Ćw. 5. OBRÓBKA UZĘBIENIA W WALCOWYM KOLE

ĆWICZENIE NR 5.
5. OBRÓBKA UZĘBIENIA W WALCOWYM KOLE
ZĘBATYM O UZĘBIENIU ZEWNĘTRZNYM,
EWOLWENTOWYM, O ZĘBACH PROSTYCH,
NA DŁUTOWNICY FELLOWSA
5.1. Zadanie technologiczne
Dla zadanego rysunkiem wykonawczym koła zębatego wykonać :
- Plan operacyjny obróbki uzębienia wykonywanego na dłutownicy
Fellowsa TM-70
- Obrobić uzębienie zgodnie z planem operacyjnym.
- Zmierzyć grubość zęba na średnicy podziałowej, suwmiarką
modułową i mikrometrem talerzykowym.
5.2. Materiały pomocnicze do wykonania zadania
- Rysunek wykonawczy koła zębatego.
- Formularz karty instrukcyjnej ze szkicem obróbkowym operacji.
- Wybrane informacje z Dokumentacji Techniczno Ruchowej (DTR)
dłutownicy Fellowsa TM-70
- Wybrane pozycje z Katalogu narzędzi skrawających metalowych do
skrawania metali - dłutaki Fellowsa.
- Wybrane pozycje z Katalogu narzędzi pomiarowych - suwmiarki
modułowe i mikrometry talerzykowe oraz tablice parametrów
pomiarowych do pomiarów grubości zęba przez n zębów.
- Normatywy technologiczne i normatywy czasu dotyczące dłutowania
obwiedniowego kół zębatych.
- PN-83/M-01152. Dokumentacja technologiczna. Oznaczenia.
5.3. Literatura
Białek M. : Zajęcia praktyczne z obróbki skrawaniem.
Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. 1996.
-2
5.4. Plan operacyjny obróbki uzębienia
5.4.1. Określenie danych uzębienia
Na rysunku koła zębatego podane są wymiary, żądane dokładności
wykonania i materiał z którego ma być wykonane koło zębate.
Zadanie :
- Na podstawie rysunku wykonawczego koła zębatego określić :
- moduł normalny - mn ,
- liczbę zębów koła zębatego - z,
- kąt zarysu zęba - ,
- klasę dokładności wykonania uzębienia,
- materiał z którego wykonane jest koło zębate,
- obliczyć wymiar średnicy podziałowej - d [mm], korzystając
z wzoru : d = mn z ,
- obliczyć wartość podziałki normalnej zębów - pn [mm], korzystając z wzoru : pn =  mn .
5.4.2. Określenie wymagań dla półfabrykatu
Obróbka uzębienia jest jedną z operacji procesu technologicznego
koła zębatego. Operację tę poprzedzają w procesie technologicznym
operacje tokarskie, których efektem jest wykonanie otoczki.
Zadanie :
- Na podstawie rysunku wykonawczego koła zębatego określić
wymiary otoczki :
- średnicę zewnętrzną - da [mm], korzystając z wzoru:
da = mn z + 2 mn,
- średnicę otworu koła zębatego,
- szerokość uzębienia koła zębatego - b [mm].
5.4.3. Dobór obrabiarki
W zadaniu obróbkowym przyjęto do obróbki uzębienia dłutownicę
Fellowsa TM-70.
Zadanie :
-Określić i poznać podstawowe zespoły robocze dłutownicy.
- Określić miejsce mocowania przedmiotu obrabianego i narzędzia
skrawającego - dłutaka.
-3
- Określić podstawowe elementy sterujące obrabiarki.
- Określić rozmieszczenie i przeznaczenie przekładni gitarowych,
które są w dłutownicy.
5.4.4. Dobór pomocy warsztatowych do ustalenia
i zamocowania przedmiotu obrabianego
Obrabiane koło zębate ustawia się i mocuje na dłutownicy tak, by
jego oś pokrywała się z osią obrotu stołu obrabiarki.
Zadanie :
- Zapoznać się z zalecanym w DTR sposobem ustalenia i mocowania
przedmiotu obrabianego.
- Dobrać z wyposażenia dłutownicy potrzebne pomoce warsztatowe
do ustalenia i zamocowania otoczki koła zębatego na stole
dłutownicy i wpisać ich symbole katalogowe do karty instrukcyjnej.
5.4.5. Dobór narzędzia skrawającego i pomocy warsztatowych do ustalenia i zamocowania narzędzia
w wrzecionie obrabiarki
Narzędziem skrawającym stosowanym do obróbki uzębienia na
dłutownicach Fellowsa jest dłutak Fellowsa.
Pod względem zamocowania rozróżnia się dłutaki nasadzane i trzpieniowe. Dłutaki nasadzane są ustalane i mocowane na trzpieniu,
który jest osadzany w gnieździe stożkowym wrzeciona narzędziowego.
Dłutaki trzpieniowe są osadzane w gnieździe stożkowym wrzeciona
narzędziowego swoją częścią chwytową. Na końcu trzpienia jak
i w części chwytowej dłutaka, znajduje się otwór gwintowany, który
służy do zamocowania dłutaka do wrzeciona narzędziowego.
Do mocowania wykorzystuje się ściągacze.
Zadanie :
- Dobrać z Katalogu narzędzi dłutak Fellowsa i wpisać jego
symbol katalogowy do karty instrukcyjnej.
- Dobrać z wyposażenia stanowiska dłutak Fellowsa. Zapoznać się
z budową dłutaka Fellowsa.
- Dobrać z wyposażenia stanowiska potrzebne pomoce warsztatowe
do ustalenia i zamocowania dłutaka Fellowsa w wrzecionie obrabiarki
i wpisać ich symbole do karty instrukcyjnej.
-4
5.4.6. Dobór parametrów skrawanie
Parametrami skrawania przy obwiedniowym dłutowaniu uzębienia koła
zębatego walcowego są :
- prędkość skrawania - vc - [m/min],
- posuw obwodowy narzędzia względem przedmiotu obrabianego fs - [mm/podwójny skok narzędzia].
Dodatkowym parametrem skrawania jest :
- posuw wgłębny - fr - [mm/podwójny skok] , który przyjmuje się
fr= (0.1-0.2) fs lub z charakterystyki obrabiarki.
Zadanie :
- Dobrać, z normatywów technologicznych obróbki skrawaniem,
parametry skrawania do obróbki uzębienia. Przyjęte wartości
zanotować.
5.4.7. Dobór nastaw obrabiarki
A. Długość skoku dłutaka i położenie narzędzia
Długość skoku dłutaka ustawia się przez zmianę promienia - r
korby na tarczy mechanizmu korbowego, a zmianę położenia narzędzia
w stosunku do obrabianego koła otrzymuje się przez zmianę
nastawienia długości ramienia mechanizmu korbowego.
Zadanie :
- Zapoznać się z mechanizmami zmiany długości skoku dłutaka
i zmiany położenia narzędzia w stosunku do obrabianego koła.
B. Prędkość ruchu głównego
Prędkość ruchu głównego nastawia się przez wymianę kół
zmianowych
w przekładni - iv łańcucha kinematycznego ruchu głównego .
Przełożenie łańcucha kinematycznego ruchu głównego wiążącego
wał silnika napędowego z wrzecionem narzędziowym określa
stosunek :
nMK
Iv =-------------nE
gdzie: Iv - przełożenie całkowite łańcucha kinematycznego
-5
ruchu głównego:
-6
Iv = istv iv
gdzie: istv - przełożenie stałe łańcucha dla dłutownicy
TM-70 ; istv = 0.252
iv - przełożenie przekładni kół zmianowych,
nMK - prędkość obrotowa mechanizmu korbowego [ obr/min],
nE - prędkość obrotowa wałka silnika napędowego [obr/min];
nE = 1400 obr/min.
Prędkość obrotowa mechanizmu korbowego równa jest liczbie
podwójnych (roboczy + jałowy) skoków narzędzia i można ją połączyć
z prędkością skrawania vc zależnością :
1000 vc
nMK = ----------2L
gdzie : L - długość skoku narzędzia w [mm].
Zadanie :
- Dobrać parę kół zębatych przekładni - iv , wiedząc że :
vc
i v = 1,42 -----L
- Obliczyć rzeczywistą prędkość skrawania vc i wpisać jej wartość
do karty instrukcyjnej.
C. Prędkość ruchu obrotowego dłutaka Fellowsa
Prędkość ruchu obrotowego dłutaka Fellowsa decyduje o wartości
posuwu obwodowego fs. Wartości posuwu obwodowego podawane
są w mm/podwójny skok co wymusza taką konstrukcję łańcucha
kinematycznego obrabiarki by istniała zależność między obrotami
dłutaka a obrotami mechanizmu korbowego.
Taką zależność gwarantuje łańcuch kinematyczny napędu ruchu
posuwowego. Przełożenie tego łańcucha musi spełniać warunek :
fs
If = ------------- DWN
gdzie: fs - posuw obwodowy w [mm/podwójny skok]
DWN - średnica toczna dłutaka [mm] .
-7
Przełożenie łańcucha kinematycznego ruchu posuwowego nastawia
się przez parę kół wymiennych przekładni - if.
Przełożenie przekładni kół zmianowych ruchu posuwowego - if
dla dłutownicy TM-70, można obliczyć ze wzoru :
358 fs
if = ---------DWN
Zadanie :
- Dobrać parę kół zębatych przekładni zapewniającą uzyskanie
przyjętego posuwu obwodowego - fs.
- Obliczyć rzeczywisty posuw ruchu obwodowego - fs i wpisać jego
wartość do karty instrukcyjnej.
D. Prędkość ruchu obrotowego przedmiotu obrabianego
Prędkość ruchu obrotowego przedmiotu obrabianego musi być ściśle
powiązana z prędkością ruchu obrotowego dłutaka Fellowsa.
Warunek ten jest realizowany przez łańcuch kinematyczny ruchu
tocznego, przy tym przełożenie łańcucha ruchu tocznego musi
spełniać zależność :
PO
zN
I = ------- = -----N zPO
gdzie: zN - liczba ostrzy (zębów) dłutaka,
zPO - liczba zębów obrabianego koła.
Przełożenie łańcucha ruchu tocznego nastawia się przez zmianę
kół gitary łańcucha ruchu tocznego - i
Zadanie :
- Dobrać zespół kół zmianowych gitary do zapewnienia uzyskania
prawidłowego ruchu tocznego pamiętając o tym, że przełożenie
kół zmianowych gitary musi spełnić warunek:
z1 z3
---- ---- = i = I
z2 z4
oraz ze względów konstrukcyjnych przekładni gitarowej dłutownicy
muszą być spełnione dodatkowo trzy warunki:
z1 + z2 = 100 ; z3 + z 4 > z2 + 25 ; z3 + z4 > 124
-8
E. Automatyczny cykl pracy
Nastawienie żądanego cyklu pracy dłutownicy Fellowsa TM-70
dokonuje się przez :
- założenie odpowiedniej krzywki - K sterującej posuwem suportu
narzędziowego,
- nastawienie właściwego przełożenia kół zębatych w łańcuchu
kinematycznym wiążącym obroty przedmiotu obrabianego z obrotami
krzywki.
Zadanie :
- Zapoznać się z budową układu automatycznego cyklu pracy
dłutownicy.
F. Okresowy ruch odsuwania i dosuwania przedmiotu
obrabianego w stosunku do narzędzia
W celu wyeliminowania kontaktu narzędzia z przedmiotem obrabianym,
podczas ruchu powrotnego (jałowego) narzędzia, przedmiot obrabiany
jest odsuwany od narzędzia, a przed rozpoczęciem ruchu roboczego
dosuwany do narzędzia. Ruchy przedmiotu obrabianego są w tym
przypadku sterowane przez łańcuch kinematyczny sprzęgający ruch
główny dłutaka z ruchami stołu, w skład którego wchodzi krzywka
o odpowiednim skoku.
Zadanie :
- Zapoznać się z budową układ okresowego ruch odsuwania
i dosuwania przedmiotu obrabianego od i do narzędzia.
5.4.8. Plan ustawienia obrabiarki na wymiar obróbkowy
Po uzbrojeniu obrabiarki w narzędzie skrawające, ustaleniu
i zamocowaniu przedmiotu obrabianego oraz wykonaniu wszystkich
nastawów obrabiarki, trzeba ustawić obrabiarkę na wymiar obróbkowy.
W produkcji jednostkowej ustawia się obrabiarkę na wymiar obrókowy
metodą próbnego wióra.
W przypadku dłutowania kół zębatych zestaw czynności doprowadzających do ustawienia obrabiarki na wymiar obróbkowy powinien
wyglądać następująco :
- ustawić rolkę na krzywce automatycznego cyklu pracy obrabiarki
w pozycji maksimum,
- przesunąć wrzeciennik obrabiarki na taką odległość by dłutak
-9
dotknął otoczki koła,
- wysunąć dłutak nad otoczkę,
- przesunąć wrzeciennik obrabiarki na długość równą wysokości
zęba,
- ustawić rolkę na krzywce automatycznego cyklu pracy obrabiarki
w pozycji minimum.
Zadanie :
- Określić wymiar, o który trzeba przesunąć przedmiot obrabiany
do freza po wykonaniu próbnego wióra.
5.5. Wykonanie obróbki uzębienia
Zadanie :
- Uzbroić obrabiarkę w pomoce warsztatowe do ustalenia i mocowania
przedmiotu obrabianego.
- Ustawić i zamocować przedmiot.
- Ustawić i zamocować narzędzie skrawające.
- Nastawić parametry skrawania.
- Ustawić obrabiarkę na wymiar obróbkowy metodą próbnego wióra.
- Obrobić uzębienie.
5.6. Pomiar grubości zęba na średnicy podziałowej
5.6.1. Dobór narzędzi pomiarowych
Wykonane uzębienie koła zębatego, należy skontrolować.
Na stanowisku pracy kontroluje się grubości zęba na średnicy
podziałowej.
Aby zazębienie w kołach walcowych o zębatych prostych, bez
korekcji, mogło odbywać się bez przeszkód, koniecznym jest by
grubość zęba mierzona po łuku koła podziałowego sn wynosiła :
 mn
sn = ------- - jt
2
gdzie jt - obwodowy luz boczny [mm]. Wartość obwodowego luzu
bocznego można przyjąć orientacyjnie : 0.1-0.2 mm.
Do najczęściej stosowanych metod pomiaru grubości zęba
należą:
- pomiar suwmiarką modułową,
- pomiar przez n zębów mikrometrem talerzykowym.
- 10
Zadanie :
-Określić wielkości pomiarowe do pomiaru suwmiarką modułową
i obliczyć ich wartości.
- Dobrać z tabeli 5.1 wartości do pomiaru przez n zębów.
- Dobrać z Katalogu narzędzi pomiarowych suwmiarkę modułową
i mikrometr talerzykowy oraz wpisać ich symbole katalogowe
do karty instrukcyjnej.
5.6.2. Przygotowanie koła zębatego do pomiaru
Przed przystąpieniem do pomiarów należy uzębienie koła zębatego
odpowiednio przygotować. Uzębienie koła zębatego musi być bez
zadziorów, ostre krawędzie powinny być zatępione oraz nie powinno
być na nim żadnych pozostałości z obróbki - wiórów i zanieczyszczeń.
Zadanie :
- Przygotować uzębienie koła zębatego do pomiarów.
5.6.3. Wykonanie pomiaru grubości zęba.
Zadanie :
- Zmierzyć grubość zęba na średnicy podziałowej suwmiarką
modułową. Wynik pomiaru zanotować.
- Zmierzyć grubość zęba na średnicy podziałowej mikrometrem
talerzykowym. Wynik pomiaru zanotować.
5.7. Sprawozdanie.
Sprawozdanie z ćwiczenia powinno zawierać :
- kartę instrukcyjną,
- obliczenia nastawów obrabiarki,
- wyniki pomiarów grubości zęba suwmiarką modułową i mikrometrem
talerzykowym.