CS207834B1 - Frézka na ozubená kola numerickým řídícím systémem - Google Patents

Description

Předložený vynález se týká výroby obráběcích strojů, zvláště frézek na ozubená kola se systémem numerického řízení.

Hejvýhodnějí může být podle předloženého vynálezu provedena frézka na ozubená kola použita k výrobě ozubených kol s přímými zuby, kosými zuby a šnekových kol, zubů se zaoblenými boky, kuželových ozubených kol, jakož i neokrouhlých ozubených kol.

Je známa frézka na ozubená kola, u které je použit systém numerického řízení k bez opěrovésai ustavení pohonů k otáčení pohonného a nástrojového vřetena, jakož i k přímočarému posuvu nástrojového vřetena, k jehož otáčení kolem vlastní osy jsou upraveny nástrojové sáně.

U známých strojů je proveden systém numerického řízení se zpětnou vazbou a se snímači přímočarého posuvu pohonného vřetene, jakož i specielní systém postupu točivého pohonu pro pohonné vřeteno a nástrojové vřeteno, které jsou opatřena snímačem polohy pro pohonné i nástrojové vřeteno.

U známých obráběcích strojů je oběžná rychlost nástrojového vřetena, které je spojeno přes podvojný Šnek a a otáčecím pohonom, v udvislo3ti oč obvzné rychlosti nástrojového vřetene, od počtu vytvářených zubů a od rychlosti přímočarého posuvu nástrojového vřetene při opracování šnekových a šikmozubých ozubení. Ustavení elektronického systému následného pohonu uskutečňuje se změnou kmitočtu od synchronisaČních signálů, vytvářených snímačem polohy, jejichž poměr může být zvolen apánnčem na stroji.

U známého stroje je systémem numerického řízení ji3těno ustavení polohy nástrojového vřetene neseného nástrojovými sáněni.

Pod ustavováním se rozumí automatické sežízení montážních skupin stroje ve výchozí poloze.

2·7 13<

U známého . obráběc^p eg BW.ááí páisirojovéha vřetene roseného nástrojovými saněmi kolem jeho osy pjfčnšy

K nevýhodám známých obráběcích strojů nutno počítat t a/ nepostačující možnpsti známých strojů pri využití změny rychlostního stavu, při změně počtu ?ubů g tvar Obráběných kol, které jsou odvislé od charakteristiky pohonu a págtrPjCyého vřetena.

b/ nedostatečně vysoké přesnost vyráběných ozubených kol ¢/ vysoké pároky »a nepoddajnost a přesnost výroby a točivých pohong pohonpých a postrojových hřídglí.

U známé frézky na ozubená kola je časově náročné přestavit stroj pri otáčení náetrojfigýfih' (jWtf koie;: jejich vlastní osy, při výměně a nasazení nástroje.

^;3m«: lezu je vytvoření frézky na ozubená kola se systémem numerického řízení, u kígf - v fi gá^typjcvá vřetepq spolu spojeno tak, ^že j« umožněnu vyrábět <»»&»« ná kola různých tvarů g rozdílnými počty zubů ve vysoké přesnosti a automatizovat otáčení nástrojových sapí kolem jejioh vlastní osy.

íepto úkol je vyřešen vytvořením frézky na ozubená kola, u které je uspořádán systém nu$e,$l£kéko, řiz£pí g b,ezp.pěr.qyého ustavení pohonů k otáčení pohonného a nástrojového vře? tepe, jakož i k přímočarému posuvu nástrojového vřetene, které je uspořádáno k otáčení ko* lgg\|ehQ ylgstpí psiy. no před?m upravených nástrojových saních.lodle vynálezu je pohonné vřeteno a nástrojové vřeteno spojeno přes kinematický řetězec, mající zařízení k neodviepohonu ke oměpě O^ěěhá rychlosti, kterýžto pohon je řízen systémem numerického řízení ge kterým jsou nástrojové saně operativně spojeny k otáčení kolem své vlastní osy.

píky takovému provedení se spíží čas potřebný k přestavení frézky na ozubená kola a ayýáí se p.esnoat výroby, ozubených kol různého tvaru.

Dále je yhodné ggříSgtÝ ke owoe Oběžná rychlosti nástrojového vřetene provést planetovým, soukolím, a neodvialý pohon řídit systémem numerického řízení, sladit rychlost otáčená % oběžnou rychlost nástrojového vřetene a rychlost přímočarého posuvu nástrojového vřeten'’..

Trkavé, převedení zařísoní ke změně oběžné rychlosti nástrojového hřídele je velice jednoduché a v, provozu pohodlné. Neodvialý pohon řízený systémem numerického řízení dovoluje zvýšit přesnoat Při yýro,b,ě. ozubených kol a zvýšit výkonost.

K. porovnání· přesnosti opracování na stroji podle vynálezu a známém stroji, která určována v souhlase a točivým pohonem pro pohonné a nástrojové vřeteno je uváděna tato zá visloatt

......., _ A σ Δ ·. i/bW- ·. \ · i/éíiěí .

36Q . 60 ~412.....

Z

kde značí cf. - lineární veličina v, nesouhlase s otáčením pohonného a nástrojového; vřetena ν_ν«#5τ, W, Čáat, průměru, obrobku při Z. w D, přičemž

D. - j,e i^lipálnií PJSŮřDlí- opracování na obráběcím stroji podle vynálezu i

- ύ$β1 ijupladěnií' necdxislého pojionu, vzhledem na pohon nástrojového, vřetene. ( v díl oísh, křugnicA λ i i/pběh - průvodový; poměr, a ncodvislým pohonem A - stanovaná, hodnota kinerantického řetczoe. t \ $$$& HfrWHfcWý#?! «?<?· WÁfimatický; řetězec » i/diičÁ - WŘS- Šnekových dvojic z - BOdsA. op^ox^vapého kola, m - moáftk <^^9Xáyanóhp. kola.

207 834

Pro známý obráběcí stroj je ďlineární velikost v nesouladu pohonu s oběhem pohonného a nástroj ového vřetena v ^mm na části průměru obrobku při úhlu rozladění Δ ^otáčivého pohonu obrobku se zřetelem na otáčivý pohon nástroje, přičemž

Λ - - v dílcích kružnice ¹ _Λ 360 - 60 . Z ΛΑΖ, _ť/₁ - Δ_χ . i/dílčí . 1 . -3fI2---yum

1/dílčí . 1 převodový poměr podvojného dělicího ěneku u známého obráběcího stroje pro stejné veličin; a .

Úhel rozladění Zk j a Zk pohonů se určují z odvisloti t i/dílčí i/dílčí

412

360 , 60 . 60 .Z.tuz 412

36O_₂_6O..__6O_ _ _{t i/oběŽQÍ} . * _Λ A JL/dílŠÍ-í-li/ dílčí ____1____ i/ oběh

Při omezené frekvenci oběhu pohonu nástrojového vřetena, která u známých strojů obná ěí 1000 U/min je i/dílčí - , zmenšení stroje.

Pro předložený vynález je i/oběž 1 6 i/dílčí . A - i 3 i/dílčí · 1 snižuje technologické možnosti

I

Hodnota provedena vícepásma

Z_Q se určuje volbou opracovaného pásma a podle řrzných zubů· Na stroji Z_Q . Například je Z_Q » 20 - 40 - 60 - 80 přípustné přesnosti opracování obrobku i

LaJlA- „^Zo_„ .

2 —‘ ± mohou být Přitom je výsledek to znamená, že velikost úhlu rozladění pohonů nástrojového vřetene a neodvislého pohonu , podle předloženého vynálezu, může být znatelně větší než u známého stroje, při stejné přesnosti a souhlasného otáčení pohonného vřetene a prokluzu nástrojového vřetene,

U obráběcího stroje podle vynálezu opracování neokrouhlýoh kol umožňuje využít spojení mezi otáčecím pohonem nástrojového vřetene, zařízením a neodvislým pohonem a pohonu a pohonem k posunutí nástrojových saní v radiálním směru ( tz. změnou vzdálenosti středů mezi pohonným vřetenem a osou nástrojového vřetene

Změna rychlosti neodvislého pohonu obrobku s ohledem na rychlost obrobku u opracování neokrouhlýoh kol se provádí použitím programu souhlasného pohonu děrnou páskou nebo systémem paměťové funkce.

Mimoto umožňuje předložený vynález korekoi systematicky působících chyb v kinematickém řetěze! zavedením do programu pohonů od veličin odpovídajících systematicky působících chyb kinematického řetezoe·

K otáčení nástrojových saní kolem vlastní osy je doporučováno zapojit do kinematického řetezoe mechanismus vytvořený ve tvaru ozubeného soukolí na jehož jednom hřídeli je uspořádána vysouvací spojka a na druhém hřídeli spojka se snímačem zpětné vazby systému numeric kého řízení pro odečítání úhlu poocáčení.

Použití takového meohanismu k otáčení nástrojových saní v předloženém vynálezu dovoluje zkrátit čas k seřízení stroje. Použití vysouvací spojky se snímačem zpětné vazby systému namsrlckého řízení zaručuje jednoduché odečítání úhlu otáčení nástrojových saní.

·»*·

Ι·7 «34

Podle předloženého vynálezu provedená frézka na ozubená kola zaručuje vyšší výrobní přesnost ozubených kol s prakticky libovolným profilem zubů a s libovolným počtem zubů*

Kimoto má frézka na ozubená kola podle vynálezu vysokou výkonnost a poměrně jednodu ohé seřízení a širší technologická možnosti.

Stroj podle vynálezu má velmi jednoduchou a spolehlivou konstrukci.

Dále je popsán konkrétní příklad provedení vynálezu s ohledem na přiložený výkres, ve kterém je uvedeno kinematická schéma podle vynálezu provedené frézky na ozubená kola.

Frézka podle vynálezu se systémem numerického řízení má pohonné vřeteno 1 , nástrojové vřeteno 2 pro nástroj g např.označující válcovou frézu.

Pohonné vřeteno 1 a nástrojové vřeteno 2 nástroje £ mají společný pohon g ke svému otáčení, sestávající z elektromotoru 6 s hydraulickým zesilovačem J ·

Stroj je opatřen též pohony 8 , 9 ,10 k přímočarému pohybu nástrojových saní £ ,upravených na nástrojovém vřetenu 2 nástroje_g .

Pohon 6 slouží k posuvu nástrojových saní 4 v přímočarém směru, tz.ve směru střední vzdálenosti od pohonného vřetena 1 a nástrojového vřetena 2 nástroje g ·

Pohon 8 sestává z elektromotoru 11 s hydraulickým zesilovačem 12 , který je spojen se šněkovým pohonem lg a kinematické dvojice - šroub 14 a matice 15 , ve kterém je matice lg pevně spojena s nástrojovými saněmi 4 a posouvá se na šroubu 14 ·

Pohon 9 je urče» k posuvu nástrojových saní 4 v podélném směru, tzn.podél osy pohonného vřetene 1 a sestává z elektromotoru 16 s hydraulickým zesilovačem 17 , který je spojen kinematickou dvojicí šroub 19 - matice 20 , ve které je šroub 19 pevně připojen na nástrojové saně 4 ·

V jiných způsobech provedení frézek na ozubená kola poale vynálezu může být použito jiného pononu, který k tomuto účelu se hodí.

Pohon 10 je určen k posuvu nástrojových saní 4 v tangenciálním směru, tj. ve směru podél nástrojového vřetene 2 nástroje g a sestává z elektromotoru 21 s hydraulickým zesilovačem 22 , který je spojen šnekový pohon 2g a kinematickou dvojicí šroub 24 matice 2g , ve kterém je šroub 24 upevněn ve vozíku nástrojových saní 4 .

Systém numerického řízení frézky na ozubená kola ju určen na základě ustáleného typu kola je určen na základě ustáleného typu zařízení a systémů pro numerické řízení a ptove den s otevřenými spojeními a bez podpěrného ustavení pohonů 5 · 8 , 9 , 10 za účelem nastaveni nástrojových saní 4 do výchozího postavení.

Nástrojové vřeteno 2 nástroje 3 a pohonné vřeteno 1 jsou mezi sebou propojeny kinematickým řetězcem, který obsahuje čelní ozubení 26 , 28 , ze kterých je ozubené kolo 26 na pevno na hřídeli 27 ( společného ) otočného pohonu g a zabírá s ozubeným kolem 26 , která je upevněno na nástrojovém vřetenu 2 nástroje 3 ·

Na hřídeli 27 je též na pevno spojeno kuželové kolo 2g zabírající s kuželovým kolem gO, které je nasazeno na hřídeli 31 . Na druhém konci hřídele 31 jc na pevno upevněno kuželové kolo g2 zabírající s kuželovým kolem 33 upraveným na hřídeli g4 ·

Na hřídeli 34 je též na pevno upevněno kuželové kolo gg, které zabírá s kuželovým kolem 36 nasazeným na hřídeli 37 · Na druhém konei hřídele 37 opatřené klínovou spojkou gg Je upevněno čelní ozubené kolo 39 zabírající do ozubeného kola 40 upevněného na konci hřídele £1 . Na druhém konei hřídele 41 je upevněn šnek 42 zabírající do šnekového kola ^g, které je napevno spojeno s nástrojovým vřetenem 1 · _Kinematický řetězec podle předloženého vynálezu je opatřen zuřízením 44 s neodvislým pohonem 45 ke změnč oběžné rychlosti pohonného vřetene 2 , řízeného systémem numerického řízení.

Zařízením 44 ke změně oběžné ryclilosti pohonného vřetene 1 je převodovka 44a ·

207 834

Převodovka 44a je umístěna v pouzdru 46 a na pevno spojena s hřídelem 37 , vedeným pouzdrem 46 a spojeným s Solním ozubeným kolem 39 klínovou spojkou 38 .

Na pouzdru 46 je na pevno spojeno šněkové kolo 47 zabírající do šneku 48 připojené na hřídeli 49 neodvislého pohonu 45 sestaveného z elektrlokého motoru 50 s hydraulickým zesilovačem Jjl ·

Neodvislý pohon 4g je řízen systémem numerického řízení tak, že rychlost jeho otáčení je sladěna s oběžnou rychlostí nástrojového vřetene 2 nástroje J a na rychlost přímočaré ho posuvu nástrojového vřetene 2 nástroje 3 ·

Řízením pohonů obráběcího stroje systémem numerického řízení mohou se na stroji opracovávat tato níže uvedená kola t dělní ozubená kola. V tomto případě je na systém numerického řízení práce otočného pohonu § pohonného vřetene 1 a nástrojového vřetene 2 a nástroje 3 jakož i neodvislého pohonu 45 sladěna. Přitom pracují pohony 8 a 2 ^a vypočítanou rychlostí.

Ozubená kola se šikmými zuby s posuvem podél osy obrobku. Systémem numerického řízení je práoe otočného pohonu % pro pohonné vřeteno 1 a nástrojové vřeteno 2 nástroje 2» ne odvislého pohonu 45 a pohonu 9 přímočarého posuvu podél osy obrobku odsouhlasena. Přitom pracuje pohon 8 s vypočítanou rychlostí.

Ozubená kola se šikmými zuby s diagonálním posuvem, skládající se ze dvou posuvů i

Přímočarého posuvu podél osy pohonného vřetene 1 a přímočarého posuvu podél osy nástrojového vřetene 2 nástroje 3 · Systémem numerického řízení je práoe ( společného ) otočného pohonu 2 P^ro pohonné vřeteno 1 a nástrojového vřeteno 2 nástroje 2 · neodvislého pohonu 45 , jakož 1 pohonů 2 » 12 posuvu podél osy obrobku a ve směru nástrojového vřetene 2 nástroje 3 odsouhlasena. Přitom pracuje pohon 8 s vypočítanou rychlostí.

Šneková kola a šneky. Systémem numerického řízení je práce společného otočného pohonu 5 pro pohonné vřeteno 1 a nástrojového vřetene 2 nástroje 3 neodvislého pohonu 45 a pohonu 10 posuvu ve směru podél nástrojového pohonu 2 nástroje 3 dána do souladu. Přitom pracuje pohon 8 vypočítanou rychlostí.

Neokrouhlá kola. Systémem numerického řízení je práce společného otočného pohonu £ pro pohonné vřeteno 1 , nástrojové vřeteno 2 a nástroje 3 « neodvislého pohonu 45 a pohonu 8 radiálního posuvu a dále pohonů 10 pro posouvání podél osy nástrojového vřetene 2 nástroje 3, které jsou dány do souladu při opracovávání ( obrobku ) kratšími frézkami. Přitom pracuje pohon 9 posuvu podél osy nástrojového vřetene vypočítanou rychlostí.

Čelní ozubená kola a ozubená kola s vypouklým nebo kuželovým tvarem zubů. Mimo odhoůhlasení pohonů 2 · 2 · dochází k opracovávání jmenovaných kol systémem numerického řízení ke koordinovanému spojení pohonu 8 radiálních posuvů se společným otočným pohonem 5 pro pohonné vřeteno 1 a nástrojové vřeteno 2 nástroje 3 neodvislého pohonu 45 a poho nu podél osy obrobku.

Podle úzké děrné pásky, nebo podle zásobníku paměti systému numerického řízení se zajišťuje na obráběcím stroji opracovávání stupňových ozubených kol s rozdílným počtem zubů ve dvou nebo více řezech se změnami opracovávané inteazity*

Podle vynálezu jsou nástrojové saně 4 opatřeny mechanismem 52 k otáčení nástrojových saní 4 kolem vlastní osy. Mechanismus 52 je vytvořen tak, že sestává ze dvou do sebe zabírajících čelních ozubených kol 53 , 54 , ze kterých je čelní ozubené kolo 53 usazeno volně na hřídeli 53 a je spojeno napevno a nástrojovými saněmi 4 . čelní ozubené kolo 54 je upevněno na hřídeli 55 na kterém je upraveno zařízení pro zpětný chod 56 určené k odečítání úhlu natáčení. Toto zařízení pro zpětný chod g>6 je libovolné známé konstrukce hodící, se k tomuto účelu.

Na využité části hřídele 31 je upravena polovina vysouvací spojky 57 stojící v záběru se zuby čelního ozubeného kola 5j · Při zapojení této vysouvací spojky 57 nastává otáčení nástrojových saní £ kolem vlastní osy o jeden stupeň, který je určen numerickým řízením.

Frézka na ozubená kola podle vynálezu funguje takto s

207 834

Při zapojení elektrického motoru 6 β hydraulickým zesilovačem 7 ee přenese pohyb dvojice čelních ozubených kol 26 , 28 na nástrojové vřeteno 2 nástroje £ , tj. frézy g a j® veden dále přes kuželové kola 2g , 30 , g2 , gg , 3¾ , g6 na hřídel £L a čelní ozubené kolo 42 .

Ke změně oběžné rychlosti pohonného vřetene 1 a sladění s rychlostmi pohonů 2 , 8 , > 10 při bezpodpěrovém ustavení získá pohonné vřeteno 1 pohyb od elektrického motoru gO s hydraulickým zesilovačem £1 přes šnek 48 , šnekové kolo ££ , převodovku 44a _t zařízení £4 čelní ozubená kola gg, 12» seřízení £1 šnek 42 a šnekové kolo 4g ·

Otáčení nástrojových saní 4 kolem vlastní osy je odvozeno od elektromotoru 6 s hydraulickým zesilovačem J , přes kuželová kola 2g , 22 » vysouvací spojku 22» která zabírá s nástrojovými saněmi 4 s napevno spojeným čelním ozubeným kolem 22 · Odečítání úhlu otáčení se provádí na hřídeli 22 čelního ozubeného kola 21 umístěného zařízení pro zpětný ohod $6 systémem numerického řízení·

Pohyb,v nástrojových saních $ umístěného nástrojového vřetene 2 nástroje 2 v radiálním směru je odvozen od elektromotoru 11 s hydraulickým zesilovačem 12 a uskuteční se přes šnekové hnací ústrojí 13 a kinematickou dvojici - šroub lj·, matice lg , ve-které je s nástrojovými saněmi 4 napevno spojená matice l^, která se posunuje na šroubu 14 ·

Pohyb na nástrojových saních £ uspořádaného nástrojového hřídele 2 nástroje 2 podle osy pohonného vřetene 1 se odvozuje od elektromotoru 16 s hydrauliokým zesilovačem 17 přes šnekové hnací ústrojí 18 kinematické dvojice - šroubu lg matice 20, ve které je šroub g napevno spojen s nástrojovými saněmi £ .

Pohyb nástrojového vřetene 2 nástroje g v tangenciálním směru se uskutéčňuje od elektrického motoru 21 s hydrauliokým zesilovašem 22 přes šnškové hnací ústrojí 2g a klnematiokou dvojici - šroub 24 , matice 2g , ve kterém je šroub 2£ napevno spojen a upevněn v nástrojovýoh saních £ ·

Systém numerického řízení zaručuje koordinovanou práci pohonů 2 » § » 2 » 12 » 1Ž» čímž dochází k frázování zubů velikou rychlostí.

Vyrobený vzorový prototyp frézky na ozubená kola se systémem numeriokáho řízení provedený podle předloženého vynálezu potvrdil zvýšení produktivity při znatelném zkrácení doby seřizování stroje, jakož i významná rozšířeni jeho technických možnosti při vysoké výrobní přesnosti.

Samozřejmě mohou být odborníky provedeny rámec vynálezu nepřesahující změny na frésoe pro ozubená kola se systémem numerického řízení, které nebyly popsány jako mezní příklad ·

Claims (3)

PŘEDMÉT VYNÁLEZU

1. frézka na ozubená kola s numerickým řídícím systéměm k bezpodpěmému seřízení pohonů k otáčení pohonného vřetena a vřeten, jakož 1 k přímočarému posuvu pohonného vře tena, k jehož otáčení kolem vlastní osy jsou předupraveny nástrojová saně, vyznačujíoí se tím, že nástrojová vřeteno ( 2 ) nástrbje ( 3 ) odvalovaoí frézy a pohonné vřeteno ( 1 ) jsou spolu spojeny přes kinematický řetězeo, který je opatřen zařízením ( 44 ) s neodvislým pohonem ( 45 ) ke změně oběžné rychlosti pohonného vřetene ( 1 ) , přičemž pohon je upraven pro řízení systémem numerického pohonu, se kterým jsou nástrojové saně ( 4 ) spojeny pro otáčení kolem svá vlastní osy·

2. frézka na ozubená kola podle bodu 1, vyznačujíoí se tím, že zařízení ( 44 ) ke změně oběžná ryohlostl pohonného vřetena ( 1 ) je tvořeno převodovkou ( 44a ) , jejíž neodvislý pohon ( 45 ) je uzpůsoben pro řízení systémem numeriokáho pohonu tak, že jeho rychlost otáčeni je sladitelná s oběžnou rychlostí nástrojového vřetene ( 2 ) nástroje ( 3 ) a ryohlostí přímočarého posuvu vřetene ( 3 ) .

3· frézka na ozubená kola podle bodu 1,vyznačujíoí se tím,že pro otáčení nástrojových saní(4) kolem vlastní osy je uspořádán do kinematického řetězce zapojený meohaniemus( 52) který tvoří čelní ozubená kola(53, 54),na jejichž jednom hřídeli(31( je uspořádána vysouvací spojka(57)a na druhém hřídell(55)seřízení pro zpětný chod(56)systámu numeriokáho řízení k odšítáaí úhlu pootočení· . ..