ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5 ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ЗУБЧАТОГО ВЕНЦА ПРИ ЗУБОДОЛБЛЕНИИ И ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИИ

Цель работы: исследовать технологические возможности методов нарезания зубчатых колес.

Теоретический раздел

Характеристика методов обработки

Для получения эвольвентного профиля зубчатых колес или шлицевой поверхности, которые часто встречаются в деталях автомобиля, используют строгание, долбление, фрезерование, протягивание, шлифование и другие методы в зависимости от требуемой степени точности (см. табл. 5.1). Существует два метода получения эвольвентного профиля: копирование и обкатка. По методу копирования работают дисковые модульные фрезы, протяжки, строгальные резцы, а по методу обкатки – червячные модульные фрезы, дисковые долбяки и т.д. (см. рис. 5.1 – 5.4).

 

Таблица 5.1 – Средняя точность обработки зубчатых колес

Способ обработки	Квалитет	Параметр шероховатости Rа, мкм
Фрезерование: предварительное чистовое дисковой фрезой чистовое червячной фрезой Долбление чистовое Протягивание Строгание чистовое Шевингование Шлифование	9...10 8...9 7...8 6...8 6...7 5…7 6...7 4...5	12,5...3,2 6,3...1,6 6,3…1,6 3,2...0,8 3,2...0,8 3,2...0,8 1,6...0,4 0,8...0,2
Рисунок 5.1 – Червячная модульная фреза	Рисунок 5.2 – Дисковый модульный долбяк
Рисунок 5.3 – Схема первоначальной и конечной установок червячной фрезы на зубофрезерном станке	Рисунок 5.4 – Схемы нарезания зубьев колес на зубодолбежном станке

Характеристика оборудования

Нарезание зубчатых колес червячными модульными фрезами методом обкатки является одним из наиболее распространённых методов, который применяется во всех типах производств и имеет высокую производительность и точность. Зубофрезерный станок повышенной точности модели 5А308П предназначен для фрезерования цилиндрических прямозубых колес из чугунов, сталей, легких сплавов, пластмасс при производстве и ремонте деталей автомобиля.

Зубодолбление применяется при обработке зубчатых колес внешнего и внутреннего зацепления во всех типах производств. Производительность зубодолбления при модуле меньше 2,5мм выше, чем при зубофрезеровании. Блочные зубчатые колеса с близко расположенными венцами, зубчатые рейки, шевронные колеса могут быть нарезаны только долбяками. Зубодолбежный полуавтомат 5В12 предназначен для нарезания цилиндрических зубчатых колес методом обкатки. Заготовке и долбяку сообщают вращательное движение, моделируется работа двух зубчатых колес.

Краткие технические характеристики зубофрезерного и зубодолбежного станков приводятся в табл. 5.2.

 

Таблица 5.2 – Технические характеристики оборудования

Технические характеристики	Станок мод 5А308П	Станок мод 5В12
Наибольший модуль нарезаемых колес, мм		1…4
Наибольший наружный диаметр нарезаемых колес, мм		12…208
Наибольшая ширина нарезаемого зуба, мм
Число нарезаемых на колесе зубьев	8…51	-
Число скоростей фрезерного шпинделя		-
Пределы оборотов фрезерного шпинделя, мин-1	202…2040	-
Число ступеней подач		-
Число двойных ходов долбяка в минуту	-	200, 315, 400, 600
Наибольший ход штосселя, мм	-
Наибольшее продольное перемещение суппорта (шпиндельной бабки), мм	-
Наибольшее расстояние от оси долбяка до оси стола,мм	-
Наибольший отход стола от долбяка, мм	-	0,5
Пределы подач	0,1…1,42 мм/оборот	0,1…0,46 мм/дв. ход
Диаметр устанавливаемых фрез, мм	24…30
Максимальное число оборотов заготовки, мин-1
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	0,6	1,7

Основные узлы станков

К основным узлам станка 5А308П относятся: гитара деления, гитара подач, сменные шестерни, шпиндельная бабка, бабка изделия, задняя бабка, станина. К органам управления станка относятся: переключатель режима работы, кнопки быстрого отвода и подвода каретки, рукоятка зажима пиноли задней бабки, рукоятка зажима детали, лимб установки межосевого расстояния, кулачки для установки длины хода каретки, кнопки «пуск» и «стоп», переключатель подъема суппорта, рукоятки переключения коробки скоростей и т.д.

Станок мод. 5В12 имеет вертикальную компоновку и состоит из трех станин. В нижней станине располагается электро- и гидроаппаратура станка, резервуары для масла и охлаждающей жидкости. К ней монтируется средняя станина со столом и шпинделем, червячной парой, механизмом реверсирования качания и регулирования величины ствола стола при холостом ходе. Стол установлен на двух скалках. Верхняя станина крепится к средней станине болтами. В ней смонтированы главный вал кривошипно-шатунного механизма, механизмами радиальных и круговых подач, реверсирования суппорта, деления, отката суппорта, конечный выключатель, панель управления станком и т.д. Суппорт монтируется на направляющих верхней станины. В корпусе суппорта имеется штоссель, червячное колесо и червяк делительной пары, подвижная и неподвижная направляющей штосселя, механизм перемещения и установки суппорта, коромысло с сектором, масляный насос.

Таблица 5.3 – Настройка и наладка станка

	Зубофрезерного мод. 5В308П	Зубодолбежного мод. 5В12
1)	Установка инструмента.
Червячная фреза устанавливается на консольную конусную посадочную шейку шпинделя фрезы и зажимается гайкой. Режущие кромки должны быть исправны, торцовое биение фрезы не должно превышать 0,01 мм.	Долбяк насаживают на шпиндель плотно, без ударов. Опорное кольцо долбяка должно быть достаточного размера, чтобы обеспечить жесткое крепление долбяка.
2)	Крепление заготовки.
Заготовку надежно фиксируют на оправке станка, а оправку в центрах поводкового патрона и задней бабки. Затем, поворачивая заготовку вручную, проверяют радиальное биение ее наружной поверхности с помощью индикатора часового типа. При этом допускаемое биение не должно превышать 0,01…0,04 мм в зависимости от модуля, диаметра и степени точности.	Заготовка крепится на оправке при помощи болта и гайки. После установки оправки в планшайбу стола, ее также проверяют на биение (не более 0,01 мм на расстоянии 200мм от поверхности планшайбы стола). Заготовка должна быть плотно насажена на цилиндрическую часть оправки. Биение заготовки относительно оси оправки не более 0,02…0,06 мм в зависимости от модуля, диаметра и степени точности колеса.
3)	Число оборотов шпинделя фрезы определяется по формуле , где DФ – диаметр червячной фрезы (24…30 мм); V – скорость резания (см. табл. 5.4) и выставляется поворотом рукояток коробки скоростей. Ряд чисел оборотов: 202, 320, 510, 808, 1280, 2040.	Определение скорости резания V (табл. 5.5), числа двойных ходов долбяка: , где L=b+(5…7) мм – длина хода долбяка (регулируется изменением радиуса вращения кривошипного пальца); b – ширина венца нарезаемого колеса. Установка числа двойных ходов производится переброской ремней клиноременной передачи на соответствующую ступень
4)	Настройка гитары деления	Настройка гитары деления обкатки
Расчетное перемещение между скоростями вращения заготовки и фрезы: за 1 оборот фрезы заготовка должна повернуться на величину Кч/Zз оборота. Формула настройки гитары деления: где а – число зубьев ведущей шестерни; b и c – промежуточных; d – ведомой шестерни; Кч – число заходов червячной фрезы; Zз – число зубьев нарезаемой заготовки. При этом необходимо выдержать условие сцепляемости.	Подбор сменных колес производится по формуле где а, b, c и d – числа зубьев сменных зубчатых колес гитары деления; zд – число зубьев долбяка; z – число зубьевнарезаемой заготовки. Колесо с выбирают с числом зубьев, кратным числу зубьев долбяка.
5)	Настройка гитары подач.	Настройка гитары круговых подач.
Величина подачи настраивается двумя сменными шестернями, взаимозаменяемыми с шестернями гитары деления, по формуле где l и f – числа зубьев ведущей и ведомой шестерен (табл. 5.6); S –подача в мм на 1 оборот заготовки (табл. 5.4). Таблица 5.6 – Таблица настройки гитары подач	Формула настройки гитары круговых подач: где а и b – число зубьев ведущего и ведомого колеса гитары (35, 40, 52, 58, 70, 75); Sкр – круговая подача (табл. 5.5); dд – диаметр делительной окружности долбяка. При этом .
Подача S, мм на 1 оборот изделия	Числа зубьев сменных шестерен	Настройка механизма радиальной подачи.
l	f	Заключается в применении того или иного кулачка. При модуле до 2 мм применяют однопроходных кулачок, до 3 мм – двухпроходный, более 3 мм – трехпроходный.
0,1
0,152
0,253
0,48
0,57
0,96
1,42
6)	Установка глубины врезания.
Глубина фрезерования устанавливается при помощи микрометрической головки. Отсчет межосевого расстояния производится совмещением соответствующего деления на лимбе с риской на кольце.
7)	Установка длины фрезерования.
Наладка станка на длину хода фрезерной каретки производится по упорам, расположенным на подкареточной плите.	L=b+(5…7) мм
8)	Пуск станка и обработка поверхности.

 

5.2. Ход работы

 

Таблица 5.7. –Данные для наладки станков

Наименование параметра	Обозначение или формула	Значение параметра
Обрабатываемый материал
Тип станка	5А308П	5В12
Скорость резания, м/мин	V
Число оборотов шпинделя в минуту			-
Число двойных ходов в минуту		-
Длина хода долбяка, мм	L=b+(5…7) мм	-
Минутная подача, мм/мин	sм		-
Круговая подача, мм/дв. ход	sкр	-
Глубина резания, мм
Гитара круговых подач	-	-
Вид кулачка радиальной подачи	-	-
Числа зубьев гитары деления	-
Числа зубьев гитары подач

Вывод:

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ список

 

1) Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. – 565с.: ил.

2) Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 496 с.: ил.

3) Панов А.А. Обработка металлов резанием: Справочник технолога./А.А. Панов, В.В. Аникин; Под общ. ред. А.А.Панова. – М.: Машиностроение, 1988. – 450 с.

4) Автомобили КрАЗ-255Б и КрАЗ-255В. Руководство по эксплуатации. - М.: Военное изд-во мин-ва обороны СССР, 2076. - 370 с.: ил.