Зубофрезерный станок Советский патент 1986 года по МПК B23F5/20 

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, обш,ий вид; 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 шпин- дель 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 отнощению к изделию. Однопрофильная копирная линейка 8 установлена неподвижно на станине внутри каретки 2 так, что нижний, подпружинен- ный пружиной 9 конец шпинделя изделия своей опорой 10 контактирует с ее профилированной опорной поверхностью. УЛкаф 11 установлен рядом со станиной и служит для размещения электро- и гидроаппаратуры и монтажа органов настройки, например ги- тар, требуемых величин и направлений перемещений.

Шпиндель 3 изделия установлен в червячном колесе 12 делительной нары стола с возможностью осевого перемещения, например, на шлицах. Червяк 13 делительной нары ус- тановлен на валу 14 кинематической цени деления также с возможностью осевого перемещения. Червячное колесо и червяк в неизменном положении относительно друг друга и относительно корпуса стола удерживаются соответствующими упорами (не пока- заны). Ходовой винт 15 кинематической цени нодач салазок 5 со стойкой 6 взаимодействует с гитарой 16, смонтированной в корпусе салазок, и через гитару isi настройки величины и направления подачи связан с ки- нематической цепью нодач каретки 2 стола, которая заимствует движение с вала 14 цепи деления и состоит из гитары is настройки величины и направления подачи, ходового винта 17 и гайки 18, взаимодействующей с винтом 17 и установленной в корпусе ка- ретки.

Цени подач салазок и каретки связаны с центральными колесами 19 дополнительного дифференциального механиз.ма, водило 20 которого посредством передач 21 и цепи дифференциала с органом настройки /диф свя- зано с червячной передачей 22, установленной на водиле 23 основного дифференциального механизма, центральные колеса 24 которого связаны с ценью деления. Цепь деления имеет орган настройки г дел 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. BI и Во - движение вращения соответственно фрезы и изделия; П: - движение подачи каретки стола; Ц2 - движение, соответствующее величине и направлению П, а также профилю опорной поверхности 26 (движение подачи шпинделя изделия вдоль своей оси); Пз - 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 зубо- фрезеровании 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. Ноэтому рассмотрим далее только встречное фрезерование. Настройка гитары скоростей L-J и гитары деления /дел при включении двигателя Д обеспечивает необходимое вращательное движение Bi и В2 фрезы и изделия. Настройка гитар /sj и 2 должна обеспечивать равные по величине и одинаковые по направлению подачи П; и Пз карет ки стола и салазок стойки. Движение подачи Hi каретки стола посредством взаимодействия опоры 10 шпинделя 3 с опорной поверхностью 26 копирной линейки 8 обеспечивает соответствующее движение Пг подачи шпинделя изделия. Таким образом, при данном варианте фрезерования движения подач HI, На и Нз не равны нулю, а подачи HI и Нз равны по напраЕ лению и величине. Соответственно будет отсутствовать поворот

10

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

Диагональное зубофрезерование.

Характеризуется перемещением межосевого перпендикуляра пары фреза-колесо под некоторым углом у оси изделия в плоскости разворота оси фрезы. Осуществимо на станке нри пере.мещении шпинделя изделия и различных комбинациях величин и направлений подач П| и Пз, что условно можно разделить по величине такого параметра Р диагонального зубофрезерования, 15 как отношеие алгебраической разности величин подачи HI и Пз к величине подачи П2. Различные комбинации величин и направлений подач П| и Пз, т. е. различие параметра Р диагонального зубофрезерования, обеспечивает использование в процессе 20 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 пара метра Р диагонального фрезерования, станок работает следующим образом.

Диагональное фрезерование с минимальным параметром Р.

Включают подачу П: и получают соответствующую подачу По. Включают подачу Пз в том же направлении, что и подачу П:, но так, чтобы П| Пз. Разность величин подач П| и Пз и настройка гитары (диф обуславливают доворот щпинделя изделия посредЗубофрезерование 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 Пз и обеспечивают соответствующий доворот шпинделя изделия.

Нарезание косозубых цилиндрических колес возможно при тех же вариантах фрезерования, что и нарезание прямозубых колес, но при этом настройка гитары /диф дифференциала должна учитывать угол наклона зубьев колеса. Кроме того, на станке воз- .можно нарезание косозубого колеса с подачей вдоль линии зуба. Этот вариант фрезерования обычно реализуется на бездифференциальных станках с наклоняемыми направляющими фрезерного суппорта и характерен сочетание.м 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 угол наклона опорной поверхности копирной линейки и такие величины подач П и Пз, чтобы обеспечить пере.мещение межосевого перпен- 25 дикуляра 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. Каж- 30 дый 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. Поством дополнительного и основного диффе-35 дачи П|, По и Пз отсутствуют.

ренциала.Фрезерование с боковой подачей соотДиагональное фрезерование со среднимиветстеует общеизвестному фрезерованию с

значениями параметра Р.тангенциальной подачей. Для этого копирная

Включают только подачу П и получаютлинейка либо не нужна, либо в станке несоответствующую подачу П2. Обеспечиваютобходимо применить копирную линейку с прясоответствующии доворот щнинделя изделия.

Диагональное фрезерование с .максимальным параметром Р.

Включают подачу П| и получают соответствующую подачу П2. Включают подачу Пз в направлении, противоположном направлению 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 перечис40

45

50

молинеинои опорной поверхностью, не имеющей угла наклона, т. е. угол ij) 0. 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 Пз отсутствует, подача По также отсутствует, так как г|) : 0.

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

Фрезерование с попутными боковыми подачами стола и стойки состоит в том, что включены одновременно подачи П и Пз, причем в одном направлении, но с разной веленных вариантов. Комбинированное зубо-55 личиной, т. е. подачи П1 и Пз направлены

фрезерование позволяет существенно изме-попутно и различны по величине,

нять производительность процесса и влияетФрезерование со встречными боковыми на характер износа зубьев фрезы.

подачами стола и стойки. Состоит в том.

Зубофрезерование 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 Пз и обеспечивают соответствующий доворот шпинделя изделия.

Нарезание косозубых цилиндрических колес возможно при тех же вариантах фрезерования, что и нарезание прямозубых колес, но при этом настройка гитары /диф дифференциала должна учитывать угол наклона зубьев колеса. Кроме того, на станке воз- .можно нарезание косозубого колеса с подачей вдоль линии зуба. Этот вариант фрезерования обычно реализуется на бездифференциальных станках с наклоняемыми направляющими фрезерного суппорта и характерен сочетание.м 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 угол наклона опорной поверхности копирной линейки и такие величины подач П и Пз, чтобы обеспечить пере.мещение межосевого перпен- дикуляра 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. Каж- дый 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 П|, По и Пз отсутствуют.

линейка либо не нужна, либо в станке необходимо применить копирную линейку с пря0

5

0

молинеинои опорной поверхностью, не имеющей угла наклона, т. е. угол ij) 0. 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 Пз отсутствует, подача По также отсутствует, так как г|) : 0.

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

Фрезерование с попутными боковыми подачами стола и стойки состоит в том, что включены одновременно подачи П и Пз, причем в одном направлении, но с разной веФрезерование со встречными боковыми

подачами стола и стойки. Состоит в том.

что подачи П| и Пз направлены в противоположных направлениях.

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

Один из вариантов конструкции станка состоит в том, что устранена цепь дифференциала с дифференциальными механизмами, а цепи подач салазок и каретки выполнены связанными с общим органом настройки, т. е. ходовые винты 15 и 17 связаны через общую гитару is подач с цепью деления и, следовательно, при одинаковых шагах ходовых винтов величины подач П| и Пз равны. Для реверсирования направлений подач rii и Пз могут быть встроены реверсы или трензели.

ГТредлагаемое устройство стайка может быть использовано не только для нарезания червячных колес, когда угол наклона У опорной поверхности копирной линейки равен нулю, но и для нарезания прямозубых или ко созубых цилиндрических колес. Для этого ко- пирная линейка должна иметь угол т) наклона опорной поверхности {фиг. 3) для обеспечения подачи Па, а настройка гитары деления г дел должна учитывать угол наклона зубьев колеса, величины и направления подач П и Пз, что возможно лищь для узкого диапазона параметров колес и величин подач. Раснжрить 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 нодач сразу после гитары г., гюдач.

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

Изменением направления перемещения салазок и каретки путем переключения реверсов или трензелей в цепях подач.

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

Реверсированием направления вращения приводного р.ала 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 цени подач посредством муфтовых передач.

Более оптимальным является вариант устройства станка, позволяюнлий производить его наладку (возврат подвижных органов в исходное для нарезания колеса положение) на нарезание следующего колеса более быст

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ро И без дополнительного электродвигателя ускоренных перемещений. Такое устройство станка осуществимо при исполнении копирной линейки поворотной вокруг оси щпинделя изделия и быстросъемной с последующей переустановкой и;1И при исполнении ее симметричной двухнрофильной с механизмо.м перемещения.

Так, например, пусть стол станка оснащен механиз.мом (например, рычажным) для незначительного подъема шнинделя 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 ноднятия шпинделя 3 изделия с опорой 10 установлена в корпусе стола и связана с нижним торцом щнинделя изделия. Копирная линейка 8 вы- ю;1нена 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 но фиг. 2 нажатием на рычаг 27 приподнимают шпиндель 3 изделия с опорой 10, линейку 8 извлекают и переустанавливают в положение, представленное на фиг. 4, затем устанавливают заготовку следующего нарезае.мого колеса, реверсируют подачи П и Пз и включают станок.

При достаточных размерах станка .может быть использовано другое устройство для наладки станка на нарезание следующего колеса (фиг. 5). Копирная линейка 8 вьтол- нена двухпрофильной с сим.метрнчным расположением onopiibix поверхностей 26 и 28, имеющих, например, одинаковый угол наклона г|). Линейка установлена на направляю- 1ЦИХ 29, снабжена зажимами 30, рейкой 31, взаимодействующей с реечной шестерней 32, установленной в корпусе стола и нмею- Н1,ей, например, ручной привод.

Станок работает следующим образом.

Линейка 8 устанавливается симметрично относительно щпинделя, как это показано на фиг. 5, и фиксируется на направляющих 29 зажима.ми 30. На шпиндель изделия устанавливается заготовка зубчатого колеса и включаются все необходимые фор.мообразую- 1цие движения, при этом, например, подачн П| и Пз направлены вправо по плоскости, фиг. 2. Соответствующая подача По шпинделя изделия (вверх но фиг. 2 и фиг. 5) будет обеснечена при взаимодействии опоры 10 с опорной поверхностью 26. После нарезания колеса, останова станка и снятия нарезанного колеса со станка зажимы 30 разжимают и вращением гпестерни 32 посредством реечного зацепления линейки 8 перемещают вправо (в плоскости фнг. 5) до первоначального положения, т. е. до обеспечения 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 П 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- 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.

0

5

о

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 п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, копирная линейка выполнена двухпро- фильной с симметричным расположением профилей опорных поверхностей и снабжена зажимами и приводом наладочного перемещения.

Изобретение относится к зубофрезер- ным 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

аг. 1

Фиг.З

30

Фиг.Ч

Фи.г.5