Зубофрезерный станок

,чр ; ЕТЕНИЯ ре политехничес резера реза- зубча- щение ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ПИСАНИЕ ИЗОБР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относится к зубоным станкам, предназначенным дляния червячной фрезой цилиндрическтых колес. Цель изобретения - уп 8012553 кинематических цепеи 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 шпинделя изделия с опорной поверхностью неподвижной копирной однопрофильной или двухпрофильной линейки. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.1Изобретение 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, общий 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 шпиндель 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 отношению к изделию. Однопрофильная копирная линейка 8 установлена неподвижно на станине внутри каретки 2 так, что нижний, подпружиненный пружиной 9 конец шпинделя изделия своей опорой 10 контактирует с ее профилированной опорной поверхностью. Шкаф 11 установлен рядом со станиной и служит для размещения электро- и гидроаппаратуры и монтажа органов настройки, например гитар, требуемых величин и направлений перемещений.Шпиндель 3 изделия установлен в червячном колесе 12 делительной пары стола с возможностью осевого перемещения, например, на шлицах, Червяк 13 делительной пары установлен на валу 14 кинематической цепи деления также с возможностью осевого перемещения. Червячное колесо и червяк в неизменном положении относительно друг друга и относительно корпуса стола удерживаются соответствующими упорами (не показаны). Ходовой винт 15 кинематической цепи подач салазок 5 со стойкой 6 взаимодействует с гитарой 16, смонтированной в корпусе салазок, и через гитару 1, настройки величины и направления подачи связан с кинематической цепью подач каретки 2 стола, которая заимствует движение с вала 14 цепи деления и состоит из гитары , настройки величины и направления подачи, ходового винта 17 и гайки 18, взаимодействующей с винтом 17 и установленной в корпусе каретки.Цепи подач салазок и каретки связаны с центральными колесами 19 дополнительного дифференциального механизма, водило 20 которого посредством передач 2 и цепи дифференциала с органом настройки Ьиф связано с червячной передачей 22, установленной на водиле 23 основного дифференциаль 5 1 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 ного механизма, центральные колеса 24 которого связаны с цепью деления. Цепь деления имеет орган настроики де 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. В и В - движение вращения соответственно фрезы и изделия; П - движение подачи каретки стола; П - движение, со ответствующее величине и направлению Пь а также профилю опорной поверхности 26 (движение подачи шпинделя изделия вдоль своей оси); Пздвижение 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 зубофрезеровании 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 1 О нижнего конца шпинделя 3, пружины 9 и иное расположение копирной линейки 8. Поэтому рассмотрим далее только встречное фрезерование. Настройка гитары скоростей ., и гитары деления ие. при включении двигателя Д обеспечивает необходимое вращательное движение В и Вг фрезы и изделия. Настройка гитар си ь, должнаобеспечивать равные по величине и одинаковые по направлению подачи П и Пз карет- ки стола и салазок стойки. Движение подачи П; каретки стола посредством взаимодействия опоры 10 шпинделя 3 с опорной поверхностью 26 копирной линейки 8 обеспечивает соответствующее движение П подачи шпинделя изделия. Таким образом, при данном варианте фрезерования движения подач Пь П и Па не равны нулю, а подачи П и Пз равны по направлению и величине. Соответственно будет отсутствовать поворот3водила 20 дополнительного дифференциала,и цепь основного дифференциала можетбыть отключена. При необходимости посредством специального механизма могут быть реализованы осевые перестановки (передвижки) фрезы.Диагональное зубофрезерование.Характеризуется перемещением межосевого перпендикуляра пары фреза-колесо поднекоторым углом у к оси изделия в плоскости разворота оси фрезы. Осуществимо на станке при перемещении 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 П и Пз к величине подачи П. 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 параметра Р диагонального фрезерования, станок работает следующим образом.Диагональное фрезерование с минимальным параметром Р.Включают подачу П и получают соответствующую подачу П . Включают подачу Пз в том же направлении, что и подачу Гь но так, чтобы П ф Пз. Разность величин подач П и Пз и настройка гитары лиф обуславливают доворот шпинделя изделия посредством дополнительного и основного диффе ренциал а.Диагональное фрезерование со средними значениями параметра Р.Включают только подачу П и получают соответствующую подачу П. Обеспечивают соответствующий доворот шпинделя изделия.Диагональное фрезерование с максимальным параметром Р.Включают подачу П и получают соответствующую подачу П. Включают подачу Пз в направлении, противоположном направле нию 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 перечисленных вариантов. Комбинированное зубо фрезерование позволяет существенно изменять производительность процесса и влияет на характер износа зубьев фрезы. Зубофрезерованне 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 П, 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 Йиф дифференциала должна учитывать угол наклона зубьев колеса. Кроме того, на станке возможно нарезание косозубого колеса с подачей вдоль линии зуба. Этот вариант фрезерования обычно реализуется на бездифференциальных станках с наклоняемыми направляющими фрезерного суппорта и характерен сочетанием 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 угоп наклона опорной поверхности копирной линейки и такие величины подач П и Пз, чтобы обеспечить перемещение межосевого перпендикуляра 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. Каждый 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 Пь П и П отсутствуют.Фрезерование с боковой подачей соответствует общеизвестному фрезерованию с тангенциальной подачей. Для этого копирная линейка либо не нужна, либо в станке необходимо применить копирную линейку с прямолинейной опорной поверхностью, не имеющей угла наклона, т. е. угол= О.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 Па отсутствует, подача П также отсутствует, так как ф = О.Фрезерование с боковой подачей стойки состоит в том, что включена только подача Пз Фрезерованис с попутными боковыми подачами стола и стойки состоит в том, что включены одновременно подачи П и Пз, причем в одном направлении, но с разной величиной, т. е. подачи П и Пз направлены попутно и различны по величине.Фрезерование со встречными боковыми подачами стола и стойки. Состоит в том, 125536что подачи П и Пз направлены в противоположных направлениях.Во всех указанных вариантах фрезероваиия червячных колес с боковой подачей необходимо обеспечивать соответствующий доворот 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 вы полнены связанными с общим органом настройки, т. е. ходовые винты 15 и 17 связаны через общую гитару , подач с цепью деления и, следовательно, при одинаковых шагах ходовых винтов величины подач П и Пз равны. Для реверсированияаправлений подач П и Па могут быть встроены реверсы или трензели.Предлагаемое устройство станка может быть использовано не только для нарезания червячных колес, когда угол наклона Ч опорной поверхности копирной линейки равен нулю, но и лля нарезания прямозубых или косозубых цилиндрических колес. Для этого копирная линейка должна иметь угол 1 наклона опорной поверхности (фиг. 3) для обеспечения подачи П 2, а настройка ги тары деления Ье. должна учитывать угол наклона зубьев колеса, величины и направления подач П и Пз, что возможно лишь для узкого диапазона параметров колес и величин подач. Расширить 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 подач сразу после гитары ,. иодац.Во всех рассмотренных случаях нарезаиия колес возврат (холостые перемещения) салазок со стойкой, каретки со столом и шпинделя изделия может быть произведен следующим образом.Изменением направления перемещения салазок и каретки путем переклкчения реверсов или трензелей в цепях подач.Реверсированием направления вращения фрезы путем переклкчения реверса в гитаре скоростей при возможном увеличении числа оборотов фрезы. 45Реверсированием направления вращения приводного гала 14 цепи деления путем переключения реверса в гитаре деления при возможном увеличении числа оборотов дели- тельной пары стола.Путем установки дополнительного электродвигателя ускоренных перемещений и подключения его к цепи подач посредством муфтовых передач.Более оптимальньм является вариант устройства станка, позволяющий производить его наладку (возврат подвижных органов в исходное для нарезания колеса положение) на иарезание следующего колеса более быстро и без дополнительного электродвигателя ускоренных перемегцений. Такое устройствостанка осуществимо при исполнении копирной линейки поворотной вокруг оси шпинделя изделия и быстросъемной с иослелуюшейпереустановкой или при исполнении ее симметричной двухпрофильной с механизмом перемещения.Так, например, пусть стол станка оснащен механизмом (например, рычажным) длянезначительного подъема шпинделя изделияпутем сжатия пружины 9. Тогда после царезаиия 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 поднятия шпинлеля 3 изделия с опорой 1 О установлена в корпусе стола и связана с нижним торцом шпинделя изделия. Копириая линейка 8 выиолнена быстросъемной с возможностью переустановки из положения, представленногона фиг. 2, в положение, представленное иа фиг. 4.Станок работает следующим образом.После снятия нарезанного колеса при наладке станка по 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 устанавливаот заготовку следуюпего нарезаемого колеса, реверсируют подачи П и П и включают станок.При достаточных размерах станка может быть использовано другое устройство для наладки станка на нарезание слелукщего колеса (фиг. 5). Коиирная линейка 8 выполнена двухпрофильной с симметричным расположением опорных поверхностей 26 и 28, имеющих, например, одинаковый угол наклона . Линейка установлена на направляюцих 29, снабжена зажимами 30, рейкой 31, взаимодействующей с рее ной шестерней 3, установленной в корпусе стола и имеющей, например, ручной привод.Станок работает слелукшим образом.Линейка 8 устанавливается симметрично относительно шпинделя, как это показано на фиг. 5, и фиксируется на наиравляющи.с 29 зажимами 30. На шпиндель изделия устанавливается заготовка зубчатого колеса и включаются все необходимые формообразующие движения, при этом, например, подачи Г 1 и П направлены вправо по плоскости. фиг. 2. Соответствующая подаца П шпинделя изделия (вверх по риг. 2 и фиг. 5 будет обеспечена при взаимодействии опоры 10 с опорной поверхностью 26. После нарезания колеса, останова станка и снятия нарезанного колеса со станка зажимы 30 разжимают и вращением шестерни 32 посредством реечного зацепления линейки 8 перемещают вправо (в плоскости сриг. 5) до первоначального положения, т. е. ло обес 12553печения 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 1 и Пз (влево в плоскости фиг. 2), устанавливают заготовку колеса и включают станок. При этом подача П 2 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.15Формула изобретения1, Зубофрезерный станок обкатного типа, предназначенный для изготовления цилиндрических и червячных колес, на станине которого смонтированы инструментальная стойка, несущая привод вращения фрезы,16соединенный 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 размешены 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 и. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, копирная линейка выполнена двухпрофильной с симметричным расположением профилей опорных поверхностей и снабжена зажимами и приводом наладочного перемещения.1255316 Уел Я едактор Н. Егоровааказ 4756/13ВНИИПИпо д113035, МоФилиал ППП СлитковаКорректор Т. КолПодписноеитета СССРоткрытийя на 6., д. 4/5ул. Проектная, 4 Составитель В. Техред И. Верес Тираж 1001 Государственного ком лам Изобретений и ква, Ж - 35, Раушска Патент, г. Ужгород,