1. Мета:
Завдання:
ВИВЧЕННЯ БУДОВИ, ПРИНЦИПУ
РОБОТИ ТА КІНЕМАТИКИ
ТОКАРНО-ЗАТИЛУВАЛЬНОГО
ВЕРСТАТУ МОД. 1Б811
вивчити методи затилування зубів різальних
інструментів;
набути практичні навички в складанні рівнянь
кінематичного балансу, побудові структурних схем і
налагодженіверстатумоделі1Б811.
вивчити технологічний процес, кінематику та методи
затилування зубів різальних інструментів на токарно-
затилувальнихверстатах;
вивчити призначення, кінематичну схему,
компонування, конструкцію та взаємодію основних
вузлів, механізмів та методи налагодження токарно-
затилувальноговерстатумоделі1Б811
вияснити послідовність передачі руху від
електродвигунадокінцевихланок;
у відповідності з варіантом завдання (табл. 1.2-1.5)
згідно кінематичної схеми токарно-затилувального
верстату моделі 1Б811 (мал. 7) для кожного
кінематичного ланцюга скласти рівняння кінематичного
балансутавідповіднейомурозрахунковерівняння;
вивести формулу настроювання та визначити числа
зубів змінних коліс механізмів настроювання рухів
(гітар), вони повинні відповідати числам зубів коліс, які
євнаборіприверстаті;
згідноваріантузавданняздійснитипроцесзатилування;
скластизвітпровиконануроботу.
1
2. Обладнання,
наочне
приладдя:
токарно-затилувальнийверстатмоделі1Б811;
пристосування, оправка 27, 32 та 40 мм для встановлення та
закріпленнязатилувальногоінструменту;
заднійцентрзвтулкоютаупорнийцентрМорзе№5;
кільця товщиною 10, 20 та 30 мм для оправки 27 мм та
товщиною 10, 15, 20 і 30 мм для оправки 32 мм і
40мм;
затилувальнийрізецьтазаготовка;
набірзміннихколісгітарізатиловочнихкулачків;
набірслюсарнихключів
плакат «Кінематична схема токарно-затилувального
верстатумоделі1Б811»
ТЕОРЕТИЧНІОСНОВИТАЗАГАЛЬНІВІДОМОСТІ
Затилування зубів різальних інструментів. Задні кути (рис.1,а)) різних
типів фрез для фрезерування зубів коліс, шліців, різьби, канавок на деталях та
ріжучих інструментах, плоских фасонних поверхонь, зубів мітчиків для
нарізання циліндричних та конічних різьб та інших подібних інструментів
виконується за допомогою технологічної операції затилування, тобто зняття
частиниметалуназаднійповерхні(затиловуваначастинаАна(рис.1,а)).
Затилування проводиться в результаті складення двох рухів (рис1,а)):
обертового руху (В1) деталі 1 і поступального руху (П2) різального інструменту
2 до деталі. При обертанні деталі різальний інструмент на ділянці зуба
поступально переміщується до центру деталі на величину h падіння
затилувальної поверхні зуба і зрізає стружку. Коли ріжучий інструмент досягає
кінця зуба, за яким починається стружкова канавка В, він швидко відходить в
початкове положення (рух П6). При наступному обертанні деталі ці рухи
різального інструменту повторюються і їх кількість за один оберт деталі
рівна числу зубів z деталі інструменту, що затиловується.
Зрізання затилку проходить за декілька проходів n різця (рис. 1, а)).
Зуби різальних інструментів затиловуються по архімедовій спіралі С
(рис. 1, а)), при якій забезпечуються необхідні задні кути для всіх точок
профілю різальної кромки зуба D, постійність профілю зуба в
поперечному січенні при переточуваннях по передній грані, простота
виготовлення кулачків для затилування та можливість їх використання
2
3. для різних діаметрів фрез при постійному значенні величини h падіння
тильної поверхні зуба.
Величинаhвизначаєтьсяпоформулі:
tg,
D
z
h (1)
в)
4. де: D – зовнішній діаметр фрези,z – число зубів фрези, ˚ - задній кут зуба
фрези.
Величина кута ˚ знаходиться в межах 8-15˚, а падіння затилку h може
доходитидо10-12ібільшемм.
В залежності від напрямку 3
руху різального інструменту (різця) по
відношеннюосіоброблюваноїдеталі(фрези)розрізняютьтривидизатилування:
радіальне (рис. 1, б)), коли різець має радіальне переміщення до осі деталі, косе
(рис. 1, в)), коли різець переміщається під кутом β до осі деталі, і торцеве
(осьове)(рис.1,г)),колирізецьпереміщуєтьсяпаралельнодоосідеталі.
Перший вид затилування застосовують для модульних, прямих,
напівкруглих ввігнутих та випуклих дискових, циліндричних, пальчикових,
модульних черв’ячних та інших подібних фрез, а також мітчиків; другий – для
дисковихфасоннихітретій–дляторцевихфрез.
Для затилування зубів довгої циліндричної фрези з повздовжніми
стружковими канавкамиВ,паралельнимидоосі фрези(рис.2 а))вказаних вище
двох рухів – обертання фрези В1 і поступальногорухурізця П2недостатньо; тут
необхідно ще третій рух – повздовжня подача різця sпов (П3) для
розповсюдженняпроцесурізаннянавсюдовжинузуба.
Зуби циліндричної фрези з повздовжніми стружковими канавками В,
розміщеними по гвинтовій лінії, нахиленій під кутом γ до осі фрези (рис. 2, б))
затиловуються з використанням чотирьох рухів: обертання фрези В1,
радіального переміщення різця П2, повздовжнього переміщення різця П3 та
додаткового руху різця (П4), який враховує гвинтовий профіль стружкової
канавкизубів.
Стільки ж рухів потрібно для затилування черв’ячних модульних фрез
(рис. 2, в)) та циліндричних мітчиків з гвинтовим розміщенням стружкових
канавок з тією лише різницею, що за один оберт фрези різець повинен
переміститися в повздовжньому напрямку (П3) на величину кроку p гвинтової
лінії,наякійрозміщеннізуби.
При затилуванні зубів черв’ячних модульних фрез та мітчиків з прямими
стружковими канавками рух (П4) не потрібний. Затилування зубів групових
різьбових конічних фрез і конічних мітчиків, які мають гвинтові стружкові
канавки, виконується з використанням п’яти рухів (рис. 2, г)): обертання фрези
В1, радіального переміщення різця П2, осьового переміщення різця П3,
додаткового руху різця, який враховує гвинтовий профіль стружкових канавок
5. (П4) та ще додаткового радіального переміщення різця (П5), враховуючого
розміщеннязубівнапереднійповерхні.
При прямих стружкових канавках додаткового руху різця (П4) в цьому
випадкутакожнепотрібно.
4
Рисунок 2 – Технологічні схеми затилування зубів
циліндричних і модульних фрез
6. Таким чином, при різних видах затилування і різних затиловуваних
інструментах для створення затилованої поверхні зубів потрібен один
складний рух, який складається з різного числа взаємозв’язаних між
собою елементарних рухів:
Ф0/В1П2/
Д/В1/Всп/П6/
Ф0/В1П2П3/
Д/В1/
Доп/П6/
Ф0/В1П2П3П4/
Д/В1П3/
Доп/П6/
Ф0/В1П2П3П4/П5
Доп/П6/
Д/В1П3П5/
для радіального, косого та торцевого затилування
дисковихпрямих,модульних,фасонних,атакожі
торцевихфрез(рис.2б);2в);2г)).
для затилування циліндричних та модульних
черв’ячних фрез та циліндричних мітчиків з
прямимистружковимиканавками(рис.2а)).
длязатилування тих же типів фрез та мітчиків
з гвинтовими стружковими канавками
(рис2б);2в)).
для затилування групових різьбових конічних
фрезтаконічнихмітчиків (рис.2 г)) згвинтовими
стружковимиканавками.
2.1
2.2
2.3
2.4
Із рис. 2 та умовного запису рухів, приведених вище, видно, що у всіх
способах, що розглядалися затилування має ще і допоміжний рух Доп (П6) для
повернення різця в початкове положення. Цей рух так як і рух П2 (радіальне
переміщення різця для зняття затилку) виконується одним і тим же кулачком
длязатилуваннязавдякивідповідномуйогопрофілю(рис.3а)).
Частина профілю кулачка a, b, c, d, e служить для створення рівномірного
руху П2 різця до деталі, при якому утворюється затилувальна поверхня зуба по
архімедовій спіралі, а друга частина профілю e, a складає допоміжний рух (П6)
для швидкого повернення під дією пружини П (рис. 3 б)) різця в вихідне
положення.РухнакулачокКпередаєтьсявідконічнихшестерень1і2.
ОбидвацірухиП2таП6виконуютьсязаодинповнийоберткулачкаК.
Окрім рухуформоутворення, при затилуванні багатозубчатогоінструменту
необхідноздійснюватищеділильнийпроцес.
У випадках 2.1 і 2.2 ділильним рухом буде Д (В1), який спільно з рухом
Доп(В6) здійснює процес ділення; для випадку 2.3 ділильним рухом буде Д
(В1П3)іДоп(П6),томущозубифрезирозміщенніпогвинтовійлінії.
В останньому випадку 2.4 ділильний рух буде складатися з трьох
елементарнихД(В1П3П5)таВсп(П6).
5
7. У всіх розглянутих випадках ділильні рухи співпадають з рухами
формоутворення, тому спеціальних кінематичних ланцюгів для їх утворення не
потрібно.
Доцільно більш докладно зупинитися на додатковому русі (П4),
необхідного для забезпечення точного попадання різця на гвинтовий зуб фрези.
Припрямихстружковихканавкахцейрухнепотрібний.
6
7
Рисунок3–Затилувальнийкулачок,схемазатилуванняі
розвертказатилувальноїфрези
8. Розглянемо більш детально, як виявити цей рух. Для простоти та
наочності візьмемо циліндричну фрезу, яка має чотири зуба (z=4), із
стружковими канавками, розміщеними по гвинтовій лінії. Довжину фрези Т
візьмеморівноюкрокугвинтовоїлініїтобто:
D
tg
T (3)
деγ–кутнахилуцієїлініїдоосіфрези.
Розгорнемофрезуна площину(рис. 3 в)). Із розгортки виднощозатой час,
коли різець рухався від однієї канавки доіншої (відрізокs), завершиться повний
цикл зворотно-поступального руху різця, в процесі якого затиловується задня
поверхнязубафрези,акулачокзатилуванняробитьодинповнийоберт.
Отже, за один повний оберт затиловуваної фрези кулачок повинен зробити
zповнихобертів(числовідрізківс)ідодатководеякучастинуоберту,якуможна
виразитияквідношенняа/с.
Тому умова узгодження обертання затиловуваної фрези та кулачка
затилуваннявзагальномувиглядіможназаписатитак:
a
c
1обертфрези z (4)
ІзрозглянутихдокладнотрикутниківABCтаDECвидно,що
s
T
a
4c
, звідки
a
c
4s
T
.
При будь-якому числі зубів фрези z (а не 4, як в нашому прикладі) знайдена
залежністьзапишетьсятак:
s
T
a
c
(5)
Вкінцевомувиглядіумоваузгодженнярухуфрезитакулачказапишетьсятак:
s
T
s
1об.фр. z (6)
z об.кул. z(1 )
T
8
9.
stg
D
1об.фр. z1 об.кул.
1об.фр. z1 н об.кул.
(7)
s
T
В цих виразах z і представляє собою той додатковий рух різця
(П4),проякиймовайшлавище.
Знак “+”, тобто прискорення обертання кулачка затилування
застосовується, коли різець рухається зліва направо і напрямок гвинтової лінії
стружковоїканавкиправий, знак “-“, тобтоуповільнення обертаннякулачкапри
русірізцясправаналівоіприлівомунапрямкугвинтовоїлініїканавки.
При затилуванні зубів черв’ячних фрез величину повздовжньої подачі s
замінюютьнавеличинуосьовогокрокурізьбиРнчерв’ячноїфрези,
P
T
(8)
СТРУКТУРНІСХЕМИТОКАРНО-ЗАТИЛУВАЛЬНИХВЕРСТАТІВ
Затилування зубів інструментів здійснюється на токарно-затилувальних
верстатахдвохвидів:універсальнихтаспеціалізованих.
Різниця між ними полягає в тому, що спеціалізовані верстати призначенні
тільки для затилування зубів інструментів, тому у них нема ходового валика і
коробки подач; на універсальних токарно-затилувальних верстатах можна
виконувати ще і токарні роботи, включаючи нарізання різьб, тому вони мають
ходовийваликікоробкуподач.
Використовуючи рис. 1 та 2, а також умовні записи в формоутворюючих
рухах (2.1 - 2.4) складаємо часткові структурні схеми токарно-затилувальних
верстатів.
Часткова структурна схема для радіального, косого та торцевого
затилування дискових фрез (рис.1б), 1в), 1г) і п.2.1)) представленні на
рис.4а).
Вона складається із однієї кінематичної групи, яка здійснює один
складний виконавчий формоутворюючий рух Фон (В1П2) для утворення
направляючої лінії по архімедовій спіралі; твірна лінія в даному випадку
утворюється профілем різального інструменту. Окрім цього, складається ще
9
10. попутно допоміжний рух Вдоп(П6) за рахунок профілю кулачка К і дії пружини
10, а також ділильний рух Д(В1), який співпадає з обертанням затилувального
інструменту 6 і здійснюється в період відстою різця 7 в початкове положення і
проходуйогодонаступногозуба.
б)
Рисунок4–Структурнісхемитокарно-затилувальнихверстатів
10
11. Як видно, розглядувана схема має два кінематичних зв’язки, які
реалізуються двома кінематичними ланками: внутрішньою від шпинделя 4 до
різця7:(4-3–ік–5–К–9–7)тазовнішньоїпривідноївіделектродвигуна1до
шпинделя4:(1–2–iv–3–4–6).
На цій схемі не показані ще полозки 8 супорта, верхній супорт 9 з
пружинами10ізатилувальнийкулачокК.
На рис. 4б) зображена часткова структурна схема для затилування
циліндричних та модульних черв’ячних фрез та циліндричних мітчиків з
прямимисружковимиканавками(рис.2а)іп.2.2).
Різниця між цією схемою та попередньою полягає в тому, що в ній
добавляється ще рух П3 (повздовжня подача sпов полозок 8 супорта), яке
реалізується другимвнутрішнімкінематичнимзв’язком (4–11–іy– 12 -гвинті
гайка–13–полозки8–9–7).
Ділильним рухом для черв’ячної фрези в даному випадку буде Д (В1П3),
такякзубирозміщенніпогвинтовійлінії.
Для затилування тих же фрез з гвинтовими стружковими канавками
(рис.2 б), 2 в) та п.2.3) застосовується часткова структурна схема, представлена
нарис.5.
Цясхемавідрізняєтьсявідпопередньоїтим,щовнійвведенийдодатковий
рух (П4) верхнього супорта 9, на якому закріплений різець 7, та диференціал Σ
для сумування двох рухів – затилування П2 (4 – 3 – 5 – Σ – іx – К – 9 – 7) та
додатковогоП4(14–і’к–15–Σ–К–9–7).
Кінематична ланка (4 – 16 – і’’y – 19 – 20 – 21 – полозки 8) призначена для
утворення рухуП3 при включені ходового валика, а ланка (4– 16 – і’’у– 19 – 22
–23–і’x–15–Σ-ix–К–9–7)дляутвореннярухуП4відходовоговалика.
Нарешті, складемо структурну схему для затилування групових різьбових
конічнихфрез,атакожконічнихмітчиківзгвинтовимистружковимиканавками
(рис.2.2гтап.2.4).такасхемапредставленанарис.6.
Відміною її від схеми, зображеної на рис. 5 є рух П5 різця (радіальне
переміщення), яке враховує розміщення зубів на конічній поверхні. Цей рух
реалізує кінематичний ланцюг: (ходовий гвинт – 17 – is – 18 – ходовий гвинт-
гайка–8–9–7).
Із рисунка 6 видно, що з метою спрощення кінематики рух П5 в останній
може здійснюватися від спеціального копірного пристрою, наприклад, копірної
лінійки.
11
12. Рисунок 5 – Структурна схема токарно-затилувального верстату
для фрез з гвинтовими стружковими канавками
Використовуючи рис.2, 3, 4, 5 і 6 розглянемо кінематичну схему токарно-
затилувального верстату моделі 1Б811, на якому передбачено виконання
цієї лабораторної роботи.
КІНЕМАТИЧНА СХЕМА ТОКАРНО-ЗАТИЛУВАЛЬНОГО
ВЕРСТАТУ МОДЕЛІ 1Б811
Кінематична схема верстата моделі 1Б811 зображена на рис. 7.
Розглянемо послідовно кінематичні ланцюги, які складають на верстаті всі
необхідні формоутворюючі та ділильні рухи В1П2П3 (П4) П5П6.
12
13. Рисунок 6 – Структурна схема токарно-затилувального верстату для
затилування конічних фрез
Ланцюгголовногоруху(обертаннязаготовкиВ1):
Початковою або ведучою кінематичною ланкою цього ланцюга (рис.7) є
вал 2 електродвигуна 1, який має дві частоти обертання валу: n1=700 об/хв при
N1=3кВт,таn2=1400об/хвприN2=4.5кВт;кінцеваланкаланцюга–шпиндель4
звстановленоюнаньомузаготовкою6(2–ів–3–4).
Рух передається по наступних ланках ланцюга: (рис. 7). Вал
електродвигуна М – муфта М1 – вал І – z1/z2 – вал ІІ – блок Б1 /z3/z6 або z4/z7 або
z5/z8/ - вал ІІІ - /z9/z10 або z6/z11/ блок Б2 – вал ІV – z12/z13 – вал V – блок Б3/z15/z16
абоz14/z17/-валVI–z18/z19–валVII(шпиндель).Механізмаминастройкичастоти
обертання шпинделя в цьому ланцюгу є електродвигун М1 та блоки зубчастих
коліс Б1, Б2 і Б3, які складають 12 прямих частот обертання від 2.8 об/хв до 63
об/хв та 12 обернених від 5.6 об/хв до 126об/хв. Обернені частоти обертання
шпинделяодержуютьпричастотіобертаннявалуелектродвигунаn2=1400об/хв.
13
15. Ланцюг затилувального руху супорта з різцем (рух П2)
Початкова ланка цього ланцюга – шпиндель 4 (рис. 5), кінцева –
супорт 9 з різцем 7 (4 - 3- 5 - - ix – К – 9 – 7).
Передача руху здійснюється по наступним ланкам ланцюга (рис. 7):
Шпиндель VII – z19/z18 – вал VI - /z16/z15 або z17/z14/ блок Б3 – вал V –
z26/z27 – z29/z28 – вал XI – z35/z36 – z36/z79 – вал XII – диференціал Д – вал
XIII – гітара затилування a1/b1 b1/c1– муфта М2 – вал XIV – вал XV – z82/z83
– вал XVI – кулачок К – супорт С.
Механізм настройки числа подвійних ходів супорта С за один оберт
заготовки – гітара затилування зі змінними шестернями.
Ланцюг диференціалу (для створення додаткового руху П4):
Розглянемо два випадки: затилування циліндричних фрез з
гвинтовими стружковими канавками (рис. 3 б) ) та затилування
черв’ячних модульних фрез (рис. 3 в) ).
Початковою ланкою для першого випадку (рис. 5) є шпиндель 4;
кінцевою – супорт 9 з різцем 7 (4 – 16 – iy – 19 – 22 – 23 – ix – 15
диференціал Σ – ix – K – 9 – 7).
Додатковий рух передається по наступним ланкам ланцюга (рис. 7):
Шпиндель VII – ланцюгова передача z34/z37 – z38/z39 – вал XVIII – Б4 –
Б5 – М4 – вал XIX або Б4 – Б5 – Б6 - М4 – вал XIX – z42/z40 – z41/z53 – z54/z55 –
z56/z57 – вал ХХ – гітара диференціала a3/b3 c3/d3 – К76/z77 – диференціал Д –
вал ХІІІ – гітара затилування a1/b1 b1/c1 – муфта М2 – вал XIV – вал XV –
z82/z83 – вал XVI – кулачок К – супорт С.
Для другого випадку (затилування черв’ячних фрез) початковою та
кінцевою ланками ланцюга є також шпиндель 4 та супорт С, але передача
руху здійснюється по іншому кінематичному ланцюгу (рис. 4 б) ).
(4 – 11 – iy – 12 – ix –14 – 15 – диференціал Σ – ix – К – 9 – 7) або
(рис. 7): шпиндель VII – вал XIX z19/z18 – вал VI – z16/z15 або z17/z14 – вал V
– z13/z12 – z12/z21 – вал VIII – z22/z23 – z24/z25 – вал X – гітара різьб a2/b2 b2/d2
– вал XVII – муфта М3 – z54/z55 – z56/z57 – вал ХХ – гітара диференціалу
а3/b3 b3/c3 – К76/z17 – диференціал Д – вал ХІІІ – гітара затилування а1/b1
b1/c1 – муфта М2 – вал XIV – вал XV – z82/z83 – вал XVI – кулачок К –
супорт С.
Для обох випадків механізмом настройки є гітара диференціала зі
змінними шестернями.
15
16. Повздовжнє переміщення супорта від ходового гвинта (рух П3):
Цей рух застосовують при затилуванні зубів інструментів,
розміщених на гвинтовій лінії, при якому повинна бути жорсткий
кінематичний зв’язок між шпинделем та супортом.
Початкова ланка ланцюга – шпиндель 4 (рис. 5), кінцевий супорт 8
(4 – 11 – iy - 12 – ходовий гвинт – гайка – 13 – повздовжній супорт 8).
Для цієї кінематичної ланки можливо три випадки настройки
гвинторізної гітари.
Перший випадок. Затилування зубів інструмента з нормальним
кроком різьби, при якому рух передається по наступній ланці (рис. 7):
Шпиндель VII – z20/z21 – вал VIII – z22/z23 – z24/z25 – вал Х – гітара
різьб a2/b2 b2/c2 – вал ХІІІ – муфта М5 – ходовий гвинт ХХІ – гайка –
супорт повздовжній СП.
Другий випадок. Затилування зубів інструмента із збільшеним
кроком в чотири рази. В цьому випадкові кінематична ланка передачі руху
буде:
Шпиндель VII – z19/z18 - вал VI – z17/z14 - вал V – z13/z12 - вал IV –
z12/z21– вал VIII– z22/z23 – z24/z25– вал Х – гітара різьб a2/b2 b2/d2 – вал ХVІІ–
муфта М5 – ходовий гвинт ХХІ – гайка 73 – супорт повздовжній СП.
Третій випадок. Затилування зубів інструмента з кроком,
збільшеним в 16 раз.
Для цього випадку використовується кінематична ланка:
Шпиндель VII – z19/z18 - вал VI – z16/z15 - вал V – z13/z12 - вал IV –
z12/z21– вал VIII– z22/z23 – z24/z25– вал Х – гітара різьб a2/b2 с2/d2 – вал ХVІІ –
муфта М5 – ходовий гвинт ХХІ – гайка 73 – супорт повздовжній СП.
Для всіх трьох розглянутих випадків механізмом настройки на
задній хід різьби є гітара різьб зі змінними колесами.
Повздовжнє переміщення супорта від ходового валика (рух П3):
Для створення повздовжньої подачі супорта при затилуванні зубів
циліндричних та інших подібних фрез на токарно-затилувальному
верстаті 1Б811 є кінематичний ланцюг повздовжнього переміщення
супорта від ходового валика.
Початком ланцюга є шпиндель 4 (рис. 5), кінцевою ланкою –
повздовжній супорт 8 (4 – 16 – iy – 19 – 20 – 21 – повздовжній супорт 8).
Рух передається наступним чином (рис. 7):
16
17. Шпиндель VII – ланцюгова передача z34/z37 – z38/z39 – вал XVIII –
блок Б5 – муфта М4 або блок Б6 – муфта М4 – вал XIX – муфта М6 –
ходовий вал XXII – z58/z59 – z59/z60 – z60/z61 – z62/z63 – вал XXIII – К64/z65 –
М7 – вал XXIV – М7 – z66/z67 – вал XXV - рейка супорт повздовжньої
подачі СП.
Механізм настройки для ланцюга повздовжніх подач є коробка
подач, яка складається з блоків Б4, Б5, Б6 і муфти М4. Коробка подач
передає супорту шість різних подач.
Зворотній рух супорта П6 здійснюється автоматично в період
ділильного руху заготовки В1 (коли заготовка обертається від моменту
закінчення зняття стружки і до початку дотику різця із наступним зубом)
за рахунок відповідного профілю затилувального кулачка і під дією
пружин 10 (рис. 5).
Окрім тих що розглядалися в кінематичній схемі верстата
передбачено ще декілька ланцюгів для установчих та допоміжних рухів,
які мають ручний привід і не потребують окремого розглядання.
БУДОВА ТА ОРГАНИ КРУВАННЯ ВЕРСТАТУ МОДЕЛІ 1Б811
Токарно-затилувальний верстат моделі 1Б811 складається із
наступних основних вузлів (рис. 8): станини А, передньої бабки Б, задньої
бабки Г, коробки подач Д, супорта Е, фартука Ж, привідного
електродвигуна З. Верстат обладнаний наступними органами керування,
які вказані на рис. 8 та перераховані в табл. 1.
На лівому кінці станини з торця розміщенні: диференціал, зубчата
передача, яка передає рух від шпинделя до диференціалу (z35 і z36 на
рис. 7), гітара затилування (а1/b1 b1/c1), муфта відскоку та гітара настройки
гвинторізного ланцюга (a2/b2 b2/c2).
На задній стінці станини розміщена гітара диференціала (a3/b3
c3/d3) та електрошафа К, а на передній – коробка подач Д з ходовим
гвинтом М і ходовим валиком Л, штанга керування Ш з ручкою 16.
Встановлення супорта на задану величину затилування К
проводиться по лімбу 51 (рис. 8) шляхом повороту квадрату гвинта 46 по
годинниковій стрілці.
Поділки та цифри на лімбі 51 відповідають затилувальному кулачку
зі спадом 9 мм на 360˚.
При встановленні кулачків із іншим спадом потрібно проводити
перерахунок по таблиці, яка є в паспорті верстату.
17
20. Суміщення потрібної поділки лімба з нульовою насічкою здійснюється
поворотомквадрата46(рис.8)понапрямкугодинниковоїстрілки.
До верстата додаються змінні шестерні гітар, які мають наступні числа
зубівz:22,24,28,29,30, 31, 32, 35, 36, 39,40,42,43,44,46, 48, 48, 48, 52,55,64,
65, 66, 67, 70, 71, 72, 73, 76, 78, 84, 87, 90, 93, 95, 96, 98, 99, 104, 108, 111, 113,
114,120,123,128,132.
Шестерні z=40 і z=80 використовуються тільки як відомі. При
настроюванні верстата необхідно користуватися тільки шестернями що
додаються.
Дляшвидкоговідводуінструментувідоброблюваноговиробунавідстань,
безпечну для прискореного зворотного ходу каретки (5 мм), використовується
ручка26(рис.8).
Нижчеприведенаспецифікаціяорганівкеруванняверстатом.
Припідборізміннихшестереньгітарирізьбслідвитримувативідношення:
a2+b2≥c2+26
c2+d2≥d2+26
a2+b2+c2+d2≥260
(9)
(10)
(11)
Схема гітари різьб приведена на рис. 9.
Гітара затилування (рис. 10) (a1, b1, c1) може працювати з однією
парою шестерень (a1/b1) та з двома парами (a1/b1 c1/d1). В останньому
випадку шестерню, яка сидить на муфті, потрібно переставити вінцем
назовні, а при підборі змінних шестерень витримати відношення:
a1+b1≥b1+26
П1+c1≥b1+65
d1+b1+П1+c1≥220
(12)
(13)
(14)
Схема розміщення змінних коліс гітари диференціалу (a3, b3, c3, d3)
зображена на рис 11.
a1+b1≥b1+26
П1+c1≥b1+65
d1+b1+П1+c1≥220
(15)
(16)
(17)
При підборі змінних шестерень слід витримувати відношення:
а3+b3≥c3+26 (18)
22. При обробці правих спіралей в гітару додатково встановлюють
проміжну змінну шестерню.
Крок гвинтової стружкової канавки Т в мм визначається по формулі:
D
tg
T (21)
де D – діаметр ділильного кола фрези в мм;
α – кут підйому гвинтової лінії стружкової лінії в градусах
Рисунок 10 – Схема гітари 21 затилування (числа ударів)
Схема гітари числа ударів при встановленні
змінних шестерень в один ряд
а) обробка праворіжучих фрез
24. ОСНОВНІ ВУЗЛИ ВЕРСТАТА
В передній бабці верстата крім коробки швидкостей, розташовані
механізми передачі обертання на ходовий гвинт і вал затилування з пристроєм,
який допускає ручний поворот шпинделя за допомогою рукоятки, що
знімається, для наладки верстата на момент відскоку супорта від виробу, що
піддається затилуванню. Включення ручного повороту шпинделя можливо
тільки після відключення кінематичного ланцюга затилування і ланцюга
головного руху, з яким воно зблоковано, що виключає аварії при випадковому
ввімкненні верстата. Також можливий поворот шпинделя поворотом ротора
приводного електродвигуна, для чого на його валу є маховичок, закритий
кожухом.
В фартухуверстата розташовані механізми, що забезпечують переміщення
кареткизсупортомпонаправляючимстанинивідходовоговала,ходовогогвинта
або вручну. Присутній блокувальний пристрій, який виключає можливість
одночасноговключенняподачірухувідходовогогвинтаіходовоговала.
Конструкція каретки супорта представлена на рис. 12. До каретки 1
кріпиться поворотна плита 2 з пальцем, який служить опорою для важеля
механізму без ступінчастого встановлення величини ходу затилування. Від
кулачка затилування 3 по направляючим поворотної плити переміщується,
здійснюючизатилувальнірухи, затилувальнаплита4 (поз. 5-лімб). Докулачка3
затилувальна плита прижимається пружинами, що регулюються спеціальними
гвинтами. В кронштейні 6, що прикріплений до каретки змонтовані конічна
передача 9 з валом 8 приводузатилування і плунжерний насос 7, що забезпечує
змащування механізму затилування каретки і направляючих станини. На задній
стінці каретки встановлений пристрій для аварійного вимкнення верстата при
наповзаннінапереднючизаднюбабки.
В затилувальній плиті змонтований механізм для безступінчастого
встановлення величини ходу затилування супорта (рис. 13) важільного типу.
Рух від кулачка 1 через ролик 2, що обертається на осі 3, передається важелю 5,
що коливається відносно нерухомої осі 4 пальця, закріпленого в поворотній
плиті. Від важеля 5 рух передається на камінь 6, що обертається і буксу 7 і
затиловочній плиті 8. Величину ходу затилування супорта встановлюють за
допомогою гвинта 9, обертаючи який переміщають буксу 7, тим самим
змінюючи відстань між віссю 4 коливання важеля 5 і віссю каменя 6. Зі
збільшенням цієї відстані збільшується хід затилування. Гвинт 9 черв'ячної
передачі 10 зв’язаний з лімбом 5 (див. рис. 12), що показує встановлену
величинуходузатилування.
24
26. Рисунок 13 - Механізм для безступінчастого встановлення
величини ходу затилування супорта
26
27. Механізм для безступінчатоговстановлення величини ходузатилування
супорта дозволяє за допомогою двох змінних кулачків проводити
регулювання в межах від 0 до 18 мм. Діапазон затилування від 1 до 4 мм
досягається за18 мм- h 13,5 мм.
На відбійну плиту в залежності від виду затилувальних робіт
встановлюєтьсятокарнийчи шліфувальний супорт.
Для швидкого відводу інструменту від виробу на гвинті поперечних
подач супорта передбачений спеціальний пристрій (рис. 14). На гвинті
поперечної подачі 1 закріплюється втулка-гвинт 3, на якій встановлена гайка
5 з рукояткою 4. При повороті рукоятки 4 плита супорта 2, що зв’язана з
гайкою5, отримує переміщення яке забезпечує відвідінструментуна5 мм.
Для забезпечення обертання приводу кулачка затилування тільки в
одному напрямку (робочий хід) і вимкнення його обертання при зворотньому
ході на верстаті передбачена однозуба муфта, яка конструктивно виконана в
одному корпусі з муфтою відскоку, що служить для автоматичного відводу
різця відвиробуприроботіверстата. (рис.15).
Під час робочого ходу верстата кулачок 2 (рис. 15,а), встановлений на
ведучомувалу, через собачку1 однозубої муфти передаєрух приводукулачка
затилування. при цьому зуб собачки 3 муфти відскоку знаходиться в пазу
кулачка 2 і проскакує підпружинений важіль 4. при реверсуванні руху
кулачок 2 починає обертатися в зворотному напрямку, а вал приводу кулачка
затилування – вестись собачкою 3 муфти відскоку, зуб якої знаходиться в
пазу кулачка 2. Обертання в зворотному напрямку буде проводитись до тих
пір, поки підпружинений важіль 4 не ввійде в дотик з собачкою а. Важіль 4
повернеться вправо до упора (рис 15,б), виведе зуб собачки 3 з паза кулачка 2
і обертання вала затилування припиниться. При включенні чергового
робочого ходу собачка 1 однозубої муфти починає знову вести вал
затилування, а зуб собачки 3 муфти відскоку западає в паз кулачка 2.
Безударна роботамуфтирегулюється гвинтом6 і гайками 5.
Задня бабка верстата по конструкції аналогічна заднім бабкам токарно-
гвинторізних верстатів.
Змащування механізмів передньої бабки здійснюється від
шестеренчастого насоса, а механізмів коробки подач і каретки супорта від
плунжерних насосів. Контроль за роботою насосів ведеться давачами рівня
масла. Механізми керування верстатом розташовуються спереду. Рукоятки
керування фіксуються. Електроустаткування верстата розміщене в окремій
шафіна задній стінцістанини.
27
28. Рисунок 14 - Механізм швидкого відводу інструменту від виробу
28
29. Рисунок 15 - Муфта відскоку.
а) - положення при робочому ході,
б) - положення при холостому ході
29
30. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
У відповідності до поставленої мети виконання лабораторної роботи
здійснюється на протязі двох періодів: самостійної підготовки до виконання
роботи в бібліотеці, лабораторії або вдома в позаурочний час та виконання
роботи безпосередньо на робочому місці в лабораторії металорізальних
верстатів.
У першому періоді студент повинен виконати послідовно і грунтовно
наступніетапироботи:
1. Вивчити технологічний процес, кінематику та методи затилування зубів
різальнихінструментівнатокарно-затилувальнихверстатах.
2. Вивчитиструктурнісхемитокарно-затилувальнихверстатів.
3. Вивчити призначення, кінематичну схему, компонування, конструкцію та
взаємодію основних вузлів, механізмів та методи налагодження токарно-
затилувальноговерстатумоделі1Б811.
4. Здійснювати самоконтроль освоєння матеріалупо пунктах 1, 2, 3 шляхом
вичерпнихтаяснихвідповідейнапитання,приведеннівкінціданихвказівок.
5. У відповідності з варіантом одержаного завдання (табл. 3-5) скласти по
кінематичній схемі токарно-затилувального верстату моделі 1Б811 (рис. 7) для
кожного кінематичного ланцюга рівняння кінематичного балансу та відповідне
йому розрахункове рівняння. Із розрахункового рівняння вивести формулу
настроювання та визначити числа зубів змінних коліс механізмів настроювання
рухів (гітар). Розраховані числа зубів змінних коліс повинні відповідати числам
зубів коліс, які є в наборі при верстаті. У випадку невідповідності необхідно
перерахуватиповторно.
При виконанні перерахованих етапів роботи рекомендується
використовувати дані методичні вказівки, а також літературу, приведену в
кінціних.
Другийетаплабораторноїроботивиконуєтьсябезпосередньонаробочому
місцівлабораторіївнаступномупорядку:
6. Вивчитипитання,вказанівп. 4.3,безпосередньонаверстаті.
7. Встановити на верстаті змінні колеса гітар, необхідну частоту обертання
шпинделя,розмірподачісупортатарозмірзатилуванняК.
8. Встановититазановозакріпитинаробочихорганахверстату(шпинделіта
супорті)оброблюванузаготовкутаінструмент.
9. Перевірити вручну правильність взаємодії усіх вузлів і механізмів
верстату, встановити всі органи керування верстатом у необхідне положення у
відповідності до інструкції, яка є на робочому місці, встановити різальний
інструментупочатковеположення.
10. Ввімкнути верстат у роботу і слідкувати за нормальним ходом процесу
затилування.
30
31. 11. Після виконання роботи виключити верстат, відключити його від силової
сітки,привестиробочемісцевналежнийпорядокіздатийоголаборанту.
При виконанні лабораторної роботи безпосередньо на робочому місці
необхіднозвернутиособливуувагунанаступнімоменти:
12. Перед запуском верстату рукоятка керування 16 (рис. 8) повинна
находитисявсередньомунейтральномуположенні.
13. Для запуску верстату натиснути кнопку “Керування вкл.” На пульті
керування передньої бабки. Після цього на пульті повинна загорітися
зелена лампочка. Переводом рукоятки керування 16 із середнього
положення в бік, протилежний рухові каретки, вмикається верстат.
14.Зупинка верстату здійснюється встановленням рукоятки 16 в середнє
положення. Для аварійної зупинки використовується червона клавіша
“стоп” на пульті передньої бабки.
15. Під час роботи верстату на ньому не повинні знаходитися сторонні
предмети, усі кожухи та кришки повинні бути надійно закритими.
Необхідно також систематично слідкувати за подачею мастила насосом,
не вмикати і не перемикати швидкості та подачі до повної зупинки
верстату.
16. Дверцята електрошафи повинні бути надійно закриті спеціальним
ключем,якийпостійнознаходитьсяназберіганнівзав.лабораторією.
17. Перед початком роботи обов'язково перевірити правильність
встановленняперемикачівнапультікеруванняелектрошафою.
Лабораторна робота завершується складанням звіту, у якому
представляютьсянаступніматеріали:
18. Структурна і кінематична схеми токарно-затилувального верстату моделі
1Б811 у стані, необхідному для затилування черв'ячної модульної фрези з
гвинтовими стружковими канавками, передбаченої індивідуальним варіантом
завдання.
На цій же схемі вказуються в умовному буквенному позначенні всі
виконавчі рухи, гітари зміни швидкостей обводяться суцільними тонкими
лініямиввиглядіпрямокутникаіприводитьсяїхназва.
19. У відповідності до індивідуального завдання для кожного виду
затилувального інструменту приводиться рівняння кінематичного балансу,
розрахункове рівняння та формула настройки по кожній ділянці, яка приймає
участьвроботіланцюга.
20. Значення чисел зубів змінних коліс гітар при затилуванні різних видів
інструментунеобхіднозвестивтаблицютакоїформи:
31
32. Вар.
Таблиця 2 Числа зубїв змінних зубчастих коліс
затилувального
інструменту
Враховуючи те, що запитання, які містить звіт, вирішуються до
виконання лабораторної роботи безпосередньо в лабораторії, то він може
бути складений вдома в період підготовки до роботи. Під час виконання
роботи в лабораторії звіт використовується як основний документ для
налагодження верстату.
Далі в табл. 3–6 приведенні індивідуальні завдання для виконання
лабораторної роботи.
Таблиця 3 Фрези напівкруглі випуклі і модульні дискові
№варіанту
Вид
Назвагітар
затилування подачаборізьб дифференціала
а1 b1 c1 d1 a2 b2 c2 d2 a3 b3 c3 d3
1 80 27 10 10 45
2 90 27 10 10 22.5
3 100 32 12 12 16
4 100 32 10 14 8
5 125 32 10 15 4
6 140 40 10 15 2.8
Таблиця 4 Фрези циліндричні та модульні черв’ячні з прямими
Діамет
р
фрези
Діаметр
фрези
D,мм d,мм z ° n,об/хв
Діамет
р
отвору
Діаметр
отвору
сружковими канавками
Число
зубів
Число
зубів
Заднійкут
затилуванн
я
Заднійкут
затилуванн
Вел.
подачі
я
Крок
гвинт.
лінії
Частота
обертання
шпинделя
Частота
обертання
шпинделя
D,мм d,мм z
° s,мм/об p,
мм/об
n,об/хв
№ вар.
1 63 27 12 16 0.10 4.712 11.2
2 70 27 16 16 0.16 6.283 2.8
3 80 32 12 15 0.25 7.854 11.2
4 90 32 10 14 0.40 9.125 31.5
5 100 40 12 10 32
0.63 12.566 11.2
6 112 40 14 10 1.00 15.708 5.6
34. 8. Вказати на кінематичній схемі повздовжнього переміщення супорта при
затилуваннічерв’ячнихфрезіпризатилуванніциліндричнихфрез(рухП3).
9. Вказатинакінематичнійсхеміланцюгзатилувальногоруху(рухП2).
10.
11.
Вказатинакінематичнійсхеміланцюгдиференціала(рухП4).
Вказати, що таке рівняння кінематичного балансу, розрахункове
рівняння таформуланастройки.
12.
1Б811.
13.
14.
Пояснити компоновку токарно-затилувального верстата моделі
Вказатимісцярозміщеннягітарнаверстаті.
Як визначити конкретні значення чисел зубів змінних шестерень
гітарпоформулахнастройки?
15. Розказатипропорядокзапускуверстатавроботу.
ПЕРЕЛІКПОСИЛАНЬ
1. Ачеркан Н.С. и др. Металлорежущие станки, т. І, М.: Машиностроение. -
1965,С.532-545.
2. Металлорежущие станки. / Под ред. В.К. Тепинкичиева, М.:
Машиностроение.-1973,С.186-191.
3. В.К. Тепинкичиев и др. Металлорежущие станки, М.: Машиностроение. -
1970,С.218-224.
4. БатовВ.П.Токарныестанки,М.:Машиностроение.-1978,С.104-114.
5. МВ и ССО СССР, Всесоюзный заочный машиностроительный институт,
Металлорежущие станки, ч. ІІ. Методические указания и задания, М.: Высшая
школа.-1969,С.5-15.
6. Семенченко И.И. и др. Проектирование металлорежущих инструментов,
М.:Машгиз.-1963,С.328-356.
ЗМІСТ
1
2
9
12
17
24
30
33
34
34
Метатапорядоквиконанняроботи
Теоретичніосновитазагальнівідомості
Структурнісхемитокарно-затилувальнихверстатів
Кінематичнасхематокарно-затилувальноговерстатамоделі1Б811
Будоватаорганикеруванняверстатумоделі1Б811
Основні вузли верстата
Порядок виконання роботи
Контрольнізапитання
Література
Зміст
34
