Расчет настройки зубофрезерного станка модели 5В310

Федеральное агентство по образованию 

Государственное образовательное  учреждение

Высшего профессионального  образования

«Волгоградский  государственный  технический университет»

Камышинский технологический  институт (филиал)

Волгоградского  государственного технического университета 
 
 

Кафедра: «Технология машиностроения» 
 
 

Семестровое задание

По  дисциплине: «Металлорежущие станки» 

Тема: «Расчет настройки зубофрезерного станка модели 5В310» 
 
 
 
 

Выполнила:

студентка группы  
 

Проверил:

преподаватель 
 
 
 
 
 
 
 
 

2007.

 

Семестровое задание.

    Расчет  настройки зубофрезерного станка модели 5В310.

    Вариант 16.

    Задание: произвести расчет настройки кинематических цепей станка 5В310

1. нарезание косозубого колеса;
2. нарезания прямозубого колеса.

     Решение.

1. Нарезание косозубого колеса.

     Исходные  данные для нарезания косозубого колеса:

     число зубьев колеса z = 37;

     модуль  m=2 мм;

     угол  наклона зуба β=20° прав.;

     диаметр фрезы D_фр=50 мм;

     число заходов k=2;

     угол  подъема винтовой линии α=3°54′ прав.;

     скорость  резания V=25 м/мин;

     подача  вертикальная S_в=1,5 мм/об.

     

     При нарезании косозубых колес ось  фрезы надо установить под углом  δ к горизонтали. Так как направление  витков фрезы совпадает с направлением зубьев нарезаемого колеса, то принципиальная схема зубонарезания

     

     Уравнение кинематического баланса цепи главного движения

     

     Частота вращения фрезы изменяется за счет изменения передаточного отношения  сменных зубчатых колес А и  Б, которое определяется из уравнения  кинематической цепи по формуле

     

     Зависимость между скоростью резания, диаметром фрезы и частотой вращения имеет следующий вид:

     

     где V – скорость резания, м/мин;

     D_фр – диаметр фрезы, мм;

     n – частота вращения фрезы, мин ^-1.

     Зная  скорость резания и диаметр фрезы, определяем частоту вращения фрезы по формуле:

     

     

     Затем подбираем передаточное отношение 

     Подбираем сменные колеса А=35, Б=30, тогда

      , т.е. подобранные сменные  колеса имеют передаточное отношение близкое к расчетному. Если подобрать колеса с большим передаточным отношением против расчетного, то в этом случае увеличится скорость резания, что вызовет снижение стойкости фрезы и приведет к преждевременному ее износу.

     Для нашего примера

     

, тогда

     

     Таким образом, фактическая скорость резания  будет несколько выше заданной.

     Уравнение кинематической цепи для подбора  чисел зубьев колес гитары деления  имеет следующий вид:

     

,

     Отсюда  ,

     где k – число заходов фрезы;

     z – число зубьев нарезаемого колеса;

     l=f – зубчатые колеса, передаточные отношения которых равно 1;

     i_диф=1 – передаточное отношение дифференциала.

     

     Подбираем сменные колеса а=60, b=30, с=40, d=100.

     После подбора сменных колес производится проверка на сцепляемость по формулам:

     a+b>c+15;

     с+d>b+15.

     60+30>40+15; 40+100>30+15.

     Условие соблюдается.

     Уравнение кинематического баланса цепи вертикальной подачи

     

     Из  этого уравнения находим передаточное отношение гитары подач 

     

     где S_в – вертикальная подача в мм/об.

     Подбираем сменные колеса a₁=45, b₁=25,  c₁=25,  d₁=100.

     Проверка  на сцепляемость: 45+25>25+15; 25+100>25+15.

     Условие соблюдается.

     Уравнение кинематической цепи гитары дифференциала  будет иметь следующий вид

      ,

     где Т – шаг винтовой линии нарезаемого  зубчатого колеса;

     

     i_диф – передаточное отношение дифференциала, равное 2.

      - передаточное отношение гитары  деления, найденное ранее.

     Решая уравнение кинематической цепи относительно гитары дифференциала, получим расчетное  передаточное отношение гитары дифференциала:

     

,

     где β – угол наклона зуба к оси  заготовки;

     k – число заходов фрезы;

     m_н – нормальный модуль нарезаемого колеса.

     Нормальный  модуль нарезаемого колеса

     

     

     При подборе сменных колес гитары дифференциала раскладываем значения (Сандаков М.В. и др. Таблицы для подбора шестерен) на множители и умножаем на произвольный численный коэффициент 60:

     

     Проверка  на сцепляемость:

     57+62>60+15;

     60+30>62+15.

     Условие соблюдается.

     Время изготовления зубчатого колеса (машинное) определяют по формуле

     

,

     где Т₁ – машинное время (одного прохода);

     В – ширина нарезаемого колеса (длина зуба, мм), принимаем В=20 мм;

     l – величина врезания фрезы ;

     l₁ – величина перебега, l₁=(3-5) мм;

     h – высота зуба, h=4,5 мм;

     D_фр – диаметр фрезы;

     Z – число зубьев нарезаемого колеса;

     S_в. – вертикальная подача;

     k – число заходов фрезы;

     n_фр. – частота вращения фрезы.

     Величина  врезания фрезы 

     Таким образом,

2. Нарезание прямозубого колеса.

     Исходные данные для нарезания прямозубого колеса:

     число зубьев колеса z = 55;

     модуль  m=4 мм;

     диаметр фрезы D_фр=80 мм;

     число заходов k=2;

     угол подъема винтовой линии α=2°18′ прав.;

     скорость  резания V=30 м/мин;

     подача  вертикальная S_в=0,35 мм/об. 

     

     При нарезании прямозубых колес ось фрезы надо установить под углом δ к горизонтали.

     

     Уравнение кинематического баланса цепи главного движения

     

     Частота вращения фрезы изменяется за счет изменения передаточного отношения сменных зубчатых колес А и Б, которое определяется из уравнения кинематической цепи по формуле

     

     Зависимость между скоростью резания, диаметром  фрезы и частотой вращения имеет  следующий вид:

     

     Зная скорость резания и диаметр фрезы, определяем частоту вращения фрезы по формуле:

     

     

     Затем подбираем передаточное отношение 

     Подбираем сменные колеса А=27, Б=38, тогда

      , т.е. подобранные сменные  колеса имеют передаточное отношение  меньше расчетного. Если подобрать  колеса с большим передаточным  отношением против расчетного, то  в этом случае увеличится скорость  резания, что вызовет снижение  стойкости фрезы и приведет к преждевременному ее износу.

     Для нашего примера 

     

, тогда

     

     Таким образом, фактическая скорость резания  будет несколько ниже заданной, что  будет способствовать более длительной работе фрезы без переточки.

     Уравнение кинематической цепи для подбора чисел зубьев колес гитары деления имеет следующий вид:

     

,

     Отсюда  ,

     Для подбора сменных колес гитары деления раскладываем выбранные  значения на множители и умножаем на произвольный численный коэффициент  60:

     

     Проверка на сцепляемость:

     24+35>30+15; 30+60>35+15.

     Условие соблюдается.

     Уравнение кинематического баланса цепи вертикальной подачи

     

     Из  этого уравнения находим передаточное отношение гитары подач 

     

     Подбираем сменные колеса a₁=30,  b₁=80,  c₁=40,  d₁=100.

     Проверка  на сцепляемость: 30+80>40+15; 40+100>80+15.

     Условие соблюдается.

     Время изготовления зубчатого колеса (машинное) определяют по формуле

     

,