ОБКАТНО-ДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ Российский патент 2006 года по МПК B23F23/00 

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано в производстве цилиндрических зубчатых колес.

Известен механизм обката зубообрабатывающего станка (а.с. №629021, МПК² B 23 F 5/00), содержащий две эталонные реечно-зубчатые пары с рейками, шарнирно посаженными на соосную и эксцентрично расположенную шейки вала, размещенного в проушинах контейнера, в которых закреплены регулируемые сухари с плоской рабочей поверхностью, контактирующей с роликами, неподвижно установленными на наружных боковых сторонах реек.

Основным недостатком этого обкатно-делительного механизма является шарнирное закрепление эталонных реек, которое, несмотря на наличие двух, смещенных друг от друга шеек, не исключает возможности появления погрешности окружного шага («заделенность шага») нарезаемого колеса при двустороннем обкате заготовки из-за разнонаправленности люфтов в шарнирных соединениях. Кроме того, после размыкания каждой эталонной реечно-зубчатой пары возможны случаи, и практика это подтвердила, попадания зуба рейки на зуб эталонного зубчатого венца вследствие увеличенного поворота оправки с эталонными зубчатыми венцами из-за инерционности при делении на зуб.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является обкатно-делительный механизм, содержащий эталонную обкатную и делительную рейки, закрепленные на обкатной каретке, попеременно сцепляющиеся при ее перемещении перпендикулярно направлению обката с эталонным зубчатым венцом оправки с закрепленной заготовкой, установленной в шпинделе шпиндельной каретки для обеспечения движений обката соответственно при формообразовании зубчатых поверхностей резанием и при ускоренном возврате заготовки в исходное положение, во время которого осуществляется ее деление после одного цикла зубонарезания (см. журнал «Известия ТулГУ». Сер. Машиностроение. Вып.5. - Тула: ТулГУ, 2000 г. С.15-18, ст. М.Н.Бобкова, Г.М.Шейнина «Механизм обката с двумя эталонными рейками»).

Эталонная обкатная и делительная рейки, оппозитно расположенные на определенном расстоянии друг от друга, периодически одновременно совершают поступательное движение перпендикулярно направлению обката для последовательного их ввода в плотное беззазорное зацепление с эталонным зубчатым венцом оправки с целью обката заготовки в одном направлении для зубонарезания, затем в противоположном направлении для ускоренного возврата ее в исходное положение.

Причем при нарезании зубчатых колес с четным числом зубьев оси симметрии зубьев реек совпадают, а с нечетным числом зубьев оси смещены на половину шага р=π*m. Это обеспечивает плавность входа зубьев реек в зацепление с эталонным зубчатым венцом оправки.

Для реализации возможности периодического деления заготовки длина обката устанавливается несколько большей для соблюдения необходимого условия ее кратности числу шагов нарезаемого зубчатого колеса.

Основным недостатком этого обкатно-делительного механизма является низкая производительность процесса обработки зубчатых колес, особенно с большим числом зубьев, вследствие увеличенной длины обката для совершения одного цикла зубонарезания (обкат-деление).

Задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности зубообработки цилиндрических колес за счет сокращения времени каждого цикла зубонарезания (обкат-деление) путем уменьшения длины обката до минимально-необходимой величины.

В предложенном обкатно-делительном механизме, содержащем эталонную обкатную и делительную рейки, эталонный зубчатый венец оправки изделия, обкатную и шпиндельную каретки, делительная рейка выполнена подвижной, с нижней стороны снабжена ведомым пальцем, размещенным в продольном в направлении обката сквозном пазу обкатной каретки, а на шпиндельной каретке сверху установлены вдоль этого паза два упора на расстоянии, определяемом по следующей зависимости:

L=l_обк-p,

где l_обк - длина обката заготовки;

p - шаг зубьев рейки.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема обкатно-делительного механизма станочной установки для зубонарезания цилиндрических колес, на фиг.2 - схема расположения эталонной обкатной и делительной реек относительно эталонного зубчатого венца оправки изделия.

Обкатно-делительный механизм состоит из основания 1 коробчатой формы с направляющими для перемещения в направлении обката шпиндельной каретки 2 с оправкой изделия 3 для закрепления заготовки 4, имеющей эталонный зубчатый венец 5.

Над шпиндельной кареткой 2 размещена обкатная каретка 6 со сквозным пазом для оправки изделия 3 и расположенными вдоль него неподвижной эталонной 7 и подвижной делительной 8 рейками, движение которой по направляющим основания 1 перпендикулярно направлению обката.

На шпиндельной каретке 2 выполнены регулируемые упоры 9, контактирующие с ведомым пальцем 10 подвижной делительной рейки 8, перемещающемся в пазу обкатной каретки 6.

Работает предложенный обкатно-делительный механизм следующим образом.

В процессе зубонарезания эталонный зубчатый венец 5 оправки изделия 3 находится в плотном беззазорном зацеплении с эталонной обкатной рейкой 7, а шпиндельная каретка 2 перемещается вдоль направления обката, что обеспечивает четкое согласование движений формообразования - поступательного и вращательного, совершаемых заготовкой 4 относительно вращающегося инструмента, в результате чего в ней вырезается одна впадина, и процесс резания прекращается.

Затем перемещается обкатная каретка 6, и эталонный зубчатый венец 5 оправки изделия 3 входит в плотное беззазорное зацепление с делительной рейкой 8, после чего шпиндельная каретка 2 возвращается в исходное положение, а один из ее упоров перемещает ведомый палец 10 делительной рейки 8, которая начинает движение по пазу обкатной каретки вдоль направления обката, и в результате этого эталонному зубчатому венцу 5 дополнительно сообщается вращательное движение в противоположном направлении с угловой скоростью, равной скорости поворота при обкате, что останавливает вращение оправки изделия 3 и тем самым регулирует необходимый ее поворот для деления на зуб.

При возврате шпиндельной каретки 2 в исходное положение процесс деления прекращается, и обкатная каретка перемещается в положение, при котором эталонный зубчатый венец 5 входит в плотное беззазорное зацепление с эталонной обкатной рейкой 7. В это время делительный сектор инструмента завершает свое прохождение относительно обрабатываемого зубчатого венца заготовки 4, и цикл зубонарезания повторяется, причем к его завершению делительная рейка 8 возвращается в исходное положение за счет взаимодействия другого упора 9 шпиндельной каретки 2 с ведомым пальцем 10.

Четкость цикла обкат-деление обеспечивается тем, что расстояние между упорами определяется зависимостью

L=l_обк-p,

где l_обк - длина обката;

р - шаг зубьев рейки

Длина обката

где m - модуль нарезаемого зубчатого колеса;

z - число зубьев нарезаемого зубчатого колеса;

у - величина врезания и перебега инструмента;

α - угол профиля производящей рейки;

α_e - угол профиля в точке профиля зуба на окружности вершин зубьев, определяемый по формуле

Обкатно-делительный механизм позволяет за счет уменьшения длины обката заготовки до минимально необходимой величины повысить производительность одного цикла зубонарезания (обкат-деление) на 20...30%, что обеспечивает получение существенного технико-экономического эффекта при обработке цилиндрических зубчатых колес по методу Z-кратного обката, величина которого возрастает пропорционально числу нарезаемых зубьев.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием, производству зубчатых колес. Механизм содержит эталонную обкатную и делительную рейки, эталонный зубчатый венец оправки изделия, обкатную и шпиндельную каретки. Для повышения зубообработки цилиндрических колес делительная рейка выполнена подвижной, с нижней стороны снабжена ведомым пальцем, размещенным в продольном в направлении обката сквозном пазу обкатной каретки, а на шпиндельной каретке сверху установлены вдоль этого паза два упора на расстоянии, разность между которым и поперечным размером ведомого пальца определена по приведенной зависимости. 2 ил.

Обкатно-делительный механизм, содержащий эталонную обкатную и делительную рейки, эталонный зубчатый венец оправки изделия, обкатную и шпиндельную каретки, отличающийся тем, что делительная рейка выполнена подвижной, с нижней стороны снабжена ведомым пальцем, размещенным в продольном в направлении обката сквозном пазу обкатной каретки, а на шпиндельной каретке сверху установлены вдоль этого паза два упора на расстоянии, разность между которым и поперечным размером ведомого пальца определена по следующей зависимости:

L=l_обк- p,

где l_обк - длина обката заготовки;

р - шаг зубьев рейки.