RU1828788C

RU1828788C - Double-spindle gear-shaping machine

Info

Publication number: RU1828788C
Application number: SU904793624A
Authority: RU
Inventors: Виктор Александрович Терентьев; Анатолий Иванович Трофимов; Ирида Васильевна Терентьева
Original assignee: Новополоцкий Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Белоруссии
Priority date: 1990-02-19
Filing date: 1990-02-19
Publication date: 1993-07-23

Abstract

Изобретение относитс к станкостроению , в частности к зубодолбежным станкам дл обработки цилиндрических зубчатых деталей. Цель изобретени - повышение кинематической точности и улучшени динамических характеристик посредством уменьшени длины кинематических цепей и 9 J8 JJ Ё 00 го 00 | 00 00The invention relates to machine tool industry, in particular to gear shaping machines for machining cylindrical gear parts. The purpose of the invention is to increase kinematic accuracy and improve dynamic performance by reducing the length of the kinematic chains and 9 J8 JJ 00 00 00 00 | 00 00

Description

снижени инерционных нагрузок. На станине 1 зубодолбежного станка на направл ющих 2 установлены два делительных стола 3 и 4 дл закреплени заготовок зубчатых изделий . В инструментальном суппорте 7 смонтированы инструментальные шпиндели 11 и 12. Шпиндели и делительные столы монтируютс симметрично относительной общей плоскости, параллельной направлению тангенциального перемещени , причем каждый из столов располагаетс по отношению к соответствующему шпинделю с внешней стороны с удалением на величину межосевого рассто ни станочного зацеплени . Шпиндели и столы св заны кинематической цепью обката, конечными звень ми которой вл ютс черв чные делительные пары, черв чные колеса которых 36 и 37 размещены на инструментальных шпиндел х 11, 12, а черв ки 34 и 35 имеют разнонаправленные витки и установлены соосно на валу 33. Привод возвратно- поступательного перемещени шпинделей включает кривошипно-шатунный механизм 21 и две зубчато-реечные передачи, шестерни которых 25 и 26 св заны зубчатым колесом 23, ось которого расположены в общей плоскости симметрии. 2 ил.decrease inertial loads. On the bed 1 of the gear shaping machine, two dividing tables 3 and 4 are mounted on the rails 2 for securing the workpieces of the gear products. The tool spindles 11 and 12 are mounted in the toolholder 7. The spindles and indexing tables are mounted symmetrically with respect to a common plane parallel to the direction of tangential movement, each of the tables being located with respect to the corresponding spindle from the outside, with a distance of the center distance of the machine engagement. The spindles and tables are connected by a kinematic rolling circuit, the final links of which are the screw dividing pairs, the worm wheels of which 36 and 37 are placed on the tool spindles 11, 12, and the worms 34 and 35 have opposite directions and are mounted coaxially on the shaft 33. The reciprocating drive of the spindles includes a crank mechanism 21 and two rack and pinion gears, the gears of which 25 and 26 are connected by a gear wheel 23, the axis of which are located in a common plane of symmetry. 2 ill.

Изобретение относитс к станкостроению , в частности, к зубодолбежным станкам дл обработки цилиндрических зубчатых деталей .The invention relates to machine tool industry, in particular to gear shaping machines for machining cylindrical gear parts.

Цель изобретени - повышение кинематической точности и улучшени динамических характеристик посредством уменьшени длины кинематических цепей и снижени инерционных нагрузок,The purpose of the invention is to increase kinematic accuracy and improve dynamic characteristics by reducing the length of the kinematic chains and reducing inertial loads,

На фиг.1 изображена структурно-кинематическа схема станка; на фиг.2 - схема взаимного расположени делительных столов и инструментальных суппортов.Figure 1 shows a structural kinematic diagram of a machine; Fig. 2 is a diagram of the mutual arrangement of dividing tables and tool supports.

На станине 1 станка (фиг.1) на поперечных направл ющих 2 установлены два дели- тельных стола 3 и 4. На вращающихс шпиндел х 5 и 6 этих столов закрепл ютс заготовка зубчатых деталей. Инструментальный суппорт 7 установлен с возможностью перемещени на вертикальных направл ющих 8 стойки 9, котора в свое врем расположена на продольных направл ющих ЮстаниньМ.On the machine bed 1 (Fig. 1), two dividing tables 3 and 4 are mounted on the transverse rails 2. A workpiece of gear parts is fixed on the rotating spindles 5 and 6 of these tables. The tool support 7 is mounted to move on the vertical rails 8 of the rack 9, which at one time was located on the longitudinal rails of YustaninM.

В общем инструментальном суппорте 7 смонтированы инструментальные шпиндели (штоссели) 11 и 12, на которых креп тс зуборезные долб ки 13 и 14. Шпиндели 11 и 12 и делительные столы 3, 4 монтируютс симметрично относительно общей плоскости симметрии 15 (фиг.2), параллельной направлению тангенциального перемещени , при этом каждый из столов располагаетс по отношению к соответствующему шпинделю с внешней стороны с удалением на величину межосевого рассто ни станочного зацеплени (рассто ни Ат и А2 на фиг.2).In the common tool support 7, tool spindles (rams) 11 and 12 are mounted on which gear cutting chucks 13 and 14 are mounted. Spindles 11 and 12 and dividing tables 3, 4 are mounted symmetrically with respect to the general plane of symmetry 15 (Fig. 2) parallel to the direction of tangential movement, with each of the tables being located in relation to the corresponding spindle from the outside with a distance of the distance between the center distance of the machine engagement (the distance Am and A2 in Fig. 2).

Кинематическа цепь (привод) возвратно-поступательного движени св зывает электродвигатель 16 с инструментальными шпиндел ми, Она включает в себ кинематическую передачу 17, орган настройки 18,A kinematic chain (drive) of the reciprocating movement connects the electric motor 16 to the tool spindles. It includes a kinematic transmission 17, a tuning body 18,

кинематическую пару 19, приводной вал 20, кривошипно-шатунный механизм 21 с шатуном 22 возвратно-поступательного движени , распределительно-приводнойkinematic couple 19, drive shaft 20, crank mechanism 21 with a connecting rod 22 of a reciprocating movement, a distribution-drive

механизм, включающий в себ соосное, закрепленное на одном валу 23 с шатуном зубчатое колесо 24, ось которого расположены в общей плоскости симметрии 15, св занные с ним приводные шестерни 25 и 26a mechanism including a gear wheel 24 coaxially mounted on a shaft 23 with a connecting rod, the axis of which is located in a common plane of symmetry 15, the drive gears 25 and 26 associated with it

зубчато-реечных передач, наход щиес в зацеплении с рейками гильз 27 и 28, которые установлены, соответственно, на инструментальных шпиндел х 11 и 12.rack and pinion gears meshed with liner rails 27 and 28, which are mounted respectively on tool spindles x 11 and 12.

Кинематическа цепь (привод) вращательного движени инструментальных шпинделей св зывает последние с приводным валом 20. Она включает в себ кинематическую пару 29, орган настройки 30, муфту св зи 31, кинематическую пару 32,The kinematic chain (drive) of the rotational movement of the tool spindles connects the latter to the drive shaft 20. It includes a kinematic pair 29, a adjuster 30, a coupling 31, a kinematic pair 32.

распределительно-приводной механизм вращательного движени , содержащий установленные на общем валу 33 два черв ка 34 и 35 с разнонаправленными витками и наход щиес в зацеплении с ними черв чные колеса 36 и 37. Колеса устанавливаютс на гильзах 38 и 39, базирующихс в подшипниках суппорта 7. В гильзах с возможностью осевого перемещени монтируютс инструментальные шпиндели 11 и 12.a rotationally-distributed drive mechanism comprising two worms 34 and 35 with opposite directions mounted on a common shaft 33 and worm wheels 36 and 37 engaged with them. The wheels are mounted on sleeves 38 and 39 based on the caliper bearings 7. Axial displaceable sleeves mount tool spindles 11 and 12.

Кинематическа цепь основного обката, св зывающа инструментальные шпиндели и шпиндели делительных столов, включает в себ кинематическую пару 32, орган настройки 40, вход 41 и выход 42 суммирующего механизма 43, кинематическую пару 44,45, и однотипные ветви с кинематическими парами 46 - 47 - 48 и 49 - 50 - 51, св занные со шпиндел ми 5 и 6 делительных столов 3 и 4.The kinematic chain of the main run, connecting the tool spindles and the spindles of dividing tables, includes a kinematic pair 32, a adjuster 40, an input 41 and an output 42 of the summing mechanism 43, a kinematic pair 44.45, and similar branches with kinematic pairs 46 - 47 - 48 and 49 to 50 to 51 associated with spindles 5 and 6 of partition tables 3 and 4.

Кинематическа цепь тангенциального обката, св зывающа инструментальныйKinematic tangential run-in chain linking tool

суппорт со шпиндел ми делительных станков , включает в себ механизм преобразовани поступательного движени во вращательное, состо щий из рейки 52, закрепленной на станине 1, и наход щейс в зацеплении с ней шестерни 53, установленной в подшипниках подвижной стойки 9, несущей инструментальный суппорт 7. Цепь содержит также кинематическую пару 54, орган настройки 55, второй вход 56 суммирующего механизма 43.the caliper with spindles of indexing machines includes a mechanism for converting translational motion into rotational motion, consisting of a rack 52 mounted on the frame 1 and engaged in gear gear 53 mounted in the bearings of the movable strut 9 carrying the tool caliper 7. The chain also contains a kinematic pair 54, a tuning element 55, a second input 56 of the summing mechanism 43.

Станок снабжен механизмом 57 тангенциального перемещени стойки 9 и механизмом 58 вертикального перемещени инструментального суппорта 7 (в примере - гидроцилиндры).The machine is equipped with a mechanism 57 of tangential movement of the strut 9 and a mechanism 58 of vertical movement of the tool support 7 (in the example, hydraulic cylinders).

Станок работает следующим образом.The machine operates as follows.

Заготовки нарезаемых зубчатых колес закрепл ют на шпиндел х 5 и 6 делительных столов 3 и 4. При помощи механизмов 59 поперечного перемещени устанавливают межосевые рассто ни станочного зацеплени AI и А2 (фиг.2) долб ков и соответствующих заготовок на шпиндел х делительных столов.The workpieces of the cut gears are fixed on the spindles 5 and 6 of the dividing tables 3 and 4. Using the mechanisms 59 of lateral movement, the center distances of the machine engagement AI and A2 (Fig. 2) of the chisels and the corresponding workpieces are set on the spindles of the dividing tables.

При включении электродвигател инструментальные шпиндели 11 и 12 с закрепленными на них долб ками получают по цепи возвратно-поступательного движени соответствующие периодические перемещени . Скорость (частота двойных ходов) этих движений Пт (фиг.1) устанавливаетс при помощи органа настройки 18. Величина хода долб ков настраиваетс посредством кривошипно-шатунного механизма 21. При движении одного из долб ков вверх второй опускаетс вниз.When the motor is turned on, the tool spindles 11 and 12 with the chucks fixed to them receive corresponding periodic displacements along the reciprocating motion chain. The speed (double-stroke frequency) of these movements Fri (Fig. 1) is set using the adjusting member 18. The stroke of the chisels is adjusted by means of a crank mechanism 21. When one of the chisels moves up, the second is lowered.

Одновременно с движением Пч шпиндел получают вращательное движение В2 (фиг.1, 2), при этом долб ки вращаютс в противоположные стороны. Установка величины круговой подачи долб ков и изменение направлени их вращени осуществл етс органом настройки 30. По кинематической цепи основного обката вращение передаетс шпиндел м 5 и 6 делительных столов, при этом заготовки зубчатых колес совместно со шпиндел ми получают согласованный с вращением В2 поворот - движение Вз. Соотношение частот вращени В2 и Вз в их совместном обкатном делительном движении устанавливаетс при помощи органа настройки 40.Simultaneously with the movement of the IF spindle, a rotational movement B2 is obtained (Figs. 1, 2), while the chisels rotate in opposite directions. Setting the value of the circular feed of the chisels and changing the direction of their rotation is carried out by the adjusting unit 30. The rotation is transmitted to the spindles of the 5th and 6th dividing tables along the kinematic chain of the main run-in, while the gear blanks together with the spindles receive a rotation - movement . The ratio of the rotational frequencies B2 and Vz in their joint obturative dividing motion is established by the tuning body 40.

Обработка колес начинаетс этапом касательного врезани долб ков в заготовки. При этом стойка 9, несуща опущенный в рабочее положение инструментальный суппорт 7, перемещаетс по направл ющим 10 станины 1 -движение П4(фиг.1, 2). Шпиндели 5 и 6 делительных столов по цепи тангенциального обката получают согласованный с перемещением Пз поворот - движение Bs. Количественное соотношение движений Щ и Bs устанавливаетс при помощи органаWheel processing begins with the step of tangentially cutting the chisels into the workpieces. In this case, the stand 9, bearing the tool support 7 lowered into the working position, moves along the guides 10 of the bed 1 — movement P4 (Figs. 1, 2). The spindles of the 5th and 6th dividing tables along the tangential break-in chain receive a rotation, movement Bs, consistent with the movement Pz. The quantitative ratio of the movements of A and Bs is established using an organ

настройки 55. Сложение составл ющих обкатных движений Вз и Ss производитс суммирующим механизмом 43. На станке возможно осуществление врезани при разно- и одинакозонаправленных движени хsettings 55. Addition of the components of the rolling movements Vz and Ss is carried out by the summing mechanism 43. The machine can perform insertion with different and unidirectional movements

0 Вз и Bs, а также при невращающихсч долб - ках. В последнем случае цепь вращени инструментальных шпинделей м/фтой 31 и врезание осуществл етс при двух взаимосв занных движени х Щ и Bs.0 Vs and Bs, as well as with non-rotating chisels. In the latter case, the chain of rotation of the tool spindles m / ft 31 and the plunging are carried out with two interconnected motions Щ and Bs.

5 При совпадении (фиг.2) осевых плоскостей инструментальных шпинделей (1 - 1) и шпиндельных делительных столов (11-11) этап врезани заканчиваетс , движени ГЦ и Вs отключаютс . Процесс обработки далее5 When the axial planes of the tool spindles (1-1) and the spindle dividing tables (11-11) coincide (11-11), the cutting step ends, the movements of the HZ and Bs are turned off. Further processing

0 осуществл етс при включенныхдвижени х RI, 62, Вз. По окончании нарезани колес, после осуществлени ими заданного количества оборотов электродвигатель 16 отключаетс , инструментальный суппорт 7 при0 is carried out when the movements RI, 62, Vz are switched on. At the end of the cutting of the wheels, after the implementation of a given number of revolutions, the electric motor 16 is turned off, the tool support 7 at

5 помощи механизма 58 перемещаетс вверх, затем стойка 9 посредством механизма 57 отводитс назад в исходное положение. Этим цикл обработки комплекта заканчиваетс .5 by the aid of the mechanism 58 is moved up, then the post 9 by means of the mechanism 57 is retracted back to its original position. This completes the kit processing cycle.

0В течение всего цикла работы станка0 During the entire cycle of the machine

делительные столы 3 и 4 при обратных ходах долб ков 13 и 14 в движении П-i отвод тс в направлении от соответствующих инструментов - движение Пе. Отвод осуществл ет5 с кулачковым механизмом, св занным ненастраиваемой кинематической цепью с приводным валом 20.dividing tables 3 and 4 for the reverse moves of the chisels 13 and 14 in the movement П-i are withdrawn in the direction from the corresponding tools - movement Pe. The retraction is carried out 5 with a cam mechanism connected by a non-adjustable kinematic chain to the drive shaft 20.

За вленные конструктивные особенности станка позвол ют уменьшить длинуThe claimed design features of the machine can reduce the length

0 кинематических цепей возвратно-поступательного и вращательного движений инструментальных шпинделей, Уменьшение длины кинематической цепи возвратно-поступательного движени , равно как и исклю5 чение промежуточных зубчато-реечных передач, позвол ет уменьшить массы привода , что приводит к снижению его инерционных нагрузок и, следовательно, улучшает динамические характеристики станка. Это0 му же способствует за вленна конструктивна особенность св зи приводных зубчато-реечных передач, позвол юща к тому же экономично расходовать энергию электродвигател за счет использовани 0 kinematic chains of the reciprocating and rotational movements of the tool spindles, Reducing the length of the kinematic chain of the reciprocating movements, as well as eliminating the intermediate gear-rack gears, reduces the mass of the drive, which reduces its inertial loads and, therefore, improves dynamic characteristics of the machine. This is also facilitated by the claimed design feature of the connection of gear rack and pinion gears, which also makes it possible to economically consume electric motor energy by using

5 энергии движени шпинделей. Сокращение же длины кинематической цепи вращательного движени и, как следствие, обкатной цепи позвол ет повысить кинематическую точность станка, т.к. исключаютс элементы цепи, внос щие в расчетные перемещени 5 energy spindles. Reducing the length of the kinematic chain of rotational motion and, as a consequence, the run-in chain allows to increase the kinematic accuracy of the machine, because circuit elements that contribute to design movements are excluded

обкатного движени дополнительную погрешность .round-trip motion additional error.

Кроме того, на за вленном станке могут быть нарезаны зубь колес более высокой точности за счет использовани более прогрессивного с точки зрени точностных характеристик метода касательного врезани , при котором реализуетс одинаковость условий резани на обоих столах. Станок более оптимален с точки зрени техники безопасности, т.к. предварительные расчеты позвол ют утверждать о его большей виброустойчивости и демпфирующей способности.In addition, with the inventive machine, the tooth of the wheels of higher precision can be cut by using the more tangential cutting method, which is more progressive in terms of accuracy, in which the same cutting conditions are realized on both tables. The machine is more optimal in terms of safety, because preliminary calculations suggest its greater vibration resistance and damping ability.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION Duplex gear-shaping machine for cutting the teeth of cylindrical wheels mounted on two dividing tables mounted symmetrically to a common plane at equal distances from it and connected to two tool spindles by a run-in chain with end links in the form of worm dividing pairs, worms which wheels are mounted

g

FIG. I

Compiled by V. Slitkova Editor E. Polionova Tehred M. Morgenthal

on tool spindles mounted with the possibility of reciprocating movement from the drive, including two gear rack and pinion gears 5 and a crank mechanism connected to them, characterized in that, in order to increase kinematic accuracy and improve dynamic performance by reducing lengths

10 kinematic chains and reduction of inertial loads, dividing tables of the machine are installed on the outside with a distance from the common plane of symmetry by the value of the center distance of the machine

15 gears with respect to the tool spindles, which are located in one support, while the worms of the dividing pairs have multidirectional helical lines and are coaxially fixed to

20 to the roll-in chain, and rack-and-pinion gears of the tool spindle drive are interconnected via an inserted gear mounted on one shaft with a connecting rod placed in the plane of symmetry 25.

T

Jt

Proofreader S. Lisina