ĆWICZENIE NR 5. 5. OBRÓBKA UZĘBIENIA W WALCOWYM KOLE ZĘBATYM O UZĘBIENIU ZEWNĘTRZNYM, EWOLWENTOWYM, O ZĘBACH PROSTYCH, NA DŁUTOWNICY FELLOWSA 5.1. Zadanie technologiczne Dla zadanego rysunkiem wykonawczym koła zębatego wykonać : - Plan operacyjny obróbki uzębienia wykonywanego na dłutownicy Fellowsa TM-70 - Obrobić uzębienie zgodnie z planem operacyjnym. - Zmierzyć grubość zęba na średnicy podziałowej, suwmiarką modułową i mikrometrem talerzykowym. 5.2. Materiały pomocnicze do wykonania zadania - Rysunek wykonawczy koła zębatego. - Formularz karty instrukcyjnej ze szkicem obróbkowym operacji. - Wybrane informacje z Dokumentacji Techniczno Ruchowej (DTR) dłutownicy Fellowsa TM-70 - Wybrane pozycje z Katalogu narzędzi skrawających metalowych do skrawania metali - dłutaki Fellowsa. - Wybrane pozycje z Katalogu narzędzi pomiarowych - suwmiarki modułowe i mikrometry talerzykowe oraz tablice parametrów pomiarowych do pomiarów grubości zęba przez n zębów. - Normatywy technologiczne i normatywy czasu dotyczące dłutowania obwiedniowego kół zębatych. - PN-83/M-01152. Dokumentacja technologiczna. Oznaczenia. 5.3. Literatura Białek M. : Zajęcia praktyczne z obróbki skrawaniem. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. 1996.
- 2 5.4. Plan operacyjny obróbki uzębienia 5.4.1. Określenie danych uzębienia Na rysunku koła zębatego podane są wymiary, żądane dokładności wykonania i materiał z którego ma być wykonane koło zębate. - Na podstawie rysunku wykonawczego koła zębatego określić : - moduł normalny - mn, - liczbę zębów koła zębatego - z, - kąt zarysu zęba -, - klasę dokładności wykonania uzębienia, - materiał z którego wykonane jest koło zębate, - obliczyć wymiar średnicy podziałowej - d [mm], korzystając z wzoru : d = mn z, - obliczyć wartość podziałki normalnej zębów - pn [mm], korzy- stając z wzoru : pn = mn. 5.4.2. Określenie wymagań dla półfabrykatu Obróbka uzębienia jest jedną z operacji procesu technologicznego koła zębatego. Operację tę poprzedzają w procesie technologicznym operacje tokarskie, których efektem jest wykonanie otoczki. - Na podstawie rysunku wykonawczego koła zębatego określić wymiary otoczki : - średnicę zewnętrzną - da [mm], korzystając z wzoru: da = mn z + 2 mn, - średnicę otworu koła zębatego, - szerokość uzębienia koła zębatego - b [mm]. 5.4.3. Dobór obrabiarki W zadaniu obróbkowym przyjęto do obróbki uzębienia dłutownicę Fellowsa TM-70. -Określić i poznać podstawowe zespoły robocze dłutownicy. - Określić miejsce mocowania przedmiotu obrabianego i narzędzia skrawającego - dłutaka.
- 3 - Określić podstawowe elementy sterujące obrabiarki. - Określić rozmieszczenie i przeznaczenie przekładni gitarowych, które są w dłutownicy. 5.4.4. Dobór pomocy warsztatowych do ustalenia i zamocowania przedmiotu obrabianego Obrabiane koło zębate ustawia się i mocuje na dłutownicy tak, by jego oś pokrywała się z osią obrotu stołu obrabiarki. - Zapoznać się z zalecanym w DTR sposobem ustalenia i mocowania przedmiotu obrabianego. - Dobrać z wyposażenia dłutownicy potrzebne pomoce warsztatowe do ustalenia i zamocowania otoczki koła zębatego na stole dłutownicy i wpisać ich symbole katalogowe do karty instrukcyjnej. 5.4.5. Dobór narzędzia skrawającego i pomocy warsztatowych do ustalenia i zamocowania narzędzia w wrzecionie obrabiarki Narzędziem skrawającym stosowanym do obróbki uzębienia na dłutownicach Fellowsa jest dłutak Fellowsa. Pod względem zamocowania rozróżnia się dłutaki nasadzane i trzpieniowe. Dłutaki nasadzane są ustalane i mocowane na trzpieniu, który jest osadzany w gnieździe stożkowym wrzeciona narzędziowego. Dłutaki trzpieniowe są osadzane w gnieździe stożkowym wrzeciona narzędziowego swoją częścią chwytową. Na końcu trzpienia jak i w części chwytowej dłutaka, znajduje się otwór gwintowany, który służy do zamocowania dłutaka do wrzeciona narzędziowego. Do mocowania wykorzystuje się ściągacze. - Dobrać z Katalogu narzędzi dłutak Fellowsa i wpisać jego symbol katalogowy do karty instrukcyjnej. - Dobrać z wyposażenia stanowiska dłutak Fellowsa. Zapoznać się z budową dłutaka Fellowsa. - Dobrać z wyposażenia stanowiska potrzebne pomoce warsztatowe do ustalenia i zamocowania dłutaka Fellowsa w wrzecionie obrabiarki i wpisać ich symbole do karty instrukcyjnej.
- 4 5.4.6. Dobór parametrów skrawanie Parametrami skrawania przy obwiedniowym dłutowaniu uzębienia koła zębatego walcowego są : - prędkość skrawania - vc - [m/min], - posuw obwodowy narzędzia względem przedmiotu obrabianego - fs - [mm/podwójny skok narzędzia]. Dodatkowym parametrem skrawania jest : - posuw wgłębny - fr - [mm/podwójny skok], który przyjmuje się fr= (0.1-0.2) fs lub z charakterystyki obrabiarki. - Dobrać, z normatywów technologicznych obróbki skrawaniem, parametry skrawania do obróbki uzębienia. Przyjęte wartości zanotować. 5.4.7. Dobór nastaw obrabiarki A. Długość skoku dłutaka i położenie narzędzia Długość skoku dłutaka ustawia się przez zmianę promienia - r korby na tarczy mechanizmu korbowego, a zmianę położenia narzędzia w stosunku do obrabianego koła otrzymuje się przez zmianę nastawienia długości ramienia mechanizmu korbowego. - Zapoznać się z mechanizmami zmiany długości skoku dłutaka i zmiany położenia narzędzia w stosunku do obrabianego koła. B. Prędkość ruchu głównego Prędkość ruchu głównego nastawia się przez wymianę kół zmianowych w przekładni - iv łańcucha kinematycznego ruchu głównego. Przełożenie łańcucha kinematycznego ruchu głównego wiążącego wał silnika napędowego z wrzecionem narzędziowym określa stosunek : nmk Iv =-------------- ne gdzie: Iv - przełożenie całkowite łańcucha kinematycznego
ruchu głównego: - 5
- 6 Iv = istv iv gdzie: istv - przełożenie stałe łańcucha dla dłutownicy TM-70 ; istv = 0.252 iv - przełożenie przekładni kół zmianowych, nmk - prędkość obrotowa mechanizmu korbowego [ obr/min], ne - prędkość obrotowa wałka silnika napędowego [obr/min]; ne = 1400 obr/min. Prędkość obrotowa mechanizmu korbowego równa jest liczbie podwójnych (roboczy + jałowy) skoków narzędzia i można ją połączyć z prędkością skrawania vc zależnością : 1000 vc nmk = ----------- 2 L gdzie : L - długość skoku narzędzia w [mm]. - Dobrać parę kół zębatych przekładni - iv, wiedząc że : vc i v = 1,42 ------ L - Obliczyć rzeczywistą prędkość skrawania vc i wpisać jej wartość do karty instrukcyjnej. C. Prędkość ruchu obrotowego dłutaka Fellowsa Prędkość ruchu obrotowego dłutaka Fellowsa decyduje o wartości posuwu obwodowego fs. Wartości posuwu obwodowego podawane są w mm/podwójny skok co wymusza taką konstrukcję łańcucha kinematycznego obrabiarki by istniała zależność między obrotami dłutaka a obrotami mechanizmu korbowego. Taką zależność gwarantuje łańcuch kinematyczny napędu ruchu posuwowego. Przełożenie tego łańcucha musi spełniać warunek : fs If = -------------- DWN gdzie: fs - posuw obwodowy w [mm/podwójny skok] DWN - średnica toczna dłutaka [mm].
- 7 Przełożenie łańcucha kinematycznego ruchu posuwowego nastawia się przez parę kół wymiennych przekładni - if. Przełożenie przekładni kół zmianowych ruchu posuwowego - if dla dłutownicy TM-70, można obliczyć ze wzoru : 358 fs if = ---------- DWN - Dobrać parę kół zębatych przekładni zapewniającą uzyskanie przyjętego posuwu obwodowego - fs. - Obliczyć rzeczywisty posuw ruchu obwodowego - fs i wpisać jego wartość do karty instrukcyjnej. D. Prędkość ruchu obrotowego przedmiotu obrabianego Prędkość ruchu obrotowego przedmiotu obrabianego musi być ściśle powiązana z prędkością ruchu obrotowego dłutaka Fellowsa. Warunek ten jest realizowany przez łańcuch kinematyczny ruchu tocznego, przy tym przełożenie łańcucha ruchu tocznego musi spełniać zależność : PO zn I = ------- = ------ N zpo gdzie: zn - liczba ostrzy (zębów) dłutaka, zpo - liczba zębów obrabianego koła. Przełożenie łańcucha ruchu tocznego nastawia się przez zmianę kół gitary łańcucha ruchu tocznego - i - Dobrać zespół kół zmianowych gitary do zapewnienia uzyskania prawidłowego ruchu tocznego pamiętając o tym, że przełożenie kół zmianowych gitary musi spełnić warunek: z1 z3 ---- ---- = i = I z2 z4 oraz ze względów konstrukcyjnych przekładni gitarowej dłutownicy muszą być spełnione dodatkowo trzy warunki: z1 + z2 = 100 ; z3 + z 4 > z2 + 25 ; z3 + z4 > 124
- 8 E. Automatyczny cykl pracy Nastawienie żądanego cyklu pracy dłutownicy Fellowsa TM-70 dokonuje się przez : - założenie odpowiedniej krzywki - K sterującej posuwem suportu narzędziowego, - nastawienie właściwego przełożenia kół zębatych w łańcuchu kinematycznym wiążącym obroty przedmiotu obrabianego z obrotami krzywki. - Zapoznać się z budową układu automatycznego cyklu pracy dłutownicy. F. Okresowy ruch odsuwania i dosuwania przedmiotu obrabianego w stosunku do narzędzia W celu wyeliminowania kontaktu narzędzia z przedmiotem obrabianym, podczas ruchu powrotnego (jałowego) narzędzia, przedmiot obrabiany jest odsuwany od narzędzia, a przed rozpoczęciem ruchu roboczego dosuwany do narzędzia. Ruchy przedmiotu obrabianego są w tym przypadku sterowane przez łańcuch kinematyczny sprzęgający ruch główny dłutaka z ruchami stołu, w skład którego wchodzi krzywka o odpowiednim skoku. - Zapoznać się z budową układ okresowego ruch odsuwania i dosuwania przedmiotu obrabianego od i do narzędzia. 5.4.8. Plan ustawienia obrabiarki na wymiar obróbkowy Po uzbrojeniu obrabiarki w narzędzie skrawające, ustaleniu i zamocowaniu przedmiotu obrabianego oraz wykonaniu wszystkich nastawów obrabiarki, trzeba ustawić obrabiarkę na wymiar obróbkowy. W produkcji jednostkowej ustawia się obrabiarkę na wymiar obrókowy metodą próbnego wióra. W przypadku dłutowania kół zębatych zestaw czynności doprowadzających do ustawienia obrabiarki na wymiar obróbkowy powinien wyglądać następująco : - ustawić rolkę na krzywce automatycznego cyklu pracy obrabiarki w pozycji maksimum, - przesunąć wrzeciennik obrabiarki na taką odległość by dłutak
- 9 dotknął otoczki koła, - wysunąć dłutak nad otoczkę, - przesunąć wrzeciennik obrabiarki na długość równą wysokości zęba, - ustawić rolkę na krzywce automatycznego cyklu pracy obrabiarki w pozycji minimum. - Określić wymiar, o który trzeba przesunąć przedmiot obrabiany do freza po wykonaniu próbnego wióra. 5.5. Wykonanie obróbki uzębienia - Uzbroić obrabiarkę w pomoce warsztatowe do ustalenia i mocowania przedmiotu obrabianego. - Ustawić i zamocować przedmiot. - Ustawić i zamocować narzędzie skrawające. - Nastawić parametry skrawania. - Ustawić obrabiarkę na wymiar obróbkowy metodą próbnego wióra. - Obrobić uzębienie. 5.6. Pomiar grubości zęba na średnicy podziałowej 5.6.1. Dobór narzędzi pomiarowych Wykonane uzębienie koła zębatego, należy skontrolować. Na stanowisku pracy kontroluje się grubości zęba na średnicy podziałowej. Aby zazębienie w kołach walcowych o zębatych prostych, bez korekcji, mogło odbywać się bez przeszkód, koniecznym jest by grubość zęba mierzona po łuku koła podziałowego sn wynosiła : mn sn = ------- - jt 2 gdzie jt - obwodowy luz boczny [mm]. Wartość obwodowego luzu bocznego można przyjąć orientacyjnie : 0.1-0.2 mm. Do najczęściej stosowanych metod pomiaru grubości zęba należą: - pomiar suwmiarką modułową, - pomiar przez n zębów mikrometrem talerzykowym.
- 10 -Określić wielkości pomiarowe do pomiaru suwmiarką modułową i obliczyć ich wartości. - Dobrać z tabeli 5.1 wartości do pomiaru przez n zębów. - Dobrać z Katalogu narzędzi pomiarowych suwmiarkę modułową i mikrometr talerzykowy oraz wpisać ich symbole katalogowe do karty instrukcyjnej. 5.6.2. Przygotowanie koła zębatego do pomiaru Przed przystąpieniem do pomiarów należy uzębienie koła zębatego odpowiednio przygotować. Uzębienie koła zębatego musi być bez zadziorów, ostre krawędzie powinny być zatępione oraz nie powinno być na nim żadnych pozostałości z obróbki - wiórów i zanieczyszczeń. - Przygotować uzębienie koła zębatego do pomiarów. 5.6.3. Wykonanie pomiaru grubości zęba. - Zmierzyć grubość zęba na średnicy podziałowej suwmiarką modułową. Wynik pomiaru zanotować. - Zmierzyć grubość zęba na średnicy podziałowej mikrometrem talerzykowym. Wynik pomiaru zanotować. 5.7. Sprawozdanie. Sprawozdanie z ćwiczenia powinno zawierać : - kartę instrukcyjną, - obliczenia nastawów obrabiarki, - wyniki pomiarów grubości zęba suwmiarką modułową i mikrometrem talerzykowym.