Расчет настройки резьбофрезерных станков

Расчет настройки станков в общем случае сводится к определению параметров следующих кинематических цепей: главного движения - вращения фрезы; круговой подачи - вращения детали; осевой подачи. Исходными данными для расчета являются: шаг нарезаемой резьбы t_н, материал детали и инструмента. По нормативам режимов резания для фрезерования резьбы по диаметру фрезы d_ф и подаче на зуб S_z подбирают скорость резания V. По паспорту станка принимают ближайшее значение. Передаточное отношение сменных колес можно определить из уравнения кинематического баланса цепи главного движения.

 

Частота вращения фрезы

 

Решая уравнение относительно a₁/b₁ и обозначая все постоянные величины через С, получим

(1)

 

Скорость вращения заготовки определяется величиной секундной подачи. Величина пути за один оборот заготовки равна длине витка резьбы

 

 

где d - наружный диаметр резьбы (заготовки);

ψ - угол подъема витков;

t_н - шаг нарезаемой резьбы.

Для резьбы большого диаметра и малого шага угол подъема ψ близок к нулю, и, следовательно, Cosψ ≈ 0. Поэтому в таких случаях можно принимать l ≈ π d. Если обозначить S_z - подачу на один зуб фрезы в мм/зуб; z_ф - число зубьев фрезы; n_и - частота вращения шпинделя изделия, то подача S_м= S_zz_фn_ф=ln_и. Отсюда потребная частота вращения шпинделя изделия

(2)

 

Величина S выбирается по нормативам режимов резания. Для станков типа 561, схема которого представлена на рис.2, частота вращения шпинделя изделия n_и устанавливается с помощью коробки подач. При этом передаточное отношение сменных колес

 

 

Передаточное отношение сменных колес гитары круговой подачи для станков со звеном настройки определяется из следующего уравнения:

 

 

Обозначая все постоянные величины через С_и, получим для общего случая

 

 

Осевая подача фрезы производится с помощью ходового винта и гайки (аналогично токарно-винторезным станкам) или с помощью винтовых копиров. В первом случае передаточное отношение сменных колес резьбонарезной гитары определяется из уравнения (рис. 2)

 

 

где t_в – шаг ходового винта VIII, отсюда

 

 

где С_р - постоянная резьбонарезной цепи.

При осуществлении осевой подачи по второму методу для нарезания резьбы того или иного шага требуется соответствующий ему сменный копир. Копирами обычно являются торцовые кулачки с постоянным шагом или цилиндрические кулачки с винтовым пазом (например, кулачок 21 на рис.3).Настройка цепи осевой подачи в этом случае сводится к установке сменного копира. Его шаг должен соответствовать шагу нарезаемой резьбы согласно уравнению 1 об it_в=t_н. Обычно для копиров t_в=t_н. Как мы уже видели, полный цикл фрезерования резьбы совершается при повороте заготовки больше чем на 360º, в то время как копир делает один оборот. Пусть заготовка за цикл поворачивается на 360º, где m > 1, и представляет собой коэффициент превышения циклом одного оборота. Тогда потребный шаг копира

t_в.к=mt_н (3)

И уравнение кинематического баланса примет вид:

1 об imt_н=t_н или im=1

 

Величина m может иметь различное значение и определяется из кинематической схемы станка. За время рабочих ходов шпиндель изделия поворачивается на 468º или 510º, а кулачок 21 и распределительный диск 22 — на 78º или 85º.

Поэтому

 

Специальные случаи настройки. На отдельных резьбофрезерных станках можно по методу обкатки фрезеровать зубчатые колеса, шлицевые и зубчатые валы. Расчет таких настроек аналогичен обычной настройке зубофрезерных станков. Резьбофрезерный станок 561 (рис.2) имеет кинематические цепи, позволяющие осуществлять движение обката заготовки с червячной модульной фрезой, установленной на шпинделе фрезерной головки.

Настройка цепи обката (гитары деления), связывающей вращение шпинделя фрезы с вращением заготовки, рассчитывается по уравнению:

 

где z  - число заходов червячной фрезы;

z - число нарезаемых зубьев или шлицев.

Решая уравнение относительно передаточного отношения сменных колес, получим

 

(4)