Ćw. 6. OBRÓBKA UZĘBIENIA W WALCOWYM KOLE

ĆWICZENIE NR 6.
6. OBRÓBKA UZĘBIENIA W WALCOWYM KOLE
ZĘBATYM O UZĘBIENIU ZEWNĘTRZNYM,
EWOLWENTOWYM, O ZĘBACH PROSTYCH,
NA FREZARCE OBWIEDNIOWEJ
6.1. Zadanie technologiczne
Dla zadanego rysunkiem wykonawczym koła zębatego wykonać :
- Plan operacyjny obróbki uzębienia wykonywanego na frezarce
obwiedniowej Pfauter RS 1/2.
- Obrobić uzębienie zgodnie z planem operacyjnym.
- Zmierzyć grubość zęba na średnicy podziałowej, suwmiarką
modułową i mikrometrem talerzykowym.
6.2. Materiały pomocnicze do wykonania zadania
- Rysunek wykonawczy koła zębatego.
- Formularz karty instrukcyjnej ze szkicem obróbkowym operacji.
- Wybrane informacje z Dokumentacji Techniczno Ruchowej (DTR)
frezarki obwiedniowej Pfauter RS 1/2.
- Wybrane pozycje z Katalogu narzędzi skrawających metalowych do
skrawania metali - frezy ślimakowe.
- 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 frezowania
obwiedniowego kół zębatych.
- PN-83/M-01152. Dokumentacja technologiczna. Oznaczenia.
6.3. Literatura
Białek M. : Zajęcia praktyczne z obróbki skrawaniem.
Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. 1996.
- 2 -
6.4. Plan operacyjny obróbki uzębienia
6.4.1. Określenie danych uzębienia
Na rysunku koła zębatego podane są wymiary, żądane dokładności
wykonania i materiał z którego jest wykonana otoczka koła zębatego.
Zadanie :
- Na podstawie rysunku wykonawczego koła zębatego określić :
- moduł normalny - mn ,
- liczbę zębów - 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 .
6.4.2. 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,
- szerokość uzębienia koła zębatego - b [mm].
6.4.3. Dobór obrabiarki
W zadaniu obróbkowym przyjęto do obróbki uzębienia frezarkę
obwiedniową, o pionowej osi wrzeciona przedmiotowego,
z mechanizmem różnicowym - Pfauter RS 1/2.
Zadanie :
- Określić i poznać podstawowe zespoły frezarki obwiednowej.
- Określić miejsce mocowania przedmiotu obrabianego i narzędzia
- 3 skrawającego.
- Określić podstawowe elementy sterujące obrabiarki.
- Określić rozmieszczenie i przeznaczenie przekładni gitarowych
frezarki.
6.4.4. Dobór pomocy warsztatowych do ustalenia i zamocowania
przedmiotu obrabianego
Obrabiane koło zębate ustawia się i mocuje na frezarce obwiednowej
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 obrabiarki potrzebne pomoce warsztatowe
do ustalenia i zamocowania otoczki koła zębatego na stole frezarki
i wpisać ich symbole katalogowe do karty instrukcyjnej.
6.4.5. Dobór narzędzia skrawającego i pomocy warsztatowych do
ustalenia i zamocowania narzędzia we wrzecionie obrabiarki
Narzędziem skrawającym stosowanym do obróbki uzębienia na
frezarkach obwiedniowych jest frez ślimakowy.
Frez jest ustalany i mocowany na trzpieniu frezarskim, który
jest osadzany w gnieździe stożkowym wrzeciona i podpierany
w gnieździe podtrzymki.
Zadanie :
- Dobrać z Katalogu narzędzi frez ślimakowy i wpisać jego
symbol katalogowy do karty instrukcyjnej.
- Dobrać z wyposażenia stanowiska frez ślimakowy.
Zapoznać się z budową freza i odczytać z cechy freza wartość kąta
wzniosu linii zwoju freza ślimakowego - N.
- Dobrać z wyposażenia stanowiska potrzebne pomoce warsztatowe
do ustalenia i zamocowania freza w wrzecionie obrabiarki i wpisać
ich symbole do karty instrukcyjnej.
- 4 6.4.6. Dobór parametrów skrawanie
Parametrami skrawania przy frezowaniu obwiedniowym kół zębatych
walcowych są :
- prędkość skrawania - vc - [m/min],
- posuw wdłużny narzędzia - f - [mm/obr. przedmiotu].
Zadanie :
- Dobrać, z normatywów technologicznych obróbki skrawaniem,
parametry skrawania do obróbki uzębienia, uwzględniając materiał
obrabiany oraz moduł uzębienia. Przyjęte wartości zanotować.
6.4.7. Dobór nastaw obrabiarki.
A. Prędkość ruchu obrotowego freza
Prędkość obrotową freza 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 :
nN
Iv = ----nE
gdzie: Iv - przełożenie całkowite łańcucha kinematycznego
ruchu głównego, Iv = istv iv
gdzie: istv - przełożenie stałe łańcucha dla danej
frezarki obwiedniowej = 0.076
iv - przełożenie przekładni kół zmianowych, które
oblicza się dla frezarki Pfauter RS 1/2, ze wzoru :
vc
iv = 3 -----DN
gdzie DN - średnica freza ślimakowego w [mm],
nN - prędkość obrotowa wrzeciona narzędziowego w obr/min,
nE - prędkość obrotowa wałka silnika napędowego
w obr/min; nE = 1400 obr/min.
Zadanie :
- Dobrać parę kół zębatych przekładni.
- Obliczyć rzeczywistą prędkość skrawania vc i wpisać jej wartość
do karty instrukcyjnej.
- 5 B. Prędkość ruchu obrotowego przedmiotu obrabianego
Prędkość ruchu obrotowego przedmiotu musi być ściśle związana
z prędkością obrotową freza.
Warunek ten jest realizowany przez łańcuch kinematyczny ruchu
tocznego, przy tym przełożenie łańcucha ruchu tocznego musi
spełniać zależność :
k
I = --z
gdzie: k - zwojność freza ślimakowego,
z - liczba zębów obrabianego koła.
Przełożenie łańcucha ruchu tocznego nastawia się przez zmianę
pary kół zmianowych (można tu uzyskać przełożenie 1:1 lub 1:2)
oraz przez zmianę kół gitary łańcucha ruchu tocznego - i .
W zależności od przełożenia kół zmianowych przełożenie przekładni
gitarowej musi spełniać warunki :
k
k
i = 24 --- dla przełożenia 1:1, lub i = 48 --- dla przełożenia 1:2.
z
z
Zadanie :
- Dobrać parę kół zmianowych.
- Dobrać zespół kół zmianowych gitary do zapewnienia uzyskania
prawidłowego ruchu tocznego.
C. Posuw wzdłużny freza
Wartość posuwu wzdłużnego freza powinna zależeć od ruchu obrotowego stołu frezarki. Taką zależność gwarantuje łańcuch kinematyczny
napędu ruchu posuwu wzdłużnego. Przełożenie tego łańcucha musi
spełniać warunek :
f
If = -------hSP1
gdzie: f - posuw wzdłużny narzędzia [mm/obr. PO],
hSP1 - skok śruby pociągowej SP1 przesuwu suportu
narzędziowego [mm].( hSP1 = 10 mm) .
Przełożenie łańcucha kinematycznego ruchu posuwu wzdłużnego
nastawia się przez dwubiegową przekładnię o możliwości uzyskania
przełożeń 1:1 lub 1:2 oraz parę kół wymiennych przekładni - if.
W zależności od nastawienia przełożenia 1:1 lub 1:2, przełożenie przekładni kół zmianowych ruchu posuwu wzdłużnego - if można
obliczyć odpowiednio ze wzoru :
- 6 f
if = --3
lub
2f
if = ------ .
3
Zadanie :
- Dobrać parę kół zębatych przekładni zapewniającą uzyskanie
przyjętej wartości posuwu ruchu wzdłużnego - f.
- Obliczyć rzeczywisty posuw ruchu wzdłużnego - f i wpisać
jego wartość do karty instrukcyjnej.
D. Kąt skręcenia obrotnicy suportu narzędziowego
Kąt skręcenia osi freza w stosunku do przedmiotu obrabianego - 
musi być taki, aby linia zwoju freza była styczna do linii
zębów obrabianego koła. Kąt ten ustala się z zależności :
 = N
Zadanie :
- Określić kąt skręcenia osi freza - .
6.4.8. Plan ustawienia obrabiarki na wymiar obróbkowy
Po uzbrojeniu obrabiarki w narzędzie skrawające, ustaleniu
i zamocowaniu przedmiotu obrabianego oraz wykonaniu wszystkich
nastaw obrabiarki, trzeba ustawić frezarkę na wymiar obróbkowy.
W produkcji jednostkowej ustawia się frezarkę na wymiar obrókowy
metodą próbnego wióra.
W przypadku frezowania obwiedniowego kół zębatych zestaw
czynności doprowadzających do ustawienia obrabiarki na wymiar
obróbkowy powinien wyglądać następująco :
- uruchomić obroty wrzeciona z narzędziem,
- przesunąć frez na wysokość otoczki koła,
- dosunąć stół z otoczką do freza tak, aby ostrze jego zębów
lekko zaznaczyły ślad styku na powierzchni walcowej otoczki,
- przesunąć frez nad otoczkę,
- dosunąć otoczkę na właściwą głębokość nacinania uzębienia,
- opuścić frez do położenia w którym zaczyna on skrawać
obrabiane koło.
Zadanie :
- Określić wymiar, o który trzeba przesunąć przedmiot obrabiany
do freza po wykonaniu próbnego wióra.
- 7 -
6.5. Wykonanie obróbki uzębienia
Zadanie :
- Uzbroić obrabiarkę w pomoce warsztatowe do ustalenia i mocowania
przedmiotu obrabianego.
- Ustawić i zamocować przedmiot.
- Ustawić i zamocować narzędzie skrawające.
- Ustawić obrotnicę pod odpowiednim kątem.
- Nastawić parametry skrawania.
- Ustawić obrabiarkę na wymiar obróbkowy metodą próbnego wióra.
- Obrobić uzębienie.
6.6. Pomiar grubości zęba na średnicy podziałowej
6.6.1. 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 [mm]
2
gdzie jt - obwodowy luz boczny [mm]. Wartość luzu obwodowego
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.
Zadanie :
- Określić wielkości pomiarowe do pomiaru suwmiarką modułową
i obliczyć ich wartości.
- Dobrać z tabeli 6.1 wartości do pomiaru przez n zębów.
- Dobrać z Katalogu narzędzi pomiarowych suwmiarkę modułową
i mikrometr talerzykowy oraz wpisać ich symbole katalogowe
do karty instrukcyjnej.
- 8 6.6.2. 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.
6.6.3. 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.
6.7. Sprawozdanie.
Sprawozdanie z ćwiczenia powinno zawierać :
- kartę instrukcyjną,
- obliczenia nastawów obrabiarki,
- wyniki pomiarów grubości zęba suwmiarką modułową i mikrometrem
talerzykowym.