Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова»

Инженерно - экономический факультет

Кафедра технологические машины и оборудование

Лабораторная работа

по дисциплине: «Технология конструкционных материалов»

на тему: «Кинематика зубострогального и шевинговального станков»

Выполнил:

студент 723группы

инженерно - экономического факультета

Бердыш И. А.

Преподаватель:

Голованов Е.В.

Москва - 2014

Оглавление

1. Устройство и принцип действия зубострогальных станков

2. Кинематика зубострогального станка

3. Устройство и принцип действия шевинговального станка

4. Кинематика шевинговального станка

Список литературы

1. Устройство и принцип действия зубострогальных станков

Зубострогальные станки предназначены для нарезания прямых зубьев конических колес. обкат станок колесо шевер

Принцип образования зубьев при нарезании конических зубчатых колес на зубострогальных станках состоит в следующем: прямолинейные образующие зуба колеса 3 (рис. 1, а)получаются благодаря главному движению - возвратно-поступательному перемещению пары резцов 2.

Форма зуба в поперечном сечении образуется на одних станках по методу копирования формы шаблонов, на других - по методу обката.

При методе обката можно мысленно представить, что заготовка 1 (рис. 1, б) взаимодействует с плоским производящим колесом 2. У этого теоретического колеса угол начального конуса равен 90°.

Рисунок 1 - Нарезание зубчатых колес на зубострогальном станке: а - рабочая зона зубострогального станка, б - схема обката заготовки конического колеса с плоским производящим колесом

Оно является предельной разновидностью конического колеса, подобно тому, как форма рейки является предельной формой для цилиндрического зубчатого колеса при радиусе .

Плоское колесо - это кольцевая рейка. При вращении заготовка может перекатываться по неподвижному плоскому колесу, тогда ее ось должна вращаться в пространстве вокруг оси плоского колеса. При анализе конструкции станка удобнее представлять, что при вращении заготовки согласованно с ней поворачивается плоское колесо, а оси неподвижны.

На станке плоского колеса нет, но есть узел - люлька, ось поворота которой являются осью плоского колеса. На люльке расположены суппорты с резцами. Прямолинейные режущие кромки резцов являются линиями профиля зуба плоского колеса. При поступательном движении кромки описывают в пространстве плоскости, боковые поверхности зубьев плоского колеса, вращение заготовки и поворот люльки составляют сложное формообразующее движение обката.

Зубострогальный станок 5А250. Зубострогальный станок 5А250 работает по методу обката и предназначен для чернового и чистового нарезания прямозубых и конических колес в условиях серийного и массового производства. С помощью специальной накладной головки можно нарезать и дуговые зубья.

Принцип работы станка состоит в следующем: на станине А (рис. 2, а) смонтирована обкатная люлька Б с закрепленными на ней в ползунах 1 резцами 2 (рис. 2, б). По направляющим станины 3может перемещаться стол Г (рис. 2, а), имеющий круговые направляющие 4. На них вместе с плитой 2 поворачивается бабка изделия 1 для установки заготовки на угол .

В станке имитируется зацепление нарезаемого конического колеса (заготовки) с воображаемым коническим колесом.

В данном случае люльку с резцами, имеющими прямолинейный профиль, можно рассматривать, как производящее колесо. Для формообразования боковых поверхностей зуба нужны следующие движения: главное движение - возвратно-поступательное перемещение резцов; возвратно-качательное движение люльки вокруг оси О1 и связанное с ним коническое вращение заготовки вокруг оси О2. После окончания профилирования зуба происходит поворот заготовки на следующий зуб (деление).

Рисунок 2 - Схемы работы зубострогального станка, работающего методом обката

На станке 5А250 можно обрабатывать зубья методом обката и методом врезания.

При методе обката люлька и заготовка одновременно вращаются до тех пор, пока не будет нарезана впадина. Затем заготовка отводится от резцов и продолжает вращаться в том же направлении, люлька с резцами движется в обратном направлении до исходного положения. Причем, за время одного качательного движения заготовка повернется на целое число зубьев . Начинается обработка следующей впадины, а после обработки всех впадин станок автоматически отключается.

При методе врезания, применяемом для чернового нарезания зубьев, движение обката значительно замедляется, поэтому профиль зуба в данном случае близок к прямолинейному. Все зубья обрабатывают последовательно, т.е. деление происходит на .

2. Кинематика станка

Главное движение (рис. 3.83) осуществляется от электродвигателя (N = 2,8 кВт, n = 1420 мин-1) через зубчатые пары , сменные колеса , зубчатую пару и вал с кривошипным диском К.

От диска К через систему рычагов получают возвратно-поступательное движение ползуны с резцами.

За каждый оборот диска К ползуны совершают один двойной ход.

Движение подачи. Время, затраченное на обработку одной впадины, называется циклом. Станок является полуавтоматом и управляется барабаном Б, находящимся на распределительном валу. За время цикла барабан Б делает один оборот, причем рабочему ходу соответствует поворот на 160°, а холостому - на 200°.

Следовательно, распределительный вал за время рабочего хода делает 160°/360° оборота.

Ускоренный ход происходит, когда фрикционная муфта включается в двойной блок с числами зубьев 76 и 52. Тогда движение передается или через передачу (при числе зубьев нарезаемого колеса Z = 16) или (при Z > 17), а далее по цепи, аналогично рабочей подаче.

Цепь обката связывает поворот люльки, выполняющей роль производящего колеса, с заготовкой.

Движение от люльки передается через червячную передачу , конические колеса , гитару обката , колесо , составное колесо , конические пары и далее по цепи деления, рассмотренной выше.

Составное колесо позволяет при неизменном направлении вращения колеса получать возвратно-вращательное движение люльки.

Составное колесо состоит из венца внутреннего зацепления со 196 зубьями (в полной окружности ), венца наружного зацепления с 98 зубьями (в полной окружности зубьев) и двух полуколес внутреннего зацепления . Во время зацепления колеса с участком внутреннего зацепления происходит рабочий ход станка, а при сцеплении с остальной частью - холостой. При зацеплении колеса с полуколесами происходит его перемещение вместе с парой .

Угол установки бабки изделия (рис. 3.82, а) равен углу внутреннего конуса нарезаемого колеса. Ось заготовки с плоскостью вершин зубьев производящего колеса должна составлять угол , где - половина угла начального конуса колеса, - угол ножки зуба. Вершина начального конуса должна быть совмещена с центром станка.

Угол установки бабки изделия при черновой обработке , где - угол конуса впадины нарезаемого колеса.

Угол установки поворотных сегментов (мин) определяют по формуле мин, где - длина образующей конуса, мм; - толщина зуба по дуге начальной окружности, мм; - высота ножки зуба колеса, мм: а - угол зацепления в град (обычно ).

3.Устройство и принцип действия зубошевинговальных станков

Для снижения шероховатости поверхности и достижения высокой точности профиля зубьев незакаленных зубчатых колес применяют процесс шевингования. При этом используется специальный инструмент - шевер, который представляет собой колесо или рейку, зубья у которых прорезаны поперечными канавками для образования режущих кромок (рис. 3).

При вращении шевера и обрабатываемого колеса, находящихся в зацеплении, происходит боковое скольжение зубьев по их длине, и кромки канавок на зубьях шевера срезают (соскабливают) тонкую стружку с профилей зубьев колеса. Срезание происходит в результате скрещивания осей шевингуемого колеса и шевера.

рис 3. рис 4.

Рассмотрим принципиальную схему работы шевинговального станка (рис 4). Шевер 1 вращается от электродвигателя станка и принудительно вращает обрабатываемое зубчатое колесо 2, установленное в центрах бабки 3, 4. Бабка размещена на столе 5, который шарнирно связан с нижним' столом 6 станка, получающим возвратно-поступательное движение. Стол в конце каждого двойного хода совершает вертикальную подачу. Таким образом, при шевинговании происходят следующие движения: вращение шевера и колеса, возвратно-поступательное перемещение колеса и перемещение колеса в радиальном направлении к шеверу.

Кинематическая схема станка состоит из трех самостоятельных кинематических цепей (рис. 5): вращения шевера, продольной подачи стола и радиальной подачи консоли со столом.

Цепь вращения шевера заимствуется от электродвигателя / через червячную передачу 2-3, сменные колеса а-b, конические пары 4 - 5, 8 - 9 цилиндрические колеса 10 - 11.

Цепь продольной подачи стола начинается от электродвигателя 14 через червячную пару 17 - 18, сменные колеса a1 -b1, конические пары 16-15 и 13-12 на винт tx, который сообщает поступательное движение столу.

Цепь радиальной подачи осуществляется от гидроцилиндра 28 через реечную пару на цилиндрические колеса 23-24; вращение получает валик, на котором закреплены кулак радиальных подач 25 и барабан управления 27. Угол поворота кулака 25 ограничивается винтами-упорами, расположенными в шахматном порядке и опирающимися на собачку 26, которая перебрасывается гидроцилиндром 29. Кулак имеет ступеньки но торцу с перепадом 1,45 мм, т. е. при повороте кулака на минимальный угол 12 шток гидроцилиндра 30, упирающийся в площадку кулака, получает возможность перемещения на 1,45 мм. Далее через реечную пару, конические колеса 19-20 - на винт t2.

Реверсирование вращения шевера и подачи стола осуществляется электродвигателями, получающими команду от конечного выключателя 2ВК, контакты которого перебрасываются упорами в конце хода стола. Конечный выключатель ЗВК является аварийным и отключает станок, если не срабатывает выключатель 2ВК.

Шевингование бочкообразной формы зуба осуществляется за счет поворота копира 31 на определенный угол. При поступательном движении палец 32, скользящий в пазу копира, через кронштейн, повернутый к столу, сообщает ему качение в вертикальной плоскости вокруг центральной оси. Изделие, установленное в центрах бабок на столе, также качается; при этом ось изделия наклоняется по отношению к оси шевера. Поэтому у торцов шевер снимает больший слой металла, чем в средней части зуба; этим обеспечивается бочкообразная форма зуба шевингуемого колеса. Для расчета частоты вращения шевера необходимо выбрать скорость резания, за которую принимают скорость хск бокового скольжения зубьев шевера относительного зубьев шевингуемого колеса.

О А и ОВ - векторы окружных скоростей шевера и колеса; OF - линия соприкосновения зубьев; ц1 и ц 2 - углы наклона зубьев; д - угол скрещивания осей. Проекции окружных скоростей на линию ОС, перпендикулярную к линии зуба, должны быть АЕ = BD = СО, т. е. ОA cos ц = OB cos ц 2. Скорость бокового скольжения

хск = OD-OE = OB sin ц 2 - ОA sin ц1. (1)

Подставляя сюда ОВ = ОА получим

Таким образом, скорость резания при шевинговании пропорционально синусу угла скрещивания осей шевера и колеса.

Если у колеса прямые зубья, т. е. ц 2 = О и cos ц 2 = 1, то ц1 = д и хск = х sin д .

Предположим, окружная скорость шевера х = 120 м/мин, угол скрещивания осей д = 15°, тогда скорость резания (скорость проскальзывания) хск = 120sin l5°?31 м/мин. Зная диаметр шевера и скорость резания хск нетрудно определить частоту вращения шевера:

Настройка гитары продольной подачи. Под подачей snр понимают величину перемещения стола в продольном направлении за один оборот заготовки. При минутной подаче sм и частоте вращения заготовки nЗ

Snр= Sм/ nЗ или Sм=Snр n3 , (2) где

n3= nшп( zм / zзаг )

Уравнение кинематической цепи от электродвигателя до винта t1 = 6 мм.

Настройка станка на радиальную подачу. Эта подача осуществляется в конце каждого продольного хода стола. Величина радиальной подачи в мм/ход стола определяется по формуле

где n - число интервалов между соседними упорами; рекомендуется брать n=1-3.

Список литературы

1. Дальский А.М. Технология конструкционных материалов, «Машиностроение, 2005.

2. Голованов Е.В. Лабораторный практикум по дисциплине: «Технология конструкционных материалов», ФГБОУ ВПО «РЭУ им. Г. В. Плеханова», 2013

3. Оськин В.А. Практикум по материаловедению и технологии конструкционных материалов, «КолосС»,2008.

Размещено на Allbest.ru