Ультразвуковой зубодолбежный станок Советский патент 1984 года по МПК B24B1/04 B23F5/12 

00 ел

. Изобретение относится к машиностроению,а именно к станкам для изготовления зубчатых колес, особенно из труднообрабатываемых и предварительно закаленных материалов.

При изготовлении мелкомодульных малозубых колес, колес с буртами и внутренним зацеплением наиболее производительными являются зубодолбежные станки, работаницие по методу обкатки зуборезного инструмента с обрабатываемой заготовкой зубчатого

колеса {IJ.

Известен зубодолбежный полуавтомат модели 5111УЗ, содержащий вертикально расположенный шпиндель, встроенную в него систему осциллирующего движения обрабатываемой заготовки,ультразвуковой генератор с блоком, управления выходной мощности, кинематическую цепочку преобразования вращательного движения в возвратнопоступательное движение зуборезного инструмента. Станок позволяет наре;зать колеса с внутренними и наружными зубчатыми венцами, производить (Обработку точных шевронных колес, изготовлять блочные колеса и колеса с буртами, нарезать некорригированные колеса с малым числом зубьев без подрезания или с незначительной величиной подрезания с наложением на заготовку в момент ее обработки осциллирукщего движения в направлении скорости перемещения зуборезного инструмента с заданной амплитудой колебательных смещений 2.

Однако станок модели 5111УЗ не обеспечивает одинакового качества поверхности по длине профиля зуба колеса, имеет невысокую производительность и повьппенный расход потребляемой электроэнергии. Это вызвано тем, что в процессе зубодолбления скорость резания изменяется по синусоидальному закону и при постоянной с1мплитуде ультразвуковых колебаний на входе и на выходе обрабатываемого профиля зуба колеса амплитуда оказывается большой, что приводит к увеличению пути трения лезвий режущего инструмента об обрабатываемую поверхность заготовки и к увеличению интенсивности износа зуборезного инструмента. В средней части (Нарезаемого зуба колеса скорость режущего инструмента наибольшая, и заданная амплитуда недостаточна для эффективного ультразвукового резания. Мощность, потребляемая акустической системой при рабочем ходе зуборезного инструмента, одинакова. Это приводит к необоснованному расходу потребляемой электроэнергии ультразвуковым,генератором.

Цель изобретения - повышение производительности процесса зубодолбления, увеличение стойкости зуборезного инструмента, улучшение-качества поверхности зубьев колеса и экономия элект1эоэнергии.

Указанная цель достигается тем, что в ультразвуковом зубодолбежном станке, имеющем вертикально расположенный шпиндель изделия, со встроенной в него системой осциллирующего движения заготовки, ультразвуковой /генератор с блоком управления, кинематическую цепочку преобразования вращательного движения в возвратнопоступательное движение зуборезного инструмента, состоящую из электродвигателя, редуктора для передачи

вращательного движения к приводу

главного движения, кривошипно-шатунного механизма с ведущим вгшом, зубчатого сектора и штосселя для закрепления зуборезного инструмента,

введен установленный на ведущем валу и подключенный к блоку управления ультразвукового генератора потенциометрический датчик, обеспечивающий изменение амплитуды колебаний в зависимости от скорости движения зуборезного инструмента.

Управление величиной амплитуды в соответствии с изменением скорости перемещения зуборезного инструмента

Q позволяет осуществить эффективное .резание в любой точке рабочей траектории инструмента и уменьшить с1мплитуду колебаний до минимальных ее значений при холостом ходе инструмента.

9 На чертеже изображена кинематическая схема привода главного движения станка со встроенной в шпиндель изделия станка акустической системой и системой управления величиной ам0 плитуды колебательных смещений обрабатываемой заготовки.

Станок состоит из вертикально расположенного шпинделя изделия с акустической системой 1 для сообщения

5 осциллирующего движения заготовке 2, ультразвукового генератора 3 для питания акустической системы 1, кинематической цепочки преобразования вращательного движения в возвратноQ поступательное движение зуборезного инструмента, состоящей из электродвигателя 4,редуктора 5, кривошипношатунного механизма б с ведущим валом 7. Потенцирметрический датчик 8

е подключен к блоку управления выходной мощностью ультразвукового генератора 3. Станок имеет зубчатый сектор 9 и штоссель 10 для закрепления зуборезного инструмента 11,

Ультразвуковой зубодолбежный ста0 нок работает .следуюиим образом.

При включении станка подается команда одновременного включения электродвигателя 4, приводящего в движение привод главного движения

5 станка и ультразвукового генератора

3, питающего магнитострикционный преобразователь системы 1. Преобразователь системы 1 сообщает ультразвуковые колебания обрабатываемой заготовке 2 в направлении вектора скорости движения зуборезного инструмента 11. Зуборезный инструмент 11 получает возвратно-поступательное движение с синусоидальным изменением скорости от электродвигателя 4 через клиноременной редуктор 5,. кривошипно-шатунный механизм .6, природимый во вращение ведущим валом 7, зубчатый сектор 9, находящийся в зацеплении со штосселем 10. Одновременно вал 7 кривошипно-шатунного механизма приводит во вращение потенциометрический датчик 8, представляющий собой преобразователь механического вращательного движения в электрический сигнал, управляющий выходной мощностью ультразвукового генератора 3.

Такая система позволяет за каждый рабочий ход зуборезного инструмента 11 в соответствии с его местонахождением осуществлять плавное изменение величины амплитуды смещений заготовки 2 и обеспечить оптимальное значение амплитуды на всем пути движения зуборезного инструмента 11. .

Предлагаемый станок по сравнению с известными станками позволяет управлять амплитудой смещений обрабатываемой заготовки на всем пути движения зуборезного инструмента. Это увеличивает производительность за счет сокращения количества переточек зуборезного инструмента и связанных

с ними потерь рабочего времени на подналадку станка на глубину врезания а также возможности повышения режимов обработки.

Качество поверхности на всей длине профиля зуба колеса, обработанного с оптимальным акустическим режимо1и|, характеризуется более однороднЕ-лми структурными изменениями поверхностного слоя и одинаковой

o величиной шероховатости.

Например, при фиксированной ам.плитуде при зубодолблении мелкомодульных колес из стали марки ЗОХГСА (НРС 33-39) стойкость зуборезного

5 инструмента по сравнению с обычным зубодолблением повышается в 2,4 раза, тогда как с управлением величины амплитуды в зависимости от величины, скорости резания стойкость зуборезного инструмента повышается более

0 чем в 3 раза. /

Оптимальная амплитуда при формообразовании зубьев нарезаемого колеса способствует уменьшению сил реза5ния в 1,7-2 раза, что приводит к уменьшению потребляемой мощности приводом главного движения и как следствие этого - к экономии электроэнергии, потребляемой станком..

0 Плавное управление выходной мощностью ультразвукового генератора за каждый цикл движения зуборезного инструмента от значений, приближающихся к нулю при холостом ходе, до оп5тимальных значений -при рабочем ходе способствует уменьшению потребляемой генератором электроэнергии.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЗУБОДОЛБЕЖНЫЙ СТАНОК для обработки зубчатых колес, устанавливаемых в вертикально расположенном шпинделе, снабженный системой осциллирующего движения заготовки, включанмций ультразвуковой генератор с блоком управления и ки.нематической цепочкой преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное движение зуборезного инструмента, состоящей из электродвигателя, редуктора, кривошипношатунного механизма с ведущим валом, зубчатого сектора и штосселя для закрепления зуборезного инструмента, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки, станок снабжен установленным на ведущем валу и подключенным к блоку управления потен- S циометрическим датчиком, обеспечива(Л ющим изменение амплитуды колебаний в зависимости от скорости движения зуборезного инструме«та.