сменных зубчатых колес, указанного в п. 2, сменные колеса с числом зубьев a и b, которые с погрешностью не более 3ч5% соответствуют необходимому передаточному отношению, где? (0,15ч0,25)· m — вертикальная подача

1. Описание кинематических цепей

Рисунок 1. Кинематическая схема зубофрезерного станка мод. 5Е32

При нарезании цилиндрических зубчатых колес фреза и заготовка совершают четыре формообразующих движения:

1) главное движение B₁(V) — вращение фрезы со скоростью резания V;

2) движение обката и деления B₂(z) — вращение заготовки, необходимое для нарезания требуемого числа зубьев z;

3) движение подачи П₃(S_в) — вертикальное перемещение фрезы со скоростью подачи S_в;

4) добавочное вращение заготовки В₄(в) — необходимо при нарезании винтовых зубьев с углом наклона в.

Эти движения осуществляют четыре кинематических цепи:

Главная кинематическая цепь связывает вращение электродвигателя мощностью 4,5 кВт через клиноремённую передачу 126/240; гитару скоростей А, Б; три конические зубчатые передачи 25/25; цилиндрическую косозубую передачу 18/72 с вращением фрезы и обеспечивает снятие стружки со скоростью резания V.

Кинематическая цепь обката и деления связывает вращение режущего инструмента с вращением заготовки: от фрезы, вал VII, зубчатая передача 72/18, вал VI коническая передача 25/25, вал V, коническая передача 25/25, вал IV, коническая передача 25/25, вал III, зубчатая передача 46/46, при обработки прямозубых колес включается муфта М4 зубья которой соединены с зубьями поводка IX, глухо соединяющих с валом X. Поводок IX не вращается от шестерни z=30. Поэтому за каждый оборот вала VIII, вал XI поворачивается вместе с ним на один оборот, т. е. iд =1, гитара деления, оборот заготовки 1/96.

Кинематическая цепь вертикальных подач связывает вращение заготовки с вращением ходового винта, сообщающего фрезерному суппорту вертикальную подачу S_в, мм за один оборот заготовки. Движение цепи вертикальных подач начинается от заготовки (стола) 1×96/1, вал XVIII, червячная передача 2/24, гитара подач, вал VXI, муфта М1, вал XVII, зубчатая передача 45/36, коническая передача 19/19, вал XXI, коническая передача 16/16, вал XXII, червячная передача 4/20, муфта М2, вал XXIII, муфта М3, червячная передача. 5/30, винт t10×1, ползун.

Кинематическая структура фрезерного станка

2. Кинематическая настройка станка

1) Расчетные движения конечных звеньев главной кинематической цепи:

где

n_фр = V/(•) — требуемая частота вращения шпинделя.

Знак символизирует необходимое соответствие (но не равенство) расчетных перемещений.

Уравнение кинематического баланса и формула настройки:

, где

= 1440 об/мин — частота вращения электродвигателя;

V = 35 м/мин — скорость резания;

— передаточное число постоянных передач;

= 100 мм = 0,1 м — диаметр модульной червячной фрезы;

= А/В (А+В = 60 по условию задачи) — передаточное число органа настройки.

Откуда .

Число оборотов фрезы выбирается исходя из допустимой скорости резания:

Выбираем из гитары сменных колёс пару 27/33 с передаточным числом равным 0,818 181 (А+В = 27+33 = 60, что соответствует условию задачи) Проверка погрешности:

что не превышает допустимого порога 3ч5%.

2) Расчетные движения конечных звеньев кинематической цепи обката и деления: необходимо, чтобы за каждый оборот фрезы обрабатываемое зубчатое колесо поворачивалось на К зубьев или на К/z оборота, т. е. 1 оборот фрезы > К/z оборотов заготовки.

1 об. фрезы > об. заготовки.

Уравнение кинематического баланса и формула настройки:

, где

K = 1 — число заходов фрезы;

Z= 38 — число нарезаемых зубьев заготовки.

Откуда

Где = согласно заданию.

Подбираем для гитары обката деления сменные зубчатые колеса:

3) Расчетные движения конечных звеньев кинематической цепи вертикальных подач:

Подача суппорта осуществляется при включении муфт М1, М2 и М3.

1 об. заготовки S мм•об. перемещения суппорта.

или, переходя от перемещения суппорта к вращению ходового винта:

1 об. заготовки > об. ходового винта, где

1 об. заготовки>

t_хв — шаг ходового винта, мм;

? (0,15ч0,25)· m — вертикальная подача;

m = 2 — модуль нарезаемого зубчатого колеса.

Уравнение кинематического баланса и формула настройки

.

Откуда получаем ;

= 0,2 • 2 = 0,4 = =

.

Подбираем сменные зубчатые колеса:

зубофрезерный станок колесо Погрешность:

что не превышает допустимого порога 3ч5%.