Станок для нарезания зубчатой рейки с переменным шагом и наклоном зубьев

/00 4 В 2 ГО НИ АНОК ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕМЕННЬМ НАГОМ И НАКЛОНОМ 08 обретение относится к области илестроения и может быть исано для изготовления зубчатых я рулевых механизмов машин. обретения - упроцение изготовеек и повышение их надежности создания упрощенной конструк" трумента, не требующего пере- Станок имеет станину 2, на коазмещены зажимное приспособлеремецаемое в трех взаимно пер 27п (А фирмыапреляВ Гв Москзубообравление ееад 6, Обдля валов ние, и пендик волине щей ча к и иях и по р - соответствую- зубчатой рейСОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИ 1РЕСПУБЛИН АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗО(75) Артур Эрнесус Юрген Реске ((53) 621.924,6 ( (56) Материалы сМААС, состоявшег 1980 г. в помещеве. Современноебатывающей технидальнейшего развработка зубчатыхавтомобилей. с. юл. РБишоЕ)88.8)мпозиумася 16-17ии ЭНИМСостояниеи и напртия, Доксекторо7-104,РЕЙКИ СЗУБЬЕВ(57) Из автомоб пользов реек дл Цель из ления р за счет ции ин точек. торой р;132618 лярных направле ной траектории, ти профиля зуба13261 ки, с использованием копира 19, и держатель резца 29, несущий режущий инструмент 28, выполненный в виде зуба винтового зубчатого колеса с двумя боковыми режущими кромками.Инструмент 28 установлен с воэможностью поворота и возвратно-поступательного перемещения между двумя пределами в плоскости, в которой инструмент расположен перпендикулярно шпинделю, Указанные перемещения осуществлены между двумя пределами вплоскости, в которой инструмент расположен перпендикулярно к плоскостизубьев зубчатой рейки, посредствомшпинделя 30, размещенного в инструментальной головке 24, взаимодействующей с полэуном 32, приводимым вдвижение шатуном 33 от кривошипногодиска 34, соединенного с приводом 35,1 з.п. ф-лы, 6 ил.Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использованодля изготовления рулевых механизмовмашин.с,Цель изобретения - упрощение изготовления реек и повышение надежности за счет создания упрощенной конструкции инструмента, не требующегопереточек.ОНа фиг, 1 изображен станок, обшийвид; на фиг, 2 - схема образованиякриволинейной траектории движениязубчатой рейки в процессе ее обработки с иллюстрацией ее рабочего положения;.на фиг, 3 - разрез А-А на фиг.1;на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; нафиг. 5 - схема способа обработки рейкифрагмент обработки одной впадины); на фиг. 6 - зубчатая рейка,подлежащая нарезаник при установке режущего инструмента перпендикулярнок плоскости зубьев зубчатой рейки,Станок предназначен для нареэаниязубчатой рейки 1 с переменным шагоми наклоном зубьев, которая впоследствии предназначена для взаимодействия с винтовым зубчатым колесом(не обозначенов нулевых механизмахавтомобилей.Станок имеет станину 2, Зубчатаярейка 1 зажата в эажимном приспособлении 3, размещенном на станине. Вовремя нарезания зубьев зубчатой рейки она перемещается относительно станины 2 станка одновременно в трех направлениях Х, У и 2,Вертикальное перемещение Х зажим.ного приспособления 3 обеспечивается его движением в направляющей 4 прирегулировании трехразмерным шабло=ном 5. Толкатель 6, присоединенныйк рычагу 7, перемещается по поверхности шаблона 5 в соответствии с перемещениями Х и 7, переданными к направляющей 4, и заставляет рыча", 7подниматься и опускаться на небольшой угол вокруг оси штифта 8.Штифт 8, закрепленный в направляющей 9, имеет эксцентрично установленный выступ 10, который входит впаз 11 в зажимном приспособлении направляющей 4. Вес рычага 7 таков,что заставляет толкатель б все времянаходиться в контакте с шаблоном 5.Перемещение Е служит для регулирования межцентрового рабочего расстояния зубчатой рейки, подлежащей нарезанию, до зубчатого колеса при установке в рулевой механизм,Салазки 12, предназначенные дляперемещения в направлении Х, перемещаются по направляющей в салазках 13,предназначенных для перемещения внаправлении У, которые далее скользят в направляюшей 14, прикрепленнойк станине 2,Салазки 3 приводятся в движениес помощью мотора 15 и ходового винта 16, являющегося составной, частьюмеханизма перемещения эажимного приспособления.Салазки 12 перемещаются с помощью,токателя 17, закрепленного в рычаге 18 салазок 12 и взаимодействующего с копиром 19, установленным накаретке 20, 1 3 61844Копир 19 не перемещается во времянарезация каждого зуба, а поворачивается или перемещается относительнокаретки 20, ца которой он установленс возможностью скольжения, на равныеступени, после завершения резаниякаждого промежутка между зубьями.Это может быть осуществлено путемперемещения копира 19 на Фиксированную величину каждый раз, равную осевому шагу зубчатого колеса (расстояние а на фиг.2), либо вручную, либос помощью соответствующего сервомотора и ходового винта 21, Для ручнойработы достаточно снабдить копир 19рядом отверстий 22, расположенныхточно на расстоянии осевого шага зубчатого колеса и перемещать штифт 23из одного отверстия в другое. В этомслучае каретка 20 и сервомотор с ходовым винтом 21 не требуются, а копир 19 остается неподвижным относительно станины 2 во время нареэанияпромежутка между зубьями. 25Шаблон 5, каретка 20 и инструментальная головка 24 установлены с возможностью разворота на углы с соответственно вокруг стержней 25 - 27относительно нормалей х оси нарезаемой зубчатой рейки 1. Этот уголточно соответствует углу р установки зубчатого колеса (Фиг, 2),Режущий инструмент 28 закреплен вдержателе резца 29, который установ 35лен в шпинделе 30. Держатель резца 29размещен с возможностью поворотавокруг штифта 31 на небольшой уголдля отвода инструмента при обратномходе,40Шпиндель 30 колеблется в цапфах,предусмотренных в инструментальнойголовке 24, как аксиально, так и вращательно, путем воздействия ползуна 32, который движется возвратнопоступательно в направляющей, предусмотренной в головке 24, под действием шатуна 33, приводимого в движение с помощью пальца кривошипа,соединенного с кривошипным диском 34,связанным с приводом 35 через зубчатое колесо 36. Вал (не обозначен ),несущий кривошипный диск 34, закреплен в головке 24 и несет на конце,противоположном кривошипному диску 34,копир 37.55Ползун 32 несет зубчатую рейку 38,которая входит в зацепление с шестерней 39, нарезанной на шпинделе 30. Ипицдель 30(фиг. 4) це, ет такж закрепленный ца цем вилкоог,раэцый рычаг 40 с выступом 41, входящим в за - цеплецие с пазом 42 в каретке 43, устацовлеццой под некоторым углом к цаправлецию перемещения ползуца 32, Каретка 43 устацовлец с предварительно заданным угломи прикреплена к ползуцу 32 с помощью гайки 44, Вилкообразный рычаг 40 зафиксирован от вращения вокруг оси шпинделя посредством штифта 45, закрепленного в головке 24 и входящего в контакт с зубцами вилкообраэногс рычага.При возвратно-поступательном движении шатуна 33 шпиндель 30 отклоняется на некоторый установленный угол, а вилкообразный рычаг 40 приходит в осевое движение по оси шпинделя 30, вызывая при этом одновременное аксиальцое возвратно в поступательн движение его. Величина такого возвратцо-поступательного перемещения зависит от угла у (против часовой стрелки производить правостороннюювинтовую нарезку ).В варианте исполнения шпинделя (Фиг,З) держатель резца 29 показан в режущем положении, где оц удерживается клином 46, который входит в зацепление с угловым пазом 47, выполненным на конце держателя резца 29.Перемещение клина 46 от штифта 31 заставляет конец держателя резца 29 опускаться вниз, пока он не будет контактировать с противоположной стороной отверстия в шпинделе 30, поднимая и опуская режущий инструмент.Клин 46 перемещается на небольшое расстояние аксиально в шпинделе 30 в конце его хода одновременно с аксиальным и вращательным движениями шпинделя под действием копира 37Угловой рычаг 48, вращающийся по отношению к головке 24 на штифте 49, несет толкатель 50.,взаимодействующий с пазом 51 копира 37, а на другом его конце размещен зубчатый сектор 52, который входит в зацепление с эксцентриком 53, закрепленным на шпинделе 30, который входит в зацепление с зубчатым сектором 52. Эксцентрик 53 размещен с возможностью аксиального перемещения со шпинделем 30 и имеет винтовой паз 54, с которым входит в зацепление штифт 55, проходящий через аксиальцый паз 56 в шп 1 цдсле 30 и затем через отверстие в стержне 57,13261Этот стержень проходит аксиальновнутри шпинделя с возможностью взаимодействия с клином 4 б,Паз 51 копира 37 выполнен по рддиусу в области контакта с кривошипным диском 34, связанным с перемещением ползуна 32 и шпинделя 30, т.е.когда резец выходит из контакта с обрабатываемой заготовкой, Толкатель 50при движении взаимодействует через 10зубчатый сектор 52 с эксцентриком иразворачивает последний на некоторьйугол относительно шпинделя 30, аштифт 55 аксиально перемещается, чтовлечет за собой перемещение стержня 57 возвратно-поступательно, чтов совокупности перемещает резец внаправлении С и 1)./Во время резания резец движетсяпо винтовому пути вдоль и вокруг 20оси 00. Режущий инструмент 28 представляет собой зуб винтового зубчатого колеса с двумя боковыми режущими кромками.Держатель резца 29 поворачивается 25в шпинделе 30 вокруг штифта 31 у каждого конца возвратно-поступательногодвижения шпинделя, заставляя резецдвигаться в направлении С, когда ондостигает положения 1 и в направлении О, когда он достигает положения11, С помощью таких средств резецвозвращается после винтового хода резания вперед свободно от поверхности, которая только что нарезана. 35Передняя поверхность 58 режущегоинструмента, имеющая центральнуюось 00, имеет вид сечения по одному зубу зубчатого колеса и во времякаждого хода резания выполняет траекторию части спирали зубчатой рейки 1. Режущий инструмент 28 направленперпендикулярно к плоскости зубьевзубчатой рейки,Возвратно-поступательное движение д 5инструмента вдоль оси 00 в сочетаниис вращением против часовой стрелки,т,е. спиральное движение с правым ходом, переносит вершину режущего инструмента иэ первоначального положения в начале хода резания в конечноеположение. Во время холостого ходарежущий инструмент отклоняется, чтобы возобновить положение для началарезания. Точка пересечения центральной оси О,С передней поверхности иоси шпинделя 00 в положении, когдарежущий инструмент перпендикуляренк плоскости зубчатой рейки, обозна 84 6чена и. Во время каждого хода резания точкаперемещается по путидо образования поверхности 11.1 в ниде "желоба". Изменение направле" нияприводит к образованию промежутка между зубьями рейки от 1)-образного сечения у одного конца (поверхность 1 Ч) до П-образного сечения у другого конца (поверхность Ч) вследствие этого угол давления П-образного сечения меньше угла давления 11-образного сечения и изменяется шаг зубьев, Зубчатое колесо 59 с осью 0 0 предназначено для последующей работы с нарезаемой рейкой, имеющей ось О. О , Рейка расположена под угонению к оси ОО. Рейка имеет переменньй шаг (С ) 1 )и т.д.). Осевой шаг зубчатого колеса, предназначенного для зацепления с рейкой, различен (не обозначено),Таким образом, зубья зубчатой рейки имеют переменный шаг, переменный угол наклона зубьев и переменньй угол профиля на концахСтанок работает следующим образом,Салазки 13 расположены в начальном положении в удалении от режущего инструмента. Копир 19 размещен в крайнем положении посредством штифта 23, размещенного в первом отверстии 22, Начинается нарезание первого зуба рейки, Включают привод 35 и режущий инструмент движется вэад-вперед по своему винтовому пути. Мотор 15 начинает работать, салазки медленно перемещают резец вперед, это продолжается до тех пор, пока не за, кончится обработка первого промежутка, Необходимое аксиальнае перемещение зубчатой рейки осуществляется, поскольку толкатель 17, входящий в зацепление с копиром 19, передает необходимую часть траектории пути д, салазкам 12, Когда резание первого промежутка завершается, мотор 15 останавливается и привод 35 останавливается в положении, при котором резец освобождается, Далее мотор 15 совершает обратное движение и быстро перемещает салазки 13 обратно, в пер. воначальное положение. Копир 19 перемещается на одно отверстие путем перемещения штифта 23 во второе отверстие ( на расстояние, равное аксиальному шагу зубчатого колеса), и цикл повторяется до тек пор, рока все промежутки между зубьями не будут обработаны.71Шаблон 5 обеспечивает необходимое перемещение "поднимания и опускания" зубчатой рейки.Если ручная установка шаблона заменяется сервомотором и ходовым винтом 21 и если этот сервомотор приспособлен для установки салазок шаблона каждый раз, когда мотор 15 возвращает салазки 13 к первоначальному положению, подготовленному для нареэания следующего зуба, тогда весь процесс нарезания зубчатой рейки осуществляется автоматически,Формула изобретения1, Станок для нарезания зубчатой рейки с переменным шагом и наклоном зубьев, предназначенной для взаимодействия с винтовым зубчатым колесом в рулевых механизмах, на станине ко- торого размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения шпиндель с инструментом и зажимное приспособление, механизм пере 32 б 184мещения которого включает конир,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью упрощения изготовления реек 5и повышения надежности, инструментпредставляет собой держатель со смонтированным в нем режущим элементом ввиде зуба винтового зубчатого колесас двумя боковыми режущими кромками,при этом шпиндель установлен с возможностью поворота, причем повороти возвратно-поступательное перемещение производятся между двумя пределами в плоскости, в которой инструмент расположен перпендикулярно кплоскости зубьев зубчатой рейки; аперемещение зажимного приспособленияпроизведено для нарезания одного зу. ба по криволинейной траектории, соответствующей части профиля зуба зубчатой рейки.2. Станок по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что в механизм перемещения зажимного приспособления введены по крайней мере два сервомотораи ходовой винт.326 84 Составитель В,Слитковобкова Техред Н.Глущенко дакт рект ка каз 3128/58 ТВНИИПИ 974 3035, 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Государственного делам изобретений осква, Ж, Рауш Подписноомитета СССРоткрытийая наб., д /