Charakterystyka frezarki uniwersalnej oraz zastosowanie podzielnicy uniwersalnej

Transkrypt

1 POLITECHNIA POZNAŃSA Instytut Technologii Mechanicnej Masyny i urądenia technologicne laboratorium Charakterystyka frearki uniwersalnej ora astosowanie podielnicy uniwersalnej Opracował: dr inż. rystof Netter Ponań 2013 N ver

2 N ver Charakterystyka frearki uniwersalnej ora astosowanie podielnicy uniwersalnej 2 CHARATERYSTYA FREZARI UNIWERSALNEJ ORAZ ZASTOSOWANIE PODZIELNICY UNIWERSALNEJ 1. Cel ćwicenia Celem ćwicenia jest aponanie się budową, kinematyką, możliwościami obróbkowymi sposobem nastawiania i astosowaniem frearki uniwersalnej ora podielnicy uniwersalnej. 2. Stanowisko badawce Ćwicenie jest preprowadane na frearce uniwersalnej PWD 25U wykorystaniem podielnicy uniwersalnej FJDa Wiadomości podstawowe 3.2. Frearka uniwersalna Frearki są obrabiarkami, w których obrotowy ruch główny amocowane we wrecionie narędie, a ruch posuwowy najcęściej wykonuje predmiot obrabiany amocowany na presuwnym stole. Frearki są obrabiarkami prenaconymi do obróbki płascyn a pomocą narędi wieloostrowych: freów walcowych, freów walcowo-cołowych ora głowic frearskich. Można na nich obrabiać inne powierchnie pre freowanie kstałtowe, kopiowe lub obwiedniowe. Prykłady abiegów obróbkowych wykonywanych na frearkach pokaano na rysunku1. Rys. 1. Prykłady abiegów obróbkowych wykonywanych na frearkach: a) freowanie płascyn freem walcowym, b) freowanie płascyny odsadeniem freem walcowocołowym, c) freowanie powierchni kstałtowej, d) freowanie płascyny głowicą frearską Ruch główny obrotowy wykonuje narędie. Ruch posuwowy prostoliniowy wykonuje predmiot obrabiany. Frearki są wyposażone w nieależny napęd ruchów posuwowych tn. posuwy nie są ależne od prędkości obrotowej wreciona. Frearki są produkowane w wielu odmianach konstrukcyjnych. Roróżnia się: frearki ogólnego prenacenia,

3 N ver Masyny i urądenia technologicne laboratorium 3 frearki specjaliowane, np. do gwintów, do wpustów, do kół ębatych, frearki specjalne, np. do łopatek turbin. Frearki ogólnego prenacenia dieli się na: frearki wspornikowe (konsolowe): a) poiome wykłe, b) poiome uniwersalne (rys. 2), c) pionowe wykłe, d) pionowe uniwersalne, e) narędiowe (rys. 3), frearki bewspornikowe: a) łożowe, b) wdłużne (jedno i dwustojakowe) (rys. 4), frearki karuelowe (e stołem wykonujący obrotowy ruch posuwowy). Rys.2. Widok ogólny frearki wspornikowej poiomej uniwersalnej B serokość powierchni robocej stołu, L długość powierchni robocej stołu Rys. 3. Prykład frearki wspornikowej narędiowej

4 N ver Charakterystyka frearki uniwersalnej ora astosowanie podielnicy uniwersalnej 4 Rys. 4. Odmiany konstrukcyjne frearek wdłużnych: a) jednostojakowa, b) dwustojakowa, c) bramowa Główną cechą frearek wspornikowych poiomych uniwersalnych jest skrętny wra prowadnicami stół umożliwiający obróbkę rowków śrubowych freami tarcowymi. olejna cechą jest ich bogate opryrądowanie (podielnica, stół obrotowy) ora roserony akres prędkości obrotowych i posuwowych. Frearki wspornikowe pionowe różnią się od frearek wspornikowych poiomych tym, że oś wreciona jest pionowa. Frearki narędiowe są precyyjnymi o niewielkiej mocy frearkami wspornikowymi i o bogatym wyposażeniu specjalnym. Są to obrabiarki o dużej uniwersalności, prenacone do produkcji narędi, pryrądów u uchwytów obróbkowych ora innych predmiotów o nacnej dokładności. Cechą charakterystycną frearek bewspornikowych łożowych jest osadenie stołu na prowadnicach nieruchomego łoża. Umożliwia to uyskanie dużej i łatwej do wykorystania prestreni robocej, a stywne osadenie stołu powala na wydajną obróbkę. Frearki bewspornikowe łożowe są produkowane w dwóch odmianach: wrecionem pionowym lub poiomym. Frearki bewspornikowe wdłużne są prenacone do obróbki dużych predmiotów mocowanych na stołach wykonujących jedynie presuw wdłużny. Frearki takie są produkowane jako jednostojakowe, dwustojakowe lub bramowe Podielnica uniwersalna Wprowadenie Podielnica jest pryrądem podiałowym stanowiącym specjalne wyposażenie frearek uniwersalnych. Podielnice głównie służą do wykonywania podiału kątowego. Jest stosowana również do podiału liniowego, wykonywania rowków śrubowych ora krywek o arysie spirali Archimedesa. Roróżnia się podielnice: wykłe umożliwiają podiał bepośredni, pry którym kąt obrotu wreciona podielnicy równa się kątowi obrotu korbki. Do ustalenia położenia wreciona służy rękojeść atraskiem (rys. 5 i 6). ora uniwersalne (rys. 7 i 8).

5 N ver Masyny i urądenia technologicne laboratorium Podiał kątowy Podiał kąta pełnego (obwodu koła) na równe cęści pry użyciu podielnicy uniwersalnej może być preprowadony pre: dielenie bepośrednie, dielenie pośrednie: a) wykłe (proste), b) łożone (różnicowy). Rys. 5. Podielnica wykła o poiomej osi wreciona Rys. 6. Podielnica wykła o pionowej osi wreciona Rys. 7. Widok podielnicy uniwersalnej Rys. 8. Podielnica uniwersalna jednotarcowa: a) schemat kinematycny, b) widok w kierunku anaconym obrotem korby o kąt, c) widok w kierunku predmiotu obrabianego anaconym obrotem o kąt PO 1/ obrotu Dielenie bepośrednie Podiał bepośredni wykonuje się tarcą T osadoną bepośrednio na wrecionie podielnicy WR. W tym celu rołąca się prekładnię ślimakową 1:40 pre opuscenie ślimaka. Tarca do dielenia bepośredniego wyposażona jest jedynie w try rędy otworków. W podielnicach uniwersalnych licby otworków w tej samej tarcy wynosą 24, 30 i 36. Powala to na uyskanie podiału na 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24, 30 i 36 cęści. Licba otworków t w tarcy, o którą należy obrócić wreciono wra tą tarcą wynosi:

6 N ver Charakterystyka frearki uniwersalnej ora astosowanie podielnicy uniwersalnej 6 T t, (1) Z gdie: Z licba cęści, na które dieli się obwód, T wybrana licba otworków tarcy, podielna pre licbę Z, której składa się jeden trech obwodowych rędów na tarcy Dielenie pośrednie wykłe Podiał następuje w wyniku ręcnego obrotu korby wględem tarcy podiałowej T (tarca podiałowa jest unieruchomiona). W celu umożliwienia podiału kątowego dla różnych wartości licby podiału podielnica jest wyposażona w wymienne tarce podiałowe, mające na swych bocnych powierchniach wiele okręgów podiałowych dokładnie romiesconymi kątowo otworami. Licba otworków w wymiennych tarcach podiałowych wynosą: 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 23, 27, 31, 33, 37, 39, 41, 43, 47 i 49. Wymienione licby otworów umożliwiają dokonanie podiału prostego dla wsystkich wartości licb podiału 50 ora > 50 w prypadku, gdy nie jest licbą pierwsą. W celu dokonania podiału należy obrócić korbę o kąt odmierony na nieruchomej tarcy T. Ponieważ korba obraca wreciono podielnicy popre prekładnię ślimakową o prełożeniu i śl 1:40, więc premiescenie kątowe korby, pry wymaganym premiesceniu kątowym wreciona WR 1: można wynacyć ależności WR 40, (2) i śl gdie: licba podiału. W celu wykonania podiału wykłego należy wynacyć wartość ależności (2) w postaci ułamka wycajnego i tak go prekstałcić, aby jego mianownik M był równy licbie otworków wybranego okręgu podiałowego. Wtedy licnik L będie licbą otworków, o które należy obrócić korbę na obwodie tarcy o M otworkach. Prykład 1. Dokonać podiału na 52 cęści. ąt obrotu korby wyniesie Należy atem korbą pokręcić o L 30 podiałek (otworków) na obwodie podiałowym o M 39 otworkach. Jeśli wynacona wartość będie ułamkiem niewłaściwym (L > M), wtedy pred doborem M i L należy wydielić całość. Prykład 2. Dokonać podiału na 36 cęści. ąt obrotu korby wyniesie C Należy atem wykonać korbą jeden pełny obrót i dodatkowo pokręcić o 3 podiałki 3 (otworki) na obwodie podiałowym o 27 otworkach (wykonać korbką 1 obrotu na 27 nieruchomej tarcy T). L M L M

7 N ver Masyny i urądenia technologicne laboratorium 7 Gdy licba podiału jest licbą pierwsą więksą od 50, podiał wykły jest niemożliwy e wględu na brak tarcy podiałowej o odpowiedniej licbie otworów i należy astosować podiał łożony Dielenie pośrednie łożone Podiału łożonego dokonuje się wtedy, gdy e wględu na ograniconą licbę okręgów podiałowych nie można dokonać podiału wykłego. Dotycy to licb będących licbami pierwsymi więksymi od 50 lub będących wielokrotnością tych licb. Podiału dokonuje się ruchomą tarcą podiałową ora wykorystaniem kompletu mianowych kół ębatych o następujących licbach ębów: 24, 24, 28, 28, 30, 32, 39, 40, 44, 48, 56, 64, 68, 72, 76, 86, 96, 100, Można ałożyć, że wymagane premiescenie korby jest łożone dwóch premiesceń: premiescenie kątowego korby wględem nieruchomej tarcy T o kąt 40 ', (3) ' gdie jest licbą podiału (bliską licbie ), dla której możliwe jest wykonanie podiału wykłego, premiescenia kątowego tarcy podiałowej T wględem korpusu podielnicy o kąt Zatem całkowite premiescenie kątowe korby wyniesie T. (4) ', 40 T. (5) Podcas podiału tarca podiałowa T premiesca się o T, a wreciono o WR 1/. Zatem prełożenie międy wrecionem WR a tarcą podiałową T wyniesie i T T 40 ' WR 1 ' ' ( ) Jak podanego woru wynika, prełożenie i T może mieć nak minus lub plus w ależności od pryjętej wartości licby podiału. Pry > prełożenie i T ma nak dodatni i wtedy kierunki obrotu korby i tarcy są godne. Gdy < prełożenie i T ma nak ujemny i wtedy kierunki obrotu korby i tarcy są preciwne (można to realiować pre włącenie do prekładni gitarowej dodatkowo koła pośredniego). (6) Prykład 3. Dokonać podiału na 71 cęści. Nie może to być podiał wykły, gdyż premiescenie realiować pry danych licbach otworków M. Pryjmując 72 > oblicamy kolejno: L nie da się 71 M

8 N ver Charakterystyka frearki uniwersalnej ora astosowanie podielnicy uniwersalnej 8 premiescenie kątowe korby otrymujemy ' ' co onaca, że należy ująć we wskaówki 15 podiałek na obwodie 28 otworków, prełożenie prekładni otrymujemy L M i T ( ' ) ( 72 71) ' Opróc kół mianowych a i b należy dobrać koło pośrednie dla aębienia się kół na gitare. Pry takim układie kół kierunek obrotu tarcy T jest godny kierunkiem obrotu korby. Pryjmując 70 < otrymujemy premiescenie kątowe korby prełożenie prekładni otrymujemy i T 40 ' L ', ' M ( ' ) ( 70 71) a b a b Opróc kół mianowych a i b należy dobrać dwa koła pośrednie. Jedno dla aębienia się kół na gitare, drugie do miany kierunku obrotu tarcy T Podiał liniowy Podiał linowy stosuje się np. podcas freowania uębienia ębatek. Obróbka taka wymaga okresowego premiescenia liniowego predmiotu obrabianego o wartość podiałki. Podielnicę i predmiot obrabiany mocuje się na stole frearki. Aby dokonać podiału łący się wreciono WR podielnicy e śrubą pociągową SP stołu frearki a pomocą prekładni gitarowej o prełożeniu i Z. Presuw stołu wykonuje się a pomocą obrotu korby podielnicy uniwersalnej. Prykład astosowania podielnicy do freowania uębienia ębatek predstawiono na rys. 9. Rys. 9. Prykład astosowania podielnicy uniwersalnej do freowania uębienia ębatek Prełożenie i Z prekładni ębatej łącącej wreciono podielnicy e śrubą pociągową stołu frearki wynosi

9 N ver Masyny i urądenia technologicne laboratorium 9 i Z 40 p h p a b c d, (7) gdie: p podiałka uębienia, h p skok śruby pociągowej stołu frearki, pryjęta licba obrotów korby podielnicy uniwersalnej (najcęściej licba całkowita ułatwiająca dobór prełożenia i Z, np. 2, 5, 10, 20, 30, 40. Prykład 4. Oblicyć prełożenie prekładni gitarowej podielnicy i dobrać koła mianowe w celu dokonania podiału liniowego w prypadku obróbki ębatki o podiałce p 10 mm, gdy skok śruby pociągowej wynosi h p 6 mm, pryjąć 20 obrotów. Ze woru (7) oblicmy prełożenie prekładni gitarowej podielnicy i Z 40 p , h p Następnie ułamek diesiętny należy wyraić w postaci ułamka wykłego a c 1, , b d a więc licby ębów kół mianowych są następujące: a 50, b 20, c 40 i d 60. W celu apewnienia dokładności i równomierności podiałów należy pamiętać o unieruchomieniu sań stołu frearki wględem prowadnic po dokonaniu podiału. Pred preprowadeniem następnego podiału należy odblokować sanie stołu Freowanie rowków śrubowych Prykład astosowania podielnicy do nacinania na frearce uniwersalnej rowków śrubowych predstawiono na rys. 10. W prypadku takiej obróbki linia śrubowa powstaje w wyniku łożonego ruchu kstałtowania, którego składowy ruch prostoliniowy stołu ora ruch obrotowy predmiotu obrabianego są sprężone a pomocą łańcucha kinematycnego o prełożeniu nastawianym na prekładni gitarowej ainstalowanej międy śrubą pociągową stołu SP w wałkiem podielnicy uniwersalnej. Aby uniknąć podcięcia rowka podcas freowania, stół frearki należy skręcić w płascyźnie poiomej o kąt β pochylenia linii śrubowej rowka. Prełożenie międy śrubą pociągową stołu w wałkiem podielnicy wynaca się ależności is n S p a c 40, (8) S n gdie: S n skok rowka śrubowego, S p skok śruby pociągowej stołu, a, b, c, d koła mianowe prekładni łącącej podielnicą i śrubę pociągową obrabiarki. Jest to wór użytkowy dla podielnicy jednotarcowej o prełożeniu ślimak ślimacnica równym 1 : 40, stosowanej w prypadku rowka śrubowego. b d a b c d.

10 N ver Charakterystyka frearki uniwersalnej ora astosowanie podielnicy uniwersalnej 10 Rys. 10. Zastosowanie podielnicy uniwersalnej do freowania rowków śrubowych Prykład 5. Oblicyć prełożenie prekładni gitarowej podielnicy i dobrać koła mianowe w prypadku freowania rowka śrubowego o skoku S h 220 mm, gdy skok śruby pociągowej stołu S p 5 mm ora oblicyć kąt β skręcenia stołu, gdy średnica obrabianego predmiotu d 45 mm. Ze woru (8) oblicamy prełożenie prekładni gitarowej i 40 S S p S n n a więc licby ębów kół mianowych są następujące: a 60, b 66 ora należy astosować jedno koło pośrednie. oło a 60 należy amocować na śrubie SP, natomiast koło b 66 na wałku podielnicy uniwersalnej. ąt skręcenia stołu frearki wynaca się ależności cyli π d π 45 tgβ 0,643, 220 S n β Wykorystując podielnicę do freowania metodą kstałtową freem krążkowym modułowym koła ębatego skok linii śrubowej ęba S n oblicamy ależności S n 6 a b, π m (9) sin β

11 N ver Masyny i urądenia technologicne laboratorium 11 Ułamki astępce, tn. prybliżone wartości licby π Tabela 1 oła mianowe Prybliżona wartość oła mianowe Prybliżona wartość oła mianowe Prybliżona wartość Błąd [%] Błąd [%] Błąd [%] , , , , ,024 +0, , , , , ,034 +0, , , , , ,038 +0,402 We wore (9) występuje licba niewymierna π, która powoduje błędy wykonania podiałów. Należy stosować wtedy prybliżenia licby π ułamki astępce. W celu ułatwienia doboru kół mianowych w tabeli 1 podano prybliżone espoły kół mianowych i ich wartości dla π. Prykład 6. Oblicyć prełożenie prekładni gitarowej podielnicy i dobrać koła mianowe w prypadku freowania metodą kstałtową freem krążkowym modułowym koła ębatego o module m 3 mm, licbie ębów 20, kącie pochylenia linii ęba β 30, skok śruby pociągowej stołu frearki h p 6 mm. Ze woru (8) po uwględnieniu ależności (9) oblicamy prełożenie prekładni gitarowej 40 hp sin β sin 30 2 ih 40 hp H π m π 3 20 π Wstawiając wg tabeli 1 amiast licby π ułamek astępcy, np. i H π π otrymujemy a więc licby ębów kół mianowych są następujące: a 44, b 54, c 50 i d 64. Z ależności (2) oblicamy premiescenie kątowe korby, które dla licby ębów 20 wynosi C. 20 Należy atem wykonać dwa pełne obroty korby podielnicy uniwersalnej. ąt obrotu stołu frearki jest równy kątowi pochylenia linii ęba i wynosi β 30. a b c d,

12 N ver Charakterystyka frearki uniwersalnej ora astosowanie podielnicy uniwersalnej Freowanie krywek o arysie spirali Archimedesa Na rysunku 11 predstawiono astosowanie podielnicy uniwersalnej do freowania krywek o arysie spirali Archimedesa. Wreciono podielnicy jest w tym prypadku ustawione prostopadle do powierchni stołu lub nachylone do niej pod kątem α. Rys. 11. Prykład astosowania podielnicy uniwersalnej do freowania krywek Prełożenie prekładni gitarowej w łańcuchu łącącym śrubę pociągową SP wrecionem podielnicy WR oblica się ależności i 40 h sinα p H, (10) H A gdie: α kąt pochylenia wreciona podielnicy (kąt skręcenia osi podielnicy ora osi frea), H A skok spirali Archimedesa, h p skok śruby pociągowej obrabiarki. Zastosowanie układu predstawionego na rys. 11 wymaga sprawdenia minimalnej długości cęści skrawającej fraa l F ależności gdie: h wnios krywki, b serokość freowania. h l F + b, (11) tgα 4. Prebieg ćwicenie Zadanie polega na wykonaniu na frearce uniwersalnej korystając podielnicy uniwersalnej rowka śrubowego mając do dyspoycji następujące dane: S n 967,5 mm, S p 6 mm, d 33 mm. Należy korystając ależności (8) wynacyć licby ębów a, b, c i d prekładni spręgniętej podielnicą. Następnie wynacyć kąt β skrętu stołu frearki korystając ależności: d tgβ π. (14) S n

13 N ver Masyny i urądenia technologicne laboratorium Sprawodanie Sprawodanie winno awierać: temat ćwicenia ora datę wykonania ćwicenia, onacenie grupy, nawiska osób wykonujących ćwicenie, cel ćwicenia, warunki wykonania ćwicenia (adane dane), niebędne oblicenia, rysunek obrabianego predmiotu, rysunek podielnicy amocowanym predmiotem i usytuowaniem narędia. opis wykonywanych cynności, wnioski UWAGA! Sprawodanie należy prygotować be użycia komputera. 6. Prygotowanie do ajęć Pred prystąpieniem do ajęć wymagana jest najomość możliwych podiałów ora astosowań podielnicy uniwersalnej. Wymagana jest również umiejętność dokonywania podiałów ora oblicania właściwych nastaw dla poscególnych astosowań podielnicy. Student powinien nać metody amiany ułamków diesiętnych na ułamki wykłe. Literatura [1] Ochędusko., Podielnice uniwersalne i ich astosowania, Wydawnictwa Naukowo- Technicne, Warsawa 1982.