CZ296988B6 - Zpusob a zarízení pro obrábení predobrobených soucástí - Google Patents

Abstract

Stredicí operace, potrebná pro bezkolizní zavedení nástroje (4) do mezer ozubení obrobku (5, 8a, 8b) se provádí na neobrobeném obrobku (8b), nove ulozeném na jednom z vreten (6a, 6b) pro obrobky, predtím, nez nosic (7) dosáhne polohy, ve které tato neobrobená soucást (8b) zabírá s nástrojem (4). Obe vretena (6a, 6b) pro obrobky jsou kazdé spojeno s jedním rotacním kodérem (32a, 32b), a zarízení zahrnuje alespon jednu stredicí sondu (9a, 9b) pro merení boku zubu ozubení jednoho z obrobku (5, 8a,8b) vne polohy nosice (7), ve které tento obrobek(5, 8a, 8b) muze být uveden do záberu s dokoncovacím nástrojem (4).

Description

(57) Anotace:

Středící operace, potřebná pro bezkoíízní zavedení nástroje (4) do mezer ozubení obrobku (5, 8a, 8b) se provádí na neobrobeném obrobku (8b), nově uloženém na jednom z vřeten (6a, 6b) pro obrobky, předtím, než nosič (7) dosáhne polohy, ve které tato neobrobená součást (8b) zabírá s nástrojem (4). Obě vřetena (6a, 6b) pro obrobky jsou každé spojeno s jedním rotačním kodérem (32a, 32b), a zařízení zahrnuje alespoň jednu středící sondu (9a, 9b) pro měření boků zubů ozubení jednoho z obrobků (5, 8a, 8b) vně polohy nosiče (7), ve které tento obrobek (5, 8a, 8b) může být uveden do záběru s dokončovacím nástrojem (4).

C0 00 oo co o <0 o CM

N O

Způsob a zařízení pro obrábění předobrobených součástí

Oblast techniky

Předkládaný vynález se tyká způsobu a zařízení pro obrábění předobrobených ozubených součástí či obrobků, zejména ozubených kol.

Dosavadní stav techniky

Předobrobené ozubené součásti jsou používány ve všech technických oblastech. V mnoha případech zuby ozubeného kola jsou předem obrobeny a dokončeny na čisto, po tepelné úpravě, například prostřednictvím broušení. V případě automatizovaného obrábění existuje problém s nalezením předobrobené mezery mezi zuby ozubeného kola tak, aby bylo možné bez kolize zavést dokončovací nástroj, kterým může být brusný kotouč nebo brusný šnek. U současných zařízení, které mají pouze jedno vřeteno pro upnutí součásti (obrobku), je tento problém vyřešen prostřednictvím například sledování vnějšího průměru ozubení ozubeného kola prostřednictvím indukčního snímače. Během této tak zvané středící operace se vřeteno obrobku obecně otáčí se sníženým počtem otáček ve srovnání s obráběním, aby se změřila skutečná poloha všech nebo alespoň několika boků zubů, včetně pravých a rovněž levých boků zubů. V následném vyhodnocovacím procesu se získá průměrná hodnota skutečné polohy, aby se vyvážily odchylky různých měření nebo deformace při tvrzení. Tímto postupem stanovená poloha je specifikována jako cílová hodnota řízení za účelem zavedení dokončovacího nástroje do středu mezery mezi zuby ozubeného kola. Potom může být spuštěn vlastní obráběcí proces.

V zařízeních, která pracují na principu kontinuálního broušení, musí být vřeteno obrobku stále nejprve urychleno na obráběcí rychlost před zavedením brusného šneku do mezer mezi zuby ozubené součásti či obrobku a synchronizováno s úhlovou polohou brusného vřetena předtím, než obrábění může začít.

Každý z těchto jednotlivých procesů, jmenovitě tedy výměna obrobku, měření poloh boků zubů, výpočet průměrné hodnoty, otočení obrobku do cílové polohy a urychlení na rychlost obrábění, představuje neproduktivní dobu, což zvyšuje cenu broušených obrobků.

Pro broušení ozubení ozubených kol kontinuálním broušením jsou potřebná brusná zařízení s množstvím NC os. Orovnávání brusného šneku vyžaduje v běžných orovnávacích zařízeních ještě množství dalších orovnávacích NC os. Omezení poctu os snižuje výrobní náklady a tudíž cenu amortizace, která musí být promítnuta do ceny broušených obrobků.

Podstata vynálezu

Cílem předkládaného vynálezu je snížit cenu jemného obrábění předobrobených ozubených součástí či obrobků.

Tohoto cíle je dosaženo prostřednictvím předkládaného vynálezu, který se v jednom aspektu týká způsobu obrábění předobrobených ozubených součástí či obrobků na dokončovacím zařízení, které zahrnuje základnu zařízení. Na základně je posunutelné první šoupátko. Na prvním šoupátku je namontováno nástrojové vřeteno pro upnutí dokončovacího nástroje. Na základně je pohyblivě umístěn nosič, který je posunutelný do alespoň dvou poloh. Na nosiči jsou otočně namontována alespoň dvě vřetena pro obrobky, přičemž každé je poháněno jedním motorem. Je uspořádána alespoň jedna středící sonda. Středící operace pro bezkolizní zavedení nástroje do mezer ozubení na součásti se provádí na neobrobeném obrobku, nově uloženém na jednom z

-1 CZ 296988 B6 vřeten pro obrobky, předtím, než nosič dosáhne polohy, ve které tento neobrobený obrobek zabírá s nástrojem.

V dalším aspektu je uvedeného cíle dosaženo zařízením pro obrábění předobrobených ozubených součástí či obrobků, zařízení zahrnuje základnu. Nástrojové vřeteno pro upnutí dokončovacího nástroje je otočně neseno kolem první osy a poháněno prvním motorem, nosič je posunutelný prostřednictvím druhého motoru do alespoň dvou poloh. Alespoň dvě vřetena pro obrobky jsou otočně nesena na nosiči pro upnutí obrobku. Každé vřeteno pro obrobek je poháněno třetím motorem. Obě vřetena pro obrobky jsou každé spojeno s rotačním kodérem. Alespoň jedna středící sonda je uspořádána pro měření boků zubů ozubení jednoho z obrobků mimo polohu nosiče, ve které může být tento obrobek uveden do záběru s nástrojem.

Další aspekty předkládaného vynálezu budou postupně zřejmé z obsahu následujícího popisu.

Níže bude ve spojení s odkazy na připojené výkresy popsáno jedno z výhodných provedení předkládaného vynálezu.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 znázorňuje schematický pohled shora na brusné zařízení pro ozubená kola;

Obr. 2 znázorňuje schematický pohled z boku na toto zařízení; a

Obr. 3 znázorňuje pohled v řezu vedeném rovinou III - III na obr. 2.

Příklady provedení vynálezu

Na základně 1 zařízení je kluzně posunutelně vedeno brusné šoupátko 2 s brusnou hlavou 3, která nese brusný šnek 4. Brusný šnek 4 obrábí obrobek 5, který je upnut na vřetenu 6a pro obrobky, přičemž toto vřeteno 6a pro obrobky je otočně neseno na nosiči v podobě otočné desky

7. Na otočné desce 7 je umístěno druhé vřeteno 6b pro obrobky, které na jednu stranu slouží pro výměnu již obrobeného obrobku 8a za nový neobrobený obrobek 8b s použitím nakladače 10 během obrábění obrobku 5; na druhou stranu ale navíc podle předkládaného vynálezu slouží pro provádění středění bez časové ztráty. Středění probíhá se snímači 9a nebo 9b, uspořádanými na otočné desce 7, v závislosti na tom, které z vřeten 6a, 6b je právě v poloze broušení nebo nakládání. Středění je iniciováno, jakmile je dokončen nakládací proces a nový neobrobený obrobek 8b již byl upnut na vřeteno 6b pro obrobky. Zejména se současnými krátkými časy obrábění to znamená, že není ztracen žádný produktivní čas na středění, protože středění je zcela paralelní proces během procesu broušení na obrobku 5 nebo během otáčení otočné desky 7.

Další omezení neproduktivní doby může být dosaženo superponováním přídavného otáčení na otáčení obou vřeten 6a, 6b pro obrobky během otočného pohybu otočné desky 7, přičemž toto otáčení je proti pohybu otočné desky 7, ale je takovým způsobem synchronizováno s pohybem otočné desky 7, že obrobek 5 zabírá do brusného šneku 4 nebo se z něj uvolňuje bez kolize. Přitom zpětné nebo dopředně posunutí brusného šoupátka 2, požadované po broušení nebo před započetím broušení nového obrobku, vyžaduje pouze malý posuvný pohyb pro započtení množství materiálu určeného pro odbroušení v novém neobrobeném obrobku 8b. Namísto superponování přídavného otočného pohybu na otáčení vřeten 6a, 6b pro obrobky může být toto přídavné otáčení rovněž superponováno na konstantní otáčení brusného vřetena 17.

Jak může být patrné na obr. 2, brusné šoupátko je příčné šoupátko. První šoupátko 15 je posunutelné na základně 1 kolmo k ose 1 brusného vřetena 17 ve směru x posouvání a je posouváno prostřednictvím servomotoru 18 se snímačem 19 zdvihu. Na šoupátku 15 je otočně namontován

-2 CZ 296988 B6 nosič 20, který je otočný prostřednictvím vřetena 21 kolem osy 22, která kolmo protíná osu 16. Vřeteno 21 může mít ruční nastavovací zařízení pro nastavení úhlu naklonění nebo, jak je ilustrováno, servomotor 23 s rotačním kodérem 24. Na nosiči 2 je posunutelné druhé šoupátko 25 paralelně s osou 16. Tento pohyb brusného šneku 4 ve směru y je použit pro přesazování. Šoupátko 25 je posouváno prostřednictvím dalšího servomotoru 2 s rotačním kodérem 27. Na šoupátku 25 je otočně namontováno brusné vřeteno 17 a je poháněno servomotorem 29 s rotačním kodérem 30.

Obě vřetena 6a, 6b pro obrobky jsou rovněž poháněna servomotorem 31a, 31b, který má rotační kodér 32a, 32b, a otáčejí se kolem os 33a, 33b vřeten. Otočná deska 7 je upevněna na hřídeli 35 otočně neseném na základně 1 kolem osy 3, která je paralelní s osami 33a, 33b. Hřídel 35 je poháněn prostřednictvím servomotoru 36 a je spojen s rotačním kodérem 37.

Všechny motory, rotační kodéry a snímače zdvihu jsou spojeny s řídicím zařízením 38.

Aby se dosáhlo vzájemného posunutí mezi obrobkem 5 a brusným šnekem 4 ve směru osy obrobku 5 (směr Za, Zb). potřebného pro obrábění přes šířku zubů ozubení, jsou obě vřetena 6a, 6b pro obrobky otočně nesena každé na jednom šoupátku 41a, 41b, přičemž tato šoupátka 41a, 41b jsou kluzně posunutelně nesena ve směru Za, Zb na otočné desce 7.

Vedení šoupátek 41a. 41b má spodní zarážku 42, která omezuje posunutí šoupátek 41a, 41b ve směru dolů. Na každém šoupátku 41a, 41b je váleček 43 otočný kolem horizontální osy. V případě šoupátka 41a, které jev poloze broušení, je další šoupátko 44 posunutelně namontováno na základně 1 ve směru nakloněném vzhledem k osám 33a, 33b a 34. Toto šoupátko 44 je rovněž posouváno prostřednictvím servomotoru 45 s rotačním kodérem 46. Toto šoupátko 44 má horizontální odvalovací povrch 47, který je kolmý k osám 33a, 33b. Při pohánění šoupátka 44 dopředu prostřednictvím servomotoru 45 se váleček 43 odvaluje na odvalovacím povrchu 47 a šoupátko 41a je vyzdviženo od jeho zarážky 42 a přesazeno ve směru Za, Zb. Otočné posunutí otočné desky 7 je blokováno tak dlouho, dokud šoupátko 44 není zataženo zpět do jeho počáteční polohy, ve které je váleček 43 vyzdvižen od odvalovacího povrchu 47.

Protože šoupátko 41a, 41b ve směru Za, Zb je odděleno od příčného šoupátka 15, 25, může být vytvořeno jednodušším, tužším a méně objemným způsobem. Takto jsou sníženy výrobní náklady a nároky na prostor. Pouze jeden pohon je potřebný pro obě šoupátka 41a, 41b ve směru Za, Zb, což rovněž snižuje náklady.

Na otočné desce 7 je přídavně namontováno orovnávací zařízení 54. Toto orovnávací zařízení 54 zahrnuje motor 5 s výstupním hřídelem 56, na kterém je namontován orovnávací kotouč 5. Orovnávací kotouč 57 může být, například, vytvořen podle patentového spisu DE-A-196 24 842. Orovnávací zařízení 54 může být rovněž otočné prostřednictvím neznázorněného motoru kolem osy 58, která je kolmá k ose hřídele 56. Otočná deska 7 se tedy posouvá do tří poloh, jmenovitě do znázorněné první polohy, ve které obrobek 5 zabírá s brusným šnekem 4, do polohy otočené o 180° pro výměnu obrobků 8a, 8b, a do polohy otočené o 90° pro orovnání brusného šneku 4 prostřednictvím orovnávacího zařízení 54.

Protože orovnávání oproti běžným orovnávacím procesům probíhá ve stejné poloze jako záběr s obrobkem 5, může být dosažena vyšší přesnost orovnávání, protože jsou -automaticky vykompenzovány odchylky od kruhového chodu brusného šneku 4. Orovnávání může být prováděno s osami x, y, z NC šoupátek, která jsou každopádně potřebná pro broušení, případně s dalšími otočnými posunutími orovnávacího zařízení 54 kolem osy 5.

-3 CZ 296988 B6

V odlišné variantě od ilustrovaného provedení může být nosič v podobě otočné desky 7 obou vřeten 6a, 6b pro obrobky namísto otáčení kolem osy 34 kluzně posouván do dvou nebo tří poloh. V takovém provedení jsou ale potřebné dva nakladače 10.

V případě, že středění obrobku 8a. 8b může být dosaženo výhradně, když otočná deska 7 stojí v klidu na obrobku 8a, 8b, tedy během procesu broušení obrobku 5, což je za některých okolností postačující, může být rovněž použit jeden snímač 9a, 9b, který je v tomto případě pevně namontován na základně 1 zařízení.

Způsob podle předkládaného vynálezu může být rovněž realizován s jinými brusnými nástroji, než jsou válcové brusné šneky 4, například s brusnými kotouči, přičemž v tomto případě je obrobek 5 krokově posouván, nebo s kulovými brusnými šneky, se kterými je obrobek 5 obráběn současně podél celé svojí šířky. Navíc může být proces podle předkládaného vynálezu realizován při dalších operacích jemného obrábění na ozubených součástkách, jako je honování nebo zaškrabávání, při kterých nástroj musí zabírat s předobrobeným ozubeným obrobkem. V těchto případech je brusný šnek 4 nahrazen honovacím kotoučem nebo zaškrabávacím kolem.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (8)

1. Způsob obrábění předobrobených ozubených obrobků (5, 8a, 8b) na dokončovacím zařízení, které zahrnuje základnu (1) zařízení, první Šoupátko (2) posunutelné na uvedené základně (1), nástrojové vřeteno (17) namontované na prvním šoupátku (2) pro upnutí dokončovacího nástroje (4), nosič (7) posunutelně umístěný na základně (1) zařízení, přičemž tento nosič (7) je posunutelný do alespoň dvou poloh, alespoň dvě vřetena (6a, 6b) pro obrobky, otočně namontovaná na nosiči (7) a poháněná každé jedním motorem (31a, 31b), a alespoň jednu středící sondu (9a, 9b), vyznačující se tím, že středící operace, potřebná pro bezkolizní zavedení nástroje (4) do mezer ozubení obrobku (5, 8a, 8b) se provádí na neobrobeném obrobku (8b), nově uloženém na jednom z vřeten (6a, 6b) pro obrobky, předtím, než nosič (7) dosáhne polohy, ve které tato neobrobená součást (8b) zabírá s nástrojem (4).

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že během posouvání nosiče (7) se superponuje přídavné otočné posunutí na otáčení vřeten (6a, 6b) pro obrobky vzhledem k otáčení nástrojového vřetena (17), synchronizované s posouváním nosiče (7) tak, že se vytvoří celkové posunutí, které uvede obrobek (5, 8a, 8b) do nebo z oblasti dokončovacího nástroje (4) bez kolize.

3. Zařízení pro obrábění předobrobených ozubených obrobků (5, 8a, 8b), zahrnující základnu (1) zařízení, nástrojové vřeteno (17) pro upnutí dokončovacího nástroje (4), přičemž toto nástrojové vřeteno (17) je otočné kolem první osy (16) a poháněno prvním motorem (29), nosič (7) posunutélný prostřednictvím druhého motoru (36) do alespoň dvou poloh, alespoň dvě vřetena (6a, 6b) pro obrobky pro upnutí obrobků (5, 8a, 8b), každé s jedním třetím motorem (31a, 31b), přičemž tato vřetena (6a, 6b) pro obrobky jsou umístěna ve vzájemném rozestupu na nosiči (7) pro otáčení kolem dvou druhých os (33 a, 33 b), v y z n a č u j í c í se t í m , že obě vřetena (6a, 6b) pro obrobky jsou každé spojeno s jedním rotačním kodérem (32a, 32b), a zařízení zahrnuje alespoň jednu středící sondu (9a, 9b) pro měření boků zubů ozubení jednoho z obrobků (5, 8a, 8b) vně polohy nosiče (7), ve které tento obrobek (5, 8a, 8b) může být uveden do záběru s dokončovacím nástrojem (4).

-4CZ 296988 B6

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že pro každé vřeteno (6a, 6b) pro obrobky je vytvořena samostatná středící sonda (9a, 9b) a tyto středící sondy (9a, 9b) jsou namontovány na nosiči (7).

5. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že nosič (7) je otočný kolem třetí osy (34), přičemž druhé osy (33a, 33b) a třetí osa (34) jsou vzájemně paralelní.

6. Zařízení podle nároku 3, vy z n a č uj í c í se t í m , že dále zahrnuje automatický měnič (10) obrobků pro výměnu dokončeného, obrobeného obrobku (8a) za neobrobený obrobek (8b) na jednom z vřeten (6a, 6b) pro obrobky, na kterém obrobek (8a, 8b) není v poloze pro záběr s nástrojem (4).

7. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že na nosiči (7) je přídavně namontováno orovnávací zařízení (54) pro orovnávání nástroje (4), a nosič (7) je posunutelný do alespoň tří poloh, přičemž v jedné z těchto poloh orovnávací nástroj (57) může orovnávat dokončovací nástroj (4).

8. Zařízení podle nároku 3,vyznačující se tím, že vřetena (6a, 6b) pro obrobky jsou otočně namontována každé na jednom prvním šoupátku (41a, 41b), které je posunutelné paralelně k příslušné druhé ose (33 a, 33 b) na nosiči (7), přičemž každé první šoupátko (41a, 41b) zahrnuje nosný prvek (43), který v pracovní poloze tohoto šoupátka (41a, 41b) zabírá s druhým šoupátkem (44) posunutelným na základně (1).