Kinematyka frezarki obwiedniowej.pdf

Politechnika Szczecińska

Wydział Mechaniczny

Instytut Technologii Mechanicznej

Laboratorium Obrabiarek i Urządzeń Technologicznych

instrukcja do ćwiczenia pt.

KINEMATYKA FREZARKI OBWIEDNIOWEJ

Opracował: dr hab. inż. Grzegorz Szwengier – prof. nadzw. PS

Szczecin 2005 r.

- 2 -

Spis treści:

str.

1. Cel ćwiczenia

2. Kinematyka obróbki uzębień na frezarkach obwiedniowych

2.1. Przeznaczenie i układy konstrukcyjne frezarek obwiedniowych

2.2. Ruchy występujące w kinematyce obwiedniowego frezowania kół zębatych

2.3. Warunki sprzężeń ruchów i przełożenia łańcuchów kinematycznych frezarki

obwiedniowej 6

2.4. Schemat kinematyczny frezarki obwiedniowej 10

3. Ustawienia geometryczne pary technologicznej narzędzie – przedmiot obrabiany 12

4. Zadania do wykonania w ramach ćwiczenia

Literatura

- 3 -

1. Cel ćwiczenia

Celem tego ćwiczenia laboratoryjnego jest zapoznanie studentów z kinematyką

frezowania walcowych kół zębatych oraz kół ślimakowych (ślimacznic) na tzw.

dyferencjałowych – wyposażonych w mechanizm sumujący – frezarkach obwiedniowych. W

ramach tego ćwiczenia studenci poznają stosowane rozwiązania konstrukcyjne frezarek

obwiedniowych, a także schemat kinematyczny klasycznej frezarki dyferencjałowej. Po

przeprowadzeniu analizy tego schematu wyznaczają zależności umożliwiające nastawienie

kinematyki maszyny, przy obróbce walcowego koła zębatego lub koła ślimakowego. Dla

przykładowo wybranego – wskazanego przez prowadzącego ćwiczenie – przedmiotu

obrabianego, studenci dobierają nastawy frezarki. Nastawy te sprawdzane są praktycznie

przez próby pracą na maszynie, polegające na zamontowaniu dobranych kół zmianowych w

przekładniach gitarowych frezarki, ustawieniu geometrii współpracy narzędzia z przedmiotem

obrabianym i przeprowadzeniu obróbki uzębienia na przygotówce wytypowanego przedmiotu

obrabianego (koła zębatego lub ślimacznicy).

W instrukcji przedstawiono opis kinematyki frezowania obwiedniowego walcowych

kół zębatych o śrubowych liniach zębów. Uzupełnienie tego opisu, dotyczące obróbki kół

ślimakowych metodą promieniową oraz styczną – będzie przedstawione przez prowadzącego

ćwiczenie podczas zajęć.

Kinematyka obróbki uzębień na frezarkach obwiedniowych

2.1. Przeznaczenie i układy konstrukcyjne frezarek obwiedniowych

Frezarki obwiedniowe są obrabiarkami przeznaczonymi do wykonywania uzębień

walcowych kół zębatych o zębach prostych lub śrubowych, a także kół ślimakowych

(ślimacznic). Obróbka uzębień przeprowadzana jest najczęściej za pomocą frezów

ślimakowych (rys. 1). Rzadziej stosuje się do tego narzędzia specjalne, o ostrzach, których

geometria i warunki pracy są podobne do występujących we frezach ślimakowych.

Rys. 1. Jednolity frez ślimakowy (firmy Klingelnberg)

- 4 -

Frezarki obwiedniowe produkowane są w dwóch odmianach konstrukcyjnych,

oznaczanych symbolicznie jako E-P i E-S [1, 2]. Litery w tych symbolach określają tzw. linie

charakterystyczne, opisujące powierzchnie obrabianych uzębień [3]. I tak: E oznacza

ewolwentę, P – linię prostą, S – linię śrubową.

Układ konstrukcyjny frezarek odmiany E-P zawiera tzw. połączenie obrotnicowe

– nazywane też obrotnicą – suportu narzędziowego („niosącego” frez ślimakowy) z

nieruchomym stojakiem obrabiarki (rys. 2). Obrotnica, podczas ustawiania frezarki,

umożliwia skręcenie suportu pod kątem zgodnym z kątem pochylenia linii zębów

obrabianego koła. Wraz z obrotnicą skręcane są też prowadnice suportu, pozwalając na

kierowanie ruchem posuwowym narzędzia wzdłuż linii kształtowanych zębów.

s to ja k fr e z a r k i

s a n ie s u p o r tu

n a r z ę d z io w e g o

o b r o tn ic a s a ń

s u p o r tu

n a r z ę d z io w e g o

s u p o r t

n a r z ę d z io w y

ru c h g łó w n y

o b r o tn ic a

w r z e c io n a

n a r z ę d z io w e g o

n a r z ę d z ie ( )

ru c h

o d ta c z a n ia

ru c h p o s u w o w y

p r z e d m io t

o b r a b ia n y ( )

Rys. 2. Układ konstrukcyjny frezarki obwiedniowej w odmianie E-P

Układ konstrukcyjny frezarek odmiany E-S pozbawiony jest obrotnicy (rys. 3).

Prowadnice suportu narzędziowego nie są skręcane (jak we frezarkach E-P), kierując

niezmiennie ruchem posuwowym narzędzia równolegle do osi obrabianego koła zębatego

(prostopadle do jego czoła). W takim przypadku występuje niezgodność orientacji

przestrzennej linii zębów i kierunku ruchu posuwowego freza. Niezgodność tę koryguje się

przez wprowadzenie dodatkowego – korekcyjnego – ruchu obrotowego przedmiotu

obrabianego.

Powyższe opisy odmian frezarek obwiedniowych pozwalają stwierdzić, że frezarki

E-P cechują się większą niż E-S złożonością korpusowego układu nośnego (występuje w nim

obrotnica), natomiast frezarki E-S mają bardziej rozbudowany, w porównaniu z frezarkami

E-P, układ kinematyczny (konieczność realizacji ruchu dodatkowego). Ze względu na

występowanie w konstrukcjach frezarek E-S tzw. mechanizmu sumującego (noszącego też

- 5 -

nazwę mechanizmu różnicowego, planetarnego lub dyferencjału) maszyny te nazywane są

dyferencjałowymi. Należy dodać, że frezarki odmiany E-S poprawniej od strony

geometryczno-ruchowej kształtują uzębienia walcowych kół zębatych o zębach śrubowych.

Podczas obróbki na frezarkach E-P występują niewielkie skażenia geometrii linii zębów,

powodowane prowadzeniem narzędzia wzdłuż linii prostej (zwichrowanej względem osi

obrabianego koła), jako stycznej do kształtowanej linii śrubowej. Ze względu na wyższą

dokładność obróbki oraz większą uniwersalność, frezarki odmiany E-S dominują nad E-P w

parkach obrabiarkowych zakładów wytwarzających koła zębate.

s to ja k fr e z a r k i

s u p o r t

n a r z ę d z io w y

o b r o tn ic a

w r z e c io n a

n a r z ę d z io w e g o

ru c h g łó w n y

n a r z ę d z ie ( )

ru c h d o d a tk o w y

ru c h

o d ta c z a n ia

ru c h p o s u w o w y

p r z e d m io t

o b r a b ia n y ( )

Rys. 3. Układ konstrukcyjny frezarki obwiedniowej w odmianie E-S

Obiektem ćwiczenia laboratoryjnego jest dyferencjałowa frezarka obwiedniowa odmiany E-S,

o konwencjonalnym rozwiązaniu konstrukcyjnym – z mechanicznymi sprzężeniami ruchów

napędowych i kształtowania.

2.2. Ruchy występujące w kinematyce obwiedniowego

frezowania kół zębatych

We frezarce obwiedniowej, realizującej obróbkę walcowego koła zębatego o

śrubowych liniach zębów, można wyróżnić cztery następujące ruchy składowe, przypisywane

elementom pary technologicznej narzędzie skrawające ( N ) – przedmiot obrabiany ( PO ):

1) Ruch główny – będący ruchem obrotowym narzędzia (freza ślimakowego), napędzanego

silnikiem elektrycznym, za pośrednictwem zbioru szeregowo rozmieszczonych

mechanizmów przekładniowych (przekładni zębatych), wiążących wał silnika z

wrzecionem narzędziowym i nazywanych łańcuchem kinematycznym tego ruchu.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: