CZ200577A3 - Způsob a zařízení pro vyrovnání mezer mezi zuby obrobku a předem vytvořenými zuby - Google Patents

Description

Způsob a zařízení pro vyrovnání mezer mezi zuby obrobku s předem vytvořenými zuby

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká způsobu a zařízení pro vyrovnání mezer mezi zuby předem obrobeného obrobku.

Předkládaný vynález se přitom zejména týká vyrovnání mezer mezi zuby předem obrobených obrobků vzhledem k obráběcímu nástroji, přičemž obrobky jsou upínány na pracovním vřetenu stroje pro obrábění na čisto zubů pro účely jemného obrábění v kombinaci s testováním těch vlastností obrobků před operací obrábění, které jsou podstatné pro spolehlivost procesu.

Dosavadní stav techniky

Zvýšené požadavky na pracovní kvality ozubených kol v ozubených převodech vyžadují ve stále větší míře přesné obrábění na čisto zubů ozubených kol. Ve většině případů jsou předem obrobené obrobky cementovány a potom jemně obráběny (na čisto) na finální rozměry na všech jejich funkčních površích. V tomto procesu je zejména jemné obrábění boků zubů složitou, náročnou na zdroje a tudíž drahou operací. Z hlediska výhodné ekonomické výroby, ale rovněž za účelem vyloučení nutnosti vytvářet zbytečně velké tvrzené hloubky a za účelem vyrovnání a minimalizace opotřebení na levých a pravých bocích nástroje pro jemné obrábění (na čisto), je tudíž vynakládána snaha o udržení tak malých přídavků na materiál pro jemné obrábění, jak jen je možné. Pro jemné obrábění zubů to v praxi znamená, že hloubka řezu pro odebrání materiálu na jednom boku je pouze několik setin až nejvýše dvě desetiny milimetru. Pokud jsou, jak je obecně « 9 » 9 9 ► · ·· « ·

• * • » · • · *·«

9 9 •9 9

9 99« obvyklé, levý a pravý bok obráběny ve stejné operaci, je vyžadováno velmi přesné vyrovnání předem vytvořených zubů vzhledem k nástroji pro jemné obrábění, takže nástroj pro jemné obrábění může být uváděn přesně do středů mezer mezi zuby určenými k obrábění, aby se tak dosáhlo rovnoměrného odebírání materiálu z levých a pravých boků zubů obrobku.

V procesu vyrovnání, se kterým je možné se nej častěji setkat v praxi u zařízení na obrábění ozubených kol na čisto, je umístěna bezkontaktně fungující sonda - vyrovnávací sonda - v geometricky vhodném bodě v pracovní oblasti zařízení v blízkosti vnějšího průměru předem vytvořených zubů obrobku upnutého na pracovním vřetenu, přičemž tato sonda pracuje na induktivním, optickém nebo magnetickém principu. Otáčením pracovního vřetena se měří úhlové polohy všech boků zubů a vypočítává se průměrná hodnota středových os mezer mezi zuby. Tyto údaje se porovnávají s požadovanou hodnotou, uloženou v řídícím systému zařízení, a uvádějí se do souladu s touto hodnotou prostřednictvím otáčení pracovního vřetena. Kromě samotného vyrovnání umožňuje popisovaná měřicí operace rovněž testování polotovaru ozubeného kola pokud se týká přítomnosti mezer mezi zuby a specifikovaného počtu zubů.

Zkušenosti z průmyslové výroby ozubených kol vedly ke zjištění, že kromě počtu zubů a přítomnosti předem vytvořených zubů (mezer mezi nimi) před vlastní obráběcí operací, by měly být testovány ještě další vlastnosti polotovaru ozubeného kolo, aby se zajistila požadovaná spolehlivost procesu. Tyto vlastnosti zahrnují stav radiálního průběhu předem vytvořených zubů, přídavek na obrábění boků zubů, úhel stoupání, a jakékoliv možné nepravidelnosti přes celou délku zubu obrobku na všech

»· ΦΦΦ· φ * • ΦΦΦ • · ·· «· • φ · « • φ · • φ φ ΦΦΦ φφ φφφφ φ φ φ · φ φ φ φ φφ φφφ zubech. Tyto vlastnosti nemohou být detekovány s doposud známými vyrovnávacími zařízeními. Jejich kontrola tudíž vyžaduje buď předchozí měření na samostatném vhodném měřicím zařízení v přídavné operaci nebo přídavná měřicí zařízení v pracovní oblasti stroje, která jsou ale obtížně umístitelná vzhledem k prostorovým omezením. Oba přístupy přitom zvyšují náklady.

Podstata vynálezu

Q Cílem předkládaného vynálezu je vytvořit způsob a zařízení pro vyrovnání mezer mezi zuby předem obrobeného obrobku, prostřednictvím kterého a se kterým může být obrobek testován nejen pokud se týká správnosti počtu zubů, které má, ale bez podstatně větších nákladů rovněž pokud se týká pozorování kvalitativních požadavků, jako je například kvalita radiálního průběhu, úhel stoupání a přídavek na obrábění, a rovněž přítomnosti nepravidelností v procesu předběžného obrábění.

Uvedeného cíle je dosaženo prostřednictvím způsobu a ⁰ zařízení se znaky definovanými v nároku 1 respektive 3.

Podle předkládaného vynálezu obrobek a vodicí ozubené kolo se stejným modulem ozubení (to jest počtem zubů na jednotku roztečného průměru) jsou uvedeny do záběru dvěma boky bez vůle a během otáčení obrobku jsou měřeny jak úhlové 5 polohy boků zubů na vodicím kole tak i středová vzdálenost mezi vodicím ozubeným kolem a obrobkem.

Další výhodná provedení jsou definována závislými patentovými nároky.

·· ···· • « • ♦·· • 9 9 <

• 9 88 • · 9 1

9 8 4 ··

V následujícím popisu je předkládaný vynález podrobně vysvětlen prostřednictvím výhodných provedeních ilustrovaných na připojených výkresech.

Přehled obrázků na výkresech

Obr.1 znázorňuje schematickou reprezentaci zařízení pro obrábění ozubených kol na čisto v první variantě provedení;

Obr.2 znázorňuje zařízení ilustrované na obr. 1, v prvním částečném půdorysu;

Obr. 3 znázorňuje zařízení ilustrované na obr. 1, v druhém částečném půdorysu;

Obr.4 znázorňuje zařízení ilustrované na obr. 1 v druhé variantě provedení; a

Obr.5 znázorňuje částečný pohled na zařízení podle vynálezu ve třetí variantě provedení.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje schematický pohled v bokorysu na zařízení pro obrábění na čisto boků zubů polotovaru ozubeného kola, přesněji obrobku 1 s předem vytvořenými zuby prostřednictvím nástroje 2 uspořádaného pro radiální a axiální posunutí vzhledem k uvedenému obrobku 1. Nástrojem 2 je například brusný šnek (šnekový brusný kotouč).

Zařízení je opatřeno pracovním vřetenem 3_, které ke otočně uloženo v loži 4 zařízení. Na pracovním vřetenu 3_ může být upnut obrobek 1.

Zařízení je rovněž vybaveno vyrovnávacím a testovacím zařízením 5, prostřednictvím kterého může být obrobek 1 ·· ···« • · • »·· • · · *

9 99 • 9 9 · 9

9 9 9

99

9 9 9

9 9 • 9 9

9 9

9999

9 9 9

9 9

999 vyrovnán a testován před dalším obráběním. Podle předkládaného vynálezu toto vyrovnávací a testovací zařízení 5 zahrnuje vodicí ozubené kolo (j, které má stejný modul (ozubení) jako obrobek 3., ale úhel stoupání na opačnou stranu.

Obr. 1 znázorňuje měřicí polohu, ve které jsou obrobek 1_ a vodicí ozubené kolo 6 v záběru dvěma boky bez vůle.

Vodicí ozubené kolo 6 je upnuto na vřetenu 7_ vodícího ozubeného kola €3. Toto vřeteno 7 vodícího ozubeného kola je výhodně umístěno v držáku 8_ vodícího ozubeného kola _8 pro otáčení kolem osy 10 vodícího ozubeného kola 6, rovnoběžné s osou 9 pracovního vřetena 3.·

Držák 8_ vodícího ozubeného kola 6. je otočně (výkyvné) spojen s ramenem 11 držáku J3 kolem osy 12 držáku £) vodícího ozubeného kola 6, která je rovněž rovnoběžná s osou S( pracovního vřetena 3_. Rameno 11 držáku _8 je uloženo na upínacím dříku 14 a tudíž je spojeno s otočným vřetenem 15 v nastavitelné, zajištěné poloze. Otočné vřeteno 15 je uloženo v loži 4 zařízení pro otáčení kolem osy 16 otáčení, která je výhodně rovnoběžná s osou 9_ pracovního vřetena _3, a je axiálně posunutelné a zajistitelné. Tlačná pružina 13 mezi držákem 8_ vodícího ozubeného kola 6 a ramenem 11 držáku <3 zajišťuje, že s vyrovnávacím a testovacím zařízením 5 v měřicí poloze jsou obrobek 1 a vodicí ozubené kolo 6 v záběru dvěma boky (zubů) bez vůle.

Obr. 3 znázorňuje vyrovnávací a testovací zařízení 5 v jeho klidové poloze po otočení (překývnutí) z měřicí polohy. Jsou samozřejmě použitelné také různé jiné prostředky ♦ Φ ·· * φ φ φ • · Φ· • · φ · · ♦ φ φ φ φφ φφ φφ φφ * φ φ φ • · · φφφ φφφ φφ φφφφ φφ φφφφ • φ φ • φφφφ φφφ φ • φ φ φφ φφφ pro přemísťování vyrovnávacího a testovacího zařízení 5 do a z měřicí polohy.

Po otočení vyrovnávacího a testovacího zařízení 5 do měřicí polohy podle obr. 2, se obrobek 1 nepřetržitě otáčí a jsou měřeny úhlové polohy boků zubů vodícího ozubeného kola 6 známým způsobem prostřednictvím vyrovnávací sondy 17 spojené pevně s držákem 8 vodícího ozubeného kola 6. Výhoda oproti obvyklému měření na bocích zubů obrobku spočívá v porovnatelně vysoké kvalitě povrchu a rovnoměrnosti leštěných boků zubů vodícího ozubeného kola, čímž je umožněno mnohem přesnější měření. Současně je prostřednictvím měřicí sondy 18, pevně spojené s ramenem 1 držáku 8^, měřena středová vzdálenost mezi osou 9^ pracovního vřetena 3_ a osou 10 vodícího ozubeného kola 6. Velikost a proměnnost v čase tohoto rozměru během jedné otáčky obrobku poskytují informace o kvalitě předchozího vytvoření zubů a o přípustné odchylce přídavku na obrábění, úhlu stoupání a nepravidelnostech operace předchozího vytvoření zubů.

Namísto vyrovnávací sondy 17 pro měření úhlových poloh centrálních os mezer mezi zuby na vodicím ozubeném kolu 6 může být rovněž použit otočný přírůstkový kodér 19, jehož hřídel je neotočně spojena s vřetenem 7 vodícího ozubeného kola 6_. To je znázorněno na obr. 4. Podobně namísto měřicí sondou 18 může být středová vzdálenost mezi obrobkem 1 a vodicím ozubeným kolem 6 měřena prostřednictvím otočného přírůstkového kodéru 20 v ose 16 otáčení, který měří úhel pootočení držáku J3 vodícího ozubeného kola 6 vzhledem k ramenu 11 držáku £5. Tato varianta je znázorněna na 5. Varianty podle obr. 4 a obr. 5 mohou být spolu rovněž kombinovány.

>4 • ♦ • 4

9«

9 9 · • 9 9 • · j »99 9 9

9 9 9 9 9 ·· 99·· 99 999 na otočném možné použít ·· «9 • ♦ 9 · • · ·· • · · ·

9 9 9 ·· ·9

Namísto uložení vodícího ozubeného kola (výkyvném) držáku £5 vodícího ozubeného kola 6 je jiná zařízení, která předem zvolitelnou silou přitlačují vodicí ozubené kolo - držené v držáku vodícího ozubeného kola - proti zubům ozubeného kola, které mají být měřeny, přičemž vodicí ozubené kolo nebo držák vodícího ozubeného kola musí být držen v kontaktu zcela bez vůle vzhledem k zubům ozubeného kola v obvodovém směru.

Prostřednictvím předběžného testování obrobku před operací obrábění na čisto mohou být náležitě detekovány nepřípustné odchylky znaků obrobku relevantních pro proces výroby, jako je radiální průběh, přídavek materiálu na bocích zubů, úhel stoupání a nepravidelnosti v předchozím vytvoření zubů, přičemž příslušné obrobky jsou z dalšího výrobního procesu vyloučeny. Stejným způsobem, prostřednictvím opakování testovací procedury po obrábění obrobku 1 na čisto, mohou být detekovány jakékoliv možné odchylky profilů boků zubů obráběných na čisto, jako jsou například vady způsobené poškozeným obráběcím nástrojem 2_. Prostřednictvím zařízení podle předkládaného vynálezu je tudíž zvýšena spolehlivost celého procesu; což má za následek snížení celkových výrobních nákladů.

Claims (4)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob vyrovnání mezer mezi zuby obrobku s předem vytvořenými zuby, který je upnut na pracovním vřetenu zařízení pro obrábění ozubených kol na čisto, vyznačující se tím, že se obrobek (1) uvede do záběru dvěma boky zubů bez vůle s vodicím ozubeným kolem (6), obrobkem (1) se otáčí a během tohoto otáčení se měří úhlové polohy centrálních os mezer mezi zuby na vodicím ozubeném kole (6) a středová vzdálenost mezi vodicím ozubeným kolem (6) a obrobkem (1).

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se vyrovná obrobek (1) mající první modul a první úhel stoupání zubů, a že se použije vodicí ozubené kolo (6) mající druhý modul a druhý úhel stoupání zubů, přičemž první a druhý modul a první a druhý úhel stoupání mají shodné velikosti a uvedené dva úhly stoupání mají opačná algebraická znaménka.

3. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1 nebo 2, které má pracovní vřeteno (3), otočně uložené pro přijetí obrobku (1) , a vyrovnávací a testovací zařízení (5) posunutelné k pracovnímu vřetenu (3) a od něj, vyznačující se tím, že vyrovnávací a testovací zařízení (5) má otočně uložené vřeteno (7) vodícího ozubeného kola (6) pro přijetí vodícího ozubeného kola (6) , které je uvodítelné do záběru dvou boků zubů bez vůle s obrobkem (1) , a že jsou upraveny prostředky (17, 18) pro současné měření úhlových poloh centrální os mezer mezi zuby a středové vzdálenosti mezi vodicím ozubeným kolem (6) a obrobkem (1).

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že vyrovnávací a testovací zařízení (5) je uloženo v loži (4) zařízení.