Как настроить гитару зубофрезерного станка

Поделится, добавить в закладки!

Зарекомендовавшие себя модели

Рассматриваемое оборудование довольно давно работает на отечественных предприятиях. Рассмотрим модели, которые зарекомендовали себя в качестве надежного и точного механизма для обработки металла:

1. Зубофрезерные станки 5к32. Максимальная длина зуба составляет 350 мм, диаметр заготовки – до 800 мм, модуль нарезаемого колеса – 10 мм.
2. Зубофрезерные станки 5е32. Максимальная длина зуба составляет 280 мм, диаметр заготовки – до 800 мм, модуль – 8 мм.
3. Зубофрезерные станки 5а326. Величина сечения обрабатываемых деталей – от 100 до 750 мм. Модуль отличается от типа металла: по стали – 10 мм, по чугуну – 12 мм. Ширина обработки – до 280 мм.
4. Зубофрезерные станки 5к310. Максимальный диаметр заготовки – до 200 мм. Модуль нарезаемого колеса – 4 мм.

Аппараты для зубофрезерных работ занимают важное место в технологической цепочке металлообрабатывающих предприятий. Современные устройства зарубежного производства, оснащенные ЧПУ, выигрывают в качестве и точности обработки станков, произведенных во времена СССР. Однако приемлемая стоимость последних делает их оптимальным выбором для небольших ремонтных мастерских. А вы заказывали изготовление шестерни для себя? На каком оборудовании производилась обработка? Поделитесь вашими впечатлениями в комментариях.

Расчёт гитары дифференциала. Как посчитать?

Раньше на большинстве предприятий гитару дефференциала считали технологи (по крайней мере насколько я это знаю). На данный момент на некоторых предприятиях дифференциал считают технологи, а на некоторых эта «забота» перешла к зуборезчикам, что уж и говорить когда требуется «втихаря» сделать шабашку! Связанно это думаю с тем, что с массового производства шестернь идёт переход на производство на малых предприятиях, где эта задача ложится на плечи зуборезчика… Лично моё мнение и я не раз уже говорил об этом — считать дифференциал должны технологи, хотя данное умение не помешает зуборезчику. Конечно это не трудно, но зачем лишняя ответственность? Я думаю Вы со мной согласитесь. В основном никто просто не хочет брать на себя ответственность!

Формула расчёта гитары дифференциала:

c (дифференциала станка) × sinβ/Mk

То есть постоянная дифференциала станка умножить на синус нарезаемого угла и разделить на модуль/ значение k — это число заходов фрезы. Обычно фрезы однозаходние, если нет то делим модуль умножить к примеру на 2 — если фреза двухзаходняя.

Гитара дифференциала на червячные колёса при нарезании тангенциальной подачей, считается по другой формуле!

Всё просто, главное не ошибиться и не запутаться в цифрах!

Посчитаем дифференциал угла 10 градусов, 33 минуты, 23 секунды. Постоянная 15, модуль 8. Фреза однозаходняя.

Находим синус угла 10 33 23. Для этого мы переводим данный угол в десятичный. Как это делать? 23/3600+33/60+10=0,0063888888888880+0,55+10=10,5563888888889 Определяем синус 10,5563888888889, он равен 0,183203128805159.

Далее значение синуса умножаем на постоянную станка и делим на модуль. Получается так: 0,183203128805159×15/8=0,343505866509673

Далее открываем таблицу подбора сменных шестернь (я пользуюсь Петрик М.И., Шишков В.А) и ищем число (передаточное число) 0,343505866509673. При этом надо найти максимально близкое значение. Более всего подходит 0,3435045. Гитара дифференциала: 43 • 61 83 • 92 — первое значение вверх дроби, второе низ.

Настраиваем гитару дифференциала. 43 ведущая, 92 ведомая. Ставим 43, соединяем её с 83, 83 на одном валу с 61, 61 соединяем с 92. Вот так:

Надеюсь вам всё понятно)

Тут всё что бы считать дифференциал, а так же что бы это делать на смартфоне или планшете с ОС Андроид:

Петрик М.И., Шишков В.А. (1973). Таблицы для подбора зубчатых колес — скачать .

Сандаков М.В. — Таблицы для подбора шестерен. Справочник — скачать.

Инженерный калькулятор на Андроид — установить .

Приложение EBookDroid для чтения электронных книг на Андроид — установить .

Поделится, добавить в закладки!

Настройка гитар сменных шестерен

Запись опубликовал vaycartana · 7 июля, 2014

При нарезании зубчатых колес с косым зубом одна из самых трудоемких операций — это настройка гитары деления. Формула расчета гитары для моего станка выглядит следующим образом (6*sinβ)/(m*k)=a/b*c/d, где β — это угол спирали нарезаемого колеса, m — нормальный модуль, k — число заходов фрезы (почти всегда 1). Как мы видим синус присутствующий в формуле почти всегда даст большую дробь. Да и модуль тоже радости не добавляет. Прям не формула, а счастье зуборезчика, а если учесть что в СССР калькулятор мог быть размером со станок, и для того что бы им пользоваться нужно было получить дополнительное высшее образование, то судьба простого наладчика становится и вовсе не завидной. В итого, в целях ускорения производства да и снижения количества самоубийств, были изданы таблицы, в которых перечислены многие варианты подбора колес по передаточному соотношению. Но далеко не все варианты сменных колес становятся в гитару конкретного станка, конечно в паспорте указанны законы зацепления, т.е. формулы по которым можно проверить, но по опыту говорю, что в половине случаев они ни фига не правильные. По этому для исключения не нужных телодвижений я нарисовал в кате эскизик, где задал отношения между шестернями, и теперь указывая делительные диаметры я сразу вижу — станут ли шестерни на место или надо пересчитывать.

И на основе это расчетного эскиза программа делает чертежик.

Для фрезерного станка не поленился и сделал сборку

За наружный диаметр шестерни принят делительный диаметр, шестерни параметризированы — т.е. при изменении модуля или количества зубьев, меняется и диаметр.

ПОРЯДОК ПОЛЬЗОВАНИЯ ТАБЛИЦАМИ / ПРОГРАММОЙ

Для подбора сменных колес искомое передаточное отношение выражается в виде десятичной дроби с числом знаков соответственно требуемой точности. В «Основных таблицах» для подбора зубчатых колес (стр. 16—400) находим колонку с заголовком, содержащим первые три цифры передаточного отношения; по остальным цифрам находим строку, на которой указаны числа зубьев ведущих и ведомых колес.

Требуется подобрать сменные колеса гитары для передаточного отношения 0,2475586. Сначала находим колонку с заголовком 0,247—0000, а под ним ближайшее значение к последующим десятичным знакам искомого передаточного отношения (5586). В таблице находим число 5595, соответствующее набору сменных колес (23*43) : (47*85). Окончательно получаем:

i = (23*43)/(47*85) = 0,2475595. (1)

Относительная погрешность сравнительно с заданным передаточным отношением :

δ = (0,2475595 — 0,2475586) : 0,247 = 0,0000037.

Строго подчеркиваем: во избежание влияния возможной опечатки нужно обязательно проверить полученное соотношение (1) на калькуляторе. В тех случаях, когда передаточное отношение больше единицы, необходимо выразить его обратную величину в виде десятичной дроби, по найденному значению в таблицах отыскать числа зубьев ведущих и ведомых сменных колес и поменять ведущие и ведомые колеса местами.

Требуется подобрать сменные колеса гитары для передаточного отношения i = 1,602225. Находим обратную величину 1:i = 0,6241327. В таблицах для ближайшего значения 0,6241218 находим набор сменных колес: (41*65) : (61*70). Учитывая, что решение найдено для обратной величины передаточного отношения, меняем местами ведущие и ведомые колеса:

i = (61*70)/(41*65) = 1,602251

Относительная погрешность подбора

δ = (1,602251 — 1,602225) : 1,602 = 0,000016.

Обычно требуется подбирать колеса для передаточных отношений, выраженных с точностью до шестого, пятого, а в отдельных случаях и до четвертого десятичного знака. Тогда семизначные числа, приведенные в таблицах, можно округлять с точностью до соответствующего десятичного знака. Если имеющийся комплект колес отличается от нормального (см. стр. 15), то, например, при настройке цепей дифференциала или обкатки можно выбрать подходящую комбинацию из ряда соседних значений с погрешностью, удовлетворяющей условиям, изложенным на стр. 7—9. При этом некоторые числа зубьев можно заменять. Так, если число зубьев комплекта не свыше 80, то

(58*65)/(59*95) = (58*13)/(59*19) = (58*52)/(59*76)

«пятковую» комбинацию предварительно преобразуют так:

а затем, по полученным множителям подбирают числа зубьев.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСТИМОЙ ПОГРЕШНОСТИ НАСТРОЙКИ

Очень важно различать абсолютную и относительную погрешности настройки. Абсолютной погрешностью называют разность между полученным и требуемым передаточными отношениями. Например, требуется иметь передаточное число i = 0,62546, а получено i = 0,62542; абсолютная погрешность будет 0,00004. Относительной погрешностью называют отношение абсолютной погрешности к требуемому передаточному числу. В нашем случае относительная погрешность

δ = 0.00004/0,62546 = 0,000065

Следует подчеркнуть необходимость суждения о точности настройки по относительной погрешности.

Общее правило.

Если какая-либо величина А, получаемая настройкой через данную кинематическую цепь, пропорциональна передаточному отношению i, то при относительной погрешности настройки δ абсолютная погрешность будет Аδ.

Например, если относительная погрешность передаточного отношения δ =0,0001, то при нарезании винта с шагом t отклонение в шаге, зависящее от настройки, будет 0,0001 * t. Та же относительная погрешность при настройке дифференциала зубофрезерного станка даст дополнительное вращение заготовки не на требуемую дугу L, а на дугу с отклонением 0,0001 * L.

Если указан допуск на изделие, то абсолютное отклонение размера вследствие неточности настройки должно составлять только некоторую долю этого допуска. В случае более сложной зависимости какой-либо величины от передаточного отношения полезно прибегать к замене фактических отклонений их дифференциалами.

Настройка цепи дифференциала при обработке винтовых изделий.

Типичной является следующая формула:

где с — постоянная цепи;

β — угол наклона винтовой линии;

n — число заходов фрезы.

Продифференцировав обе части равенства, получим абсолютную погрешность di передаточного отношения

тогда допустимая относительная погрешность настройки

Если допустимое отклонение угла винтовой линии dβ выразить не в радианах, а в минутах, то получим

Например, если угол наклона винтовой линии изделия β = 18°, а допустимое отклонение в направлении зуба dβ = 4″ = 0′,067, то допустимая относительная погрешность настройки

δ = 0,067/3440*tg18 = 0,00006

Наоборот, зная относительную погрешность взятого передаточного отношения, можно по формуле (3) определить допущенную погрешность в угле винтовой линии в минутах. При установлении допустимой относительной погрешности можно в подобных случаях пользоваться тригонометрическими таблицами. Так, в формуле (2) передаточное отношение пропорционально sin β. По тригонометрическим таблицам для взятого числового примера видно, что sin 18° = 0,30902, а разность синусов на 1′ составляет 0,00028. Следовательно, относительная погрешность на 1′ составляет 0,00028 : 0,30902 = 0,0009. Допустимое отклонение винтовой линии — 0,067, поэтому допустимая погрешность передаточного отношения 0,0009*0,067 = 0,00006, такая же, как и при расчете по формуле (3). Когда оба сопряженных колеса нарезаются на одном станке и по одной настройке цепи дифференциала, то погрешности в направлении линий зубьев допускаются значительно большие, так как у обоих колес отклонения одинаковы и незначительно влияют только на боковой зазор при зацеплении сопряженных колес.

Настройка цепи обкатки при обработке конических колес.

В этом случае формулы настройки выглядят так:

i = p*sinφ/z*cosу или i = z/p*sinφ

где z — число зубьев заготовки;

р — постоянная цепи обкатки;

φ — угол начального конуса;

у — угол ножки зуба.

Пропорциональным передаточному отношению оказывается радиус основной окружности. Исходя из этого, можно установить допустимую относительную погрешность настройки

где α — угол зацепления;

Δα — допустимое отклонение угла зацепления в минутах.

Виды приводов станков

Конструкция зубофрезерных приспособлений отличается высокой технологической сложностью. Производители предлагают различные схемы приводов, обладающих следующими особенностями:

1. Червячный тип привода стола. Особенностью конструкции является установка дополнительного червяка с непостоянной толщиной витка, зазор которого регулируется в широком диапазоне.
2. Отдельная червячная передача, устанавливаемая в отдельный блок. Регулировка осуществляется с помощью радиального перемещения.
3. Универсальной считается схема, при которой на шпиндели устанавливают две червячные передачи с противоположным направлением витков. Регулировкой одной передачи изменяют текущий зазор.
4. Гидравлический тип. В этом случае передача приводится в движение под действием гидравлической жидкости, подающейся с помощью насоса.
5. Двойной тип. Регулировочную шестерню изготавливают из двух половин. При изменении их положения относительно друг друга происходит изменение зазора.
6. Конусный. При реализации данной схемы применяют шестерни с малой конусностью. При осевом смещении изменяется зацепление и корректируется зазор.
7. Многозубый. Использование многозубой шестерни, устанавливаемой на шпиндель, позволяет замедлить скорость базового колеса. Регулировка кинематической цепи выполняется торможением колеса.

Настройка с учетом деформации винтов после обработки.

При нарезании метчиков с учетом усадки стали после последующей термической обработки или с учетом деформации винта вследствие нагревания при механической обработке, процент усадки или расширения непосредственно указывает на необходимое относительное отклонение в передаточном отношении сравнительно с тем, какое получилось бы без учета этих факторов. В этом случае относительное отклонение передаточного отношения в плюс или минус является уже не ошибкой, а преднамеренным отклонением.

Настройка делительных цепей. Типичная формула настройки

где р — постоянная;

z — число зубьев или других делений на один оборот заготовки.

Нормальный комплект из 35 колес обеспечивает абсолютно точную настройку до 100 делений, так как в числах зубьев колес содержатся все простые множители до 100. В такой настройке погрешность вообще недопустима, так как она равна:

где Δl — отклонение линии зуба на ширине заготовки В в мм;

пD — длина начальной окружности или соответствующей другой окружности изделия в мм;

s — подача вдоль оси заготовки на один ее оборот в мм.

Только в грубых случаях эта погрешность может не играть роли.

Устройство и принцип работы оборудования

Рассмотрим устройство станка на примере модели вертикального типа 5М324А. Ниже представлена кинематическая схема и условное изображение с указанием основных элементов конструкции.

1. Станина аппарата.
2. Коробка переключения скоростей.
3. Распределительный механизм.
4. Валик ручного перемещения каретки.
5. Управление механическим перемещением каретки.
6. Делитель.
7. Панель управления.
8. Стойка, которая крепится на станине.
9. Ограничитель движения каретки.
10. Ограничитель движения каретки.
11. Каретка.
12. Кран подачи охлаждающей жидкости.
13. Суппорт.
14. Кронштейн.
15. Контрподдержка.
16. Управление перемещением кронштейна.
17. Подающий стол.
18. Механизм управления ограничителями каретки.
19. Механизм управления перемещением стола.
20. Упор подвода стола.
21. Кран управления смазкой стола.
22. Упор подвода стола.
23. Обрабатываемая заготовка.
24. Фреза для нарезки зуба.

На схеме отсутствует место расположения главного электрического двигателя, приводящего в движение фрезу для нарезки зуба и подающий стол, на который устанавливается обрабатываемая деталь.

Особенностью данного станка является наличие отдельного электродвигателя, роль которого заключается в непрерывной работе транспортера, удаляющего стружку, образующуюся в процессе обработки.

Вращение фрезы – основное движение при обработке заготовки. Нарезка по всей длине выполняется за счет движения цилиндрического элемента вокруг своей оси. Для получения расчетного количества зубов скорость вращения подающего стола синхронизируется с количеством оборотов и передаточным отношением гитары.

Настройка зубофрезерных станков при отсутствии требуемых множителей в числах зубьев сменных колес.

В таких случаях (например, при z = 127) можно настроить гитару деления приближенно на дробное число зубьев, а необходимую поправку произвести, используя дифференциал [5]. Обычно формулы настройки гитар деления, подач и дифференциала выглядят так:

x = pa/z ; y = ks ; φ = c*sinβ/ma

Здесь р, k, с — соответственно постоянные коэффициенты этих цепей; а — число заходов фрезы (обычно а = 1).

Настраиваем указанные гитары согласно формулам

x = paA/Az+-1 ; y = ks ; φ’ = пc/asA

где z — число зубьев обрабатываемого колеса;

А — произвольное целое число, выбираемое так, чтобы числитель и знаменатель передаточного отношения разлагались на множители, подходящие для подбора сменных колес.

Знак (+) или (—) также выбирается произвольно, что облегчает разложение на множители. При работе правой фрезой, если выбран знак (+), промежуточные колеса на гитарах ставятся так, как это делают согласно руководству по работе на данном станке для правовинтовой заготовки; если выбран знак (—), промежуточные колеса ставят, как для левовинтовой заготовки; при работе левой фрезой — наоборот.

Желательно выбирать А в пределах

(1/2)*(пc/as) b+(20. 25); b + d > с+(20. 25) (11)

Эти условия ставятся для предотвращения упора сменных колес в соответствующие валы или детали крепления; числовое слагаемое зависит от конструкции данной гитары. Однако вторая из комбинаций (10) может быть принята только в том случае, когда колесо Z2 устанавливается на первом ведущем валу и если передача z2/z3 замедляющая или не содержит большого ускорения. Желательно, чтобы z2/z3 1) желательно так разбивать i = i1i2 чтобы сомножители были возможно более близкими один к другому и равномернее распределялось повышение скорости. При этом лучше, если i1 > i2

НАРЕЗАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЕС ЧЕРВЯЧНЫМИ ФРЕЗАМИ

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ

Нарезание зубьев червячной фрезой осуществляется на зубофре-зерных станках методом обкатки. Профиль режущей части червячной фрезы в осевом ее сечении близок к профилю рейки, поэтому нарезание зубьев червячной фрезой можно представить как зацепление рейки с зубчатым колесом.

Рабочий ход (движение резания) осуществляется вращением фрезы 4 (рис. 1). Для обеспечения обкатки вращение фрезы и заготовки 3 должно быть согласовано так же, как при зацеплении червяка 1 и колеса 2, т. е. частота вращения стола с заготовкой должна быть меньше частоты вращения фрезы во столько раз, во сколько число нарезаемых зубьев больше числа заходов фрезы (при однозаходной фрезе стол с заготовкой вращается в г раза медленнее фрезы).

Движение подачи осуществляется перемещением суппорта с фрезой относительно нарезаемого колеса (параллельно его оси). В новых конструкциях станков имеется также радиальная подача (врезания). При нарезании косозубых колес должно быть обеспечено дополнительное

1. Основные кинематические цепи зубофрезерных станков

Рис. 1. Принцип работы зубофрезерных станков:

1 — червяк; 2 — делительное червячное колесо; 3 — заготовка; 4 — фреза; 5 — гитара деления

МИНИМАЛЬНЫЕ КОМПЛЕКТЫ СМЕННЫХ КОЛЕС

Состав комплектов сменных колес в зависимости от области применения приведен в табл. 2. В случае особо точных настроек — см. стр. 403.

Числа зубьев минимальных комплектов сменных колес для различных случаев настроек

Для настройки делительных головок можно использовать таблицы, прилагаемые заводом. Сложнее, но можно выбирать подходящие пятковые комбинации из приводимых в данной книге «Основных таблиц для подбора зубчатых колес».

Источник