AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. ST. STASZICA W KRAKOWIE KATEDRA SYSTEMÓW WYTWARZANIA ĆWICZENIA Z „TECHNOLIGII WYTWARZANIA”
Nazwisko i imię: Wąsik Dawid Grupa: 16 Rok studiów: II Rok akademicki: 2010/2011 Semestr: III
Data wykonania: 07.01.2011	Data oddania:	Ocena:

ĆWICZENIE NR 3

TEMAT: Kinematyka obróbki kół zębatych

I. Zadanie: Dla obróbki koła zębatego o zębach śrubowych o podanych parametrach określić:

1. Wymiary frezu modułowego ślimakowego, którym będzie prowadzona obróbka.

2. Liczbę przejść narzędzia skrawającego.

3. Głębokość skrawania, posuw pionowy frezu, prędkość skrawania i prędkość obrotową.

4. Wartości przełożeń przekładni gitarowych występujących w łańcuchu napędu głównego, ruchu podziałowego, kształtowania linii śrubowej oraz posuwu pionowego.

5. Dobrać koła zębate przekładni gitarowych umożliwiających realizację obliczonych wartości przełożeń.

Dane do obliczeń:

- Materiał koła nacinanego: 25 Rm= 770 Mpa

- Liczba zębów koła nacinanego z: 48

- Moduł : m= 2,25 [mm]

- Kąt pochylenia linii śrubowej zębów β= 20 °

2. WSTĘP TEORETYCZNY:

Metody obróbki kół zębatych:

• Metody kształtowe

- charakterystyka:

Narzędzie ma ostrza o zarysie wrębu koła nacinanego. Należy do metod mało dokładnych ze względu na trudności związane z wykonaniem dokładnego zarysu narzędzia oraz jego ustawienia w płaszczyźnie symetrii wrębu. Wadą jest także konieczność stosowania dużej liczby narzędzi( teoretycznie do każdej liczby zębów, każdego modułu i kąta przyporu inne narzędzie). Stosowana
w produkcji jednostkowej do głównie obróbki kół zębatych o zębach prostych (za wyjątkiem metody jednoczesnego dłutowania wszystkich zębów).

- rodzaje:

• Frezowanie frezem modułowym krążkowym

Obróbkę przeprowadza się na frezarce uniwersalnej przy zastosowaniu podzielnicy. Frezy produkowane są w kompletach: dla kół o modułach

m=0,5-7 mm komplet składa się z 8 frezów; dla kół o modułach m=8-20 mm 15 frezów. Frezami krążkowymi można obrabiać również koła o zębach śrubowych. Minimalna liczba zębów koła obrabianego z=12.

• Frezowanie frezem palcowym

Znajduje zastosowanie do obróbki zębów daszkowych, zygzakowych oraz wieńców wewnętrznie uzębionych. Obróbka obecnie rzadko stosowana.

• Dłutowanie

Metoda mało wydajna przy zastosowaniu jednego noża na dłutownicy uniwersalnej. Stosowane są także dłutownice specjalne, na których obróbkę przeprowadza się specjalnymi głowicami obrabiając równocześnie wszystkie wręby koła zębatego. Można na nich obrabiać koła o module do m=6 mm oraz maksymalnej średnicy zewnętrznej do 250 mm.

• Przepychanie

Metoda stosowana w produkcji masowej i wielkoseryjnej kół o dużej dokładności o średnicy do 300mm. Należy do metod bardzo wydajnych.

• Metody obwiedniowe

- charakterystyka:

W metodzie obwiedniowej zarysy boków zęba są obrabiane przez kolejne położenia krawędzi skrawających narzędzia, wykonującego (oprócz ruchu roboczego) ruch toczny razem z obrabianym kołem. Ruch toczny może być zrealizowany na zasadzie współpracy dwóch kół zębatych, z których jedno jest narzędziem, lub na zasadzie współpracy obrabianego koła zębatego
z narzędziem w kształcie zębatki.

- rodzaje:

• Metoda Maaga

Narzędzie w kształcie zębatki wykonuje ruch dłutujący, a koło obrabiane ruch toczny(obrót wokół własnej osi z jednoczesnym ruchem posuwowym). Obróbka jest przerywana. Obrabiać można koła o zębach prostych i śrubowych. Zaleta metody jest proste narzędzie. Wadą- mała wydajność. Ta metoda znajduje najczęściej zastosowanie do obróbki kół o dużych modułach (m=1-50 mm) oraz znacznych średnicach (20 mm- 12 m).

• Metoda Sunderlanda

Narzędziem jest zębatka, która wykonuje ruch dłutujący i ruch posuwowy,
a koło obrabiane tylko ruch obrotowy. Obróbka jest przerywana. Najczęściej wykonywane są koła o zębach daszkowych.

• Metoda Fellowsa

Narzędzie w kształcie koła zębatego wykonuje ruch dłutujący i ruch obrotowy,
a przedmiot ruch obrotowy. Dodatkowo występują jeszcze ruch promieniowe tj. dosuw narzędzia na odpowiednią głębokość oraz odsunięcie narzędzia od przedmiotu w czasie jego ruchu jałowego. Obrabiać można koła o zębach prostych i śrubowych. Metoda powszechnie stosowana. Wydajność obróbki wyższa niż frezowania obwiedniowego.

• Frezowanie obwiedniowe

Narzędziem jest frez ślimakowy wykonujący ruch obrotowy i posuwowy. Przedmiot obrabiany wykonuje tylko ruch obrotowy. Metoda powszechnie stosowana do obróbki kół zębatych o zębach prostych i śrubowych, a także ślimaków i ślimacznic.

• Obróbka plastyczna na zimno

- charakterystyka:

Metoda stosowana w produkcji wielkoseryjnej. Poprzez obróbkę plastyczną można kształtować koła wykonane z materiałów, które charakteryzują się wytrzymałością na rozciąganie Rm ≤ 110MPa i wydłużeniem A10 nie mniejszym niż 10 - 12%. Na jakość produkcji wpływa przede wszystkim dokładność wykonania narzędzi (dla produkcji kół w klasie 8-9 narzędzia winny być wykonane w klasie 6). Chropowatość powierzchni roboczych zarysów zębów narzędzi Ra ≤ 0,16 µm. Ważna jest także średnica półfabrykatu- dopuszczalna odchyłka nie powinna być większa niż 0,01 mm. Metodą obróbki plastycznej można uzyskać koła w 7-8 klasie dokładności i o chropowatości powierzchni zarysów zębów walcowanych Ra= 0,63- 0,16 µm.

-rodzaje:

• Walcowanie na tokarkach metodą przelotową

Obróbka polega na tym, że walce o stałym rozstawie osi przesuwają się ruchem względnym wzdłuż obracającego się przedmiotu. Jest ona prowadzona za pomocą specjalnych przyrządów. Można kształtować koła o zębach prostych
i śrubowych i module m ≤ 1,5 mm oraz średnicy zewnętrznej do 60 mm.

• Walcowanie metodą wgłębną

Przy tym sposobie obróbki nie ma ruchu względnego narzędzi wzdłuż osi materiału, natomiast w czasie walcowania następuje promieniowe zagłębienie się zębów narzędzia w walcowane koło. Obróbka jest prowadzona na walcarkach do gwintów lub specjalnych obrabiarkach. Można walcować koła zębate o module m ≤ 4 mm i średnicy zewnętrznej do 200 mm.

• Walcowanie planetarne (uderzeniowe)

Obróbka odbywa się na specjalnych walcarkach za pomocą odpowiednio zaprofilowanych rolek. Ruchy obrotowe walców i materiału obrabianego są tak zsynchronizowane, że rolki trafiają zawsze na wręby i kształtują je na pełnej głębokości . Metoda ta pozwala na obróbkę kół o module m ≤ 3 mm i średnicy do 120 mm.

3. Obliczenia:

1. Wymiary frezów modułowych ślimakowych do obróbki kół zębatych:

Moduł m= 2,25

Z tabeli odczytujemy:

D= 63, L= 50, d= 22

2. Wytyczne doboru liczby przejść narzędzia:

- 1 przejście zgrubne i 1 wykańczające

3. Wytyczne doboru głębokości skrawania dla przejść zgrubnych:

a_p= 1,4 m= 1,4*2,25= 3.15 [mm]

4. Wytyczne doboru posuwu f(mm/obr przedmiotu) przy frezowaniu obwiedniowym walcowym kół zębatych ślimakowych frezami obwiedniowymi do kół zębatych.

Na podstawie danych z tabeli posuw f dla modułu 2.25 wynosi 2,4 [mm].

Dla obróbki wykańczającej posuw wynosi 0,7 [mm].

Dla kąta β= 20° K_β= 0,75

5. Wytyczne doboru prędkości skrawania V_c [m/min] przy frezowaniu obwiedniowym walcowym kół zębatych frezami modułowymi ślimakowymi ze stali szybkotnącej(okres trwałości ostrza T= 600-900).

Na podstawie danych z tabeli dla modułu m= 4,0 dla obróbki zgrubnej

V_c= 25 [m/min], a dla obróbki wykańczającej V_c= 35 [m/min].

Dla stali 25 współczynnik poprawkowy materiału K_m= 1.

Obliczenie prędkości obrotowej freza:

Dla obróbki zgrubnej(V_c=25[m/min]):

z tabeli: n=127[Obr/min]

Koło A: 32 Koło B: 28

Dla obróbki wykańczającej(V_c=45[m/min]):

z tabeli: n=192[Obr/min]

Koło A:38 Koło B: 22

Obliczenie przełożenia przekładni z kołami wymiennymi i_v:

Dla obróbki zgrubnej (V_c=25[m/min]):

Dla obróbki wykańczającej (V_c=35[m/min]):

Obliczenie przełożenia łańcucha kinematycznego podziału(kształtowanie ewolwenty) i_p:

k - krotność freza (k=1)

z - liczba zębów freza

Koła znamionowe: a=40, b=20, c=24, d=58.

Obliczenie przełożenia kół znamionowych i_p:

f= 2,4[mm], zatem

Koła znamionowe: a₁= 36, b₁= 25, c₁= 45, d₁= 90.

Obliczenie przełożenia łańcucha kinematycznego kształtowania linii śrubowej i_s:

Koła znamionowe a₂=80, b₂=100, c₂=30, d₂=20.

---