instrukcja - Katedra Technologii Maszyn i Automatyzacji

instrukcja - Katedra Technologii Maszyn i Automatyzacji

Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej
Wydział Budowy Maszyn i Informatyki
Katedra Technologii Maszyn i Automatyzacji
LABORATORIUM OBRABIAREK
INSTRUKCJA
Temat:
Obróbka kół z batych
obwiedniowej typ 5B 310P
Opracował mgr in . Arkadiusz Krzempek
walcowych
na
frezarce
Bielsko-Biała 2004
1. Cel wiczenia
Celem wiczenia jest omówione metod obróbki kół z batych walcowych o z bach
prostych i rubowych, zapoznanie si z frezark obwiedniow jej charakterystyk i
mo liwo ciami oraz analiza schematu kinematycznego nap dów niezb dnych do naci cia kół
walcowych. A nast pnie dobór kół zmianowych przekładni i parametrów obróbki w celu
naci cia okre lonego koła z batego.
2. Wiadomo ci ogólne
2. 1. Klasyfikacja metod obróbki kół z batych
Wyró nia si trzy metody obróbki kół z batych:
− metoda kształtowa,
− metoda kopiowa,
− metoda obwiedniowa.
Przy omawianiu metod obróbki kół z batych nale y mie na uwadze:
− sposób obróbki – struganie, dłutowanie, frezowanie lub szlifowanie,
− kształt narz dzi – geometria ostrza,
− cykl roboczy – ci gły (obróbka wszystkich z bów w kole przeprowadzana
jednocze nie, stopniowo), przerywany (po obróbce jednego wr bu nast puje podział i
cykl obróbki powtarza si ).
Z kinematycznego punktu widzenia obrabiarki pracuj ce z cyklem ci głym maj prostszy
układ kinematyczny, natomiast narz dzia skrawaj ce maj bardziej zło on budow , s
trudniejsze do ostrzenia i ustawienia.
Ponadto nale y odró ni obróbk :
− zgrubn – usuni cie nadmiaru materiału z wr bu, obrabiarka sztywna o mniejszej
dokładno ci, narz dzie o uproszczonym kształcie i mniejszej dokładno ci,
− kształtuj c – nadanie ostatecznego kształtu zarysowi z ba narz dziem bardzo
dokładnym i zło onym kształcie.
2. 2. Obróbka walcowych kół z batych
Obróbka kształtowa
– znajduje zastosowanie w przypadkach, gdy zarys wr bu pozostaje niezmieniony na
całej długo ci z ba (szeroko ci wie ca z batego). Dlatego metod t stosuje si do obróbki
kół walcowych z uz bieniem zewn trznym lub wewn trznym o z bach prostych lub
rubowych. Obróbka ta mo e by przeprowadzana frezowaniem, struganiem, przeci ganiem
lub szlifowaniem.
Metoda ta jest stosowana przy obróbce:
− kół o mniejszej dokładno ci wykonania (wyj tek stanowi szlifowanie kształtowe),
− wst pnej (zgrubnej), wtedy metod t wykonuje si nie tylko koła z bate walcowe, ale
tak e koła sto kowe o z bach prostych.
Mniejsza dokładno wykonania wynika z:
− trudno ci wykonania dokładnego zarysu narz dzia,
− trudno ci ustawienia narz dzia.
Do nacinania kół z batych mo na stosowa :
− frezy kr kowe modułowe,
1
− frezy palcowe kształtowe (stosowane gdy frez kr kowy nie ma dostatecznego
wybiegu, np. frezowanie z bów zygzakowych),
− no e dłutownicze,
− głowice dłutuj ce, pozwalaj na jednoczesn obróbk wszystkich z bów. Głowica
posiada tyle no y ile jest z bów w obrabianym kole.
Rys.1. Przykładowe narz dzia do obróbki kształtowej: a) frez modułowy kr kowy, b) kształtowy nó
dłutowniczy, c) głowica narz dziowa do kształtowego dłutowania z bów: 1 – pojedynczy nó głowicy, 2 –
b ben wewn trzny, 3 – b ben zewn trzny
Obróbka obwiedniowa
– polega na obwodzeniu zarysu boku z ba przez kolejne poło enia kraw dzi
skrawaj cej (ostrza) narz dzia. Mamy tu doczynienia z ruchem roboczym skrawaj cym
narz dzia i ruchem tocznym (odtaczania), którego celem jest nadanie kształtu
ewolwentowego zarysowi boku z ba obrabianego koła
Rys. 2. Kolejne poło enia kraw dzi skrawaj cej narz dzia-z batki wzgl dem obrabianego koła (a – metoda
Maaga, b – metoda Sundrlanda, c – frezowanie obwiedniowe)
Ruch toczny składa si z:
– ruchu obrotowego koła obrabianego,
– ruchu przesuwnego:
a) obrabianego koła – metoda Maaga,
b) suportu z narz dziem – metoda Sunderlanda.
W obydwu przypadkach narz dzie ma kształt z batki. Cz sto te wymienia si tutaj
frezowanie obwiedniowe za pomoc limaka, który w przekroju ma kształt zbli ony do
z batki.
W tym ostatnim przypadku kraw dzie skrawaj ce (ostrza) s rozmieszczone wzdłu linii
rubowej freza limakowego. Podczas obrotu ka da nast puj ca kraw d skrawaj ca z ba
2
freza, wchodz c do pracy, jest przesuni ta wzgl dem poprzedniej kraw dzi skrawaj cej (tego
samego zwoju) wzdłu osi freza, co stwarza warunki ruchu przesuwowego narz dzia
z batkowego.
Poza wymienionymi ju wcze niej metodami obróbki obwiedniowej jest jeszcze jedna
nazywana – metod Fellowsa, która polega na współpracy dwóch kół ze sob . Jedno z kół jest
przedmiotem obrabianym, a drugi jest narz dziem zwanym no em Fellowsa lub dłutakiem.
W tym przypadku mamy doczynienia z ruchem dłutuj cym narz dzia oraz jednoczesnym
ruchem obrotowym narz dzia i przedmiotu.
Metoda Maaga
W metodzie tej mo na wyró ni trzy charakterystyczne poło enia koła podczas jednego
cyklu obróbki:
I – rozpocz cie nacinania z ba, z batka wykonuje ruch dłutuj cy, a nacinane koło wykonuje
„przetaczanie” po z batce, jest to spowodowane jednoczesnym wykonywaniem dwóch
ruchów przesuni cia w kierunku strzałki B oraz obrotu w kierunku A.
II – poło enie odpowiada ko cowemu stanowi. Koło przesun ło si dokładnie o 1 podziałk i
jednocze nie obróciło si o k t odpowiadaj cy tej podziałce – z b został w cz ci
obrobiony.
III – narz dzie zatrzymuje si u góry (nad nacinaniem kołem), koło przesuwa si wstecz (bez
obrotu) o 1 podziałk w kierunku strzałki C, w ten sposób nast puje podział.
Rys. 3. Obróbka z bów metod Maaga, trzy podstawowe poło enia koła podczas jednego cyklu obróbki
Metoda ta pozwala na obróbk kół walcowych o uz bieniu prostym jak i rubowym.
Ró nica przy nacinaniu tych drugich polega na tym, e narz dzie wykonuje ruch roboczy
wzdłu linii z ba. Czyli skr ca si obrotnic z prowadnicami suwaka narz dziowego o k t
pochylenia linii z ba β0, który to k t oblicza si ze wzoru
cos α n
sin β ot = sin β o
cos α N
gdzie:
αn – normalny k t zarysu z ba koła,
αN – k t zarysu narz dzia,
β0 – k t pochylenia linii z ba na walcu podziałowym (normalny k t pochylenia linii z ba),
βot – k t pochylenia linii z ba na walcu obróbczo-tocznym.
Pozostałe ruchy odbywaj si tak jak poprzednio.
3
Rys. 4. Schemat nacinania z bów rubowych – metoda Maaga
Metoda Sunderlanda
W metodzie tej narz dzie oprócz ruchu roboczego wykonuje ruch przesuwowy, natomiast
nacinane koło – tylko ruch obrotowy. Wida , zatem e tu ruch toczny rozło ony jest na
narz dzie i nacinane koło. Podobnie jak w metodzie Maaga mo na wyró ni tutaj trzy
podstawowe etapy:
I – rozpocz cie nacinania z ba.
II – poło enie odpowiada ko cowemu stanowi, gdy koło obróciło si w kierunku strzałki A o
k t odpowiadaj cy jednej podziałce, narz dzie za przesun ło si o wielko jednej
podziałki obróbczo-tocznej w kierunku strzałki B.
III – poło enie przedstawia moment po dokonaniu podziału. Podział dokonuje si w ten
sposób, e narz dzie odsuwa si w kierunku promieniowym od nacinanego koła, po czym
odsuwa si ku dołowi (kierunek C) do pocz tkowego poło enia i dosuwa si do
nacinanego koła, które w tym czasie było unieruchomione.
Odsuni cie narz dzia od koła nacinanego w trakcie przesuwu w kierunku C jest konieczne,
aby narz dzie nie zawadziło o przedmiot obrabiany, poniewa narz dzie cały czas wykonuje
ruch roboczy.
Rys. 5. Obróbka z bów metod Sunderlanada
Równie ta metoda pozwala na nacinanie kół z batych o uz bieniu rubowym. Sama
zasada nacinania uz bienia jest ta sama, nale y jedynie skr ci obrotnic z prowadnicami sa
narz dziowych.
4
Metoda Fellowsa
Zasad nacinania uz bienia metod Fellowsa pokazano na rys. 6.
Rys. 6. Obróbka z bów metod Fellowsa
Rys. 7. Przykład dłutowania kół metodzie linii rubowej i o uz bieniu wewn trznym
W metodzie tej wyst puj nast puj ce ruchy zasadnicze:
− ruch roboczy narz dzia posuwowo-zwrotny wzdłu linii z ba,
− obrotowy ruch narz dzia,
− obrotowy ruch nacinanego koła.
Obroty obrabianego koła oraz narz dzia odbywaj si w taki sposób, jak gdyby
współpracowały ze sob dwa koła z bate w przekładni. Zarys z ba obrabianego koła jest
obwiedni kolejnych poło e zarysu z ba no a Fellowsa.
Oprócz ww. ruchów wyst puj w trakcie obróbki jeszcze dwa ruchu pomocnicze:
a) Promieniowy ruch dosuwowy wgł bny maj cy na celu zbli enie narz dzia do koła, tak
by wprowadzi narz dzie na odpowiedni gł boko w materiał obrabiany. Ruch ten
wyst puje w pocz tkowej fazie obróbki lub po obróbce zgrubnej, gdy nale y dalej
zagł bi narz dzie w celu obróbki wyka czaj cej.
b) Ruch odsuwaj cy narz dzie od przedmiotu lub przedmiot od narz dzia w trakcie ruchu
powrotnego narz dzia. Ruch ten jest konieczny, gdy pozwala unikn tarcia z bów
narz dzia o z by nacinanego koła (dłu sza ywotno narz dzia).
5
Rys. 8. Zasada dłutowania metod Fellowsa (ruch dosuwaj cy i odsuwaj cy narz dzie wykonywany przez: a)
wrzeciennik, b) stół obrabiarki
Rys. 9. Obróbka trzech wie ców koła w jednym zamocowaniu: a) widok ogólny, b) kolejno
obróbki
Metoda ta równie pozwala na nacinanie kół z batych o uz bieniu rubowym. Cho
wyst puj pewne trudno ci. Wrzeciono robocze pozostaje w tym samym poło eniu jak przy
nacinaniu z bów prostych, o wrzeciona jest równoległa do osi nacinanego koła. Dlatego przy
nacinaniu z bów rubowych narz dzie musi wykonywa dodatkowy ruch obrotowy. Ruch ten
nadawany jest narz dziu przez zastosowanie rubowej prowadnicy (krzywki), po której suwa
si suwak s o rubowej powierzchni sa . Ponadto narz dzie musi mie równie z by rubowe
(do nacinania z bów w kole o lewej linii z bów w narz dziu linia z bów jest prawa
i odwrotnie).
Oczywi cie k t pochylenia prowadnic krzywki nie jest dowolny, lecz zale ny od k ta
pochylenia β0 z bów nacinanego koła oraz od rednicy podziałowej narz dzia.
Rys. 10. Wrzeciono narz dziowe z krzywk
rubow – dłutownica Fellowsa
6
Frezowanie obwiedniowe
Frezowanie obwiedniowe walcowych kół z batych polega na zasadzie współpracy limaka
z kołem limakowym, z tym e w przypadku frezowania zamiast limaka mamy frez
limakowy, a zamiast koła limakowego mamy obrabiane koło walcowe.
Rys. 11. Frezowanie z bów prostych
Po jednym obrocie freza koło obrabiane obraca si o k t odpowiadaj cy jednemu skokowi
zwoju z bów freza limakowego. Gdy frez jest jednokrotny to koło obrabiane obróci si o k t
odpowiadaj cy jednej podziałce, gdy frez jest k – krotny – o k t odpowiadaj cy k podziałkom.
Ponadto w celu obrobienia z bów na całej ich długo ci przesuwa si :
− suport narz dziowy równolegle do osi obrabianego koła (frezarka uniwersalna o osi
poziomej),
− stół wraz z kołem obrabianym wzdłu osi tego koła (frezarka uniwersalna o osi
pionowej),
− suport narz dziowy wzdłu
linii z ba (frezarka obwiedniowa specjalna
bezdyferencjałowa).
St d te rozró nia si dwa rozwi zania kinematyczne frezarek obwiedniowych:
− frezarki uniwersalne (z dyferencjałem, z mechanizmem ró nicowym),
− frezarki specjalne (bezdyferencjałowa).
Nale y tutaj wspomnie , e na:
− frezarce obwiedniowej uniwersalnej mo na obrabia koła z bate walcowe o z bach
prostych i rubowych, limaki walcowe i globoidalne oraz limacznice (metoda styczna
i promieniowa),
− frezarce obwiedniowej bezdyferencjałowej mo na obrabia koła z bate walcowe o
z bach prostych i rubowych i limacznice (tylko metoda promieniowa).
Frezowanie obwiedniowe walcowych kół o uz bieniu rubowym.
Podczas frezowania z bów rubowych musimy przede wszystkim ustawi odpowiednio
frez wzgl dem obrabianego przedmiotu. Wrzeciennik narz dziowy z zamocowanym frezem
musi by tak przekr cony, aby linia rubowa z bów freza stanowiła przedłu enie linii z bów
obrabianego przedmiotu koła.
7
Rys. 12. Schematyczne ustawienie freza wzgl dem nacinanego koła
Rys. 13. Obliczanie k ta ustawienia freza wzgl dem koła obrabianego oraz kierunki obrotów przedmiotu
(główny i dodatkowy)
Gdy kierunek linii rubowej z bów freza jest zgodny z kierunkiem pochylenia linii z bów
koła obrabianego (prawe albo lewe), wówczas k t mi dzy osi i czołem koła obrabianego
obliczamy z zale no ci (rys. 10 a i d):
δ = βo − γ f
Gdy kierunki s przeciwne, wówczas k t ustawienia osi freza wzgl dem koła obrabianego
obliczamy z zale no ci (rys. 10 b i c):
8
δ = βo + γ f
najcz ciej przyjmuje si zgodne kierunki linii rubowych zwojów freza i z bów koła
obrabianego. Przeciwne kierunki linii rubowych, mo na przyjmowa , gdy β ≤ 20°, w tym
przypadku przyjmuje si jeszcze zmniejszone posuwy.
rubowa linia z bów powstaje, gdy podczas z/k obrotów obrabiane koło wykona:
∩
I – (rys. 10 a i d) jeden pełny obrót i cz
obrotu odpowiadaj c łukowi DE , w tym
przypadku kierunek ruchu głównego (strzałka pełna) jest zgodny z kierunkiem ruchu
dodatkowego (strzałka przerywana),
∩
obrotu odpowiadaj c łukowi DE , w
II – (rys. 10 b i c) jeden obrót zmniejszony o cz
tym przypadku kierunki ruchu głównego i dodatkowego s przeciwne.
Szczególne przypadki frezowania obwiedniowego:
− frezowanie z dobiegiem promieniowym,
− frezowanie przeciwbie ne i współbie ne,
− frezowanie z zastosowaniem skokowego przesuwu freza,
− frezowanie diagonalne,
− frezowanie uz bienia beczułkowego,
− frezowanie specjalnych z bów kół sprz głowych.
Rys. 14. Jednoczesna obróbka dwóch ró nych uz bie na obrabiarce specjalizowanej firmy Pfauter
3. Opis i charakterystyka frezarki obwiedniowej typ 5B310P
Półautomat przeznaczony jest do nacinania kół z batych walcowych o z bach prostych i
sko nych o rednicy do 125 mm i module do 2,5 mm w warunkach produkcji małoseryjnej,
seryjnej i masowej (rys 15).
OPIS:
1- Przycisk „Posuw osiowy przyspieszony”,
2- Przeł cznik doprowadzania i odprowadzania imaka frezarskiego,
3- Przeł cznik „Koła limakowe – Koła o z bach prostych i sko nych”,
4- Przeł cznik „Ustawianie – Cykl – Cykl dwuprzej ciowy”,
5- Zał czenie chłodzenia,
6- Stop awaryjny,
7- Przycisk zał czenia silnika hydraulicznego,
8- Przycisk „Rozruch cyklu”,
9- Przeka nik opó nienia zako czenia posuwu promieniowego,
10- Przeł cznik „Luzowanie i zaciskanie tulei konika”,
9
11- Gitara mechanizmu podziałowego (za drzwiczkami),
12- Gitara mechanizmu ró nicowego (za drzwiczkami),
13- Regulator pr dko ci posuwu promieniowego,
14- Przycisk „ Rozruch krótkotrwały” – w przypadku zakleszczenia,
15- Regulator gł boko ci wcinania promieniowego,
16- D wignia „Posuw osiowy wł czony – wył czony”,
17- D wignia „ Posuw styczny wł czony – wył czony”,
18- D wignia zmiany kierunku przesuwu stołu „współbie nie – przeciwbie nie”,
19- D wignie nastawiania okre lonej warto ci posuwu osiowego,
20- Silnik główny,
21- Koła ci gnowe nap du głównego,
22- Gitara mechanizmu posuwów stycznych (za drzwiczkami).
Rys.15. Widok ogólny frezarki obwiedniowej
Wła ciwo ci konstrukcyjne półautomatu:
Półautomat jest wykonany w układzie pionowym z pionowo przemieszczaj cym si stołem.
Taki układ zapewnia zmniejszone gabaryty oraz wygodn stref do eksploatacji półautomatu.
Półautomat wyposa ony jest w skrzynk posuwów, co skraca czas przeregulowania i daje
10
mo liwo wyboru optymalnego wariantu posuwów podczas obróbki partii wyrobów. W celu
wykonania wcinania promieniowego wykorzystuje si pomocniczy cylinder hydrauliczny z
zaworem dławi cym. Imak frezarski przesuwa si po poziomych prowadnicach.
Przyspieszony dosuw imaka do otoczki nacinanego koła wykonuje si cylindrem
hydraulicznym. Imak podczas obróbki jest zaciskany na prowadnicach ło a za pomoc
cylindra hydraulicznego. Korpus imaka jest stale przyci ni ty do dolnej prowadnicy ło a
rolk dociskan spr ynami rolkowymi. Suport frezarski przesuwa si wzdłu osi narz dzia
po prowadnicach w kształcie V. Przy pracy bez przeci gacza (metoda obróbki przek tna i
styczna) sanie suportowe zaciskane s na prowadnicach przy pomocy cylindrów
hydraulicznych, których praca jest wł czona do cyklu pracy półautomatu. Półautomat
wyposa ony jest w mechanizm drobnokrokowego przesuwu freza (shifting) wzdłu osi
narz dzia. Shifting odbywa si po ka dym cyklu obróbki. Nap d ruchu głównego z
dwustopniow przekładni pasow klinow zapewnia cz stotliwo obrotów freza. Silnik
elektryczny nap du ruchu głównego umieszczony jest z tyłu obrabiarki.
4. Schemat kinematyczny frezarki obwiedniowej typ 5B 310P
Na rysunku 16 przedstawiono schemat kinematyczny frezarki obwiedniowej typ 5B310P.
Nie wszystkie układy kinematyczne frezarki obwiedniowej bior udział w kształtowaniu
ruchów freza i otoczki koła limakowego podczas nacinania uz bienia. W metodzie
promieniowej bior udział mechanizmy ruchu głównego, podziału, posuwu promieniowego.
W metodzie stycznej: ruchu głównego, podziału, mechanizmu ró nicowego, posuwu
stycznego.
Rys. 16. Schemat kinematyczny frezarki obwiedniowej
11
1. Ła cuch kinematyczny ruchu głównego ł czy obroty silnika elektrycznego M2 nap du
głównego (N = 2,2 KW, n = 1000 obr/min) z obrotami wrzeciona freza za pomoc
dwustopniowej przekładni pasowej klinowej. Przekazanie ruchu odbywa si za pomoc kół
ci gnowych D1, D2, D5, D6, kół z batych 4, 5 ,6, 7. W celu otrzymania wi kszej liczby
obrotów freza, pierwszy stopie przekładni pasowej klinowej, mo e by nastawiany kołami
ci gnowymi D3 i D4. Dla obrabiarki wykonania podstawowego, przy nastawieniu pierwszego
stopnia przekładni pasowej klinowej D1 = 93mm, D2 = 177mm, a tak e kombinacji
nastawienia zmianowych kół ci gnowych drugiego stopnia D5/D6, liczba obrotów freza jest w
granicach 100–500 obr/min. Przeło enie ła cucha okre lone jest równaniem.
D3 D5
D
iv = 1 ⋅
⋅
⋅ n E ⋅ i st
D 2 D4 D6
iv – przeło enie ła cucha ruchu głównego,
nE – pr dko obrotowa silnika nap dowego w obr/min,
ist – warto przeło e stałych obrabiarki ist=D6,,
D1-6 – rednice zmianowych kół pasowych nap du.
2. Ła cuch kinematyczny mechanizmu podziałowego ł czy obroty freza z obrotami wrzeciona
przedmiotowego. Do tego ła cucha wchodz : koło z bate suportu 7, 6, 5, 4, koła imaka I, 2,3, koła
ło a 8, 9, 10, 11, 12, 13, koła stołu 14, 15, 16, zmianowe koła z bate gitary podziałowej X: a, b, c, d,
podziałowa przekładnia limakowa 17, 18. Przeło enie ła cucha okre la poni sze równanie.
z z 7 z5 z1 z 2 z8 z9 z11 z13 z15 a c z17
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
⋅
⋅
⋅
⋅ ⋅ ⋅
= 1 − jeden obrót stolu
K fr z6 z 4 z 2 z3 z9 z10 z12 z14 z16 b d z18
st d:
Ux =
gdzie:
A=
a c K fr
⋅ =
⋅A
b d
z
z 7 z 5 z1 z 2 z 8 z 9 z11 z13 z15 z17
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=
z 6 z 4 z 2 z 3 z 9 z10 z12 z14 z16 z18
64 25 60 50 24 22 20 42 20 1
1
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
= 0,041 =
32 25 50 96 22 24 20 42 20 30
24
A – warto stała obrabiarki,
Kfr – krotno freza limakowego,
z – liczba z bów koła limakowego,
UX – przeło enie gitary mechanizmu podziału,
a,b,c,d – koła zmianowe gitary podziału.
3.
Ła cuch kinematyczny mechanizmu ró nicowego stosuje si przy nacinaniu:
- kół o z bach sko nych,
- kół limakowych metod posuwu stycznego,
- kół o z bach prostych i sko nych metod posuwu przek tnego.
Przy nacinaniu kół o z bach sko nych ła cuch mechanizmu ró nicowego ł czy przesuw
pionowy wrzeciona przedmiotowego wzgl dem freza z dodatkowymi obrotami stołu.
Poł czenie tych ruchów odbywa si przez nastawienie gitary mechanizmu ró nicowego Y.
Ła cuch kinematyczny mechanizmu ró nicowego składa si z ruby poci gowej 58, kół
z batych 57,56, przekładni limakowej 55, 54, sprz gła z batego wł czonego; zmianowych
kół z batych gitary Y – m, n, p, r, kół z batych 76, 77, 78, przekładni limakowej 79, 80,
korpusu mechanizmu ró nicowego (jarzmo); kół z batych 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,
zmianowych kół gitary podziałowej X – a, b, c, d, limaka podziałowego 17 i koła
podziałowego 18 sprz onego z wrzecionem wyrobu.
12
Przy nacinaniu kół limakowych metod posuwu stycznego, ła cuch mechanizmu
ró nicowego składa si z nast puj cych elementów: ruba 74 (przeci gania suportu); koła
z bate 73, 72, 71, 70, przekładnia limakowa 69, 68, koła z bate 67,66, zmianowe koła z bate
gitary T – k, e, o, f, koła z bate 60, 61,59 (przy tym szerokowie cowe koło z bate powinno
by w zaz bieniu jednocze nie z kołami 59 i 60, d wignia posuw styczny – pozycja
wł czony); koła z bate 52, 53 ( sprz gło z bate limaka 54 wyprowadzone z zaz bienia);
zmianowe koła z bate gitary Y – m, n, p, r, koła z bate 76,77,78, przekładnia limakowa 79,
80, korpus mechanizmu ró nicowego (jarzmo); koła z bate 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,
zmianowe koła z bate gitary X, limak podziałowy 17, podziałowe koło limakowe 18,
nasadzone na wrzeciono wyrobu. Przeło enie tego ła cucha okre la równanie ( 4.1).
m ⋅ π z73 z71 z69 z67 k o z60 z61 z52 m p z76 z77 z79
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅ ⋅ ⋅
⋅
⋅
⋅ ⋅ ⋅
⋅
⋅
⋅
h p z72 z70 z68 z66 e f z61 z59 z53 n r z77 z78 z80
z10 z11 z13 z15 a c z17 1
⋅
⋅ ⋅ ⋅ ⋅
= − dodatkowy obrót stolu
z11 z12 z14 z16 b d z18 z
st d:
UY =
(4.1)
m p
C
⋅ =
n r K fr ⋅ m ⋅ π
gdzie:
hp
C=
⋅ i st =
2A
2
2⋅
1
24
⋅
z 73 z 71 z 69 z 67 z 60 z 61 z 52 z 59 z 52 z 76 z 77 z 79 z10 z11 z13 z15 z17
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
z 72 z 70 z 68 z 66 z 61 z 59 z 53 z 61 z 53 z 77 z 78 z80 z11 z12 z14 z16 z18
z – liczba z bów koła limakowego,
hp – skok ruby poci gowej,
ist – warto przeło e stałych obrabiarki,
A – warto stała z przeło enia mechanizmu podziału,
C – warto stała,
m – moduł,
Kfr – krotno freza limakowego,
g,h,i,j – koła zmianowe mechanizmu ró nicowego,
a,b,c,d – koła zmianowe mechanizmu podziału,
k,e,o,f – koła zmianowe mechanizmu posuwu stycznego.
Przy nacinaniu kół z batych prostych i sko nych metod posuwu przek tnego, ła cuch
kinematyczny mechanizmu ró nicowego ł czy posuw pionowy wrzeciona przedmiotowego
wzgl dem freza i posuwu suportu z frezem wzdłu osi wrzeciona narz dzia z dodatkowymi
obrotami stołu (wrzeciona przedmiotowego). Ła cuch mechanizmu ró nicowego składa si z
elementów kinematycznych, jakie s stosowane przy wykonywaniu kół o z bach sko nych i
kół limakowych metod posuwu stycznego.
4.
Ła cuch kinematyczny posuwów pionowych ł czy obroty silnika M (N=1,1 KW, n=1500
obr/min) z przesuwem:
- stołu przy przesuwie pionowym,
- suportu przy posuwie stycznym,
- suportu i stołu jednocze nie przy przesuwie przek tnym.
Nap d odbywa si za pomoc skrzynki posuwów, za której po rednictwem jest mo liwe:
regulowanie 15 stopni posuwów roboczych; wykonanie przyspieszonego przesuwu stołu i
suportu; zmiana kierunku przesuwu stołu i suportu. W skład ła cucha posuwów roboczych
13
stołu wchodz nast puj ce elementy kinematyczne: koła z bate 19, 20, 21, 24, 25, 26, 27, 28,
blok-koło z bate 29, 30, 31, 32, 33, 34, blok-koło z bate 35-36, 37, 38, 39, 40, 41, blok-koło
z bate 42, 43, 44, 45, sprz gło elektromagnetyczne YC1, koła z bate 46, 47, 49, 50, 51, 52,
53, przekładnia limakowa ło a 54,55, koła z bate 56,57, ruba poci gowa 58. Zmiana
kierunku posuwów odbywa si za pomoc przesuwu bloku-koła z batego 50-51. Ła cuch
przyspieszonego przesuwu stołu składa si z koła z batego 19, 20, 22, 48, sprz gła
elektromagnetycznego YC2, koła 46, 47, 49, 50, 51, 53, pary limakowej 54, 55, koła 56, 57,
ruby poci gowej 58.
W skład ła cucha roboczych posuwów stycznych wchodz wszystkie elementy kinematyczne
skrzynki posuwów. Sprz gło limaka 54 jest odł czone, a szerokowie cowe koło z bate 61
wprowadzone w zaz bienie z kołami 59 i 60. Ruch od wału XXXII jest przekazywany kołami
59,61,60, zmianowymi kołami z batymi gitary posuwów stycznych T, na koła sto kowe 66,
67, przekładni limakow 68, 69, koła 70, 71, 72, 73, rub 74. Przeło enie tego ła cucha
okre la nast puj ce równanie:
Up =
S min
S
= min
h p ⋅ ist
2
(4.2)
Up – przeło enie ła cucha kinematycznego posuwów pionowych,
ist – warto przeło e stałych obrabiarki ,
hp – skok ruby poci gowej,
Smin – warto posuwu osiowego w mm/min.
5.
Ła cuch kinematyczny drobnokrokowego przesuwu freza wzdłu osi wrzeciona narz dzia
ł czy ruch post powy tłoka cylindra hydraulicznego 6 z przesuwem sa suportu wzdłu osi
wrzeciona narz dzia. W celu uzyskania drobnokrokowego posuwu nale y wprowadzi w
zaz bienie koło z bate 61 z kołem 59. Nap d ruchu odbywa si od cylindra hydraulicznego 6.
W skład tego ła cucha kinematycznego wchodzi: listewka 65, koło 64, z bate jednokrotne
sprz gło koła 63, koła 63, 62, 61, 60, zmianowe koła z bate gitary T, koła z bate 66, 67,
przekładnia limakowa 68, 69, koła 70, 71, 72, 73, ruba 74.
6.
Ła cuch kinematyczny posuwu promieniowego ogranicza pr dko suwu promieniowego
imaka frezarskiego, pr dko ci suwu post powego tłoka cylindra 91. W skład ła cucha
wchodz d wignie 90, popychacz 92, klin-listewka 86, poł czone z trzonem cylindra 91, z
klinem-listewk 86 zaz bia si koło 87, które obraca b ben sterowania gł boko ci posuwu
promieniowego. Równanie ła cucha kinematycznego posuwu promieniowego okre la
nast puj cy wzór:
S pr = n sh ⋅ i st ⋅ h p
Spr – posuw wgł bny w mm/min,
nsh – pr dko obrotowa silnika hydraulicznego w obr/min,
ist – warto stałych przeło e obrabiarki,
hp – skok ruby poci gowej.
5. Przygotowanie frezarki obwiedniowej do nacinania kół z batych
Przed przyst pieniem do obróbki kół z batych prostych i sko nych nale y wykona
nast puj ce czynno ci na frezarce obwiedniowej:
Cykl I – Bez wcinania promieniowego z posuwem osiowym
1. Ustawi pr dko obrotow wrzeciona freza.
2. Ustawi wielko posuwu osiowego.
14
3. Ustawi frez.
4. Ustawi k t pochylenia suportu.
5. Ustawi i zamocowa półwyrób.
6. Ustawi kierunek posuwu i zderzaki ograniczaj ce posuw stołu.
7. Ustawi gł boko wcinania promieniowego h = 0.
8. Ustawi rozstaw kłów.
9. Nastawi gitar mechanizmu podziałowego.
10. Nastawi gitar mechanizmu ró nicowego – koła o z bach sko nych (koła o z bach
prostych – zakładany jest zamek mechaniczny na wał nap dzany).
11. Nastawi gitar ” T” drobnokrokowego okresowego przesuwu narz dzia (gdy jest to
konieczne).
12. Ustawi na pulpicie poło enie przeł czników zgodne z wybranymi warunkami obróbki.
13. Regulator pr dko ci posuwu promieniowego ustawi na najwi ksz wielko .
14. Ustawi konieczn ilo cieczy chłodz co-smaruj cej.
Cykl II – wcinanie promieniowe z posuwem osiowym dla cyklu jednoprzej ciowego,
wszystkie czynno ci wykonuje si tak samo jak w cyklu I poza punktem 7:
1. Nale y ustawi gł boko wcinania promieniowego h (punkt 7).
2. Ustawi pr dko posuwu promieniowego za pomoc regulatora (punkt 13).
Cykl III – wcinanie promieniowe z posuwem osiowym dla cyklu dwuprzej ciowego,
wszystkie czynno ci wykonuje si tak samo jak w cyklu II:
1. Nale y ustawi gł boko wcinania promieniowego dla przej cia pierwszego.
2. Ustawi przeł cznik w poło eniu „ Cykl dwuprzej ciowy” .
Gitara podziałowa X nastawiana jest przez zmianowe koła z bate. Luz boczny mi dzy z bami
nie powinien przekracza warto ci 0,08–0,16 mm. Dla freza lewego do mechanizmu podziału
dochodzi dodatkowe koło, które powoduje zmian
kierunku obrotu wrzeciona
przedmiotowego
Tabl. 1. Nastawianie liczby obrotów freza limakowego
D1
D3
D2
D4
D5
D6
D5
D6
80
200
90
180
105
165
120
150
135
135
150
120
165
105
180
90
D1
D2
100
125
160
200
250
315
400
500
50
63
80
100
125
160
200
250
D3
D4
200
250
315
400
500
630
800
1000
100
125
160
200
250
315
400
500
15
Rys. 17. Wykres doboru liczby obrotów wrzeciona freza
Tabl. 2.Warto
posuwów osiowych Fmin mm/min
1
2
3
4
5
45,0 32,5 23,0 16,2 11,4
6
8,0
7
5,8
8
4,1
9
2,9
10
2,0
11
1,45
12
1,0
13
14
15
0,72 0,50 0,35
Do obróbki kół z batych konieczne jest dobranie kół zmianowych mechanizmu podziałowego,
który ł czy obroty freza z obrotami wrzeciona wyrobu. Dobór kół zmianowych dla
mechanizmu podziałowego wykonuje si zgodnie z tabel 1.
Nale y pami ta , aby luz mi dzy z bami był w granicach 0,08 – 0,16 mm. Schemat
nastawienia gitary przedstawia rys. 18.
Rys. 18. Schemat ustawienia przekładni gitarowej mechanizmu podziałowego
Ponadto musz by spełnione nast puj ce warunki zaz bienia kół gitary
Dla schematu I
Dla schematu II
a + b ≥ c + 26
a + b ≥ c + 26
94 ≤ a + b ≤ 122
94 ≤ a + b ≤ 122
b+c
+ d ≤ 180
a + b + c + d ≥ 213
2
45 ≤ d + h ≥ 113 153
Podział nastawia si zgodnie ze wzorem
16
Ux =
24 ⋅ K fr
=
a c
⋅
b d
z
Kfr – ilo zwojów freza,
z – liczba nacinanych z bów.
Dla Kfr = 1 ilo z bów kół zmianowych zaleca si dobiera z tab. 1.
Tabela 1. Nastawianie gitary mechanizmu podziałowego
Z
a
b
c
d
z
a
b
c
8
75
40
80
50
44
30
65
–
9
65
45
80
40
45
48
60
–
10
60
50
80
40
46
48
60
–
11
60
55
80
40
47
24
73
–
12
60
45
75
50
48
45
60
–
13
80
40
60
65
49
48
50
–
14
80
40
60
70
50
48
50
–
15
80
40
48
60
51
40
60
–
16
60
59
–
40
52
30
67
–
17
70
35
60
85
53
24
70
–
18
60
55
–
45
54
40
60
–
19
75
25
40
95
55
24
70
–
20
60
53
–
50
56
30
67
–
21
80
40
–
70
57
40
58
–
22
60
58
–
55
58
24
70
–
23
70
35
48
92
59
24
70
–
24
35
70
80
40
60
24
70
–
25
48
60
–
50
61
24
70
–
26
60
59
–
65
62
24
70
–
27
40
65
–
45
63
40
70
60
28
60
59
–
70
64
30
70
–
29
48
60
–
55
65
24
70
–
30
40
65
–
50
66
45
40
90
31
48
60
–
62
67
24
70
–
32
45
55
–
60
68
30
70
–
33
40
62
–
55
69
40
60
48
34
60
59
–
85
70
24
71
–
35
48
50
–
70
71
24
70
–
36
50
60
–
75
72
40
80
60
37
48
50
–
74
73
24
70
–
38
60
59
–
95
74
24
70
–
39
40
60
–
65
75
24
70
–
40
45
60
–
75
76
30
65
–
41
48
70
–
82
77
48
55
85
42
40
60
–
70
78
50
65
30
43
48
70
–
86
79
24
70
–
d
55
90
92
47
90
98
100
85
65
53
90
55
70
95
58
59
60
61
62
90
80
65
95
67
85
92
70
71
90
73
74
75
95
98
75
79
z
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
102
104
105
106
108
110
111
112
114
115
116
117
118
119
120
a
24
110
24
24
40
24
24
60
45
24
24
35
24
48
48
24
50
24
24
40
24
40
30
24
48
40
48
24
30
40
48
45
40
45
40
24
b
70
75
70
70
70
70
70
50
55
70
70
65
70
62
47
70
75
70
70
55
70
60
65
70
53
60
55
74
70
60
60
58
65
59
70
75
c
–
50
–
–
45
–
–
24
30
–
–
48
–
30
25
–
30
–
–
30
–
35
40
50
25
30
25
60
40
30
24
24
30
24
30
50
d
80
90
82
83
90
85
86
90
90
89
90
93
92
90
100
95
80
97
98
90
100
85
80
75
100
90
100
90
80
95
92
90
90
90
85
80
Wa ne jest aby cz stotliwo obrotów wrzeciona przedmiotowego nie przekroczyła 80
obr./min.
Cz stotliwo obrotów wrzeciona przedmiotowego mo na obliczy ze wzoru
17
n wyr =
nfr – cz stotliwo obrotów freza,
Kfr – ilo zwojów freza,
z –liczba nacinanych z bów.
n fr ⋅ K fr
z
Drug wa n przekładni jest przekładnia mechanizmu ró nicowego (Y). Zadaniem tej
przekładni jest:
– dla kół z batych o z bach sko nych, ł czenie przesuwu pionowego wyrobu wzgl dem
freza z dodatkowym obrotem stołu (wrzeciona wyrobu).
– dla kół o z bach prostych i sko nych nacinanych metod posuwu przek tnego, ł czenie
posuwu pionowego wyrobu wzgl dem freza i posuwu suportu z frezem wzdłu osi
wrzeciona narz dzia z dodatkowymi obrotami wrzeciona wyrobu.
Zale nie od rodzaju koła stosowane s odpowiednie wzory, które pozwalaj na dobranie
wła ciwego przeło enia.
I – koła o z bach prostych ( limacznice – metoda promieniowa), na nap dzany wał
przekładni gitarowej zakłada si specjalny zamek.
II – koła z bate sko ne, koła zmianowe przekładni dobierane s zgodnie z wzorami:
sin β
m⋅ p
; U y1 =
U y1 =
K fr ⋅ mn
n⋅r
III – koła z bate proste (a) i sko ne (b) metod posuwu przek tnego, koła zmianowe
przekładni dobierane s zgodnie z wzorami:
cos ω ⋅U t
m⋅ p
a)
U y2 =
;U y2 =
2 K fr ⋅ mn
n⋅r
gdzie: U t =
2St
2 K fr ⋅ mn
cos β
cos ω ⋅U t
±
K fr ⋅ mn 2 K fr ⋅ mn
Znak ” +” lub ” –” dobierany jest z tablic, które zamieszczona jest w DTR-ce.
gdzie:
β – k t wzniosu linii rubowej z ba obrabianego koła,
mn – moduł nominalny koła nacinanego.
m, n, p, r – liczby z bów kół zmianowych przekładni mechanizmu ró nicowego,
Kfr – krotno freza limakowego,
ω – k t wzniosu linii rubowej freza limakowego,
St – warto posuwu stycznego mm/min.
Wzory te s stosowane dla wyposa enia standardowego.
Schemat nastawiania gitary:
b)
U y = U y1 ± U y 2 =
18
Rys.19. Schemat nastawiania przekładni gitarowej mechanizmu ró nicowego
Aby dobra wła ciwie koła zmianowe przekładni mechanizmu ró nicowego, nale y spełni
nast puj ce warunki:
m ≤ 75
p + r ≥ n + 26
90 ≤ m + n ≤ 166
m + n + p + r ≥ 201
p ≤ m + n − 22
Nastawienie posuwów osiowych odbywa si za pomoc skrzynki posuwów, przez ustawienie
uchwytów w poło eniu odpowiadaj cym wybranej wielko ci posuwu zgodnie z tab. 2
Nr pozycji Posuw
nastawienia Smin
[mm/min]
1
45,0
2
32,5
3
23,0
4
16,2
5
11,4
6
8,0
7
5,8
8
4,1
9
2,9
10
2,0
11
1,45
12
1,0
13
0,72
14
0,5
15
0,35
Poło enie dzwigni
←
←
19
Nast pnie nale y ustawi dzwigni na koła z batych prostych i sko nych oraz ustawi
kierunek ruchu roboczego stołu. Tabela 2 podaje posuw osiowy w mm/min, aby przeliczy go
na posuw w mm/obr nale y zastosowa wzór:
S ⋅z
S obr = min
K fr ⋅ n fr
gdzie:
Sobr – posuw obrotowy [mm/obr],
Smin – posuw minutowy [mm/min],
nfr – obroty wrzeciona freza [obr/min].
Przy wyborze wielko ci posuwu osiowego So nale y uwzgl dni krotno freza.
6. Zalecenia dotycz ce referatu i sprawozdania.
W referacie nale y uwzgl dni :
1. Sposoby obróbki kół walcowych.
2. Przedstawi charakterystyk frezarki obwiedniowej i omówi schemat kinematyczny
ła cuchów potrzebnych do wykonania kół walcowych.
3. Przedstawi sposób przygotowania frezarki obwiedniowej do obróbki koła walcowego
(obliczenia wykona dla koła podanego przez prowadz cego zaj cia).
Sprawozdanie ma zawiera :
1. Krótk charakterystyk metod obróbki kół walcowych.
2. Obliczenia nastaw frezarki i parametry obróbki dla wybranego koła.
3. Wnioski i uwagi.
LITERATURA
1. Ocheduszko K.: Koła z bate. Wykonanie i monta . WN-T 1976.
2. Feld M.: Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych cz ci maszyn.
WN-T 2000.
3. Feld M.: Technologia budowy maszyn. PWN 2000,
4. Feld M.: Technologia budowy maszyn. PWN 1995,
5. Wrotny L.: Obrabiarki skrawaj ce do metali. WN-T 1974,
6. Paderewski K.: Vademecum obrabiarek skrawaj cych. WN-T 1979,
7. Tymowski J.: Technologia budowy maszyn. WN-T 1972,
8. Dokumentacja techniczno – ruchowa frezarki obwiedniowej typ 5B310P.
20