Библиографическое описание:

Ведерников Ю. А., Емельянов Д. В., Баянов Д. И. Конструирование специальной оснастки для обработки винтовых поверхностей с переменным прогрессирующим шагом // Молодой ученый. — 2015. — №12.1. — С. 13-15.

В настоящее время возникает необходимость получения различных винтовых поверхностей переменного прогрессирующего шага. Примерами могут служить сверла с переменным шагом стружечной канавки, шнеки для экструдеров, используемых в химической промышленности при изготовлении пластмасс. Специальные винты с переменным шагом применяются в ряде отраслей с целью перемещения определенной массы с последующим ее уплотнением в процессе перемещения и приданием ей требуемой формы, например, в резиновой промышленности (кабели, шланги, оболочки), в пищевой промышленности (макароны), в промышленности пластических масс. Основным устройством, удовлетворяющим этому требованию, является конвейер (шнек) с переменным шагом, обеспечивающий уплотнение материала в осевом направлении.

Существуют методы обработки таких поверхностей, в основе которых лежит модернизация токарных универсальных станков и станков с числовым программным управлением, основанные на принципе постоянного непрерывного увеличения шага. С помощью дифференциального конического механизма настраивается основной шаг от механизма настройки, а добавочное переменное движение задается кулачком, построенным по логарифмической спирали.

Вращение кулачка задается гитарой сменных зубчатых колес. В другом методе модернизации токарного станка с помощью дифференциального конического механизма через гитару сменных зубчатых колес производится настройка на основной (опорный) шаг, а для создания дополнительного движения используется шаговый электродвигатель. Настройка шагового двигателя обеспечивается электронной схемой.

Обработку винтовой канавки переменного прогрессирующего шага с сохранением требуемых геометрических параметров канавки удобнее вести на модернизированном вертикально-фрезерном станке 6Р13, оснащенным делительным механизмом, оригинальным поворотным приспособлением для поворота фрезы и электронным блоком управления. Проект модернизации представлен ниже.

Делительное устройство устанавливается на стол вертикально-фрезерного станка, и с помощью гитары сменных зубчатых колес настраивается на величину опорного шага . На приводе делительной головки устанавливается датчик резьбонарезания, который посылает электрические импульсы на блок управления в соответствии с углом поворота приводного вала. Эти импульсы преобразуются в напряжение при помощи цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). Затем напряжение преобразовывается в частоту при помощи управляемого генератора частоты (УГЧ). Далее полученную частоту подают на делитель, который уменьшает в целое число раз подводимую к нему частоту. Частота от делителя подается на электронный коммутатор, который управляет шаговым двигателем, который на другой вход делительного механизма подает дополнительное движение, обеспечивающее заданное приращение шага , которое регулируется с помощью делителя. В этом случае текущий шаг будет подчиняться закону:

,

где  – угол поворота приводного вала, °;

        – опорный шаг, мм;

        – коэффициенты.

Для сохранения формы и геометрических размеров обрабатываемой винтовой канавки, как упоминалось выше, необходимо осуществить поворот фрезы на определенный угол согласно изменения шага. Угол установки фрезы в данном случаев зависимости от непрерывного роста шага винтовой линии будет изменяться по закону:

,

где  – делительный диаметр обрабатываемой канавки, мм;

        – текущий шаг обрабатываемой канавки, мм.

Поворот осуществляется с помощью поворотного приспособления, конструкция которого приведена ниже:

Корпус приспособления, несущий на себе редуктор и шаговый электродвигатель, закрепляется на поворотной головке станка. В шпиндель станка устанавливается специальная оправка. На корпусе закрепляется поворотная шайба, несущая в себе механизм для удержания фрезы – оправку – и механизм передачи вращения от шпинделя на фрезу. Фреза крепится на оправку, которая с противоположной стороны закрывается крышкой. Согласно управляющей программы с электронного блока поступают импульсы, приводя в действие шаговый двигатель, через редуктор, соединенный с поворотной шайбой, тем самым обеспечивая поворот фрезы на нужный угол.

Данным методом можно обрабатывать винтовые поверхности с сохранением заданного профиля канавки. Имеет интерес для производства инструмента в частности сверл и разверток с переменным прогрессирующим винтовым шагом.

 

Литература:

1.         Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. – Машиностроение, 2006. Т.1. C.350-414.

2.         Кузнецов Ю.И. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник.- М.: Машиностроение, 1983. – 359 с. С.340-348

3.         П.Ф. Дунаев Конструирование узлов и деталей машин. Учебное пособие для студ. техн. спец. вузов/ П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов.  8-е изд. перераб и доп. –М. : Издательский центр «Академия»,  2004. C. 45-54.

Основные термины (генерируются автоматически): сменных зубчатых колес, переменным шагом, дифференциального конического механизма, помощью дифференциального конического, винтовой канавки, шагом стружечной канавки, винтовой канавки переменного, поворот фрезы, роста шага винтовой, непрерывного увеличения шага, величину опорного шага, винтовых поверхностей, геометрических параметров канавки, текущий шаг, шаговый электродвигатель, гитарой сменных зубчатых, гитару сменных зубчатых, винтовых поверхностей переменного, гитары сменных зубчатых, приращение шага.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle