Станок для электрохимической размерной обработки зубчатых колес

(22) Заявлен исоединением заявки2) Приоритет асударотвенныи комитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий 53) УДК 621,9,048.4убликовано 25,05,74. Бюллетень19 та опубликования описания 17.10.74 2) Авторы изобретения В, Беля, Сухоруков Омский политехнический инстит 71 Заявитель ЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ РАЗМЕРНОЙАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС(54) СТАНОК 2 ческая схема льная схема д-инструмент. ит электрохиходится обрас оправкой 3, , инструмент 30 сод вячное улачок состоит а 40, я сменные шестеро 35, червяк 36 дуктивный датчик ифференциального 1, измерительного ержит колес 38, ин из д оря 4 Импульсатор ни 32 - 34, чер маховичок 37, 39. Последний трансформатор Изобретение относится к электромеханической размерной обработке металлов.Известны станки для электрохимической обработки зубчатых колес с дифференцированным съемом металла в зависимости от циклической погрешности обрабатываемых деталей,Цель изобретения - повысить точность обработки зубчатых колес.Это достигается вводом в устройство магнитных дисков, на которые подаются импульсы, управлятощие технологическим током импульсатора, эталонных шестерней и дисков сдиаметрами, равными диаметрам начальныхокружностей обрабатываемого колеса и эталонной шестерни,На фиг, 1 показана кинематистанка; на фиг. 2 - функционаустройства; на фиг, 3 - электроПредлагаемый станок содержмическую ванну 1, в которой набатываемое зубчатое колесо 2эталонная зубчатая шестерня 4шестерня 5.Оправка 3 крепится в центрах 6 и 7. Центр6 подвижный и может отжиматься вручную спомощью рукоятки 8, центр 7 осевого перемещения не имеет. Оправка 3 жестко соединяется с вращающимся центром 7 с помощью хомутика 9. В ванну 1 подводится нагнетающий трубопровод 10 от насоса 11, расположенного над баком-отстойником 12, и сливной трубопровод 13. На вращающемся центре 7 как на вале 5 крепятся токосъемник 14, магнитный 15 исменный 16 диски.На валу инструмента-шестерни 5 закреплены токосъемник 17, приводная шестерня 18, магнитный диск 19 и сменная шестерня 20.10 Вал инструмента-шестерни 5 изолирован отмассы устройства изолирующими прокладками 21.На валу эталонного зубчатого колеса 4крепятся подтормаживающее устройство 22 и 15 круговой идуктивный датчик 23. На одной осис валом эталонного зубчатого колеса располагается в державке 24 вал вращения сменного диска 25. Державка 24 находится под воздействием пружины, 26.20 Приводная шестерня 18 приводится во вращение электродвигателем М через откидную шестерню 27, шестерню 28 и редуктор 29.Сменная шестерня 20 соединяется с импульсатором 30 через откидную шестерню 31,25штока 42 с пружиной 43, регулировочных винтов 44, пружинной подвески 45.Кроме того, в состав устройства входят усилитель записи, выпрямители ВП 1 и ВП 2, переключатель режимов, включатели измерительных приборов В 1 и В 2, измерительные приборы И 1 и И 2, 1-й усилитель воспроизведения и 2-й усилитель воспроизведения, генератор высокой частоты ГВЧ, магнитные головки: записи ГЗ, воспроизведения ГВ и стирания ГС, переменный резистор Л 1, суммирующий элемент, мощный триод Т, переменное нагрузочное сопротивление Л 2.К элементам функциональной схемы, которые показаны на кинематической схеме относятся: индуктивный датчик ИД 1 (на фиг. 1 обозначен цифрой 23), индуктивный датчик ИД 2 (на фиг. 1 обозначен цифровой 39), магнитные диски МД 1 и МД 2 (на фиг. 1 соответственно обозначены цифрами 15 и 19), инструмент-шестерня К (на фиг. 1 обозначена цифрой 5), обрабатываемого зубчатое колесо А (на фиг. 1 обозначено цифрой 2).Перед пуском станок налаживают. Для этого обрабатываемое зубчатое колесо, предварительно закрепленное на оправке 3 с хомутиком 9, устанавливают в центры 6 и 7, подвижный центр 6 отжимается вручную рукояткой 8. В этом положении обрабатываемое колесо входит в зацепление с эталонной шестерней 4 и с инструментом-шестерней 5. Сменные диски 16 и 25 устанавливают и крепят каждый на свою ось, причем диаметр диска 16 равен диаметру начальной окружности обрабатываемого зубчатого колеса 2, а диаметр диска 25 - диаметру начальной окружности эталонной шестерни 4.С помощью сменных зубчатых шестерен 20, 32 - 34 подбирают такое передаточное отношение между осями инструмента-шестерни 5 и кулачка 38, что за один оборот кулачка 38 инструмент-шестерня 5 поворачивается на угол, равный углу между ее двумя зубьями. Положение кулачка 38 на оси червяка 36 согласовывается с положением инструмента- шестерни 5 так, что при касании измерительным штоком 42 профиля кулачка в месте перехода цилиндрического участка кулачка на профилированный участок происходит начало контакта зуба инструмента-шестерни 5 с зубом обрабатываемого зубчатого колеса 2. Откидная шестерня 27 выводится из зацепления с приводной шестерней 18.Переключатель режимов (см. фиг. 2) устанавливается в третье положение. Ручным вращением маховичка 37 через червячную передачу (червяк 36, червячное колесо 35), сменные шестерни 32 - 34 и 20 и откидную шестерню 31 поворачивается на один или два оборота магнитный диск 19, который жестко закреплен на валу шестерни-инструмента 5. В результате этого происходит стирание (удале. ние) ранее нанесенной магнитной записи на магнитном диске 19 за счет подключения генератора высокой частоты ГВЧ через переключатель В 1 - 4 к головке стирания ГС.Переключатель режимов переводится вовторое положение, выключатель В 1 устанавливается во включенное положение, Регулировочными винтами 44 (см. фиг. 1) индуктивного датчика 39 дифференциальный трансформатор 40 устанавливается по отношению к якорю41 так, что стрелка измерительного прибора10 И 1 (см. фиг. 2) показывает нуль, Это соответствует началу входа очередного зуба обрабатываемого колеса 2 в активную зону ЭХО илимоменту выхода зуба обрабатываемого колеса2 из активной зоны ЭХО, поэтому в моментустановки прибора И 1 на нуль измерительныйшток 42 должен находиться на цилиндрическом участке кулачка 38.Маховичком 37 вручную производят одинполный оборот кулачка 38. При этом за счет20 поджима измерительного штока 42 к профилюкулачка 38 пружиной 43 происходит считывание информации с кулачка 38 индуктивнымдатчиком 39 и перенос ее на магнитный диск19.2 Переключатель режимов устанавливается впервое положение, Рукой поворачивают обрабатываемое зубчатое колесо 2 на небольшойугол до тех пор, пока стрелка измерительногоприбора И 1 не займет нулевого положения. Вчп этом положении оправка 3 закрепляется сцентром 7 хомутиком 9. Измерительный прибор И 1 отключается выключателем В 1, Такимобразом производится установка на нуль кругового индуктивного датчика 23. Откидная3 у шестерня 31 выводится из зацепления сосменной шестерней 20 и, следовательно, импульсатор 30 полностью отключается от валаинструмента-шестерни 5 и в дальнейшем непринимает участия в работе устройства.Откидную шестерню 27 необходимо установить в первоначальное положение, т, е. ввестив зацепление с шестерней 18. Заканчиваетсянастройка станка,Станок работает следующим образом,Включается насос 11, в результате чегоэлектролит из бака-отстойника 12 по трубопроводу 10 подводится в активную зону ЭХО,откуда он стекает на дно электролитическойванны, а затем по сливному трубопроводу13 - в бак-отстойник 12.Включается электродвигатель М, которыйчерез редуктор 29, шестерню 28, откидную 27и приводную 18 шестерни вращает инструмент-шестерню 5, а через нее - обрабатываемое зубчатое колесо 2 и эталонную шестерню4, Ось шестерни 4 подтормаживается устройством 22, в результате чего в процессе вра.щения эталонной шестерни и обрабатываемого зубчатого колеса 2 происходит однопро 60 фильное камл ание их зубьев.Вместе с колесом 2 через жесткий хомутик9 .вращается и центр 7, а следовательно, изакрепленные на нем магнитный диск 15 идиск 16. Через подвижную державку 24 диск65 25 поджимается пружиной 26 к диску 16, Та15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ким образом, при вращении зубчатого колеса 2 будет вращаться и диск 25.Угловые колебания оси вращения эталонной шестерни 4 и оси диска 25 из-за кинематической погрешности обрабатываемого зубчатого колеса 2 преобразуются индуктивным круговым датчиком 23 в изменение напряжения, снимаемого со вторичных обмоток Я 7, и К 4 его дифференциального трансформатора, которое через выпрямительное устройство ВП - 1, переключатель В 1 - 2 передается в усилитель записи (см. фиг. 2), откуда усиленный сигнал через переключатель В 1 - 3 подается в головку записи ГЗ магнитного диска 15. Таким образом, сигнал кинематической погрешности от точки зуба обрабатываемого зубчатого колеса 2, которая контактирует с сопрягаемой точкой соответствующего зуба эталонной шестерни 4, заносится на магнитный диск 15. Эта информацияокакой-тоточке профиля колеса 2 сохраняется магнитным диском МД 1 до момента подхода ее к соответствующей точке профиля зуба инструмента- шестерни 5,В момент совпадения сопрягаемых точек профилей головка воспроизведения ГВ магнитного диска МД 1 снимает эту информацию и подает ее в 1-й усилитель воспроизведения. Усиленный сигнал подается в суммирующий элемент (см. фиг. 2), где он складывается с сигналом, полученным от головки воспроизведения ГВ магнитного диска МД 2, на котором записываются корректирующие импульсы от импульсатора 30.Сигнал от магнитного диска МД 2 усиливается во втором усилителе воспроизведения и регулируется по уровню переменным резистором Р 1. После того, как информация о кинематической погрешности от магнитного диска МД 1 снимается его головкой воспроизведения ГВ она удаляется (стирается) с него головкой стирания ГС. Таким образом, к моменту нового подхода контактируемого зуба обрабатываемого колеса 2 к эталонной шестерне 4 магнитный диск МД 1 снова будет подготовлен к приему новой информации.В магнитном диске МД 2 такого процесса не происходит, так как в рабочем режиме (переключатель В 1 - 4 находится в первом положении) и его головка стирания ГС отключается от генератора высокой частоты ГВЧ, и, следовательно, информация, записанная на магнитном диске МД 2 импульсатором 30, будет сохраняться в течение всего времени обработки зубчатого колеса. Эта информация изменяется только в том случае, когда придется обрабатывать зубчатое колесо 2 с другим модулем или с другим инструментом-шестерней 5.Сигнал от суммирующего элемента подается на базу мощного триода Т, который включен как регулируемое сопротивление в цепь постоянного тока зоны ЭХО. Параллельнотриоду Т присоединено нагрузочное проволочное сопротивление Р 2, с помощью которого устанавливается начальный ток в зоне ЭХО, Отрицательный полюс источника питания подводится к инструменту-шестерне 5 через токосъемник 17. Положительный полюс источника питания подводится к обрабатываемому колесу через токосъемник 14.В зависимости от сигнала, подаваемого на базу триода Т, общее сопротивление цепи, в которую входит и зона ЭХО, изменяется. Следовательно, изменяется и ток, от которого зависит интенсивность съема металла с поверхностей зубьев обрабатываемого зубчатого колеса 2,При уменьшении кинематической погрешности в процессе размерной электрохимической обработки сигнал от 1-го усилителя воспроизведения (см. фиг. 2) будет уменьшаться по величине, а сигнал от 2-го усилителя воспроизведения будет все время оставаться постоянным.Исчезновение кинематической погрешности проверить включением измерительного прибора И 2 переключателем В 2, с помощью которых проверяется также уровень сигнала со второго усилителя воспроизведения.Применение обычной конструкции инструмента на предлагаемом станке практически невозможно, так как коэффициент перекрытия зубчатой пары инструмент-деталь всегда больше единицы, поэтому если погрешность имеется на одном из участков двухпарной зоны контакта, например циклическая погрешность, то изменение величины тока, которое необходимо для устранения этой погрешности, приведет к искажению геометрии зубьев на втором участке двухпарной зоны контактов,Инструмент для размерной ЭХО цилиндрических зубчатых колес для предлагаемой конструкции станка (см, фиг, 3) представляет собой цилиндрическое зубчатое колесо, разрезанное по диагонали зубчатого венца. В плоскость разъема устанавливается изолирующая пластина 1, толщина зубьев пластины изготавливается больше на величину рабочего межэлектродного зазора. Можно устанавливать две пластины. В этом случае зубчатыц венец пластин изготавливается за одно целое с зубчатым венцом металлической основы инструмента 2, После изготовления одна из пластин разворачивается влево, другая - вправо на величину межэлектродного зазора.С целью исключения одновременной обработки двух зубьев (в зоне двухпарного зацепления) каждый второй зуб металлической основы инструмента срезается, однако удаляются только зубья металлической основы, а зубья изолирующей вставки сохраняются, Иначе невозможно осуществить отделку методом свободного обката. Можно не удалять зубья инструмента, а рабочую поверхность каждого второго зуба покрывать электроизоляционным слоем, например, эпоксидной смолой или электроизоляционным лаком,Число зубьев инструмента должно быть некратно числу зубьев обрабатываемой детали, поэтому при нечетном числе зубьев инструмента последний зуб, подлежащий удалению, сохраняется. При этом погрешность, вносимая этой парой зубьев, незначительна.При взаимном обкате зубчатой пары инструмент-деталь исправление погрешности при обработке предлагаемым станком инструмента будет происходить пропорционально величине изменения тока и только на тех участках, где имеется погрешность. Второй участок двухпарной зоны контакта не обрабатывается.Предлагаемый станок может найти применение во всех отраслях машиностроения при обработке точных зубчатых колес. Предмет изобретения1. Станок для элекврохимической размерной обработки зубчатых колес по методу обкатки с применением дифференцированного съема металла вращающимся электродом-шестерней с учетом циклической погрешности обрабаваемого колеса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки зубчатых колес, на осях электрода-шестерни и Б обрабатываемой детали установлены магнитные диски, на один из которых нанесен характер импульсов, управляющих технологическим током в процессе обработки в зависимости от изменения межэлектродного зазора и времещ ни нахождения каждого участка зуба в активной зоне, а на другой - характер импульсов, соответствующих характеру и величине погрешностей геометрии зубчатого венца обрабатываемой детали.1 у 2, Станок по п. 1, отличающийся тем,что он оснащен импульсатором, обеспечивающим необходимый характер изменения импульса тока и его длительность.3. Станок по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я 20 тем, что он снабжен эталонной шестерней идвумя дисками с диаметрами, равными и диаметрам начальных окружностей обрабатываемого колеса и эталонной шестерни.428901 Составитель Ю. БадинТехред Л. Акимова Корректор Л, Царькова Редактор Л, Народная Заказ 2764/17 Изд,909 Тираж 944 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж.35, Раушская наб д. 4/5