Углы (в,

,°) н!> лэиа шпинделя УДГ при фрезеровании *уйчатьгх муфт

с пилообразнычи зубьяги

К1.3. Фрезерованиа пгоских нриволинейньах контуров и кулачков барайаиното тта

Плоские криволинейные контуры часто применяются в машиностроении в качестве рабочих поверхностей различных деталей. Примером могут служить дисковые кулачки токарных и токарно-револьверных автоматов и полуавтоматов. Криволинейные поверхности на заготовках этих изделий выполняются на фрезерных станках методами копирования, специально настраиваемых кинематических цепей и при помощи числового программного управления.

Фрезерование кулачков с рабочим профилем по архимедовой спирали. На рис, XI. 12, а сплошной линией показан дисковый кулачок, рабочий профиль которого представляет собой один полный виток архимедовой спирали. В данном случае участок 1-2 определяет шаг спирали Н, соответствующий полной окружности.

На рис. XI. 12, б показан другой дисковый кулачок, рабочая часть профиля которого образована двумя спиралями. Спираль }-2 охватывается центральным углом cpi, а спираль 3--4 -- центральным углом срз. Участки профиля 1-4 и 2-3 выполняются по кривым линиям, специально построенным для подъемов и спадов кулачков.

Расстояния /i{ и h, характеризующие участки спиралей, называются подъемами спиралей, соответствующими центральным углам cpj и фз-

Если известен подъем спирали h и соответствующий ему центральный угол ср, то шаг спирали Н (мм), отнесенный к полной окружности, можно определить из формулы

Я = 360°/1/ф. (106)

Очень часто центральный угол, охватывающий спиральный участок, вырал ют не в градусах, а в сотых долях полной окружности, т. е. при построении профиля кулачка из его центра проводят не 360 (360°), а 100 лучей. Тогда формула (106) принимает вид

Я==/1100/п, (107)

где h - подъем спирали на участке, содержащем и лучей (или cotlix долей полной окружности); п- число лучен (сотых долей окружности), занимаемых кривой.

При отсутствии специального высокопроизводительного оборудования кулачки, подобные изображенным на рис. XI. 12, можно фрезеровать на консольном фрезерном станке с помощью УДГ. Фрезерование производится при вертикальном пли наклонном расположении шпинделя делительной головки концевымп фрезами, установленными (в большинстве случаев) в поворотной шпиндельной головке широкоуниверсального фрезерного станка.

На рис. XI.13 показаны два случая фрезерования кулачка, заготовка которого закреплена в шпинделе УДГ 4. Концевая фреза 2 закреплена либо непосредственно В шпинделе вертикально-фрезерного станка (рис. XI. 13, а), либо в шпинделе поворот-Ной фрезерной головки, установленной на горизонтально-фрезерном станке (рис. XI. 13, б). Вращение , Шпинделю делительной го-ловки передается через гитару сменных шеСтерен Zj-24 от ходового винта /. Кинематическая цепь, связывающая станок с заготовкой 5, обеспечивает передачу последней сложного ДВИЖИНЯ, в результате которбА фреза воспроизводит на детали кривую.

Расчетная формула настройки делительной головки определяется из условия кинематического баланса, т. е. одному полному обороту шпинделя головки должно Соответствовать перемещение

стола станка, равное шагу архимедоьой спирали Н. При вертикальном положении шпинделя делительной головки настройка гитары сменных шестерен, обеспечивйю-Й1,эя выполнение этого условия, выражается формулой

Рис. XI.12.

Дисковые кулачки с профилями спиралям

по архимедовым

= А/Н.

(108)

Если данная спираль задана не шагом Н, а подъемом h на некотором участке, то для определения гсм по формуле (108) необходимо вредварительно определить Н из формулы (106) или (107).

При малых значениях Н ведущие сменные шестерни Zj и получаются настолько большими, что передача вращения от винта стола к нпнгнделю делительной головки становится невозможной. Поэтому кулачки с такими спиралями обрабатываются

Лодача стола 4

Рис.. Ж1..ГЗ.

фрезерование дисковых улзиков в дашигрельл ых головках

с наклонным расположением шпинделя (рис. XI.13, б). В этом случае передаточпое отношение сменных шестерен определяется по формуле

(см = Л sin е/Я. (109)

Нередко прибегают к такому практическому приему. При иеобходимости обработки плоского кулачка со сравнительно малым значением шага Я устанавливают сменные зубчатые колеса для фрезерова1птя спиральной канавки с некоторым про-извольньм шагом Я, шпиндель делительной головки и фрезу располагают по отношению к направлению продольной подачи под углом 6, значение которого рассчитывается по формуле

sin е = Я/Я. (ПО)

Такой прием оказывается удобным в связи с тем, что, установнв сменные зубчатые шестерни для фрезерования спирали с произвольным шагом Я, можно обработать весь кулачок, не меняя шестерен гитары, а лишь изменяя положения шпинделя делительной головки и фрезы при переходе от одного участка кулачка к другому.

Если участок спиральной поверхности на кулачке задан гюдъемом h, то углы наклона шпинделя головки и фрезы определяются;

1) для случая, когда спиральный участок выражен центральным углом,

sin е = 3607г/(фЯ); (111)

2) для случая, когда этот участок спиральной поверхности выражен в сотых долях полной окружности,

sine = ЮОЫ(пН). (112)

Ца, рис. X 1.13, б фреза 2 неслучайно расположена снизу от кулачка 5, Такое ее райтоложение обеспечивает лучший отвод стружки и более низкую шероховатость обработанной поверхности.

Для выбора режущей части фрезы необходимо руководствоваться следующим: по мере углубления фрезы в металл она снимает стружку все новыми участками лезвий по их длине, поэтому длина режущей части фрезы должна быть больше толщины кулачка, т. е.

L = а Ч- ftsinO + 10, (113)

где а - толщина кулачка, мм; 10 - запас, учитывающий возможные погрешности установки фрезы, мм.

В целях ускорения обработки кулачков обычно прибегают к разметке контура под предварительное фрезерование, ориентируясь по которой, затем удаляют из-быгочный объем металла, образованный круглой формой обточенной заготовки.

Пример 3. Настроить станок для фрезерования архимедовой спирали на кулачке (толтциной 10 мм) с подъемом спирали ft = 32 мм на участке, соответствующем цен1ральному углу ф = 200°. Характеристика станка Л = 240.

!. По формуле (106)

Я = 360-32/200= 57,6 мм.

2. П;!сизвольно принимаем шаг спирали Я = 60 мм и для фрезерования уста-нази.васм сменные шестерни, рассчитывая их по формуле ( 08):

(см = Л/Я = 240/60 == 100/40-80/50.

3. По формуле (111) находим угол наклона шпинделя делительной головки и фрезы

sin е = 360-32/(200-60) 0,96,

откуда по таблице тригонометрических функций находим угол G = 74°.

4. Определяем длину режущей части фрезы по формуле (ИЗ)

L = 10 -f 32-0,96 4- 10 51 мм.

Пример 4. Настроить станок (характеристика Л = 240) для фрезеровавия замкнутого криволинейного паза прямоугольного сечения на торце диска (рис. XI. 14). Как видно из чертежа, паз кулачка состоит из двух архимедовых спиралей, сопряженных с другими кривыми. Спираль К имеет подъем h - 63,42 мм в пределах цент-