Устройство для электроэрозионной обработки зубчатых изделий пространственного зацепления

 

Изобретение относится к электроэрозионной обработке, в частности к электроэрозионной обработке зубчатых колес. Целью изобретения является повышение точности и качества обработки за счет сокращения числа элементов кинематической цепи. Для этого в устройство, содержащее опору для зубчатого инструмента, соединенную с приводом доворота, оправку для изделия, смонтированную с помощью синхронного шарнира на оси, жестко закрепленным на суппорте, кинематические передачи, образующие приводы нутации и прецессионального качания изделия, дополнительно введены система подачи рабочей жидкости и источник технологического тока. При этом оправка 1 посредством сферической опоры 8 связана с приводами нутации и прецессионального качания, выполненными в виде наружного и внутреннего цилиндрических радиальных кулачков, установленных на оси с возможностью их относительного поворота, и стакана 11. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) О!) (51}5 В 23 Н 9/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21} 4346885/22-08 (22) 21.12.87 (46) 23,01.90. Бюл. М 3 (71) Проектно-конструкторский те>.— нологический институт Всесоюзного промьппленного объединения Союзуглемаша (72) А.Н.Михайлов и Т.Е.Михайлова (53) 621.9.047 (088.8}

2 (56) Авторское свидетельство СССР

В 1468691, кл. В 23 F 9/00, 1987 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроэрозионной обработке, в частности к электроэрозионной обработке зубчатых колес. Целью изобретения является

3 153743 повышение точности и качества обработки за счет сокращения числа эле ментов кинематической цепи. Дпя этого в устройство, содержащее опору

5 для зубчатого инструмента, соединенную с приводом доворота, оправку для изделия, смонтированную с помощью синхронного шарнира на оси, жестко закрепленной на суппорте, кинематические передачи, образующие приводы нутации и прецессионального качания изделия, дополнительно введены система подачи рабочей жидкости и источник технологического тока. При этом оправка 1 посредством сферической опоры 8 связана с приводами нутации и прецессионального качания, выполненными в виде наружного и внутреннего цилиндрических радиальных кулачков, установленных на оси с возможностью их относительного поворота, и стакана 11, 4 ил.

Изобретение относится к электро эрозионной обработке, в частности к (, электроэрозионной обработке зубчатых изделий.

Ьелью изобретения является повышение точности и качества обработки за счет сокращения числа элементов кинематической цепи.

На фиг.l показано устройство, 25 общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг.l, стакан в исходном положении; на фиг.3 — то же, стакан в опущенном положении; на фиг, 4 — вид Б на фиг. 1, 30

На фиг. 1-4 обозначено: йЮ/dt угловая скорость поворота зубчатого изделия вокруг оси нутации; dP/dt угловая скорость вращения стакана; йу/dt — скорость перемещения стакана вдоль своей оси; dP,/dt — угловая скорость поворота внутреннего радиального кулачка относительно стакана;

d) /dt — угловая скорость поворота наружного радиального кулачка относительно внутреннего радиального кулачка; Я вЂ” угол перекоса оправки с изделием относительно оси вертикального суппорта;, — угол поворота внутреннего кулачка относительно стакана; — угол поворота наружного кулачка относительно внутреннего кулачка; 1 — расстояние между центрами сфер синхронного шарнира и сферической опоры опРавки изделия; е— суммарный эксцентриситет радиальных кулачков; а., = а = а — эксцентриситет наружного или внутреннего кулачка; у — величина перемещения стаФ кана вдоль своей оси m — максималь55 ная величина перемещения стакана вдоль своей оси.

Оправка 1 обрабатываемого изделия

2 установлена с помощью синхронного шарнира 3 на оси 4, жестко закрепленной на вертикальном суппорте 5, смонтированном в направляющих 6 хобота 7 станины устройства. Оправка 1 взаимодействует посредством сферической опоры 8 с приводами ее поворота (й !й ) вокруг оси нутации и прецессионального качания (dP/dt), которые, выполнены в виде наружного

9 и внутреннего 10 цилиндрических радиальных кулачков, установленных на оси 4 суппорта 5 с возможностью их относительного поворота, и стакана 11, имеющего два наклонных противоположно расположенных паза 12, зацепляющиеся с толкателем 13, подвижно сопряженным с наружным кулачком 9 посредством подшипниковой опоры 14.

Наружный 9 и внутренний 10 радиальные кулачки имеют равные эксцентриситеты а< = а = а, суммарный их эксцентриситет е определяется по формуле е =- 2а sin P /2, где " угол поворота наружного 9 относительно внутреннего 10 кулачка.

При этом стакан 11 смонтирован на оси ,4 суппорта 5 с возможностью вращения и перемещения вдоль своей продольной оси и соединен с кинематическими цепями вращения и перемещения, Зубчатый инструмент-электрод 15, закрепленный в инструментальном стакане 16, располагается в опорах ванны 17 рабочей жидкости, которая установлена на основании 18 станины устройства. Инструментальный стакан

16 кинематической цепью доворота й(„/dt, содержащей червячное зацепление 19, настроечное звено 20 и муфту 21 сцепления, связан с двигателем 22.

7432

ЗС

35 (2) 40

55 (3. Д е

Йт, cos M

dQ д (6) 5 153

Стакан 11 через шлицевое соедине--ние взаимодействует с зубчатым колесом 23, установленным в .Упорных под шипниках 24, и связан через вал-шестерню 25, настроечное звено 26 и муфту 27 сцепления с двигателем 22,!(роме того, стакан 11 через муфту 28,передающую только осевые перемещения, взаимодействует с втулкой 29, установленной на валу 4 посредством шлицевого соединения. Втулка 29 через соединение винт-гайка связана с зубчатым колесом 30, смонтированным в осевых подшипниках 31, и через валшестерню 32, настроечные звенья 33 и 26 и муфту 27 сцепления взаимодействует с двигателем 22. При этом валышестерни 25 и 32 связаны между собой настроечным звеном 33, согласующим поворот dg/Ж оправки изделия 2 вокруг оси нутации и вращение dp/dt ocu нутации вокруг оси прецессии изделия

2 относительно зубчатого инструментаэлектрода 15.

Для обеспечения равномерного поворота dg/dt оправки 1 изделия 2 при равномерном перемещении Йу/dt стакана 11 вдоль своей продольной оси пазы 12 стакана 11 имеют криволинейный профиль, представляющий собой огибающую цилиндра, образованную при движении его оси по линии, описанной уравнением:

m e

У а "с1К вЂ”вЂ”

Ю Э

- макс где у — величина перемещения стакана

11 вдоль своей оси сферической опоры 8 оправки изделия 2.

Устройство работает следующим образом.

В процессе обработки зубчатому инструменту 15, установленному в инструментальном стакане 16, расположенном в опорах ванны 17 рабочей жидкости, которая размещена на основании !8 станины, через червячное зацепление 19, орган 20 настройки и включенную муфту 21 сцепления сообщают доворот dg„/dt от двигателя

22. Доворот инструмента 15 относительно изделия 2 производится на величину, соответствующую суммарным угловым накопленным погрешностям их шага, После чего муфта 21 сцепления отключается и включается муфта 27 сцепления кинематических цепей вращения dP/dt и перемещения су-/dt, стакана ll. При этом вращение стакана

11 от двигателя 22 производится через кинематическую цепь, включающую муфту 27 сцепления, настроечное звено 26, вал-шестерню 25, зубчатое колесо 23, размещенное на осевом подшипнике 24 и связанное со стаканом

ll посредством шлиценого соединения, а перемещение стакана 11 — посредством шлицевого соединения, содержащего настроечное звено 33, валшестерню 3?, зубчатое колесо 30,размещенное на осевом подшипнике 31, втулку 29, установленную на оси 4 посредством шлицевого соединения и сопряженную с зубчатым колесом 30 через соединение винт-гайка, муфту

28, передающую только осевые перемещения. Причем стакан 11 установлен на оси 4 с возможностью вращения и перемещения вдоль своей продольной оси, а ось 4 жестко закреплена на вертикальном суппорте 5, размещенном в направляющих 6 хобота 7 станины, При перемещении стакана 11 вдоль своей продольной оси толкатель 13, размещенный в пазах 12 и сопряженный с наружным радиальным кулачком

9 посредством подшипниковой опоры

14, перемещается на величину е, при этом внутренний радиальный кулачок

9 поворачивается относительно вала

4 на угол Pl а наружнь и радиальньп кулачок 10 поворачивается относительно внутреннего радиального кулачка 9 на угол P . Выражения для определения их значений следующие: е з = arccos --,— (Га (3) 1 з е

/41 н — 2 arccos г

Суммарный эксцентриситет кулачков

9 и 10 определяется по формуле: е = ltgQ. (5),.

Учитывая формулу (S ) и дифференцируя выражения (3} и (4), получим уравнение для определения угловых скоростей вращения кулачков 9 и !0 в зависимости от угла нутации изделия 2: 1537432

2е ЙЯ,— а соя2И 4а — 1 tg247 () 5

dna

dPÄ где — — — — угловая скорость вращеdt ния внутреннего кулачка 10;! ма с <У (8) 30

Й Ь Ill Ж

При вращении стакана 11 с угловой скоростью dp/dt посредством толкателя 13, подшипниковой опоры 14,наружного кулачка 9 и сферической опоры

8 за счет наличия угла перекоса изделия (2 вращение стакана 11 преобразуется в прецессиональное качание оправки 1 изделия 2.

Таким образом, за счет перемеще- 40 ния стакана 11 вдоль своей оси и его .вращения посредством приводов поворота и прецессионального качания.оправки 1 производится поворот Все/dt, изделия 2 вокруг оси нутации и враще" 45 ние оси нутации вокруг оси прецессии.

Для обеспечения поворота изделия 2 вокруг оси нутации согласованно с вращением оси нутации вокруг оси прецессии кинематические цепи перемещения и вращения стакана ll связаны настроечным звеном 33.

Возвратно-поступательное перемещение изделия 2, закрепленного на оправке 1 ° относительно инструмента

15 выполняется одним циклом при пере@4 .а

- — — - угловая скорость вращения !

О наружного кулачка 9; аа ††вЂ, — угловая скорость нутации

dt оправки 1 изделия 2.

При относительном повороте кулачков 9 и 10 на углы (3 и f3, оправка 15

1 изделия 2, связанная через сферическую опору 8 с наружным кулачком 9 и установленная посредством синхрон ного шарнира на оси 4, поворачивается на угол Q 20

При «ыполнении паз а 1 2 в соотв етствии с выражением (2) обеспечивается при равномерном перемещении dy/Ы стакана 11 равномерный поворот ЙЯ/dt оправки 1 иэделия 2. Здесь, учитывая формулы (2) и (5), угловая скорость

dQ/dt определяется следующим выражением: мещении суппорта 5 по направляющим

6 хобота 7 станины, при этом обработка ведется только при опускании изделия 2, а при его подъеме осуществляется холостой ход, необходимый для извлечения изцелия 2 из инструмента 15 и последующего его съема с оправки 1.

При обработке изделий без предварительной нарезки зубьев муфта 21 сцепления кинематической цепи доворота инструмента 15 отключена, при этом производится обработка сразу всех поверхностей периметра зубчатого венца.

Формула. изобретения

Устройство для электроэрозионной ,обработки зубчатых изделий простран-! ственного зацепления, включающее расположенную на основании и соединенную с приводом доворота опору для зубчатого инструмента, оправку для обрабатываемого изделия„ смонтирован1 ную с помощью шарнира на. оси, жестко закрепленной íà BppTHKGJfbHoM суппорте, кинематические передачи,образующие приводы нутации и прецессионального качания изделия, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и качества обработки за счет сокращения числа элементов кинематической цепи, в него дополнительно введены система подачи рабочей жидкости и источник технологического тока, а оправка посредством сферической опоры связана с приводами нутации и прецессионального качания, выполненными в виде наружного и внутреннего цилиндрических радиальных кулачков, установленных на оси с возможностью их относительного поворота, и стакана, .имеющего два противолежащих наклонных паза для зацепления с толкателем, подвижно сопряженным с наружным кулачком посредством подшипниковой опоры, при этом стакан смонтирован на оси суппорта с возможностью вращения и перемещения вдоль своей продольной оси и соединен с, кинематическими цепями вращения и перемещения.! 537432