Зубофрезерный станок

 

Изобретение относится к зубофрезерным станкам, предназначенным для нарезания червячной фрезой цилиндрических зубчатых колес. Цель изобретения - упрощение кинематических цепей подач в станке, снижение габаритов, расширение технологических возможностей станка и снижение затрат времени и энергии на выполнение холостых перемещений. Цель достигается тем, что подача заготовок осуществляется в направлении , перпендикулярном оси заготовки и параллельном плоскости разворота шпинделя фрезы, цепь подач каретки стола выполнена взаимосвязанной с цепью подач шпинделя изделия посредством взаимодействия опоры щпинделя изделия с опорной поверхностью неподвижной копирной однопрофильной или двухпрофильной линейки. 1 з. п. ф-лы, 5 ил. to ел сл со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1511 4 В 23 Р 5/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3885305/25-08 (22) 18.04.85 (46) 07.09.86. Бюл. № 33 (71) Комсомольский-на-Амуре политехнический институт (72) Б. Я. Мокрицкий (53) 621.924.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 956185, кл. В 23 F 5/22, 1979. (54) ЗУБОФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК (57) Изобретение относится к зубофрезерным станкам, предназначенным для нарезания червячной фрезой цилиндрических зубчатых колес. Цель изобретения — упрощение

ÄÄSUÄÄ 1255316 А1 кинематических цепей подач в станке, снижение габаритов, расширение технологических возможностей станка и снижение затрат времени и энергии на выполнение холостых перемещений. Цель достигается тем, что подача заготовок осуществляется в направлении, перпендикулярном оси заготовки и параллельном плоскости разворота шпинделя фрезы, цепь подач каретки стола выполнена взаимосвязанной с цепью подач шпинделя изделия посредством взаимодействия опоры шпинделя изделия с опорной поверхностью неподвижной копирной однопрофильной или двухпрофильной линейки. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

1255316

Изобретение относится к зубофрезерным станкам обкатного типа, предназначенным для нарезания червячной фрезой.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет нарезания цилиндрических прямозубых, косозубых и червячных колес.

На фиг. 1 схематично представлен станок, общи"; на фиг. 2 — кинематическая схема станка; на фиг. 3 — кинематическая связь цепи подач салазок и каретки с общими органами настройки; на фиг. 4— рычажная система для подъема шпинделя изделия; на фиг. 5 — вариант исполнения копирной линейки.

На продольных направляющих станины 1 установлена каретка 2 стола, несущая шпиндель 3 изделия. На других направляющих 4, параллельных первым, установлены салазки

5 со стойкой 6, несущей привод вращения фрезы 7 и механизм разворота шпинделя фрезы (не показан) . Стойка 6 установлена на салазки 5 с возможностью перемещения по соответствующим направляющим в радиальном направлении по отношению к изделию. Однопрофильная копирная линейка 8 установлена неподвижно на станине внутри каретки 2 так, что нижний, подпружиненный пружиной 9 конец шпинделя изделия своей опорой 10 контактирует с ее профилированной опорной поверхностью. Шкаф 11 установлен рядом со станиной и служит для размещения электро- и гидроаппаратуры и монтажа органов настройки, например гитар, требуемых величин и направлений перемещений.

Шпиндель 3 изделия установлен в червяч«ом колесе 12 делительной пары стола с возможностью осевого перемещения, например, на шлицах. Червяк 13 делительной пары установлен на валу 14 кинематической цепи деления также с возможностью осевого перемещения. Червячное колесо и червяк в неизменном положении относительно друг друга и относительно корпуса стола удерживаются соответствующими упорами (не показаны). Ходовой винт 15 кинематической цепи подач салазок 5 со стойкой 6 взаимодействует с гитарой 16, смонтированной в корпусе салазок, и через гитару i„ настройки величины и направления подачи связан с кинематической цепью подач каретки 2 стола, которая заимствует движение с вала 14 цепи деления и состоит из гитары i„настройки величины и направления подачи, ходового винта 17 и гайки 18, взаимодействующей с винтом 17 и установленной в корпусе каретки.

Цепи подач салазок и каретки связаны с центральными колесами 19 дополнительного дифференциального механизма, водило 20 которого посредством передач 21 и цепи дифференциала с органом настройки i Hô связано с червячной передачей 22, установленной на водиле 23 основного дифференциаль5

10 !

55 ного механизма, центральные колеса 24 которого связаны с цепью деления. Цепь деления имеет орган настроики ы и связывает делительную пару стола со шпинделем 25 фрезы, который посредством органа настройки „ связан с электродвигателем Д. Опорная поверхность 26 копирной линейки 8 может быть выполнена криволинейной, ломаной или прямой (фиг 2), наклонной под некоторым углом ф к плоскости перемещения каретки стола. В любом из этих случаев опорная поверхность может быть названа однопрофильной. Выбор профиля опорной поверхности копирной линейки зависит от требуемого характера изменения величины подачи шпинделя изделия в процессе нарезания изделия. Bl и  — движение вращения соответственно фрезы и изделия; Hi — движение подачи каретки стола; П вЂ” движение, со ответствующее величине и направлению Пь а также профилю опорной поверхности 26 (движение подачи шпинделя изделия вдоль своей оси); Па -- движение подачи салазок со стойкой.

Станок может работать в различных вариантах включения кинематических цепей, что отражает его широкие технологические возможности.

Нарезание прямозубых цилиндрических колес возможно при обычном, диагональном, комбинированном зубофрезеровании и зубофрезеровании с боковой (тангенциальной) подачей.

Обычное зубофрезерование.

Характеризуется перемещением межосевого перпендикуляра пары фреза-колесо вдоль оси нарезаемого колеса (изделия).

Может быть исполнено при встречном или попутном перемещении шпинделя изделия. Устройство станка на фиг. 2 соответствует встречному фрезерованию,т. е. перемещению шпинделя изделия вверх. Для попутного фрезерования (перемещению шпинделя изделия в процессе нарезания колеса вниз) необходима незначительная модернизация опоры 10 нижнего конца шпинделя 3, пружины 9 и иное расположение копирной линейки 8. Поэтому рассмотрим далее только встречное фрезерование. Настройка гитары скоростей -, и гитары деления i, . при включении двигателя Д обеспечивает необходимое вращательное движение В и В> фрезы и изделия. Настройка гитар с „и, должна обеспечивать равные по величине и одинаковые по направлению подачи П i и Пз каретки стола и салазок стойки. Движение подачи П; каретки стола посредством взаимодействия опоры 10 шпинделя 3 с опорной поверхностью 26 копирной линейки 8 обеспечивает соответствующее движение П подачи шпинделя изделия. Таким образом, при данном варианте фрезерования движения подач

Пь П и Па не равны нулю, а подачи Hi и Пз равны по направлению и величине.

Соответственно будет отсутствовать поворот

1255316

3 водила 20 дополнительного дифференциала, и цепь основного дифференциала может быть отключена. При необходимости посредством специального механизма могут быть реализованы осевые перестановки (передвижки) фрезы.

Диагональное зубофрезерование.

Характеризуется перемещением межосевого перпендикуляра пары фреза-колесо под некоторым углом у к оси изделия в плоскости разворота оси фрезы. Осуществимо на станке при перемещении шпинделя изделия и различных комбинациях величин и направлений подач Hi и Пз, что условно можно разделить по величине такого параметра Р диагонального зубофрезерования, как отношеие алгебраической разности величин подачи Hi и Пз к величине подачи

П . Различные комбинации величин и направлений подач Hi и Пз, т. е. различие параметра Р диагонального зубофрезерования, обеспечивает использование в процессе нарезания колеса различных по длине участков режущей части фрезы, что обеспечивает различный характер износа зубьев фрезы, различные точностные характеристики нарезаемого колеса и т. д.

При реализации различных величин параметра Р диагонального фрезерования, станок работает следующим образом.

Диагональное фрезерование с минимальным параметром Р.

Включают подачу Hi и получают соответствующую подачу П . Включают подачу

Пз в том же направлении, что и подачу Г1ь но так, чтобы Hi ф Пз. Разность величин подач Hi и Пз и настройка гитары ia-ф обуславливают доворот шпинделя изделия посредством дополнительного и основного диффе- 35 ренциал а.

Диагональное фрезерование со средними значениями параметра P.

Включают только подачу Hi и получают соответствующую подачу П . Обеспечивают соответствующий доворот шпинделя изделия.

Диагональное фрезерование с максимальным параметром Р.

Включают подачу Hi и получают соответствующую подачу П . Включают подачу Пз в направлении, противоположном направле- 4> нию подачи Пь Обеспечивают необходимый доворот шпинделя.

Комбинированное зубофрезерование.

Характеризуется изменением направления перемещения межосевого перпендикуляра в различные периоды нарезания колеса.

Так, в начальный период может быть включена радиальная подача, затем при достижении необходимой глубины фрезерования может быть включено обычное или диагональное зубофрезерование по любому из перечисленных вариантов. Комбинированное зубо- 55 фрезерование позволяет существенно изменять производительность процесса и влияет на характер износа зубьев фрезы.

Зубофрезерованне с боковой (тангенциальной) подачей.

Применимо для колес, имеющих узкий обод. Влияет на характер износа зубьев фрезы и позволяет исключить из работы отдельные кинематические цепи станка. Включают только подачу П и обеспечивают соответствующий доворот шпинделя изделия.

Нарезание косозубых цилиндрических колес возможно при тех же вариантах фрезерования, что и нарезание прямозубых ко<ес, но при этом настройка гитары Йиф дифференциала должна учитывать угол наклона зубьев колеса. Кроме того, на станке возможно нарезание косозубого колеса с подачей вдоль линии зуба. Этот вариант фрезерования обычно реализуется на бездифференциальных станках с наклоняемыми направляющими фрезерного суппорта и характерен сочетанием диагонального фрезерования с передвижками фрезы, что влияет на характер износа зубьев фрезы и точностные параметры колеса. При фрезеровании с подачей вдоль линии зуба выбирают такой угоп наклона опорной поверхности копирной линейки и такие величины подач Hi и Пз, чтобы обеспечить перемещение межосевого перпендикуляра вдоль линии зуба нарезаемого колеса, т. е. реализуют частный случай диагонального зубофрезерования.

Нарезание червячных колес возможно при радиальной или боковой подаче, а также при комбинированном фрезеровании. Каждый из вариантов обуславливает различный характер износа зубьев фрезы.

Фрезерование с радиальной подачей.

Включают только радиальное перемещение (цепь радиальных подач не показана, так как ее устройство обычно) стойки. Подачи Пь П и Пд отсутствуют.

Фрезерование с боковой подачей соответствует общеизвестному фрезерованию с тангенциальной подачей. Для этого копирная линейка либо не нужна, либо в станке необходимо применить копирную линейку с прямолинейной опорной поверхностью, не имеющей угла наклона, т. е. угол = О.

Фрезерование с боковой подачей может быть реализовано на станке в нескольких вариантах, отличающихся настройкой станка.

Фрезерование с боковой подачей стола состоит в том, что включена только подача

Пь Подача Па отсутствует, подача П также отсутствует, так как ф = О.

Фрезерование с боковой подачей стойки состоит в том, что включена только подача Пз.

Фрезерованис с попутными боковыми подачами стола и стойки состоит в том, что включены одновременно подачи П и Пз, причем в одном направлении, но с разной величиной, т. е. подачи Hi и Пз направлены попутно и различны по величине.

Фрезерование со встречными боковыми подачами стола и стойки. Состоит в том, 12553!6 что подачи HI и Пз направлены в противоположных направлениях.

Во всех указанных вариантах фрезерования червячных колес с боковой подачей необходимо обеспечивать соответствующий доворот шпинделя изделия за счет настройки цепи дифференциала.

Один из вариантов конструкции станка состоит в том, что устранена цеш дифференциала с дифференциальными механизмами, а цепи подач салазок и каретки вы- 10 полнены связанными с общим органом настройки, т. е. ходовые винты 15 и 17 связаны через общую гитару i, подач с цепь>o деления и, следовательно, при одинаковых шагах ходовых винтов величины подач П и П> равны. Для реверсирования I аправлений подач П и На могут быть встроены реверсы или трензели.

Предлагаемое устройство станка может быть использовано не только для нарезания червячных колес, когда угол наклона Ч опорной поверхности копирной линейки равен нулю, но и для нарезания прямозубых или косозубых цилиндрических колес. Для этого копирная линейка должна иметь угол >!> наклона опорной поверхности (фиг. 3) для обеспечения подачи П2, а настройка ги- 25 тары деления (дел должна учитывать угол наклона зубьев колеса, величины и направления подач П и На, что возможно лишь для узкого диапазона параметров колес и величин подач. Расн>ирить этот диапазон можно путем установки в станке цепи и механизма дифференциала. Цепь и устройство дифференциала аналогичны изображенным на фиг. 2, движение же в цепь дифференциала должно быть заимствовано из цепей подач сразу после гитары i,. подач.

Во всех рассмотренных случаях нарезания колес возврат (холостые перемещения) салазок со стойкой, каретки со столом и шпинделя изделия может быть произведеH следующим образом.

Изменением направления перемещения салазок и каретки путем переклк>чения реверсов или трензелей в цепях подач.

Реверсированием направления вращения фрезы путем переключения реверса в гитаре скоростей при возможном увеличении числа оборотов фрезы. 45

Реверсированием направления вращения приводного гала 14 цепи деления путем переключения реверса в гитаре деления при возможном увеличении числа оборотов делительной пары стола.

Путем установки дополнительного электродвигателя ускоренных перемещений и подключения его к цепи подач посредством муфтовых передач.

Более оптимальным является вариант устройства станка, позволяющий производить его наладку (возврат подвижных органов в исходное для нарезания колеса положение)

На нарезание следующего колеса более быстро и без дополнительного электродвигателя ускоренных перемещений. Такое устройство станка осуществимо при исполнении копирной линейки поворотной вокруг оси шпинделя изделия и быстросъемной с последующей переустановкой или при исполнении ее симметричной двухпрофильной с механизмом перемещения.

Так, например, пусть стол станка оснащен механизмом (например, рычажным) для незначительного подъема шпинделя изделия путем сжатия пружины 9. Тогда после нарезания колеса, останова станка и снятия нарезанного колеса со шпинделя 3 изделия могут быть использованы механизмы стола, предназначенные для наладки станка на нарезание следующего колеса.

Рычажная система 27 для поднятия шпинделя 3 изделия с опорой 10 vcTaHQB,.Iåaa в корпусе стола и связана с нижним торцом шпинделя изделия. Копирная линейка 8 выполнена быстросъемной с возможностью переустановки из положения, представленного на фиг. 2, в положение, представленное на фиг. 4.

Станок работает следующим образом.

После снятия нарезанного колеса при наладке станка по фиг. 2 нажатием на рычаг

27 приподнимают шпиндель 3 изделия с опорой !О, линейку 8 извлекают и переустанавливают в положение, представленное На фиг. 4, затем устанавлива>от заготовку следуюпьего нарезаемого колеса, реверсируют подачи П> и П> и включают станок.

При достаточных размерах станка может быть использовано другое устройство для Наладки станка на нарезание следук>щего колеса (фиг. 5). Копирная линейка 8 выполнена двухпрофильной с симметричным расположением опорных поверхностей 26 и 28, имеющих, например, одинаковый угол наклона >!>. Линейка установлена на направляю цих 29, снабжена зажимами 30, рейкой 31, взаимодействующей с рее >ной шестерней 3?, установленной в корпусе стола и имеющей, например, ру,ной привод.

Станок работает следук>щим образом.

Линейка 8 устанавливается симметрично относительно шпинделя, как это показано на фиг. 5, и фиксируется на направляющих

29 зажимами 30. На шпиндель изделия ),станавливается заготовка зубчатого колеса и включаются все необходимые формообразующие движения, при этом, например, подачи

П и П> направлены вправо по плоскости. фиг. 2. Соответствующая подача П> шпинделя изделия (вверх по <риг. 2 и фиг. 5) будет обеспечена при взаимодействии опоры !

О с опорной поверхностью 26. После нарезания колеса, останова станка и снятия нарезанного колеса со станка зажимы 30 разжимают и вращением шестерни 32 Носредством реечного зацеп IcHHH линейки 8 перемещают вправо (в плоскости ()>HI . 5) до первоначального положения, т. е. до обес12553 печения симметричного расположения линейки относительно шпинделя изделия. При этом шпиндель изделия под воздействием пружины 9 опускается вниз в свое первоначальное положение. Линейку вновь фиксируют зажимами 30, реверсируют направление подач П1 и Пз (влево в плоскости фиг. 2), устанавливают заготовку колеса и включают станок. При этом подача П2 будет обеспечивать перемещение шпинделя изделия (вверх по фиг. 2 и фиг. 5) при вза- 10 имодействии опоры 10 с опорной поверхностью 28 копирной линейки. После нарезания этого колеса выполняется перемещение линейки влево, и цикл повторяется.

Формула изобретения

1. Зубофрезерный станок обкатного типа, предназначенный для изготовления цилиндрических и червячных колес, на станине которого смонтированы инструментальная стойка, несущая привод вращения фрезы, l6 соединенный с цепью обката дифференциалом, и каретка, несущая шпиндель изделия, при этом цепь подачи каретки стола связана с цепью подач инструментального шпинделя, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей станка, инструментальная стойка и каретка размещены с возможностью перемещения в параллельных плоскостях, а станок снабжен предназначенной для связи цепи подач каретки стола с цепью подач шпинделя изделия копирной линейкой, установленной на станине с возможностью взаимодействия с шпинделем изделия, и дополнительным дифференциалом, которым осуществлена связь цепи обката с цепью подач каретки.

2. Станок по и. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, копирная линейка выполнена двухпрофильной с симметричным расположением профилей опорных поверхностей и снабжена зажимами и приводом наладочного перемещения.

1255316 дел

Я

Составитель В. Слиткова

Редактор Н. Егорова Техред И. Верес Корректор Т. Колб

Заказ 4756/13 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4