Специализированные станки для нарезания червяков

 

В крупносерийном производстве при обработке червяков используют резьбообрабатывающие станки, работающие обкатным резцом. Класс воспроизведения винтовой поверхности червяка – обкат + касание. Для его реализации необходимо чашечный резец в виде зубчатого колеса с профилем зуба, форма которого является сопряженной при обкате с профилем резьбы нарезаемого червяка, катить без скольжения относительно нарезаемого червяка. Формообразующая часть кинематической структуры таких станков для нарезания цилиндрических червяков отличается от рассмотренной выше (см. рис. 3.40) иным расположением инструмента относительно заготовки и наличием в группе скорости резания органа настройки на траекторию. На рис. 3.43 приведена кинематическая схема станка модели ЕЗ-10А, представляющая рассматриваемую группу резьбообрабатывающих станков. На станке нарезают одно- и многозаходные цилиндрические червяки, имеющиее максимальный диаметр 100 мм, максимальную длину 300 мм и максимальный шаг витка 15 мм.

Рис. 3.43. Кинематическая схема станка для нарезания цилиндрических червяков

 

Кинематическая структура станка состоит из двух сложных групп, осуществляющих два движения формообразования: движение скорости резания (обката) Ф_v(В₁В₂), винтовое движение подачи Ф_s(В₃П₄).

Группа Ф_v(В₁В₂). Ее внутренняя связь – кинематическая цепь, соединяющая шпиндель резца со шпинделем заготовки:

шпиндель резца (В₁)→30/1→i₀→26/26→∑→i_x→шпиндель заготовки (В₂).

Внешняя связь:

М₁ →110/310→ i_v→25/40→ 24/40→ звено соединения связей 26/26 (реверс).

Во внутренней связи группы расположены две гитары – i_x и i₀. Двухваловая гитара i₀ имеет небольшой набор сменных колес. Трехколесная гитара i_x выполнена с переставной промежуточной осью, ввертываемой в одно из резьбовых отверстий станины станка между ведущим и ведомым валами гитары. Такая конструкция позволяет передавать через гитару большие нагрузки при большем числе вариантов настройки, чем при использовании двухколесной гитары. Однако она не обеспечивает все возможные варианты настройки расчетной цепи обката. Поэтому во внутреннюю связь группы последовательно установлены две гитары, обеспечивающие совместно все возможные варианты настройки.

Группа настраивается на траекторию – гитарами i_x и i₀; на скорость – гитарой i_v; на направление - реверсом 26/26.

Группа Ф_s(В₃П₄). Внутренняя связь – кинематическая цепь, связывающая шпиндель заготовки 2 с тяговым валом инструментального суппорта,

шпиндель заготовки 2 (В₃)→i_x→∑→ 90/1 →i_y→40/80→18/36→18/36→;

тяговый вал→инструментальный суппорт (П₄).

Внешняя связь:

М₁→110/310 → i_v →25/40→24/40→∑→i_x→2/32→i_s→вал реверса 40/80.

Группа настраивается на траекторию – гитарой i_y; на скорость – гитарой i_s; на направление – реверсом 40/80; на путь и исходное положение – копиром.

Исходными данными для расчета настройки станка являются режимы резания и параметры червяка и инструмента.

Гитара i_x. Расчетная цепь совпадает с внутренней связью группы Ф_v, воспроизводящей червячное зацепление. Поэтому РП имеют вид:

1 оборот заготовки (В₂) → k/z поворота обкатного резца (В₁),

где k – количество заходов нарезаемого червяка; z – количество зубьев резца.

УКЦ:

k/z = 1 (1/i_x) (i_∑=1) (26/26) i₀ (1/30).

ФН:

i_x = i₀ (z/30k).

Гитара i_v: Скорость резания при обкатном точении резьбы задается по круговой частоте заготовки. Поэтому РП:

п_М1 мин^-1 об. электродвигателя 1 → п_р мин^-1 об. заготовки.

УКЦ:

п_р = (п_М1 = 1440) (110/310) i_v (25/40) (24/40) i_∑ (i_x = i₀ z/30 k).

ФН:

i_v = n_р k/6 i₀ z.

Гитары i_x и i₀ требуют точной настройки. Поэтому при подборе зубчатых колес сначала подбирают колеса для гитары i₀ из имеющегося для нее набора сменных колес. По подобранным колесам определяют передаточное отношение этой гитары и подставляют его в ФН для гитары i_x. Затем по результирующему передаточном отношению подбирают колеса для этой гитары. В заклю-

Рис.3.44.Схема нарезания чение подбирают колеса для гитары i_v. Точная на- глобоидного червяка стройка этой гитары не требуется.

Гитара i_y. РП для этой гитары, определяющей траекторию винтового движения, имеют вид:

Т мм перемещения резца (П₄) → 1 дополнительному об. заготовки (В₃),

где Т – шаг нарезаемого червяка.

УКЦ:

1 = (Т/(t_ТВ = 6)) (36/18) (36/18) (80/40) i_y (i_∑=2) i_x.

ФН:

i_y = (90/8) k/zTi₀.

Гитара i_s. РП:

1 об. заготовки → s мм продольного перемешения резца.

УКЦ:

s = 1 (2/32) i_s (40/80) (18/36) (18/36) (t_ТВ = 6).

ФН:

i_s = (64/3) s.

При наладке станка посредством электродвигателя М₂ осуществляют установочные перемещения инструментального суппорта. А червячной передачей, управляемой посредством рукоятки, устанавливают исходное положение по копиру.

На рис. 3.44 приведена схема формообразования поверхности глобоидного червяка обкатным резцом. Кинематическая структура станка в этом случае содержит только одну сложную группу формообразования Ф_v (В₁В₂), аналогичную группе того же назначения в рассмотренной схеме станка по рис. 3.40, и простую группу радиального врезания Вр (П₃), настраиваемую на скорость (подачу) и путь врезания.