Первоначальной базой конструкции станка является его структура, выражаемая кинематической схемой. Поэтому при конструировании и эксплуатации станков необходимо знать их кинематическую структуру
 Скачать 9.98 Mb.
|
|
Резьбофрезерный полуавтомат модели 5М-5Б62 Общие сведения о станке Полуавтомат модели 5М-5Б62 предназначен для нарезания коротких наружных и внутренних резьб гребенчатыми фрезами. Длина фрезы должна быть равна или больше длины нарезаемой резьбы. Станок состоит из следующих основных узлов (рис. 13): станины 1, передней бабки 6, шпинделя изделия 7, шпинделя фрезы 8, фрезерной головки 9, каретки фрезерной головки 12, задней бабки 14, устройства установки и закрепления каретки 18, пульта управления 20 и электрооборудования. Станина служит для соединения между собой всех остальных частей станка. На верхней части станины имеются направляющие для каретки 12 и задней бабки 14. На передней стенке станины помещены дверце 2 для замены винтового копира 4 и дверца с пультом управления 20. На левой стороне станины размещаются зубчатые колеса, передающие вращение копиру, распределительному диску  (рис. 16) и кулачку 25. Эти зубчатые колеса и распределительный диск закрыты кожухом 3 (рис. 13).Передняя бабка жестко скреплена со станиной болтами. На левой стороне передней бабки закреплены электродвигатели подач и холостых ходов. Внутри передней бабки помещается механизм круговых подач, шпиндель изделия 7 и механизм реверсов, переключаемых рукояткой 5 Каретка служит для продольных перемещений фрезерной головки 9 и закрепляется на тяге ΧΙΙ (рис. 16) путем затяжки двух шестигранных головок 38 и затяжки клина 39 вращением квадрата 40. На поверхности каретки имеются поперечные направляющие для движения фрезерной головки 9. Узел фрезерной головки включает в себя электродвигатель, механизм вращения шпинделя фрезы 8, кнопочную станцию 11 и маховичек 10. Фрезерная головка при отпущенной рукоятке 13 может перемещаться в поперечном направлении вращением маховичка, около которого расположен лимб. Задняя бабка служит для поддержки упорным центром фрезеруемого изделия. Пиноль задней бабки подводится и отводится маховичком 17 и зажимается двумя рукоятками 15. Рукояткой 16 задняя бабка закрепляется на нужном месте направляющих станины.
Переключателями 19, 21, 22, 23 и 24, установленными на пульте 20, осуществляется управление станком. Цикл обработки изделия выполняется автоматически в определенной последовательности: – быстрое продольное движение каретки 12 влево по направлению к изделию; – медленная продольная подача каретки на шаг резьбы; – одновременно медленное поперечное движение фрезерной головки 9 для врезания фрезы в изделие на нужную глубину резьбы; – нарезание фрезы одновременно по всей длине гребенчатой фрезой; – медленный отвод фрезы от изделия; – быстрый отвод каретки вправо в исходное положение; – выключение быстрого отвода каретки вправо при отведенном от изделия положения фрезы. Во время автоматической работы станок управляется распределительным диском и двумя кулачками 21 и 25 (рис. 16). За один оборот распределительного диска при помощи трех путевых переключателей КВ1, КВ2 и КВ3 в нужной последовательности включаются и выключаются три электродвигателя станка и таким образом осуществляются все указанные виды движения.Анализ кинематической структуры станка Винтовая поверхность нарезаемой резьбы очерчена по профилю профилем нарезаемой резьбы, а по длине – винтовой линией, т.е. профиль резьбы 1 и винтовая линия 2 являются геометрическими производящими линиями образуемой поверхности (рис. 14).
Формы и размеры производящего контура гребенчатой резьбовой фрезы (рис. 15) соответствуют форме и размерам профиля образуемой поверхности. Располагаются контуры на расстоянии, равному шагу  нарезаемой резьбы, а количество контуров определяется необходимой длиной фрезы  .
Форма производящего контура (режущих кромок) фрезы и форма профиля нарезаемой резьбы совпадает, поэтому профиль резьбы получается методом копирования. Направляющая винтовая линия образуется методом касания. Следовательно, образование винтовой поверхности при нарезании резьбы на резьбофрезерном станке производится методом копированияи касания. Для образования образующей производящей линии методом копирования не требуется движение формообразования, а для образования направляющей производящей линии методом касания требуется два движения формообразования. Следовательно, в станке потребуется иметь два движения формообразования. Данный станок предназначен для нарезания однозаходной резьбы, поэтому процесс деления не производится и движение деления не нужно. Установочное движение фрезерной головки для врезания фрезы в изделие нужно. Таким образом, в резьбофрезерном станке требуется создавать три исполнительных движения, и, следовательно, основа его кинематической структуры состоит из трех частей. При нарезании резьбы гребенчатой фрезой характер исполнительных движений определяется следующей условной записью: форма винтовой поверхности по длине образуется двумя движениями формообразования ФV(В1) и ФS(В2П3). Движение ФV(В1)состоит из одного вращательного движения фрезы, а движениеФS(В2П3), называемое также винтовым, состоит из двух элементарных движений: вращение заготовки В2 и прямолинейного движения фрезы П3 в продольном направлении. Третье исполнительное движение – движение врезания Вр(П4) – простое и состоит из одного прямолинейного движения фрезы в поперечном направлении. Исполнительными звеньями резьбофрезерного станка, совершающим элементарные движения, являются: шпиндель фрезы; шпиндель изделия; каретка фрезерной головки и фрезерная головка. Рассмотрим структуру кинематических групп, создающие установочные выше исполнительные движения. Кинематическая группа движения ФV(В1) Внутренней связью группы является вращательная кинематическая пара между шпинделем фрезы IV (рис. 16) и фрезерной головкой. Внешней связью является следующая кинематическая цепь между электро-двигателем 32 и шпинделем: червячная пара 1–2, сменные колеса А–В гитары и зубчатая передача 3–4. Движение, создаваемое этой группой, простое с замкнутой траекторией, поэтому должно настраиваться по двум параметрам движения. Настойка производится здесь посредством следующих органов: на скорость (частоту вращения, об/мин) – парносменными зубчатыми колесами А–В; на направление (прямое или обратное вращение фрезы) –переключателем 24 (см. рис. 13) пульта управления. Кинематическая группа движения ФS(В2П3) Внутренней связью группы является следующая совокупность: враща-тельная кинематическая пара между шпинделем изделия IX и передней бабкой 6 (см. рис. 13); поступательная кинематическая пара между кареткой 12 и станиной 1 и кинематическая цепь, связывающая вращение шпинделя изделия с прямолинейным перемещением каретки – зубчатые передачи 15–16, 17–18, 19–20, кулачок 21 со сменным копиром  .Внешней связью является кинематическая цепь между электро-двигателем 33 (рис. 16) и шпинделем изделия: зубчатая передача 5–6, сменные колеса А–В и С–D гитары, червячная пара 7–6, дифференциал, зубчатая передача 11–12 и червячная передача 13–14. Движение, создаваемое этой группой, сложное с незамкнутой траекторией, поэтому предлагается его настройка по пяти параметрам, но так как в этом процессе нарезания резьбы отсутствует необходимость настройки направления (нарезание резьбы в направлении к передней бабке или от нее), то фактически оно должно настраиваться по четырем параметрам. Настройка производится посредством следующих органов: на количественную сторону параметра траектории (на шаг резьбы) – сменным винтовым копиром  ; на качественную сторону этого параметра (направление резьбы) – рукояткой 5 и переключателем 23 (см. рис. 13); путь (длина продольного перемещения, равная шагу нарезаемой резьбы с некоторым перебегом) обеспечивается длиной рабочей поверхности копира; на скорость подачи (мм/зуб) – сменными колесами А–В и С–D гитары; на исходное положение (место хода каретки) – рукояткой, надетой на квадрат 41 (см. рис. 16) зубчатого колеса реечной передачи.
Кинематическая группа движения Вр(П4) Внутренней связью группы является поступательная кинематическая пара между фрезерной головкой 9 и кареткой 12 (см. рис. 13). Внешней связью является следующая кинематическая цепь между электро-двигателем 33 (см. рис. 16) и фрезерной головкой: зубчатая передача 5–6, сменные колеса А–В и С–D гитары, червячная пара 7–6, дифференциал, зубчатая передача 11–12, червячная передача 13–14, зубчатые передачи 15–16, 17–18, 19–20, 20–22, 23–24 и кулачок 25. Движение, создаваемое группой врезания, простое с незамкнутой траекторией, поэтому предлагается его настройка по четырем параметрам, но так как при выполнении любой работы врезания фрезы в заготовку происходит в одном направлении, то фактически оно должно настраивать-ся по трем параметрам. Настройка производится посредством следующих органов: на путь (на длину рабочего хода, определяемую в зависимости от шага нарезаемой резьбы) – установкой кулачка  на распределительном диске (см. рис. 16); скорость врезания определяется принятой скоростью подачи, настраиваемой сменными колесами А–В и С–D гитары; на исходное положение – вращением маховичка 28.5.2. Кинематическая структура затыловочных станков Методы затылования Затыловочные станки предназначены для затылования зубьев у различных фрез: дисковых фасонных, дисковых и гребенчатых резьбовых, цилиндрических и конических червячных и др. Рассмотрим методы затылования и структуру станков при затыловании фрез с характерной их формой. Затыловочная поверхность зуба дисковой фрезы представляет собой поверхность с кривизной, по профилю совпадающей с профилем зуба фрезы, распространенной в направлении длины поверхности по архимедовой спирали. Она образуется фасонным резцом (рис. 17, а) по средством сложного исполнительного движения, составленного из двух взаимосвязанных элементарных движений В1 и П2. Кинематическая структура станков для затылования дисковых фрез представляющее собой одну кинематическую группу, осуществляющее формообразующее движение ФV(В1П2). Во внутреннюю связь группы входит кинематическая цепь с органом настройки  , внешней связью является кинематическая цепь с органом настройки  . Кроме движения формообразования, при затыловании многозубого инструмента осуществляется деятельный процесс. Делительное движение Д(В1) является частью сложного формообразующего движения ФV(В1П2). Переход от этого формо-образующего движения к делительному производится путем разложениядвижения ФV(В1П2) на два: на вращательное Д(В1) – для осуществления делительного процесса и на вспомогательное Всп(П3) – для возвращения резца в исходное положение. Разложение сложного движения формообра-зования на два и восстановление его производится с помощью кулачка К.  Рис. 17. Структурные схемы затыловочных станковКинематическая структура станка для затылования гребенчатой резьбовой фрезы фасонным резцом состоит из двух групп (см. рис. 17, б): из кинематической группы формообразования, осуществляющей, как и в приведенных выше станках, два исполнительных движения – движение ФV(В1П2) для образования архимедовой спирали и делительное движение Д(В1), и кинематической группы деления, создающей второе делительное движение Д2(П4), необходимое для размещения зубьев на цилиндрической поверхности на расстоянии друг от друга, равных шагу по длине фрезы. В этой группе имеются отсчетное звено – делительный диск Д и делительная кинематическая цепь с органом настройки  , связывающая поворот делительного диска с продольным перемещением резца.Для затылования цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями необходимо иметь два формообразующих движений ФV(В1П2) и ФS(П3П4), так как затыловочная поверхность, являющаяся винтовой поверхностью, образуется остроконечным резцом. Движением ФV(В1П2) образуется кривая затылка зуба – архимедова спираль. Кинематическая группа, осуществляющая это движение, состоит из одной внутренней кинематической цепи с органом настройки (см. рис. 17, в) и одной цепи привода с органом настройки . Движением ФS(П3П4) осуществляется винтовая линия по длине зуба. Это движение осуществляется кинематической группой с внутренней винтовой цепью с органом настройки и цепью привода с органом настройки  . Так как затылочный суппорт должен совершать одновременно два прямолинейных движений П2 и П4, то внутренние кинематические цепи имеют общую ветвь и соединяются между собой с помощью суммирующего механизма. Кроме двух формообразующих движений, станок осуществляется делительное движение Д(В1) и вспомогательное Всп(П5).Затыловочная поверхность зуба червячной фрезы представляет собой винтовую поверхность с кривизной, по профилю совпадающей с профилем зуба фрезы, распространенной в направлении длины поверхности по пространственной спирали. Она образуется фасонным резцом посредством одного сложного исполнительного движения, составленного из четырех взаимосвязанных элементарных движений В1, П2, П3 и П4. Кинематическая структура станков для затылования червячных фрез представляет собой одну кинематическую группу, осуществляющую одно сложное исполнительное формообразующее движение ФV(В1П2П3П4). Во внутреннюю связь этой группы входят три кинематические цепи (рис. 17 г) с органами настройки , и  . В кинематической цепи внешней связи предусмотрен орган настройки . Кроме движения формообразования, при затыловании многозубого инструмента необходимо осуществлять длительный процесс.Зубья червячной фрезы расположены на ней по винтовой линии, поэтому делительное движение будет винтовым Д(В1П3), являющимся частью сложного формообразующего движения ФV(В1П2П3П4). В структуре станков для затыловании многозаходного червячной фрезы потребуется также отдельная дополнительная группа деления. Токарно-затыловочный станок модели К-96 Общие сведения о станке Токарно-затыловочный станок модели К-96 предназначен для затылования зубьев фасонных и модульных дисковых фрез, цилиндрических фрез с прямыми и винтовыми канавками, фасонных и модульных червячных фрез, метчиков и других режущих инструментов в условиях индивидуального и серийного производства. Станок состоит из следующих основных узлов (рис. 18): станины 18, передней 6абки 8, задней бабки 17 и суппорта, при помощи которого осуществляются соответствующие движения режущего инструмента относительно обрабатываемой заготовки. Станина станка имеет массивную конструкцию с плоскими направляющими, по которым перемещается суппорт. Слева установлена передняя бабка с приводом вращения шпинделя, справа – задняя ба6ка. Внешне станок похож на токарно-винторезный и отличается от последнего конструкцией суппорта. Суппорт токарно-затыловочного станка состоит из следующих подузлов: фартука 19 с механизмами для передачи движения от ходового винта станка к суппорту; каретки 16, непосредственно перемещающейся по направляющим станины; затыловочного суппорта 10, получающего возвратно-прямолинейное движение при помощи кулачка К (рис. 19); промежуточной направляющей плиты 11 (см. рис. 18), положение которой относительно затыловочного суппорта может изменяться; поперечного суппорта 15, перемещающегося относительно промежуточной плиты; верхнего суппорта 14 и резцедержателя 13. Подключается станок к электрической сети переключателем 20, а управление им осуществляется рукояткой 9. Анализ кинематической структуры станка Токарно-затыловочный станок модели К-96 – универсальный, и на нем можно выполнять все виды затыловочных работ. Поэтому кинематическая структура станка состоит из ряда частных структур, используемых при затыловании зубьев разных форм. Рассмотрим частную структуру станка для затылования инструмента наиболее сложной формы – однозаходной червячной фрезы.
Структура станка при затыловании однозаходной червячной фрезы Образуемая поверхность зуба червячной фрезы представляет собой винтовую поверхность с кривизной, по профилю совпадающей с профилем зуба фрезы, распространённой в направлении длины поверхности по пространственнойспирали. Она образуется фасонным резцом, производящий контур которого совпадает с формой зуба по профилю. Исходяиз известного принципа работы станкаисопоставления формы производящего контура резца с формой производящих линий затылуемой поверхности зуба, устанавливаем, что образующая производящая линия получается методом копирования, а направляющая производящая линия – методом следа. Следовательно, образование затыловочной поверхности зуба на данном станке производится методом копирования и следа. Для получения образующей производящейлинии методом копирования не требуется движение формообразования,а для образования направляющей производящей линии, методом следа требуется одно движение формообразования. Следовательно, в станке потребуется иметь одно движение формообразования. Кроме движения формообразования, при затыловании многозубого инструмента необходимо осуществлять делительный процесс дляперехода от зуба к зу6у по винтовой лини. Затылование фрез производится методом многократных проходов, поэтому необходимо и установочное движение резца на глубину резания. Таким образом, в токарно-затыловочном станке требуется создавать три исполнительных движения, и, следовательно, основа его кинематической структуры состоит из трех частей. При затыловании червячной фрезы фасонным резцом характер испол-нительных движений определяется следующей условной записью: форма затылуемой поверхности по длине образуется одним сложным движением формообразования ФV(В1П2П3П4). Это движение состоитиз четырех эле-ментарных движений: из вращения затылуемой фрезы В1, прямолинейного движения резца П2 в поперечном направлении, прямолинейного переме-щения резца П3 в продольном направлении и дополнительного движения резца П4 в поперечном направлении, обусловленного расположением зыбьев фрезы в направлении винтовой стружечной канавки. Движение деления Д(В1П3), называемое также винтовым, является составной частью формообразующего движения. Третье исполнительное движение – наладочное движение Нал(П3) – простое и состоит из одного прямолинейного перемещения резца в поперечном направлении. Исполнительными звеньями токарно-затыловочного станка, совершающими элементарные движения, являются: шпиндель станка, затыловочный суппорт, каретка суппорта и поперечный суппорт. Рассмотрим структуру кинематических групп, создающих установочные выше исполнительные движения. Кинематическая группа движения ФV(В1П2П3П4) Внутренней связью группы является следующая совокупность: вращательная кинематическая пара между шпинделем станка и передней бабкой 8 (см. рис. 18), поступательные кинематические пары между затыловочным суппортом 10 и кареткой 16 суппорта, между кареткой и станиной 18 и кинематические цепи, связывающие подвижные звенья указанных кинематических пар. Первая цепь (см. рис. 19), связывающая вращение шпинделя с прямолинейным движением затыловочного суппорта: зубчатые передачи 18–17, 14–13 или 13–15 переборного устройства, зубчатые передачи 13–12, 12–19, 20–21, 22–23, сменные колеса a–b и c–d, суммирующий механизм  (дифференциал), зубчатые передачи 24–25, 26–27 и кулачек К. Вторая цепь, связывающая вращение шпинделя с прямолинейным движением каретки суппорта: зубчатые передачи 28–29 реверса, сменные колеса a1–b1 иc1–d1, передача винт-гайка. Третья цепь, связывающая продольное перемещение каретки с дополнительным движением затыловочного суппорта: передача гайка-винт, зубчатые передачи 30–31, 32–33, сменные колеса a2–b2 и c2–d2 гитары, червячная передача 34–35, дифференциал , зубчатые передачи 24–25, 26–27 икулачек К. Внешней связью является следующая кинематическая цепь от электродвигателя 1 до внутренней связи: зубчатая передача 2–3 и передачи четырехступенчатой коробки скоростей. Движение, создаваемое этой группой – сложное с незамкнутой траекторией, поэтому предполагается его настройка по всем параметрам. Однако при затыловаиии данной фрезы направление движения (к передней бабке или от нее) применяется определенным в зависимости от направления захода червячной нарезки, а путь (длина хода каретки) на универсальном станке определяется визуально, поэтому фактически движениедолжно настраиваться по тремпараметрам. Настройка производится посредством следующих органов: на количественную сторону параметра траектории – на величину падения затылка зуба – сменным кулачком  , на шаг резьбы червячной нарезки сменными колесами a1–b1 и c1–d1 гитары под кожухом 23 (см. рис. 18), на шаг винтовой линии стружечной канавки – гитарой 21 со сменными колесами a2–b2 и c2–d2 (см. рис. 19); на качественную сторону параметра траектории – на получение спирали – гитарой 22 (см. рис. 18) со сменными колесами a–b и c–d (см. рис. 19), на направление захода червячной фрезы – рукояткой 2 (см. рис. 18) трензеля, на направление стружечной канавки – установкой паразитного колеса в гитару 21,на скорость движения (на частоту вращения фрезы) электродвигателем 1, рукоядками 3, 4, 5 коробки скоростей; на исходное положение – на место хода резца по спирали затылка зуба – рукояткой 6 и маховичком 7.Кинематическая группа движения Д(В1П3) Кинематическая группа движения деления является составной частьюформообразующей группы, но структуры внутренних и внешних связей в этихгруппах разные. Во внутреннюю связь группы движения деления входит одна винторезная цепь. Внешняя связь имеет разветвленную структуру, включающую кинематические цепи, идущие от двигателя к винторезной цепи и к кулачку К1 по делительной и диффе-ренциальной цепям формообразующей группы. Кулачок выполняет в группе деления функцию отсчетного звена. Соединены группы смешан-ным (параллельно-последовательным) способом. При рабочем ходе заты-ловочного суппорта одновременно производятся два процесса: формо-образования·и деления. При отходе суппорта от изделия процесс формо-образования прекращается и остается только процесс деления. Движение формообразования ФV(В1П2П3П4) разлагается на два движения: на движе-ние деления Д(В1П3) и на вспомогательное движение Всп(П5) – движение отвода резца от изделия при делении. В рассматриваемой кинематической группе деления кулачок выполняет две функции – он является реверсом для отвода резца при делении и отсчетным звеном. Кинематическая группа установочного движения Установочное движение резца на глубину резанья осуществляется перемещением поперечного суппорта от руки при помощи рукоятки 12 (см. рис. 18). При этом процессе установки резец не касается заготовки, поэтому движение будет наладочным Нал(П6). 5.3. Кинематическая структура зубообрабатывающих станков для цилиндрических зубчатых колес Методы образования зубьев цилиндрических колес Большое влияние на развитие кинематики и конструкции зубообрабатывающих станков оказало разнообразие форм и размеров зубьев. По признаку формы зуба в направлении его длины различают цилиндрические колеса прямозубые, косозубые и шевронные. Для нарезания зубьев используют большое количество методов рассмотренных в разделе 1. Не находят применения методы двойного следа, касания и следа, так как они малопроизводительны. Станки, обрабатывающие цилиндрические колеса по методам копирования и следа, копирования и касания фасонными резцами, дисковой и пальцевой фасонными фрезами (рис. 20, а), форма производящего контура которых совпадает с формой профиля зуба, имеют более простую кинематическую структуру иотличаются высокой производительностью. Широко применяют метод обката в сочетании с методами следа и касания, так как они позволяют получать более точные зубчатые колеса. Для образования профиля зуба цилиндрических колес методом обката сообщают исходной рейке 1 с прямолинейным производящим контуром (рис. 20, б) движение качения относительно нарезаемойзаготовки 2. Образуемый таким способом профиль зуба является огибающей последо-вательных положений производящего контура. Это исполнительное движение формообразования профиля зуба, являющееся сложным движе-нием качения, осуществляется в станках двумя элементарными взаимо-связанными движениями. Если исходная рейка становится режущей рей-кой, то движение составляется из движений  и  заготовки (рис.20, в) или движений заготовки и  зуборезной гребенки (рис. 20, г).Если исходные рейки размещены на цилиндре так, что производящие контуры располагаются по винтовой линии, то режущая рейка становится червячной фрезой, и исполнительное движение формообразования профи-ля зуба составляется из двух вращательных движений В1 и В2 (рис. 20, д). В качестве производящего контура, кроме зуба рейки, можно использовать также зуб цилиндрического колеса. Тогда исполнительное движение формообразования составится из двух взаимосвязанных вращательных движений В1 и В2 (рис. 20, е). Кроме исполнительного движения образования профиля зуба, необходимо еще исполнительное движение производящего контура для образования формы зуба по длине. Это движение может быть простым – прямолинейным (для прямого зуба) или сложным – винтовым (при нарезании косозубого колеса). Исходя из анализа методов образования зубьев цилиндрических колес, можно предположить: – станки, обрабатывающие прямозубые цилиндрические колеса методом копирования, должны иметь структуру с простыми кинематическими группами формообразования, создающими движения только для образования формы зуба по длине. Профиль зуба образуется самим режущим инструментом: при этом требуется отдельное делительное движение; – станки, обрабатывающие прямозубые цилиндрические колеса методом обката, должны состоять из сложных и простых кинематических групп. Для образования профиля зуба применяется сложное движение. Чаще всего эти станки не имеют отдельного делительного движения; – станки, обрабатывающие косозубые цилиндрические колеса методом обката, должны состоять только из сложных кинематических групп, создающих сложные движения для образования формы зуба по профилю и по длине.  Рис. 20. Методы обрабатывания эвольвентного профиля зуба цилиндрических колес |
