OBRÓBKA OBWIEDNIOWA KÓŁ ZĘBATYCH O ŚRUBOWEJ LINII ZĘBA

Transkrypt

1 WYDZIAŁ MECHANICZNY OBRÓBKA OBWIEDNIOWA KÓŁ ZĘBATYCH O ŚRUBOWEJ LINII ZĘBA Do instrukcji laboratoryjnych z przedmiotu: OBRÓBKA SKRAWANIEM I NARZĘDZIA Kod: Opracował: dr inż. G. Skorulski Białystok

2 1. Cel i zakres ćwiczenia Celem ćwiczenia jest praktyczne poznanie sposobów obróbki kół zębatych o śrubowej linii zęba na frezarkach obwiedniowych. Dodatkowo w ćwiczeniu studenci zapoznają się z doborem kół zmianowych przekładni gitarowych, parametrów skrawania, narzędzi do obróbki oraz ustawianiem obrabiarki i wykonaniem uzębienia. 2. Zagadnienia podstawowe 2.1. Przekładnie zębate o zębach śrubowych Walcowe koło zębate o zębach śrubowych (rys. 1) można sobie wyobrazić jako złożone z cienkich blaszek uzębionych, o zębach prostych, przestawionych względem siebie. Rys. 1. Przekładnia z kołami o śrubowej linii zęba i rysunek poglądowy takiego koła Należy również pamiętać, że do obróbki walcowego koła o zębach śrubowych stosuje się te same narzędzia co do obróbki walcowych kół zębatych o zębach prostych. Za podstawę wykonania uzębień kół śrubowych (skośnych) przyjmuje się przekrój zęba w płaszczyźnie normalnej (prostopadłej do linii zęba). Średnice kół śrubowych (skośnych) mierzymy w płaszczyźnie czołowej walca, na którym nacinamy zęby. Zależności podstawowe w walcowych kołach zębatych o zębach śrubowych (rys. 2.): Rys. 2. Zależności geometryczne koła zębatego o śrubowej linii zęba Moduł czołowy: m m t = (1) cosβ -2-

3 gdzie: p m = moduł normalny, π β kąt pochylenia linii zęba. Średnica podziałowa: Średnica wierzchołkowa: Średnica dna wrębów: Wysokość głowy zęba: Wysokość stopy zęba: Wysokość zęba: Luz wierzchołkowy: Luz międzyzębny: d = m z (2) t z d A = m + 2 (3) cosβ z d F = m 2, 5 (4) cosβ h A = m (5) h F = 1, 25m (6) h = ha + hf = 2, 25m (7) c = hf ha = 0, 25m (8) j = 0,04 m (9) Frezowanie kół zębatych frezami modułowymi ślimakowymi Frezowanie uzębienia frezem ślimakowym modułowym jest odmianą metody obwiedniowej, symulującej pracę przekładni zębatka koło zębate, najbardziej w praktyce rozpowszechnioną. Jak widać na rys. 3., kształt zarysu ostrzy narzędzia w płaszczyźnie prostopadłej do linii śrubowej zwojów freza, zbliżony jest do trapezu, w którym kąt pochylenia krawędzi bocznych (kąt zarysu) odpowiada kątowi przyporu. Frezy ślimakowe przeznaczone są najczęściej do obróbki kół zębatych walcowych o zębach prostych i śrubowych oraz ślimacznic. Rozróżniamy frezy ślimakowe: 1. zdzieraki - przeznaczone do obróbki wstępnej, po której koło zębate obrabia się np. dłutakiem Fellowsa, 2. frezy do obróbki półwykańczającej, przed następnym szlifowaniem lub wiórkowaniem, 3. frezy ślimakowe wykańczaki. W zależności od klasy dokładności freza, można uzyskać koła zębate w klasach dokładności od 6 do 9. Typowy frez modułowy ślimakowy wykańczak przedstawiono na rys. 3. Ma on kształt ślimaka, w którym przez wyfrezowanie rowków wiórowych utworzono ostrza o krawędziach skrawających (zewnętrznych i bocznych) rozmieszczonych na powierzchniach śrubowych. -3-

4 Rys. 3. Frez ślimakowy Podczas frezowania oś freza musi być nachylona do powierzchni czołowej obrabianego koła pod kątem wzniosu linii śrubowej zwojów freza na walcu podziałowym, gdy uzębienie koła walcowego jest proste (rys. 4.). Gdy nacinamy uzębienie śrubowe koła walcowego, kąt pochylenia osi freza ślimakowego prawozwojnego odpowiada sumie lub różnicy kąta wzniosu linii śrubowej zwojów freza i kąta pochylenia linii śrubowej obrabianych zębów, zależnie od tego, czy ich pochylenie jest lewe czy prawe. Frez osadza się na trzpieniu, który z kolei zamocowuje się w suporcie obrabiarki. Suport zamocowany jest na saniach oraz posiada możliwość skrętu w obydwu kierunkach w płaszczyźnie pionowej. Należy go zatem obrócić o odpowiedni kąt. Przed przystąpieniem do nacinania zębów należy założyć odpowiednie koła zmianowe na gitary znajdujące się w skrzynce posuwów. Skrzynka, koordynująca ruch poszczególnych mechanizmów zaopatrzona jest w następujące gitary (schemat kinematyczny obrabiarki zamieszczony w instrukcji): - obrotów freza (i v ), - mechanizmu posuwowego (i p ), - dyferencjału (kształtowania linii śrubowej i II ), - mechanizmu podziałowego (i I ). Ponadto w skrzynce znajduje się mechanizm nadający stojakowi suportowemu oraz saniom narzędziowym ruchy przyspieszone. Zgodnie z zamieszczonym poniżej schematem kinematycznym ruch przekazywany jest od silnika głównego poprzez przekładnię pasków klinowych na wałek I, a dalej poprzez przekładnię czołowych kół zębatych na wałek II. Zakończenie wałków II i III stanowią gitary dla zmiany obrotów freza. Za pomocą kół a 1 i b 1 można uzyskać siedem różnych prędkości obrotowych wrzeciona od 47,5 do 192 obr/min. Z wałka III ruch przekazywany jest: a) w kierunku stojaka suportowego za pośrednictwem trzech przekładni kół zębatych stożkowych oraz przekładni kół zębatych śrubowych ruch przekazywany jest na wrzeciono, a tym samym również na frez ślimakowy, b) poprzez przekładnię kół zębatych o zębach prostych ruch przekazywany jest w kierunku dyferencjału a następnie przez przekładnię kół zębatych czołowych a 2 i b 2, wałek II i gitarę mechanizmu podziałowego na wałek X, na którego końcu osadzony jest ślimak jednozwojny, który z kolei napędza ślimacznicę stołu obrotowego. Dyferencjał składa się z układu kół zębatych stożkowych i wpływa na wzajemny układ ruchów stołu i narzędzia w przypadku frezowania kół zębatych o zębach śrubowych oraz ślimacznic frezowanych metodą styczną. Włączenie dyferencjału odbywa się za pomocą tulejki sprzęgła kłowego. W tym wypadku zostaje połączona (sprzęgnięta) ślimacznica otrzymująca ruch od gitary dyferencjału, z bębnem, wskutek czego wał dyferencjału otrzymuje sumaryczny ruch z dwóch źródeł, a mianowicie od wałka III przez przekładnie kół zębatych czołowych oraz od napędzanego wałka gitary dyferencjału XIV przez przekładnię ślimakową. Przy wyłączonym dyferencjale -4-

5 jego wał jest sztywno połączony z bębnem, a ślimacznica jest odłączona. Koła a 2 i b 2 zakładane na zakończenie wałków VIII i IX są kołami zmianowymi. Ruch posuwowy stojaka suportowego w kierunku promieniowym, sań narzędziowych w kierunku pionowym oraz suportu narzędziowego w kierunku stycznym do średnicy koła obrabianego uzyskuje się z wałka X. Na wałku X osadzony jest ślimak napędzający ślimacznicę. Ślimacznica osadzona jest na wałku XI, który jest równocześnie napędzanym wałkiem gitary mechanizmu posuwowego. Z wałka tego ruch jest przekazywany na wałek XII za pośrednictwem kół zmianowych a, b, c, d gitary mechanizmu posuwowego, a następnie za pośrednictwem sprzęgła kłowego na wałek XIII. Wałek XIII przekazuje następnie ruch na takie elementy, jak: śruba pociągowa stojaka pociągowego, śruba pociągowa sań narzędziowych oraz śruba pociągowa suportu narzędziowego, ruch w tym przypadku ma charakter ruchu posuwowego roboczego. Wałek XIII może ponadto otrzymać ruch przyspieszony z silnika dla ruchów przyspieszonych przez przekładnię ślimakową, której połączenie z wałkiem XIII następuje za pośrednictwem sprzęgła ciernego. Z wałka XIII ruch przechodzi w dwóch kierunkach: - w kierunku mechanizmów posuwowych, - w kierunku gitary dyferencjału. W pierwszym przypadku ruch z wałka XIII przechodzi na wałek XV przez przekładnie kół czołowych oraz przez przekładnię kół stożkowych, wałek XV przekazuje ruch ze skrzynki ruchów głównych do stojaka suportowego, w drugim przypadku ruch z wałka XIII przekazywany jest na koła zmianowe (a 3, b 3, c 3, d 3 ) gitary dyferencjału, a dalej na wałek XIV, skąd z kolei napęd jest przenoszony na ślimak i ślimacznicę. Ślimacznica osadzona jest na osi dyferencjału. Ruch przekazywany przez wałek XIV i przekładnię ślimakową zostaje przejęty przez dyferencjał i zsumowany z ruchem głównym, otrzymanym od wałka III i przekazywany jest dalej na stół frezarki. Z wałka XV ruch przekazywany jest za pośrednictwem kół zębatych stożkowych na wałek XVI. Z wałka XVI ruch przekazywany jest w dwóch kierunkach: w kierunku pionowego posuwu sań narzędziowych oraz poziomego posuwu stojaka suportowego, w kierunku posuwu sanek w kierunku stycznego frezowania ślimacznic. W pierwszym przypadku ruch przekazywany jest z wałka XVI za pośrednictwem przekładni ślimakowej, która napędza slimacznicę osadzoną na śrubie pociągowej XXVII. Śruba pociągowa przekazuje ruch posuwowy w płaszczyźnie pionowej na sanie narzędziowe. Ślimak może być sprzęgnięty z wałkiem XVII za pośrednictwem sprzęgła kłowego, które można włączać lub wyłączać przez ruch dźwigni, znajdującej się na frontowej płycie sterowniczej. Skutkuje to włączeniem (wyłączeniem) samoczynnego posuwu sań narzędziowych. Z wałka XVII ruch przekazywany jest także na mechanizm posuwowy stojaka suportowego, za pośrednictwem kół zębatych, następnie przekładni ślimakowej, kół zębatych, a wreszcie przekładnią kół zębatych stożkowych ruch przenosi się na nakrętkę i śrubę pociągową XXII. Posuw stojaka suportowego jest włączany lub wyłączany przez sprzęgło kłowe, osadzone przesuwnie na wałku XVII. Dzięki temu uzyskuje się włączenie lub wyłączenie obydwu posuwów samoczynnych, to jest: posuwu sań narzędziowych, posuwu stojaka suportowego. W przypadku konieczności uzyskania samoczynnego posuwu tylko sań narzędziowych, stojak suportowy powinien być zamocowany na prowadnicach za pomocą czterech śrub. Sanie narzędziowe i stojak suportowy można przesunąć ręcznie. Sanie narzędziowe poprzez obrót dźwigni lub korby zakładanej na kwadratowe zakończenie wałka XVII. Ręczne przesunięcie stojaka suportowego może być dokonane poprzez obrót ręczny korby założonej na kwadratowe zakończenie wałka XX. -5-

6 Frezarka dostosowana jest do frezowania zarówno współbieżnego, jak i przeciwbieżnego Ustawianie przedmiotu obrabianego oraz freza Typowy sposób zamocowania koła obrabianego na frezarce przedstawiono na rys. 1. W obrotowym stole znajduje się gniazdo centrujące, do osadzenia w nim wymiennego trzpienia, na którym mocowane jest koła. Sprawdzenie współosiowości koła w stosunku do stołu obrotowego dokonuje się poprzez pomiar bicia za pomocą czujnika zegarowego. Frez mocowany jest na trzpieniu z wpustem, który przenosi moment obrotowy. Trzpień z jednej strony osadzony jest w gnieździe wrzeciona w drugim końcu podparty w podtrzymce. Należy zwrócić uwagę na dokładne współosiowe osadzenie frezu, aby nie wystąpiło jego bicie. Przy ustaleniu położenia wzdłużno-osiowego należy spełnić warunek, aby jeden z wrębów frezu zajmował położenie symetryczne względem płaszczyzny pionowej przechodzącej przez oś przedmiotu obrabianego. W przypadku niedopełnienia tego warunku obrabiany ząb będzie niesymetryczny. Warunkiem koniecznym do spełnienia jest także takie ustawienie wrzeciennika, aby zwoje gwintu freza ślimakowego były styczne w stosunku do linii zębów koła obrabianego. Wszystkie możliwe warianty ustawienia freza względem obrabianego koła podano na rys. 4. Rys. 4. Schemat ustawienia freza ślimakowego modułowego względem przedmiotu obrabianego (koła walcowego) przy obróbce uzębień prostych i śrubowych W przypadku obróbki kół zębatych o zębach śrubowych kąt skręcenia osi frezu wynosi odpowiednio β + γ lub β - γ. Kierunek skręcenia osi i znak (+) lub (-) zależy od kierunku linii śrubowej obrabianego koła i frezu ślimakowego. Skręcenie wykonuje się wg skali kątowej na obrotnicy wrzeciennika. Podczas frezowania frezami modułowymi ślimakowymi ruchem głównym jest ruch obrotowy freza (rys. 5.). Prędkość ruchu głównego odpowiada praktycznie prędkości skrawania i jest związana z prędkością obrotową zależnością o ogólnie znanej postaci: D n v c = π [ m / min] (10) 1000 gdzie: D - średnica freza [mm], n - prędkość obrotowa freza [obr/min]. -6-

7 Ruchami posuwowymi są: ruch obrotowy przedmiotu obrabianego (posuw obwodowy) i ruch prostoliniowy narzędzia wzdłuż osi obrotu przedmiotu obrabianego (rys. 5.). Rys. 5. Schemat ruchów narzędzia i przedmiotu obrabianego podczas frezowania kół zębatych Prędkość obrotowa przedmiotu obrabianego uwarunkowana jest prędkością obrotową narzędzia. Z warunku współpracy narzędzia z przedmiotem obrabianym, symulującej pracę przekładni zębatej, wynika, że prędkość obrotowa np przedmiotu obrabianego musi być związana z prędkością obrotową freza n następującą zależnością: k n p = n (11) z gdzie: n - prędkość obrotowa freza, w obr/min, np - prędkość obrotowa przedmiotu obrabianego, w obr/min, k - krotność (zwojność) freza ślimakowego, z - liczba zębów koła obrabianego. Posuw na jeden obrót przedmiotu obrabianego p, konieczny jest dla zapewnienia nacięcia zębów na całej długości. Wartości posuwów zależą od rodzaju obróbki, w obróbce frezami jednozwojnymi dokładnej - f = 0,6 1,2 mm/obr, w zgrubnej - f = 2,0 12 mm/obr. W obróbce zgrubnej posuw na 1 obrót uzależniony jest od sztywności elementów układu obrabiarka przyrząd (uchwyt) - narzędzie - przedmiot obrabiany" (w skrócie OUPN), odporności układu na drgania, liczby zębów i modułu koła nacinanego, a także własności materiału obrabianego. Przy niedostatecznej sztywności obrabiarek do uzębień, przy zbyt dużych wartościach posuwu występują znaczne drgania obrabiarki, szczególnie w czasie wcinania narzędzia w materiał obrabiany, a także podczas wybiegu. Zmusza to do stosowania zmniejszonych posuwów. Podczas zgrubnego nacinania uzębień w żeliwie i brązach przy zbyt dużych posuwach obserwuje się wykruszanie materiału obrabianego przy wybiegu narzędzia, co również zmusza do zmniejszenia posuwu w kierunku osi przedmiotu. Stosowanie w obróbce zgrubnej frezów ślimakowych dwukrotnych i trzykrotnych (2- i 3- zwojnych) wymaga odpowiednio 2- i 3- krotnego zmniejszenia posuwu w stosunku do wartości ustalonej dla freza jednokrotnego. Podczas obróbki ślimacznic frezami ślimakowymi stosowany jest inny układ ruchów posuwowych niż w obróbce uzębień kół walcowych. Zamiast posuwu wzdłuż osi narzędzie wykonuje posuw promieniowy lub styczny. Pierwsza odmiana obróbki ślimacznic nazywana jest metodą promieniową, druga - styczną. W przypadku pierwszym odległość osi narzędzia od przedmiotu obrabianego zmienia się podczas pracy do chwili zagłębienia narzędzia na -7-

8 wysokość zębów ślimacznicy. W metodzie stycznej odległość ta jest stała, a narzędzie ma dodatkową część stożkową pochyloną pod kątem κ. 2.4.Frezarki obwiedniowe Frezarki obwiedniowe umożliwiają obróbkę kół zębatych walcowych o prostej i śrubowej linii zęba, kół ślimakowych metodą styczną i promieniową, a także wielowypustów. Przy zastosowaniu obwiedniowego noża modułowego (budowa podobna do dłutaka Fellowsa) w miejsce przedmiotu obrabianego i po zamocowaniu zamiast frezu otoczki walcowej można również wykonywać ślimaki. Spotyka się dwa podstawowe układy kształtowania linii zębów: Układ E-P (system G.B. Granta, 1889, rys. 6a), które mają przesuw frezu P skrętny w stosunku do osi przedmiotu PO, sanie suportu są skręcane pod kątem β, a oś wrzeciona w stosunku do suportu musi być dodatkowo skręcona względem suportu o kąt pochylenia linii zębów frezu η; Układ E-S (system H. Pfautera, 1887, rys. 6b), w których kierunek przesuwu suportu narzędziowego P jest równoległy do osi koła. W obrabiarkach tych ruch kształtowania odbywa się za pomocą złożonego ruchu śrubowego, który jest sumą ruchów tocznego (et) oraz ruchu dodatkowego kształtowania linii śrubowej (ek). Cechą charakterystyczna tych obrabiarek jest występowanie w nich mechanizmu sumującego (Σ) zwanego również dyferencjałem, w którym następuje sumowanie obydwu ruchów. a) b) Rys.6. Układy kształtowania linii śrubowej zęba frezarek obwiedniowych: a) układ E-P, b) Układ E-S Używana w ćwiczeniu Frezarka obwiedniowa ZFA 75 Poręba przeznaczona jest do produkcji kół zębatych o zębach prostych, skośnych oraz ślimacznic. Podczas pracy z podtrzymką maksymalna średnica koła wynosi 450mm, natomiast bez podtrzymki frezarka umożliwia obrabianie kół o maksymalnej średnicy 800 mm. Parametry techniczne frezarki ZFA 75: - największy nacinany moduł: a) normalnie 6mm, -8-

9 b) przy zmniejszonej dokładności 8mm, - największa średnica obrabianego koła zębatego: a) przy założonej podtrzymce: 450mm, b) bez podtrzymki: 800mm, - największa średnica obrabianego koła zębatego o zębach śrubowych: a) przy kącie pochylenia lini śrubowej 30 : 500mm, b) przy kącie pochylenia lini śrubowej 60 : 190mm, - największa długość frezowania przy zębach prostych: 275mm, - zakres odległości między osiami przedmiotu obrabianego i freza: a) najmniejsza 30mm, b) największa 500mm, - pionowy przesuw freza: 310mm, - najmniejsza odległość od powierzchni stołu do osi freza: 200mm, - największa średnica freza: 120mm, - średnica trzpieni do osadzania frezów: 22, 27, 32mm, - średnica otworu na stole: 80mm, - ilość obrotów wrzeciona frezaerskiego: 7, - zakres obrotów wrzeciona frezerskiego: 47,5-192, - zakres pionowych przesuwuw freza na 1 obrót przedmiotu obrabianego: 0,5-3mm, - zakres promieniowych posuwów freza na 1 obrót przedmiotu obrabianego: 0,1-1mm, - zakres osiowych posuwów freza na 1 obrót przedmiotu obrabianego: 0,25-1mm, - moc silnika głównego: 2,8 kw. Schemat kinematyczny obrabiarki pokazano na rys Przebieg ćwiczenia wykonanie koła zębatego o zębach śrubowych 3.1. Koła zmianowe przekładni gitarowych Na wyposażeniu frezarki znajdują się koła zębate zmianowe do doboru odpowiedniego przełożenia łańcucha kinematycznego: przekładnia gitarowa prędkości skrawania i v : 18, 22, 25, 28, 32, 35, 38, 42 (suma zębów s = 60), przekładnia gitarowa odtaczania i I, kształtowania linii śrubowej i II, posuwu i p : 20, 20, 23, 24, 25, 25, 29, 30, 33, 34, 37, 40, 41, 43, 45, 47, 48, 50, 53, 55, 58, 59, 60, 61, 62, 65, 67, 70, 71, 73, 75, 79, 80, 83, 85, 89, 90, 92, 95, 97, 98, Zasady doboru przełożeń przekładni gitarowych Dokładność nastawienia kinematycznego w łańcuchach kinematycznych zewnętrznych dotyczy jedynie warunków skrawania i może być uzyskiwana z mniejszą precyzją, o tyle dokładność nastawienia kinematycznego ruchów składowych kształtowania (łańcuchów kinematycznych wewnętrznych zależnych) określana jest z reguły klasą dokładności przedmiotu i jest z reguły wysoka. Ponieważ większość nastawianych kinematycznie wielkości zmienia się w sposób ciągły (skok dowolnej powierzchni śrubowej, ruch toczny po prostej, ruch prostoliniowy złożony np. przy toczeniu stożków, podział kątowy dowolny), dlatego mechanizmami zmiany przełożeń w tradycyjnych strukturach geometryczno ruchowych maszyny są przekładnie gitarowe, dzięki którym można osiągnąć nastawienie kinematyczne z wymaganą dokładnością. Przekładnie gitarowe są przekładniami o wymiennych kołach zębatych. Do określania -9-

10 wartości przełożenia przekładni gitarowej służą tzw. wzory użytkowe, ustalane dla każdego łańcucha kinematycznego oddzielnie na podstawie schematu kinematycznego obrabiarki. Wzory użytkowe można również znaleźć w dokumentacji techniczno ruchowej (DTR) maszyny. Przekładnia gitarowa jest podstawowym mechanizmem służącym do nastawiania wartości przełożeń wewnętrznych łańcuchów kinematycznych. Typowa przekładnia gitarowa składa się co najmniej z trzech kół, zwanych kołami wymiennymi, z których pierwsze i ostatnie osadzone są na wałkach o niezmiennym położeniu ich osi obrotu, a pozostałe koła, zwane pośrednimi, osadzone są na obrotowo na przestawnym czopie. Umożliwiają one złożenie najczęściej dwu, niekiedy zaś jednej lub nawet trzech par kół zmianowych. Przy doborze kół zmianowych przekładni gitarowych należy pamiętać o następujących ograniczeniach: 1. dopuszczalna rozpiętość przełożeń przekładni gitarowej Rx, którą wyznacza się (przy założeniu, że przekładnia składa się z dwóch par kół zmianowych), przyjmując, że przełożenia graniczne wynoszą odpowiednio: 1 e = x min, e x max 2 12 = (12) więc rozpiętość przełożeń przekładni gitarowej wynosi: ex max R x = = 24 (13) ex min 2. konieczność spełnienia warunku zazębienia dobranych kół przekładni. Warunek ten można sprawdzić za pomocą nomogramów lub poniższych nierówności: a + b > c + d 2 /m oraz c + d > b + d 1 /m (14) Przyjmując, że stosunek średnic wałków stałych do modułu m nie przekracza 15, można zapisać nierówności (14) jako: a + b > c +15 oraz c + d > b +15 (15) 3. Trzecie ograniczenie, występujące w doborze kół zmianowych, stwarza sam komplet kół zmianowych będący do dyspozycji użytkownika (patrz punkt 3.1.) Dobór przełożeń metodą rozłożenia ułamka na czynniki proste Przełożenie dobieranej przekładni wyraża się w postaci ułamka zwykłego. Licznik i mianownik rozkłada się na czynniki pierwsze, a następnie mnoży przez odpowiednie liczby aż do otrzymania wartości występujących w komplecie kół zmianowych (komplet kół zmianowych określonej obrabiarki). Metoda ta jest stosowana do przełożeń dobieranych z reguły nominalnie bezbłędnie, a więc obróbki gwintów, ruchów podziałowych i ruchów tocznych obrotowych. Może być ona również wykorzystywana w przypadkach, gdy przełożenia nie mogą być dobrane bezbłędnie np. z powodu występowania liczby π lub 1, które zastępuje się określonymi przełożeniami podawanymi w literaturze. Przykład: Dobrać koła zmianowe przekładni gitarowej ruchu podziałowego frezarki obwiedniowej dyferencjałowej przy nacinaniu koła zębatego o ilości zębów z = 25, krotność frezu k = 1. Wyrażenie użytkowe tej przekładni ma postać: 24k a2 c i I = = = = = z b2 d Dokonano zamiany liczników ułamków wynikowych w celu spełnienia warunków opisanych nierównościami (8). -10-

11 Rys. 6. Schemat kinematyczny frezarki obwiedniowej ZFA

12 3.4. Obliczenia przełożeń przekładni gitarowych - koło o zębach śrubowych Przy obliczaniu przełożeń przekładni gitarowych należy najpierw przyjąć dane wejściowe w postaci: m - moduł normalny koła zębatego, z - liczba zębów obrabianego koła, v c - szybkość skrawania [m/min], D - średnica freza ślimakowego [mm], k - krotność freza, f p - wartość posuwu pionowego [mm/obr] β - kąt pochylenia linii zęba Ze schematu kinematycznego (analiza przełożeń) wynika, co następuje: a) łańcuch prędkości skrawania: E N: vc a1 iv = 2,87 = ; obliczamy liczby zębów kół zmianowych a 1 i b 1. D b 1 i I i p i II b) Przekładnia gitarowa ruchu odtaczania: Dla nacinania kół zębatych o ilości zębów mniejszej lub równej 161 należy nałożyć koła a 2 i b 2 po 36 zębów każde, co daje przełożenie 1:1. W tym wypadku przełożenie na gitarze mechanizmu podziałowego powinno spełniać warunek: 24k a2 c2 = = ; obliczamy liczby zębów kół zmianowych a 2 i b 2 oraz c 2 i d 2. z b d 2 2 c) Przekładnia gitarowa posuwu pionowego: 3 a3 c3 = f p = ; obliczamy liczby zębów kół zmianowych a 3 i b 3 oraz c 3 i d b d 3 3 d) Przekładnia gitarowa kształtowania linii śrubowej: 25 sin β a4 c4 = = ; obliczamy liczby zębów kół zmianowych a 4 i b 4 oraz c 4 i d 4. π m k b d Przebieg ćwiczenia Przygotowanie obrabiarki do frezowania koła o zębach śrubowych zawiera: 1. ustawienie właściwej szybkości skrawania (dane w niniejszej instrukcji), za pomocą kół zębatych przekładni gitarowej i v. 2. ustawienie kół zmianowych gitary ruchu podziałowego, przy zakładaniu kół e i f sprawdzić, czy potrzebna jest zmiana kierunku ruchu stołu czy też nie, od tego zależy zastosowanie koła pośredniego. 3. włączenie dyferencjału sprzęgłem kłowym oraz założenie odpowiednich par kół zębatych do gitary dyferencjału, 4. ustawienie gitary ruchu posuwowego pionowego, 5. ustawienie i zamocowanie narzędzia - narzędzie należy ustawić centrycznie. Kąt pochylenia osi freza ślimakowego do poziomu (lub osi obrabianego koła) zależy od kąta pochylenia zębów w kole obrabianym oraz od kąta pochylenia linii śrubowej freza ślimakowego. -12-

13 6. ustawienie freza na właściwą głębokość frezowania - należy stojak suportowy dosunąć do koła obrabianego tak, aby frez lekko dotykał powierzchni cylindrycznej. Następnie podnieść lub opuścić suport (zależy od sposobu frezowania) i wreszcie przesunąć stojak suportowy obrabianego koła o wielkość równą głębokości frezowania (w/g podziałki na tarczy). Stojak suportowy w czasie pracy obrabiarki powinien być zaciśnięty na prowadnicach, zaś w czasie jego przesuwania odpowiednie nakrętki należy poluzować. 5. Sprawozdanie studenckie Przykładowe warianty wykonywanego koła zębatego zawiera poniższa tabela: D ot 99,17 108,62 117,74 102,00 82,62 78,75 100,68 97,39 105,00 z β Moduły normalne: 2, 3, 4. W celu wykonania sprawozdania: wykonać szkic otoczki wraz z niezbędnymi wymiarami, obliczyć podstawowe wielkości geometryczne wykonywanego uzębienia, opisać sposób dobierania i liczbę zębów dobranych kół zębatych w przekładniach gitarowych, w jakich przypadkach potrzebne jest koło pośredniczące, naszkicować schemat ustawienia osi freza ślimakowego do obróbki, na podstawie wyników obróbki opracować wnioski na temat oceny błędów wykonania. 6. Literatura 1. Feld M.: projektowanie procesów technologicznych typowych części maszyn, WNT, Warszawa, 2007, 2. Wrotny L.T.: Kinematyka i dynamika maszyn technologicznych i robotów przemysłowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, Paderewski K.: Zarys kinematyki obrabiarek. WNT, Warszawa, Praca zbiorowa: Obrabiarki do skrawania metali. WNT, Warszawa, Klepal V.: przełożeń przekładni. WNT, Warszawa, Ochęduszko K.: Koła zębate. (tom drugi) Wykonanie i montaż. WNT, Warszawa, Paderewski K.: Obrabiarki do uzębień kół walcowych. WNT, Warszawa, BHP - Do samodzielnej pracy na obrabiarce może mieć prawo tylko pracownik po odpowiednim przeszkoleniu, - Przed uruchomieniem obrabiarki sprawdzić właściwe ustawienie elementów obsługi. - Przed uruchomieniem obrabiarki zamknąć drzwi szaf. - Używać odpowiednich osłon lub zabezpieczeń przed wiórami i odpryskami. - Obsługujący obrabiarkę powinien nosić ściśle opięte ubranie ochronne. - Przed załączeniem obrabiarki należy sprawdzić czy ta czynność nie grozi wypadkiem innym osobom. - Nie zbliżać głowy i rąk do wirujących elementów. - W przypadku nieprawidłowej pracy obrabiarki wyłączyć ją i zameldować prowadzącemu zajęcia. -13-

14 - Mocowanie przedmiotów obrabianych powinno być pewne, aby nie dopuścić do wyrwania przedmiotu z imadła lub uchwytu pod wpływem sił skrawania. - Czyszczenie, regulacje, naprawy i smarowanie obrabiarki przeprowadzić tylko po wyłączeniu wyłącznika głównego. - Utrzymać czystość i porządek wokół obrabiarki. - Wszelkiego rodzaju naprawy mechanizmów oraz instalacji elektrycznej mogą być przeprowadzone tylko przez osoby do tego upoważnione po wyłączeniu dopływu prądu do obrabiarki. - W czasie codziennych czynności konserwacyjnych, ustawiania, regulacji lub napraw obrabiarki, należy ubezpieczyć siebie i innych znakiem lub tablicą ostrzegawczą "NIE WŁĄCZAĆ" zawieszoną na włączniku głównym lub jego pobliżu. -14-