Способ обработки однозаходного или многозаходного червякообразного или резьбообразного изделия и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к металлообработке, в частности для обработки червякообразных или резьбообразных изделий. Цель изобретения - повышение качества за счет исключения прижогов и улучшения охлаждения. Однозаходный или многозаходный червякообразный или резьбообразный инструмент производит обработку однозаходного или многозаходного червякообразного или резьбообразного изделия. Головка инструмента имеет меньшую толщину, чем ширина дна впадины изделия, угол профиля инструмента выбран меньшим или равным профильному углу изделия. В процессе обработки общая поверхность мест мгновенного касания инструмента меньше общей поверхности профиля изделия. Устройство включает шпиндели изделия и инструмента, установленные с возможностью вращения вокруг своих осей и перемещения осевого одного из элементов. Приводы всех перемещений связаны электронной и/или механической, и/или гидравлической связью. 2 с.п. и 5 з.п.ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ с е

С0

Ю

00 (.и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3352654/25-08 (22) 12 ° 11. 81 (31) 8576/80 (32) 14. 11. 80 (33) СН (46) 15. 12. 89. Бюл. У 46 (71) Рейсхауэр (СН) (72) Вальтер Вирц (СН) (53) 621.924.6 (088.8) (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОДНОЗАХОДНОГО

ИЛИ МНОГОЗАХОДНОГО ЧЕРВЯКООБРАЗНОГО ИЛИ РЕЗЬБООБРАЗНОГО ИЗДЕЛИЯ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к металлообработке, в частности для обработки червякообразных или резьбообразных иэделий. Цель изобретения— повышение качества за счет исключения прижогов и улучшения охлаждения.

Одноэаходный или многозаходный черИзобретение относится к металлообработке и предназначено для обработки червякообразных или резьбообразных иэделий.

Цель изобретения — повышение качества за счет исключения прижогов и улучшения охлаждения.

На фиг.1 представлена схема обработки червякообразного изделия червякообразным инструментом; на фиг.2— профильная головка инструмента с абразивным покрытием по поверхности головки профиля, а также в стороны по участкам боковых сторон; на фиг ° 3 —профильная головка инструмента с абразивным покрытием по круговой в осе„„SU„„1 0085 А 3 цц 4 В 23 F 5/00, В 24 В 53/00

2 вякообразный или резьбообраэный инструмент производит обработку однозаходного или многозаходного червякообразного или резьбообразного изделия ° Головка инструмента имеет меньшую толщину, чем ширина дна впадины изделия, угол профиля инструмента выбран меньшим или равным профильному углу изделия. В процессе обработки общая поверхность мест мгновенного касания инструмента меньше общей поверхности профиля изделия.

Устройство включает шпиндели изделия и инструмента, установленные с возможностью вращения вокруг своих осей и перемещения осевого одного из элементов. Приводы всех перемещений связаны электронной и/или механической, и/или гидравлической связью. 2 с.п. и 5 э.п. A-лы, 8 ил. вом сечении поверхности; на фиг.4— схема траектории перемещения инструмента вдоль профиля иэделия; на фиг.5 — схема устройства, обеспечивающая дополнительное движение в осевом направлении дополнительным вращательным движением инструмента; на фиг.6 — схема устройства, обеспечивающая дополнительное движение в осевом направлнеии дополнительным осевым перемещением инструмента; на фиг.7 — схема устройства с электронной регулируемой синхронностью изделия и инструмента; на фиг.8— схема устройства с выполнением привода в виде конира.

1530085

Благодаря совпадению обеих операций обрабатывается вся поверхность профиля изделия 2. Вследствие дополнительОднозаходный или многозаходный червякообразный или резьбообразный инструмент 1 производит обработку однозаходного или многозаходного червякообразного или резьбообразно5 !

ro изделия 2. Поскольку радиус г,„ инструмента 1 меньше радиуса r изделия, то окружные скорости их

5 различны, так что имеет место проскальзывание. Разности окружных скоростей называются скоростью правки. Процесс обработки включает две операции.

Первая операция. В условиях обката, т.е. при согласованном вращении изделия со скоростью Яэи инструмента со скоростью С вокруг своих осей и взаимном радиальном и осевом перемещении их проАилей. Иэделие и инстумент имеют одинаковый модуль m. — =тп а где t — шаг инструмента 1; — шаг изделия 2;

m — модуль.

В процессе обработки инструмент и изделие входят во взаимное зубчатое зацепление и инструмет 1 перемещают по траекториям, зквидистантным соответственно профилю изделия 2 цилиндрической поверхности головки 3, 30 боковой стороне 4, цилиндрической поверхности ножки 5 и противоположной боковой стороне б.

ПроАильная головка 7 инструмента

1 имеет меньшую толщину D, чем шири- 35 на Ь дна впадины изделия 2, угол Ыо профиля 8 инструмента выбран меньшим или в крайнем случае равным соответствующему профильному углу оС изделия. Инструмент 1 находится во мно- 40 гих местах в зацеплении с изделием

2, а профиль инструмента 1 соприкасается по участкам с проАилем иэделия

2, т.е. общая поверхность мест мгновенного касания инструмента меньше 45 общей поверхности проАиля изделия.

Вторая операция. Изделие 2 не двигается, а инструмент 1 вращается и перемещается в радиальном направлении. 50

После одного оборота инструмента

1 создана по всей ширине иэделия 2 форма проАиля в осевом сечении, причем все зубья (проАиля в осевом сечечении) профилируются одновременно. 55 ного вращательного движения Д инструмента 1 по отношению к изделию 2 имеет место дополнительное смещение мест 9 зацепления между обоими элементами в осевом направлении. Величина дополнительного вращательного движения или соответственно относительного движения в осевом направлении вытекает из очертания контура профиля изделия и величины движений подачи и возврата в радиальном направлении.

Целесообразно выбирать профиль абразивного покрытия 10 на головке

11 профиля так, чтобы обрабатывающие желобки являлись относительно мелкими. Поверхность 12 головки проАиля инструмента выполнена цилиндрической, чтобы можно было обрабатывать поверхность основания и поверхность головки изделия,2.

Боковые стороны 13 абразивного покрытия 10 являются выпуклыми и образуют угол изгиба от максимума Pi до минимума 8 . В данном примере эти углы < оставляют 14 или соответо ственно 31

Возможен вариант выполнения головки 11 профиля инструмента поперечного сечения абразивного покрытия 1О в виде формы части круга. Такой головкой профиля можно обрабатывать большое число прифилей различной формы, причем вследствие соответственно низкой скорости подачи вдоль относительной траектории 14 отдельные обрабатывающие желобки следует расположить так плотно друг к другу, чтобы создалась желаемая структура поверхности (микропроАиль).

Осевой шаг инструмента может быть кратным осевому шагу изделия ° В этом случае инструмет находится. в зацеплении с каждым вторым, третьим или любым зубом изделия 2 °

Устройство для обработки однозаходного или многозаходного червякообразного или резьбообразного изделия 2 включает суппорт 15 и приводится в движение приводом 16. Шпиндель

17 изделия 2 приводится в движение приводом 18, причем соответствующее ° положением угла поворота измеряется

5 угловым шаговым датчиком 19, соединенным со шпинделем 17. Импульсы угла поворота от углового шагового датчика 19 вводятся в электронный регулятор 20 синхронного хода, в который

1530085

10

55 вводятся и импульсы угла поворота от углового шагового датчика 21 шпинделя 22 инструмента 1. В цепи регулирования для поддержания отношения основных чисел оборотов шпинделя 17 и шпинделя 22 находится усилитель 23 мощности, воздействующий на привод 16, который приводит шпиндель

22 в движение.

Электронная вычислительная машина

24 для вычисления профиля иэделия, в которую вводятся через блок 25 ввода различные параметры, например отношение осевых шагов, угол профиля, форма профиля, коррекции профиля и т.п., вычисляет непрерывно величины подачи в функции осевого положения мест зацепления, причем блок 26 ввода формирует в соответствии с введенными данными профиля и подачи и величиной подачи импульсы для относительного вращения между изделием

2 и инструментом 1 с частотой, соответствующей программе.

Кроме того, устройство имеет цепь

27 регулирования положения с регулятором 28, усилителем 29 мощности и привода 30 подачи, чтобы можно было непрерывно изменять положение инструмента.1 в направлении х.

Положение х; суппорта регистрируется масштабным элементом 3 1 и возвращается к регулятору 28. Вычислительная машина 24 для вычисления профиля изделия вычисляет заданные величины подачи хэ„ на основании дополнительных импульсов y„, отдаваемых блоком 26 ввода в целях создания дополнительного вращательного движения инструмента 1.

Это дополнительное вращательное движение, которое налагается на вращательное движение инструмента, получаемое из отношения основных чисел оборотов инструмента и иэделия, обуславливает дополнительное движение мест зацепления между элементами в осевом направлении, Благодаря этому, места зацепления между инструментом и изделием смещаются непрерывно таким образом, чтобы на изделии 2 создался желаемый червячный профиль.

Этот профиль может состоять из прямолинейных и криволинейных участков, Оба блока 26 и 25 предоставляют возможность определения скорости подачи при обработке выбором подходящей

35 величины движения подачи в радиальной направлении.

Для профилирования двухэаходных червяков одноэаходным червяком отношение основных чисел оборота иэделия и инструмента должно бы быть 2:1 °

Возможен вариант выполнения устройства, когда дополнительное смещение мест зацепления инструмента и изделия в осевом направлении, согласованное с движениями подачи и возврата в радиальном направлении и включающее коррекции профиля, осуществляется непосредственно перемещением инструмента 1 в осевом направлении, который в данном случае установлен на крестовом суппорте 32.

Шпиндель 17 и шпиндель 22 приводятся в движение общим двигателем (не показан). Шпиндель 22 выполнен в виде передвижного вала в целях перемещения инструмента в осевом направлении.

Оба шпинделя 17 и 22 соединены один с другим через зубчатые колеса

33 †35, причем эти зубчатые колеса входят в зацепление через коленчатые рычаги 36 и 37. Посредством переключающего передаточного механизма

38 можно реверсировать направление вращения шпинделя 22 в целях осуществления обработки по подаче или против подачи.

Отношенйе основных чисел оборотов обоих зубчатых колес 33 и 35 соответствует отношению чисел заходов изделия и инструмента.

Профиль изделия и коррекции профиля вводятся через блок 25 ввода в вычислительную машину 24 для вычисления профиля изделия. Вычислительная машина 24 вычисляет управляющие сигналы для обоих двигателей 39 и

40 подачи для привода крестового суппорта 32 в движение в направлениях х и у.

Синхронный ход инструмента 1 и изделия можно было бы регулировать и электронным путем (фиг ° 7). Для этого служит первый узел 41 управления с электронным регулятором 20 синхронного хода и усилителем 23 мощности для привода 16. Регулятор питается управляющими сигналами от угловых шагов датчиков 19 и 21. Через блок 42 ввода вводятся данные шагов витка изделия 2 и инструмента 1.

1530085

Во втором узле управления оба двигателя 39 и 40 подачи оказывают влияние на движение суппорта 15, причем эти двигатели снабжены дополнитель5 но угловыми щаговыми датчиками 43 и

44. Второй узел управления состоит из блока 25 ввода данных профиля, вычислительной машины 24 для вычисления профиля изделия и двухсервоусили- 10 телей 45 и 46 для обоих двигателей

39 и 40 подачи.

Возможен вариант устройства, в котором связь между движением подачи в радиальном направлении и дополнительным движением, необходимым для создания профиля червяка, устанавливается посредством механического копировального устройства с легко сменяемым шаблоном.

Инструмент 1, установленный «а перемещаемом в направлении х суппорте 47, соединен с изделием 2 через зубчатые колеса 33 - 35 48. Инструмент и изделие приводятся в движение общим двигателем (не показан).

На шпинделе 22 установлена дифференциальная передача 49, наружное зубчатое колесо 50 которой образует вместе с зубчатыми колесами 51 и 52, 30 двумя промежуточными колесами 48 и коленчатыми рычагами 53 и 54кинематическую цепь. Двигатель 55 входит в зацепление с зубчатым колесом 52, насаженным на валу 56. На противоположном конце этого вала насажен копир 57.

Ролик 58 считывает информацию с копира 57. Ролик 58 установлен в держателе 59, который, в свою оче- 40 редь, установлен на суппорте 47. Посредством воздействующего на держатель регулировочного шпинделя 48 можно регулировать основную установку суппорта 47.

Копир 57 содержит информации о глубине профиля и коррекциях профиля.

Он создает копировальное движение для суппорта 47 в направлении х. Регулированием числа оборотов двигате50 ля 55 можно устанавливать скорость .профилирования ° Этим определяется время изготовления, а также шероховатость поверхности профиля абразивного червяка.

Формула изобретения

1. Способ обработки однозаходного или многозаходного червякообразного или резьбообразного изделия однозаходным или многозаходным червякообразным или резьбообразным инстументом, при котором инструменту и изделию сообщают согласованное вращение вокруг своих осей, а профилям инструмента и изделия взаимное радиальное и осевое перемещение, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества эа счет исключения прижогов и улучшения охлаждения, профиль инструмента перемещают по траекториям, эквидистантным соответственно профилю иэделия — цилиндрической поверхности головки, боковой стороне, цилиндрической поверхности ножки и противоположной боковой стороне, причем профильная головка инструмента имеет меньшую толщину, чем ширина дна впадины изделия, угол профиля инструмента выбран меньшим или. в крайнем случае равным соответствующему профильному углу изделия, а общая поверхность мест мгновенного касания инструмента меньше общей поверхности профиля изделия.

2 ° Способ поп.1, от ли ча ющий ся тем, что на профильную головку инструмента наносят абразивное покрытие по круговой в осевом сечении поверхности.

3. Устройство для обработки однозаходного или многозаходного червякообразного или резьбообразного изделия, установленного с возможностью вращения от привода, однозаходным или многозаходным червякообразным или резьбообразным инструментом, установленным с возможностью вращения вокруг своей оси от привода на суппорте подачи, размещенном с возможностью радиального возвратно-поступательного перемещения от привода, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения качества, указанные приводы связаны между собой системой управления, включающей электронные и/или механические и/или гидравлические средства для придания профилю инструмента перемещения по траекториям, эквидистантным соответственно профилю изделия — цилиндрической поверхности головки, боковой стороне, цилиндрической поверхности ножки и противоположной боковой стороне, при этом профильная головка инструмента имеет меньшую толщину, чем ширина дна

15300 впадины изделия, профильный угол инструмента выбран меньшим или равным профильному углу изделия, а общая поверхность мест мгновенного касания инструмента меньше общей поверхности профиля изделия.

4. Устройство по п. 3, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что привод осевого перемещения суппорта подачи вы10 полнен в виде копира.

5. Устройство по п.3, в котором система управления выполнена в виде датчиков углового положения инструмента и иэделия, связанных с регулятором синхронного хода, выход которого через первый усилитель связан с приводом вращения инструмента, блока вычисления профиля, выход котого связан с соединенными последо- 20 вательно регулятором, усилителем мощности и приводом суппорта подачи, установленным на суппорте для обеспечения радиального его перемещения, при этом суппорт снабжен регистрато- 25 ром положения, связанным с цепью регулирования положения с входом регулятора, в систему управления также введены соединенные последовательно ,первый и второй блоки ввода данных, при этом первый блок связан с входом блока вычисления профиля, а второй блок — с входом и выходом блока вычисления профиля и с входом регулятора синхронного хода.

85 10

6. Устройство по п.3, о т ли ч а ющ ее с я тем,что в него введеныдатчик углового положения изделия и датчик углово го положения инструмента,а система управления содержит первый и второй узлы управления, при этом первый узел управления выполнен в виде регулятора синхронного хода, усилителя и первого блока ввода исходных данных, при этом входы регулятора синхронного хода связаны с выходами датчиков углового положения и первого блока вводаисходных данных, выход регулятора соединен с усилителем, выход которого связан с приводом вращения инструмента, а второй узел управления выполнен в виде связанных с суппортом первого и второго приводов суппорта подачи с угловыми шаговыми датчиками, первого и второго регуляторов подачи, связанных с выходами блока вычисления профиля и второго блока ввода исходных данных, при этом входы регуляторов подачи связаны с выходами соответствующих угловых датчиков приводов суппорта подачи, а выходы — с приводами суппорта подачи.

7. Устройствопо п.3, о тл ич аю ще— е с я тем,что в систему управления введен блок вычисления профиля, выход которого связан с приводами перемещения суппорта, и блок ввода данных, связанный с блоком вычисления профиля.

1530085

1530085

1530085

Составитель В.Слиткова

Редактор Ю.Середа Техред Л.Олийнык

Корректор О.Кравцова

Заказ 7765/58 Тираж 831 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. ч/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101