Нарезание винтовых канавок с переменным шагом на фрезерном станке типа 6р13ф30

МЕТАЛЛООБРАБОТКА

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА Оич1У

УДК 621.914.7

Нарезание винтовых канавок с переменным шагом на фрезерном станке типа 6Р13Ф30

Ю. А. Ведерников, Р. М. Хисамутдинов

В статье описывается способ модернизации универсального зубофрезерного станка, дающий возможность повысить производительность изготовления детали типа долбяк. Благодаря такой концепции модернизации станка можно произвести быструю переналадку за счет смены копира, причем сохраняются все настройки для обработки цилиндрических и косозубых колес. Для этого достаточно установить копир с прямым профилем. Авторами способа получен патент Российской федерации на изобретение № 2508969, МПК B23F5/20.

Ключевые слова: зубофрезерный станок, модернизация, долбяк.

Наше изобретение относится к металлообработке, а именно к обработке материалов резанием и может применяться при фрезеровании винтовых канавок с переменным шагом на фрезерном станке с системой ЧПУ. На станке устанавливается поворотная делительная головка типа CNC500R или делительная головка с шаговым двигателем.

Предлагаемый способ проще рассмотреть на приводах с шаговым двигателем. Отсоединяем вход управляющих сигналов с коммутатора координаты У и подсоединяем его к коммутатору управления шаговым двигателем делительной головки. Введем понятие опорного шага винтовой канавки и приращения шага, обеспечивающего непрерывное изменение шага. Под опорным шагом будем обозначать шаг первого витка.

Вначале фрезерный станок настраивается на канавку с постоянным опорным шагом, затем на него накладывается переменный шаг, изменяющийся по определенному закону. Для наладки станка на опорный шаг используется линейный интерполятор. Программируем обработку отрезка 0УХ (рис. 1).

Известно, что в результате приращений на приводы координат Х и У будут поданы импульсы по приращениям АХ и ДУ. Импульсы в количестве АХ подаются на продольную подачу, а импульсы АУ подаются на шаговый

У

ДХ

Рис. 1

двигатель делительной (поворотной) головки. В результате получим винтовую линию с постоянным шагом.

Для получения винтовой линии с переменным шагом используем электронную схему, состоящую из задающего генератора (ЗГ), цифроаналогового преобразователя (АЦП), управляемого генератора переменной частоты (УПЧ) и делителя (Д) (рис. 2).

Настраиваем на необходимую частоту задающий генератор импульсов (И), подаваемых на АЦП. На выходе АЦП имеем переменное напряжение, значение которого зависит от количества импульсов, поступающих с ЗГ. Напряжение с АЦП подается на УПЧ,

0

Хк X

№ 2(92)/2016

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

ЗГ 111 АЦП

г

УПЧ

Д

У

01

Хк1

У

У,

Рис. 2

02

Хк2

Рис. 3

У?

0, 02 Рис. 4

0з

Хк3

X

Уз

X

на выходе (В) которого получаем импульсы частотой, зависящей от входного напряжения. Делитель служит для настройки на необходимое приращение переменной части шага винтовой канавки.

Если по требованию к винтовой канавке необязательно непрерывное, плавное изменение шага, то можно предложить программирование нарезки винтовой канавки по схеме на рис. 3.

Определяем, сколько требуется подать импульсов на делительную головку при выполнении ею полного оборота.

Откладываем по оси Х отрезки, равные цене импульса делительной головки (в принципе, это не обязательно, можно взять цену импульса на координате станка). Строим треугольник с необходимым приращением шага по координате У. Программируем обработку отрезков 0УХ,, ОУХр и т. д., определяем координаты УХ,, УХр, ..., УХ^ с перемещением начала координат в точки 0Х,, 0Хр, ..., 0Х^. Направляем импульсы по оси Х, а импульсы по оси У направляем на шаговый двигатель делительной головки. Получим винтовую линию с переменным по длине винта шагом (но с постоянным шагом в пределах каждого витка). Этот способ можно использовать и для нарезания винтовых канавок с постоянным шагом.

При этом 00, = 002 = 003, ..., 0,У, = 02У2 =

= 0зУз ...

В целях обеспечения положения дисковой фрезы параллельно углу подъема винтовой линии предлагается специальная головка для управления положением угла фрезы от шагового двигателя (рис. 4). На рис. 2 шаг винтовой линии изменяется от управляемого генератора переменной частоты, и этот же канал импульсов можно использовать через дополнительный делитель для управления шаговым двигателем шпиндельной головки привода главного движения, которая устанавливается на пиноль шпинделя станка и соединяется со шпинделем.

При нарезании винтовой канавки с дискретным приращением шага лучше использовать пальцевую фасонную фрезу.

Авторами получен патент № 2529144.

Выводы

1. В результате модернизации зубофрезер-ного станка появляется возможность повышения производительности изготовления деталей.

2. Изобретение относится к металлообработке, а именно к обработке материалов резанием, и может применяться при фрезеровании винтовых канавок с переменным шагом на фрезерном станке с системой ЧПУ.

В

В

В

В

0

0

0

3

154

№ 2(92)/2016

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

Е ТАЛ Л О ОБ РАБО Т Kj

Литература

1. Ведерников Ю. А., Хисамутдинов Р. М. Станочные системы: учеб. пособие. Набережные Челны: Изд-во КНИТУ КАИ, 2014. 158 с.

2. Ведерников Ю. А., Хисамутдинов Р. М. Технологическое оборудование машиностроительного производства: учеб. пособие. В 2 ч. Ч. 1. Описание конструкции и наладки. Набережные Челны: Изд-во КНИТУ КАИ, 2014. 285 с.

3. Ведерников Ю. А., Хусаинов Р. М., Хисамутди-нов Р. М. Анализ динамических ошибок и модернизация привода радиальной подачи зубофрезерных станков// Проектирование и исследование технологических систем: межвуз сб. 2011. № 3. С. 68-71.

4. Пат. 2529144 Российская федерация, МПК В23С3/28. Способ фрезерования винтовых канавок с переменным шагом и радиусом профиля / Ю. А. Ве-

дерников, Р. М. Хусаинов, Р. М. Хисамутдинов, Д. В. Емельянов. № 2011142944; заявл. 24.10.2011; опубл. 27.09.2014, бюл. № 27; приоритет 24.10.2011.

5. Пат. 2508969 Российская федерация, МПК B23F5/20. Универсальный зубофрезерный станок / Р. М. Хисамутдинов, Ю. А. Ведерников. № 2012127668; заявл. 02.07.2012; опубл. 10.03.2014, бюл. № 7; приоритет 02.07.2012.

6. Kugultinov S. D., Khisamutdinov R. M., Khisa-mutdinov M. R. Tool Creation and Operation System Development for Large Engineering Enterprises// World Applied Sciences Journ. (WoS). 2014. № 30 (5). Р. 588-591.

7. Khisamutdinov R. M., Khisamutdinov M. R. Automation System Goals for the Creation and Operation of the Tool // Innovative Mechanical Engineering Technologies, Equipment and Materials. 2013, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering (Scopus). 2014. № 69. Р. 1-4.

АО «Издательство "Политехника"» предлагает:

Мурашкина Т. И. Техника физического эксперимента и метрология: учеб. пособие — СПб. : Политехника, 2015. — 138 с. : ил.

ISBN 978-5-7325-1051-5 Цена: 180 руб.

Рассматриваются основные разделы теоретической метрологии: теории измерительных процедур и физического эксперимента, теории обработки экспериментальных данных при проведении измерительного эксперимента, теории планирования физического измерительного эксперимента, с которой тесно связаны такие вопросы, как разработка методик выполнения измерительного эксперимента и метрологическое обеспечение физического эксперимента.

Учебное пособие подготовлено на кафедре «Приборостроение» и предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 200500 «Лазерная техника и лазерные технологии», «Приборостроение», может быть полезно инженерам и научным работникам, занимающимся организацией и проведением измерительного физического эксперимента.

Гриф: Рекомендовано Федеральным государственным автономным учреждением «Федеральный институт развития образования» (ФГАУ «ФИРО») в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки «Лазерная техника и лазерные технологии», «Приборостроение».

Принимаются заявки на приобретение книги по издательской цене. Обращаться в отдел реализации по тел.: (812) 312-44-95, 710-62-73, тел./факсу: (812) 312-57-68, e-mail: sales@polytechnics.ru, на сайт: www.polytechnics.ru.

Т. И. Мурашкина

ТЕХНИКА ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТРОЛОГИЯ

№ 2(92)/2016

55