Устройство к станку для чистовой обработки зубчатых колес Советский патент 1988 года по МПК B23F19/06 

28

(Л

u

фикацией зубьев. Привод инструментальной головки, устайовленной с возможностью поворота вокруг оси, пер- пекдикулугрной оси центров, предназ- : наченных для размещения обрабатывае- мого колеса 6, выполнен в виде пьезокерамического линейного электродви- 1 гателя 20, полого валя 14 с упругими I элементами 26 и механизм фиксации относительного углового положения ниструментальной головки. Начально I межосевой угол скреидавакия Ц осей I инструмента и обрабатываемого коле- I са выполняют путем поворота корпуса I 19 вместе с инструментальной голов- 1 кой 13о По начальному межосевому, расстоянию устанавливают 32, Одновременно с главным движением обеспечивается продольная или диаго.наль- ная подача обрабатываемого колеса 6 за счет возвратно-поступательного пе832

ремещения стола 2 станка посредством механизма 4, По окончании каждого рабочего прохода стола выполняется радиальная подача на величину соответствующую толщине снятого слоя. Радиальная подача осуществляется подъемом стола с помощью механизма 3. Величина подъема стола 2 регистрируется датчиком 32, электрический сигнал от которого дает команду на освобождение полого вала 14 от фиксации с корпусом 19. Напряжение от сигнала датчика 32 подается на пьезокерамичес- кий линейный электродвигатель 20, ра-. бочий орган которого, взаимодействуя с упором 21, поворачивает полый вал, а вместе с ним и корпус 13, несущий инструмент 7, на угол uZ, соответствующий изменению направления линии зуба при новом межосевом расстоянии а. 5 ил.

Изобретение относится к маиино- строению, в частности к изгЬтовлениго станков для чистовой обработки зубчатых колес методами шевингования или ханингования зубьев. Цель изобретения - повышение точности обработки зубчатых колес с продольной моди

1

Изобретение относится к машиностроению, в частности к изготовлению станков для чистовой обработки зубчатых колес методами шевингования ши хонингов ания зубвев.

Цель изобретения - повышение точности обработки зубчатых колес с продольной модификацией зубьев,.

На фиг.1 изображена кинематичес- как схема устройства к зубошевинго- вашьному станку;.на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг,3 - схема пьезо- керамнческого линейного электродвигателя; на фиг,4 - схема обработки (станочного зацеплрния); на фиг, 5 - вид Б на фиг.4«

На станине 1 станка размещен стол 2 с меха1сизмами радиальной 3 и продольной 4 подач. На столе 2 смонти- роваш центровые бабкц 5, в которых устанавливается обрабатываемое зубчатое колесо 6. В консольной части станины расположен механизм пр11вода главного двшсения - вращения -инстру- мента 7.

Механизм привода состоит из двигателя 8, вала 9, конической зубчатой передачи 10, гитары 11 цилиндрических колес и шпинделя 12. Коническая зуб-

чатая передача 10, гитара 11 и шпиндель 12 смонтированы в корпусе инструментальной головки 13, жестко связанном с полым валом 14, Последний вместе с корпусом 13 смонтированы с возможностью поворота вокруг межосевого перпендикуляра п-п станочного . зацепления в радиальных сульфидированных подшипниках 15. и 16 скольжения и упорных шарико-подшипниках 17 и 18, установленных на неподвижном корпусе 19 привода поворота. В корпусе 19 расположен привод поворота инструментальной головки (корпуса П), состоящий из линейного пьезокерамического электродвигателя 20, жестко закрепленного в корпусе 19 с возможйостью взаимодействия его рабочего звена с упором 21 или 22, неподвижно смонтированным на фланпе вала 14. Последний связан с неподвижным корпусом 19 с помощью пакетов ачоских пружин 23 (фиг.2),

В полости вала 14 смонтированы механизмы фиксации углового положения инструментальной головки (корпуса 13), каждый из которых состоит из однопо- лостного цилиндра 24, штока 25 и пакета тарельчатых пружин 26 (фиг.1).

314

В исходном состоянии вал 14 прижат штоками 25 тарельчатых пружин 26 к неподвижному диску 27, жестко укрепленному в корпусе 19, Последний смонтирован на консольной части станины 1 на круговых направляющих 28 с возмол ностью установочных поворотных перемещений при настройке станка посредст врм ручного привода 24, Крепление корпуса 19 осуществляется винтами 30« На корпусе 13 инструментальной головки неподвижно закреплены датчик 31 с возможностью взаимодействия со шпинделем 12 и датчик 32 с возможностью контакта со столом 2.

Механизм малых и точных перемещений, выполненный в виде линейного пье зокерамического электродвигателя (фиг.З), состоит из основания 33, таблеток 34 пьезокерамики, например, ЦТС-19 электродов 35, шин 36, диэлектрика 37, наконечника 38 рабочего органа. Последний через шарик 39 имеет точечный силовой контакт с упором 21 или 22,

Настройку станка осуществляют следующим образом.

Инструмент 7 и обрабатываемое колесо 6 устанавливают под расчетным начальным межосевым углом скрещивания Z,/(ФИГ.4), соответствующим начальному мeжoceвo ry расстоянию при беззазорном станочном зацеплении с данным припуском под обработку. На- чальный межосевой, угол обеспечивают путем соответствующего поворота корпуса 19 (фиг,1) вместе с инструментальной головкой (корпусом 13) посредством привода 29 при ослабленных винтах 30,

В режиме настройки станка вал 14 жестко связан с корпусом 19 посредством штоков 25 и тарельчатых пружин 26 Таким образом, корпус 19, вал 14 и корпус 13 инструментальной головки поворачивают как единую жесткую систему по круговым направляю1щ м 28 на р асчетный угол 51 v. Начальное межосевое расстояние Q4A( (фиг, 4) устанав- ливают посредством механизма 3 радиальной подачи. По начальному рас- ст.оянию Qyj устанавливают датчик 32 регистрации перемещения стола при радиальной подачи по ходам,

Обработка зубчатых колес на станке осуществляется по принципу свободного обката инструментом 7 с осуществлением соответствующих подач - ра32А

диальной и продольной или диагонапь - ной. Главное движение (вращение) инструменту 7 (фиг.1) сообщается от злектродвигателя 8 через кинематическую цепь 9-12.

Одновременно с главным движением обеспечивается продольная или диагональная подача обрабатываемого колеса 6 путем возвратно-поступательного перемещения стола 2 посредством механизма 4. По окончании каждого рабочего прохода стола выполняется радиальная подача на величину &Qyv (фиг,4), со- о Рветствующую толщине снятого слоя с обрабатываемых поверхностей зубьев при данном проходе. Радиальную подачу осуществляют подьемом стола 2 с помощью механизма 3,

Величина подъема стола 2, регистрируется датчиком 32. Одновременно регистрируется величина изгибной деформации шпинделя 12 (фиг,1) датчиком 31, Суммирование сигналов, полученных от датчиков 32 и 31, дает информа ,цию о реальной радиальной подаче ,обрабатьшаемого колеса 6,

Электрический сигнал, полученный от датчика 32, дает команду на подачу давления в гидроцилиндры 24, В результате происходит перемещение штоков 25, и вал 14 освобождается от фиксации AiiCKOM 27, т,е. с корпусом 19,

Напряжение, пропорциональное суммарному сигналу от датчиков 32 и 31, подается на линейный пьезокерамичес кий двигатель 20, рабочий орган которого 38 (фиг, 2) 5 вза1-1модействуя с упром 21, установленным на валу 14, поворачивает этот вал, а вместе с ним корпус 13 с инструментом 7 на угол ulT.,, соответствующий изменению направления линии зуба при новом межосевом расстоянии Q,,, (фиг,4), По окончании требуемого поворота вала 14, , инструментальной головки, снимается давление в гидроцилиндрах 24 и штоке 25, возвращаясь в исходное положе ние посредством тарельчатых пружин 26, вновь фиксируют вал в корпусе.19 через диск 27, При по- следуюидах рабочих проходах инструмента 7 процесс повторяется.

После окончательного выполнения операции обработки колеса 6 отключается подача напряжения на пьезокера- мический электродвигатель 20, снимается с помощью гидроцилиндров 24 фиксация вала 14 с корпусом 9, и вал 14; посредством пакетов гшоских пружин 23; поворачивается в исходное положе- HHJe вместе с корпусом 13, т.е. шпин- дйпь занимает начальное угловое поло- жйние 51, .(фиг,4) по отношению к оси .обрабатываемого.колеса.

: Предлагаемая конструкция позволяет пр( продольную модификацию зуб&ев.д

мальное линейное перемещ чаемое с помощью данного мического двигателя. Таб набираются в пакет, к од которого крепится основа другому - наконечник 38, щий точечный контакт с у и осевое приложение нагр

Использование такой к привода поворота инструм головки позволяет обеспе инструмента с требуемой дискретностью перестанов интервале за счет больше и компактности привода, безинерционности его ра ние до минимума внешнего воляет осуществлять пере

15

обрабатываемого колеса 6 (фиг.1) путем независимых поворотных движений инструмента 7 вокруг межосевого пендикуляра п-п в процессе обработки. В этом случае механизм малых и точных пе ремещений должен работать по заданной программеS обеспечивающей управле- mte напряжением, подаваемым на пьезо- керамический линейный электродвигатель 20 в соответствии с требуемой величи- 2д деляемые долйми микрона. ной поворота корпуса 13, определяемой модификацией, например, бочкооб- разной продольной формой зуба.

; Одновременно с этим должна быть у язана в соответствии с циклом обработки рйбота механизма фиксации в,зла 14 - гидроцилиндров 24. В зависимости от направления зубьев обра б 1тываемого колеса пьезокерамический дзигатель может быть установлен в pksHbix гнездах () для взаимодействия с упором 22 или 21.

Формула изобр

Устройство к станку д 25 обработки зубчатых колес

30

которого размещена несущ инструмент Инструменталь с приводом ее поворота в перпендикулярной оси цен назначенных для размещен ваемого колеса, отли с я тем, что, с целью п ности обработки зубчатых дольной модификаций зубь поворота инструментально полнен в виде установлен пьезокерамического линей двигателя, полого вала с элементами и механизма ф носительного углового по струментальной головки, лый вал установлен с воз ворота посредством пьез го линейного электродвиг ко связан с инструментал кой, а упругие элементы между корпусом и валом с свободного перемещения п последнего.

Работа пьезокерамического линейного электродвигателя 20 (фиг.З) основана на принципе обратного пьезо э фекта. При подаче напряжения на шИнь 36 таблетки 34 пьезокерамики деформируются под действием электрического поля, приложенного между электродами 35 Таблетка 34 пьезокерамики ЦТС-19, например, толщиной и i мм и диаметром 25 мм, позволяет достичь удлинения в 1 мкм при изме нении напряжения от О до 1500 В. При этом таблетка пьезокерамики ПТС-19 -- - . - н

.развивает давление- бОО ---г. От количества таблеток 34 зависит макси

.д

мальное линейное перемещение, получаемое с помощью данного пьезокера- мического двигателя. Таблетки 34 набираются в пакет, к одному торцу которого крепится основание 33, а к другому - наконечник 38, обеспечивающий точечный контакт с упором 21 (22) и осевое приложение нагрузки.

Использование такой конструкции привода поворота инструментальной головки позволяет обеспечить поворот инструмента с требуемой точностью и дискретностью перестановок в данном интервале за счет большей жесткости и компактности привода, а также безинерционности его работы. Сведе- . ние до минимума внешнего трения позволяет осуществлять перемещения, опре15

2д деляемые долйми микрона.

еляемые долйми микрона.

ормула изобретения

Устройство к станку для чистовой обработки зубчатых колес в корпусе

которого размещена несущая дисковый инструмент Инструментальная .головка с приводом ее поворота вокруг оси, . перпендикулярной оси центров, предназначенных для размещения обрабаты- ваемого колеса, отличающее с я тем, что, с целью повьшения точности обработки зубчатых колес с проольной модификаций зубьев, привод поворота инструментальной головки выполнен в виде установленных в корпусе пьезокерамического линейного электродвигателя, полого вала с упругими элементами и механизма фиксации от- носительного углового положения инструментальной головки, при этом полый вал установлен с возможностью поворота посредством пьезокерамического линейного электродвигателя и жестко связан с инструментальной голов- кой, а упругие элементы размещены между корпусом и валом с возможностью свободного перемещения при повороте последнего.

23

/9

Iff

37 ss , , .УЛ 39

i Vx A xOCyO xVA AOkV f 1 V

Зв

20

27

.Фиг. 2

фие.З

//77777

/7777777

Шие If Qu35