WORM THREADS FINISHING BY USING CONICAL SHANK TOOLS

Podobne dokumenty
(62) Numer zgłoszenia, z którego nastąpiło wydzielenie:

ZARYS ŚLIMAKA TORUSOPOCHODNEGO KSZTAŁTOWANEGO NARZĘDZIEM TRZPIENIOWYM

PRĘDKOŚĆ POŚLIZGU W ZAZĘBIENIU PRZEKŁADNI ŚLIMAKOWEJ

ĆWICZENIE NR OBRÓBKA UZĘBIENIA W WALCOWYM KOLE ZĘBATYM O UZĘBIENIU ZEWNĘTRZNYM, EWOLWENTOWYM, O ZĘBACH PROSTYCH, NA FREZARCE OBWIEDNIOWEJ

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY KATEDRA KONSTRUKCJI I EKSPLOATACJI MASZYN

STANOWISKO BADAWCZE DO SZLIFOWANIA POWIERZCHNI WALCOWYCH ZEWNĘTRZNYCH, KONWENCJONALNIE I INNOWACYJNIE

Przekładnie zębate. Klasyfikacja przekładni zębatych. 1. Ze względu na miejsce zazębienia. 2. Ze względu na ruchomość osi

WPŁYW MODYFIKACJI ŚCIERNICY NA JAKOŚĆ POWIERZCHNI WALCOWYCH WEWNĘTRZNYCH

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Nr ćwiczenia : 7

Tematy prac dyplomowych inżynierskich kierunek MiBM

Nacinanie walcowych kół zębatych na frezarce obwiedniowej

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium MASZYN I URZĄDZEŃ TECHNOLOGICZNYCH. Nr 2

Nacinanie walcowych kół zębatych na frezarce obwiedniowej

KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I AUTOMATYZACJI

Przygotowanie do pracy frezarki CNC

Koła zębate. T. 3, Sprawdzanie / Kazimierz Ochęduszko. wyd. 5, dodr. Warszawa, Spis treści

Podstawy Konstrukcji Maszyn. Wykład nr. 13 Przekładnie zębate

WPŁYW ODKSZTAŁCENIA WZGLĘDNEGO NA WSKAŹNIK ZMNIEJSZENIA CHROPOWATOŚCI I STOPIEŃ UMOCNIENIA WARSTWY POWIERZCHNIOWEJ PO OBRÓBCE NAGNIATANEM

(13)B1 PL B1. (54) Sposób oraz urządzenie do pomiaru odchyłek okrągłości BUP 21/ WUP 04/99

ĆWICZENIE NR OBRÓBKA UZĘBIENIA W WALCOWYM KOLE ZĘBATYM O UZĘBIENIU ZEWNĘTRZNYM, EWOLWENTOWYM, O ZĘBACH PROSTYCH, NA DŁUTOWNICY FELLOWSA

Opracował; Daniel Gugała

KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I AUTOMATYZACJI Inżynieria wytwarzania: Obróbka ubytkowa

Podstawy Konstrukcji Maszyn

ĆWICZENIE NR 4 4. OBRÓBKA ROWKA PROSTOKĄTNEGO NA FREZARCE POZIOMEJ

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Nr ćwiczenia : 1

Tematy prac dyplomowych magisterskich kierunek MiBM

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie OB-2 BUDOWA I MOŻLIWOŚCI TECHNOLOGICZNE FREZARKI OBWIEDNIOWEJ

PROJEKTOWANIE PROCESU TECHNOLOGICZNEGO WAŁKA STOPNIOWEGO.

METODA POMIARU DOKŁADNOŚCI KINEMATYCZNEJ PRZEKŁADNI ŚLIMAKOWYCH

Poradnik narzędziowca / Eugeniusz Górski. wyd. 5 popr. i uzup. - 2 dodr. Warszawa, Spis treści

Koła stożkowe o zębach skośnych i krzywoliniowych oraz odpowiadające im zastępcze koła walcowe wytrzymałościowo równoważne

STYKOWE POMIARY GWINTÓW

KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I AUTOMATYZACJI. Obróbka skrawaniem i narzędzia

(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13) B1

WYKORZYSTANIE MES DO WYZNACZANIA WPŁYWU PĘKNIĘCIA W STOPIE ZĘBA KOŁA NA ZMIANĘ SZTYWNOŚCI ZAZĘBIENIA

ĆWICZENIE NR Materiały pomocnicze do wykonania zadania

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Programowanie obrabiarek CNC. Nr 2. Obróbka z wykorzystaniem kompensacji promienia narzędzia

Przekładnie zębate : zasady działania : obliczenia geometryczne i wytrzymałościowe / Antoni Skoć, Eugeniusz Świtoński. Warszawa, 2017.

Analiza kształtu i położenia strefy obróbki w procesie szlifowania powierzchni śrubowych ślimaków stożkowych

RZE^fi!5!!?L,TA PATENTU TYMCZASOWEGO

ZWIĘKSZENIE DOKŁADNOŚCI KINEMATYCZNEJ ŚLIMACZNIC METODĄ WIÓRKOWANIA

Podstawy Konstrukcji Maszyn

DOKŁADNOŚĆ ZARYSU I L INII ZĘBA KÓŁ STOŻKOWYCH WYKONYWANYCH WEDŁUG PROGRAMU GEARMILL NA 5-OSIOWYM CENTRUM FREZARSKIM. Streszczenie

Przykładowe rozwiązanie zadania egzaminacyjnego z informatora

Węglikowe pilniki obrotowe. Asortyment rozszerzony 2016

Geometryczne podstawy obróbki CNC. Układy współrzędnych, punkty zerowe i referencyjne. Korekcja narzędzi

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 2. Analiza kinematyczna napędu z przekładniami

Program szkolenia zawodowego Operator Programista Obrabiarek Sterowanych Numerycznie CNC

Program szkolenia zawodowego Operator Programista Obrabiarek Sterowanych Numerycznie CNC

T E M A T Y Ć W I C Z E Ń

Sposób kształtowania plastycznego uzębień wewnętrznych kół zębatych metodą walcowania poprzecznego

Wykonanie ślimaka ze zmiennym skokiem na tokarce z narzędziami napędzanymi

L a b o r a t o r i u m ( h a l a 2 0 Z O S )

RAPORT Etap 1. Poznanie mechanizmów trybologicznych procesu HPC

T E M A T Y Ć W I C Z E Ń

4. WPŁYW RODZAJU I PARAMETRÓW OBRÓBKI NA MIKROGEOMETRIĘ POWIERZCHNI. 4.1 Cel ćwiczenia. 4.2 Wprowadzenie

Trzpieniowe 6.2. Informacje podstawowe

Sposób precyzyjnej obróbki płaskich powierzchni, (54) zwłaszcza obróbki drobnych przedmiotów ceramicznych w cyklu automatycznym

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Nr 5. Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium MASZYN I URZĄDZEŃ TECHNOLOGICZNYCH

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Nr ćwiczenia : 3

Spis treści. Przedmowa 11

Sposób kształtowania plastycznego wałków z wieńcami zębatymi

MarGear. Technika pomiarów uzębień

Centrum Kształcenia Ustawicznego. im. Stanisława Staszica w Koszalinie PRACA KONTROLNA. PRZEDMIOT: Eksploatacja maszyn i urządzeń

L a b o r a t o r i u m ( h a l a 2 0 Z O S )

LOKALIZACJA ŚLADU WSPÓŁPRACY W ZAZĘBIENIU PRZEKŁADNI ŚLIMAKOWYCH

INTERFEJS TDM ZOLLER VENTURION 600 ZASTOSOWANIE W PRZEMYŚLE. Streszczenie INTERFACE TDM ZOLLER VENTURION 600 USE IN THE INDUSTRY.

ĆWICZENIE NR Materiały pomocnicze do wykonania zadania

Obrabiarki Specjalizowane II Specialized Machine Tools. MiBM II stopień (I stopień / II stopień) akademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 16/13. JAROSŁAW BARTNICKI, Lublin, PL JANUSZ TOMCZAK, Lublin, PL

Katedra Technik Wytwarzania i Automatyzacji INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH. Nr ćwiczenia: 1. Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 20/12

PL B1. Sposób prostopadłego ustawienia osi wrzeciona do kierunku ruchu posuwowego podczas frezowania. POLITECHNIKA POZNAŃSKA, Poznań, PL

Laboratorium Obróbki Mechanicznej

Przedmowa do wydania czwartego 15. Przedmowa do wydania pierwszego Wiadomości ogólne Dokumentacja technologiczna 43

Sterowanie napędów maszyn i robotów

Inżynieria Maszyn, R. 20, z. 1, 2015 MODELOWANIE I ANALIZY SZLIFOWANIA POWIERZCHNI ŚRUBOWYCH W ZINTEGROWANYM ŚRODOWISKU CAD/CAE 1.

EVALUATION OF THE QUALITY OF MESHING FOR DESIGNED PAIR OF BEVEL GEARS WITH INDEPENDENT DESIGN SYSTEM

QUADWORX CZTERY KRAWĘDZIE DLA WIĘKSZEJ WYDAJNOŚCI

Przekładnie ślimakowe / Henryk Grzegorz Sabiniak. Warszawa, cop Spis treści

PRZEGLĄD KONSTRUKCJI JEDNOFAZOWYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

WPŁYW METODY DOPASOWANIA NA WYNIKI POMIARÓW PIÓRA ŁOPATKI INFLUENCE OF BEST-FIT METHOD ON RESULTS OF COORDINATE MEASUREMENTS OF TURBINE BLADE

Sterowanie napędów maszyn i robotów

KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I AUTOMATYZACJI. Obróbka skrawaniem i narzędzia

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 08/ WUP 09/17

Frezarka uniwersalna

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie OB-1B PRZEGLĄD OBRABIAREK. Redagował: dr inż. W.

Należy skorzystać z tego schematu przy opisywaniu wymiarów rozwiertaka monolitycznego z węglika. Długość całkowita (L)

PRZYKŁADOWE ROZWIĄZANIE ZADANIA EGZAMINACYJNEGO Z INFORMATORA CKE

BADANIE CYKLU PRACY PÓŁAUTOMATU TOKARSKIEGO

POZYCJONOWANIE NARZĘDZI W OBRÓBCE PIĘCIOOSIOWEJ Z WYKORZYSTANIEM SYSTEMU CAM HYPERMILL

PRÓBA WYKONANIA OSTRZY DŁUTAKA MODUŁOWEGO METODĄ WYCINANIA ELEKTROEROZYJNEGO

Dobór parametrów dla frezowania

Gałęzie przemysłu, w których jesteśmy partnerem

WSZECHSTRONNOŚĆ: Nie bazujemy tylko na tradycji. Systematycznie wprowadzamy innowacyjne rozwiązania do naszych produktów, modernizujemy

CZAS WYKONANIA BUDOWLANYCH ELEMENTÓW KONSTRUKCJI STALOWYCH OBRABIANYCH METODĄ SKRAWANIA A PARAMETRY SKRAWANIA

WYBÓR PUNKTÓW POMIAROWYCH

5. ZUŻYCIE NARZĘDZI SKRAWAJĄCYCH. 5.1 Cel ćwiczenia. 5.2 Wprowadzenie

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 24/18. GRZEGORZ SAMOŁYK, Turka, PL WUP 03/19. rzecz. pat.

Transkrypt:

LESZEK SKOCZYLAS * OBRÓBKA WYKOŃCZENIOWA ZWOJÓW ŚLIMAKA STOŻKOWYMI NARZĘDZIAMI TRZPIENIOWYMI WORM THREADS FINISHING BY USING CONICAL SHANK TOOLS S t r e s z c z e n i e A b s t r a c t W niniejszym artykule pokazano sposób kształtowania zwojów ślimaka narzędziami trzpieniowymi przy wichrowatym ustawieniu osi narzędzia w stosunku do osi ślimaka. Przedstawiono nowe rozwiązanie przyrządu do obróbki powierzchni ślimaka na tokarce uniwersalnej. Podano wyniki przeprowadzonych badań. Słowa kluczowe: ślimak, narzędzie trzpieniowe There was shown the method of worm threads generating by using shank tools from twist settings of tool axis relative to worm axis. The new solution of production jig to generating on lathe the worm surface was presented. The results of research were shown. Keywords: worm, shank tool * Dr inż. Leszek Skoczylas, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska.

154 1. Wstęp Zdecydowana większość producentów przekładni ślimakowych stosuje wypukłe (stożkopochodne i ewolwentowe) zarysy ślimaków. Wynika to przede wszystkim ze względów technologicznych. Ślimaki te kształtowane są narzędziami krążkowymi o prostoliniowym zarysie. Potrzeba przygotowania narzędzi kształtowych jest główną przyczyną małej popularności innych zarysów. Patrząc z perspektywy nośności i sprawności przekładni ślimakowych, należy zauważyć, że zarys ślimaka odgrywa istotną rolę. Opracowania na ten temat [1, 2, 3] dowodzą uzyskiwania lepszych parametrów przekładni ze ślimakiem o wklęsłym zarysie. Większa obciążalność takich przekładni jest skutkiem mniejszej wartości naprężeń stykowych na powierzchni zębów kół oraz lepszego ułożenia linii styku w stosunku do prędkości obwodowej ślimaka sprzyjającego smarowaniu przestrzeni styku. Przeprowadzone badania [4] pokazują, że można ukształtować szeroką gamę zarysów ślimaka, w tym zarysy wklęsłe, narzędziem o prostoliniowym zarysie. Odnosi się to do stożkowych narzędzi trzpieniowych i ich wichrowatego ustawienia względem osi ślimaka. Wymienione możliwości ukształtowania wklęsłego zwoju ślimaka narzędziem o prostoliniowym zarysie zadecydowały o przeprowadzeniu prób takiej obróbki. 2. Założenia dotyczące obróbki Kinematykę kształtowania narzędziem trzpieniowym przedstawiono na rysunku 1. Narzędzie odsunięte jest od osi ślimaka o wartość r 2, odpowiadającą promieniowi podziałowemu, i na tym promieniu określana jest średnica znamionowa narzędzia. Założono, że narzędzie ma możliwość obrotu o kąt ϕ N wokół osi z N układu narzędzia. Odpowiada to ustawieniu narzędzia w dowolnym przekroju ślimaka poza przekrojem osiowym. Ponadto, wprowadzono dodatkową możliwość skręcenia układu narzędzia względem układu stałego (kąt χ N ). Rys. 1. Układ kinematyczny kształtowania ślimaka Fig. 1. Kinematic system of worm creation

155 Wymienione możliwości ruchu narzędzia pozwalają na dowolne wichrowate jego usytuowanie względem osi ślimaka. Poczynione założenia wykraczają poza wytyczne normy [5], gdzie oś narzędzia powinna przecinać oś ślimaka pod kątem prostym. Wichrowate ustawienie osi narzędzia w stosunku do osi ślimaka narzuca określone wymagania w stosunku do sposobu obróbki. Można ją przeprowadzić na frezarce uniwersalnej z użyciem uniwersalnej podzielnicy sprzężonej ze śrubą pociągową napędu stołu oraz dodatkowym skręceniem osi wrzeciona. Można również przeprowadzić na pięcioosiowej tokarce (z napędzanymi narzędziami) lub pięcioosiowej frezarce NC. Obróbka wykończeniowa zwoju wymaga jednakże dużej prędkości obrotowej narzędzia, co nie zawsze jest dostępne na wymienionych obrabiarkach. W związku z powyższym do realizacji omawianego procesu obróbki opracowano i wykonano specjalny przyrząd. Umożliwia on przeprowadzenie obróbki wykończeniowej uzwojenia na uniwersalnej, konwencjonalnej tokarce. Budowę przyrządu przedstawiono na rysunku 2. Do napędu narzędzia trzpieniowego wykorzystano wysokoobrotowe wrzeciono. Przyrząd pozwala na ustawienie narzędzia względem ślimaka zgodnie z rysunkiem 1. Ustawienie narzędzia polega na odsunięciu go od osi ślimaka o wartość x w pionie oraz wartość y w poziomie oraz pochyleniu wrzeciona z narzędziem o kąt δ (rys. 2). Wartości x, y oraz δ odnoszą się do punktu A, który odpowiada początkowi układu współrzędnych narzędzia x N y N z N (rys. 1). Rys. 2. Przyrząd tokarski do kształtowania ślimaków Fig. 2. The production jig to worms generating on lathe

156 Wartość odsunięcia pionowego od osi ślimaka opisuje zależność: Wartość odsunięcia poziomego od osi ślimaka: x = r cos 2 ( ϕ N ) (1) y = r sin 2 ( ϕ N ) (2) Wartość kąta pochylenia płyty obrotowej od kierunku pionowego: ( ( ) sin N ( N )) δ = arcsin sin ϕ χ (3) 3. Przebieg procesu obróbki Materiałem obrabianych ślimaków była stal 42CrMo4 (40HM) do ulepszania cieplnego. Obróbce poddano dwa zarysy ślimaków wklęsły oraz Archimedesa. Były to jednozwojne ślimaki o module osiowym 4 mm i wskaźniku średnicowym 10. Przyjęty kąt zarysu ślimaków wynosił 20. Obróbkę kształtującą uzwojenia wykonano specjalnym nożem tokarskim. Twardość ślimaków po przeprowadzonej obróbce cieplnej była w zakresie 44 48 HRC. Obróbkę wykończeniową powierzchni zwoju przeprowadzono trzpieniowymi ściernicami i pilnikami obrotowymi stożkowymi o różnych kątach zarysu i różnej geometrii ostrza (rys. 3). Rys. 3. Narzędzia wykorzystane do obróbki ślimaków Fig 3. The tools used in worm generating Pierwsze próby obróbki wykończeniowej ślimaka przeprowadzono ściernicami trzpieniowymi 99A 80-I5V oraz CRA 120-MV o kącie zarysu 20. Prędkość obrotowa ściernic odpowiadała maksymalnej prędkości elektrowrzeciona (ok. 30 000 obr./min), a ślimaka 2 obr./min. Kształtowaniu poddano zarys Archimedesa. Ustawienie narzędzia zapewniające prostoliniowość w przekroju osiowym i odpowiednią wartość kąta zarysu ślimaka obliczono za pomocą przygotowanego oprogramowania. Widok obróbki przedstawiono na rysunku 4. Uzyskana chropowatość powierzchni zwoju po szlifowaniu wyrażona parametrem Ra wyniosła 1,2 1,6 µm dla ściernicy o mniejszej wielkości ziarna. Przy grubszym ziarnie chropowatość była jeszcze większa. Próby kształtowania ściernicami o mniejszym kącie

zarysu przyniosły podobny skutek i charakteryzowały się również dużą chropowatością powierzchni. 157 Rys. 4. Obróbka wykończeniowa zwojów ślimaka Fig. 4. Worm threads finishing Duża chropowatość powierzchni zwoju ślimaka sprawiła, że podjęto próby przeprowadzenie obróbki wykończeniowej zwoju węglikowymi stożkowymi pilnikami obrotowymi firmy GARRYSON. Do obróbki ślimaka Archimedesa wykorzystano pilnik handlowy o kącie zarysu 17,5 ze standardowymi ostrzami ciągłymi. Parametry obróbki pilnikami odpowiadały parametrom przyjętym dla ściernic. Wartość Ra w tym przypadku utrzymywała się na poziomie 0,6 0,8 µm. Wklęsłe zarysy ślimaków obrobiono dwoma pilnikami o kącie 14 jednak o różnej geometrii ostrza (ostrza ciągłe i przerywane). Przykład kształtowania wklęsłej powierzchni zwoju pilnikiem obrotowym przedstawiono na rysunku 5. Rys. 5. Obróbka wykończeniowa zwojów ślimaka pilnikiem obrotowym Fig. 5. Worm threads finishing by use rotary file

158 Obróbka wklęsłego zarysu narzędziem o ciągłych ostrzach pozwoliła na uzyskanie parametru Ra na poziomie 0,4 0,6 µm. Jest to wartość niższa aniżeli uzyskana przy obróbce zarysu Archimedesa, narzędziem o tej samej geometrii ostrza, jednak o większym kącie zarysu. Pilnikiem o ostrzach przerywanych otrzymano Ra w zakresie 0,6 0,8 µm. Ten przypadek charakteryzował się największą stabilnością przebiegu obróbki. Oprócz chropowatości powierzchni w obrobionych ślimakach dokonano również pomiaru zarysu zwoju na współrzędnościowej maszynie pomiarowej. Na podstawie wykonanych pomiarów można było stwierdzić, że największy wpływ na uzyskiwany zarys zwoju ma ustawienie narzędzia. Podstawowy popełniany błąd określany przez porównanie zarysu zmierzonego i teoretycznego dotyczył kąta zarysu zwoju, z którym bezpośrednio związana jest odchyłka położenia zarysu. Jego minimalizacja wymagała wprowadzenia korekt w ustawieniach. Poprawki korekcyjne określano przez ustalenie nowych nieznacznie zmienionych parametrów zarysu obliczeniowego zapewniających jego pokrycie z zarysem zmierzonym. Po wykonaniu wielu prób kształtowania pilnikami obrotowymi uzyskiwana odchyłka zarysu zwoju dla ślimaka Archimedesa nie przekraczała 0,035 mm, przy czym odchyłka kształtu zarysu była poniżej 0,015 mm. W przypadku zarysu wklęsłego ZK2 odchyłka zarysu zwoju kształtowała się na podobnym poziomie. Przy kształtowaniu ściernicami trzpieniowymi ślimaka Archimedesa odchyłka kształtu zarysu była znacznie większa i wynosiła 0,04 mm. 4. Wnioski Z przeprowadzonych wstępnych prób kształtowania wynika, że chropowatość powierzchni zwoju ślimaków kształtowanych pilnikiem obrotowym jest porównywalna do chropowatości powierzchni zwoju ślimaków handlowych, szlifowanych ściernicą krążkową. Jest również duża zgodność kształtu wykonanego zarysu w porównaniu z zarysem teoretycznym. Wydaje się, że doposażenie wykonanego przyrządu o dokładne urządzenia pomiarowe oraz zastosowanie dokładniejszego wrzeciona powinno jeszcze zwiększyć jakość wykonania ślimaków. L i t e r a t u r a [1] Flender Drives & Automation, CAVEX Worm Gear Units, Catalogue K88. 04.05. [2] M a r c i n i a k T., Obciążalność zazębienia przekładni ślimakowych, Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej, nr 934, Łódź 2004. [3] M a r c i n i a k T., Przekładnie ślimakowe walcowe, PWN, Warszawa 2001. [4] S k o c z y l a s L., Kształtowanie wklęsłych zarysów ślimaka stożkowym narzędziem trzpieniowym, Przegląd Mechaniczny 3/2010. [5] PN-90/M-88509/03, Przekładnie ślimakowe, Terminologia i oznaczenia.