RU2074794C1

RU2074794C1 - Arcuate teeth cutting machine

Info

Publication number: RU2074794C1
Application number: RU94023662A
Authority: RU
Inventors: А.И. Беляев; А.И. Сирицын; Н.А. Лобанов; Д.А. Сирицын
Original assignee: Научно-исследовательский институт тепловозов и путевых машин
Priority date: 1994-06-22
Filing date: 1994-06-22
Publication date: 1997-03-10
Also published as: RU94023662A

Abstract

FIELD: gear-cutting machines. SUBSTANCE: machine has additional tool carriage provided with gear cutting and grinding heads enabling simultaneous machining both concave and convex surfaces of arcuate teeth. Inclined guides fitted in slots of the tool carriages allow feed of the heads in direction perpendicular to the plane of action. Use of controllable tooth generating mechanism based on rack-and-gear drive and link gear with two floating stones and tie moving along bed guides in conjunction with rigid association of rotary-and-oscillating motion of table and tangential feed of carriages makes it possible to use precision indexing table and to divide generating and indexing functions thus increasing teeth working accuracy. Due to differential drive of tool carriage lateral saddle ensuring positioning and reciprocation movement of tools all the profiling points of tools pass the plane of action thus providing for precise geometry of involute profile and curvature of arcuate teeth being cut. EFFECT: improved precision in manufacturing gear wheels. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к станкостроению, в частности кзуборезным станкам, и может быть использовано для фрезерования и шлифования криволинейных /арочных/ по длине зубьев на цилиндрических колесах. The invention relates to machine tools, in particular to cutters, and can be used for milling and grinding curved / arched / along the length of the teeth on cylindrical wheels.

Известен станок, оснащенный инструментальным суппортом, для нарезания цилиндрических зубчатых колес с криволинейными по длине зубьями /а.с. N 1653918 CCCР кл. В 23 F 9/00 от 07.06.91 г./. Суппорт зуборезного станка снабжен двумя градуированными направляющими, одна из которых расположена в основании корпуса, несущего резцовую головку, а другая в основании поперечных салазок, что дает возможность вести отработку зубьев как вдоль линии зацепления, так и под некоторым углом к ней. A known machine equipped with a tool caliper for cutting cylindrical gears with teeth curvilinear in length / a.s. N 1653918 CCCR CL B 23 F 9/00 dated 06/07/91 The support of the gear-cutting machine is equipped with two graduated guides, one of which is located at the base of the housing carrying the cutting head, and the other at the base of the transverse slide, which makes it possible to carry out the grinding of teeth along the engagement line and at some angle to it.

Недостатками этого станка является то, что разворот поперечных салазок осуществляется на угол 90^o α_p относительно средней плоскости станка, а шпиндельного узла на направляющих на угол α_p в обратную относительно установки поперечных салазок сторону, и перемещение резцовой головки под углом α_p, где α_p угол между плоскостью резцов и направлением движения салазок, сопровождается ростом кривизны дна впадины нарезаемого зуба /до 10.11 мм при повышении α_tw до 24.25^o/ и искажением профиля нарезаемого зуба, который отличается от эвольвенты другими параметрами по сравнению с центральной /по средней/ плоскости колеса.The disadvantages of this machine is that the transverse slide is rotated through an angle of 90 ^o α _p relative to the middle plane of the machine, and the spindle unit on the guides by an angle α _p in the opposite direction to the installation of the transverse slide, and the cutter head is moved at an angle α _p , where α _{p the} angle between the plane of the incisors and the direction of movement of the slide, is accompanied by an increase in the curvature of the bottom of the cavity of the cut tooth / to 10.11 mm with an increase in α _tw to 24.25 ^o / and distortion of the profile of the cut tooth, which differs from the involute by other pa dimensions compared to the center / middle / plane of the wheel.

Наиболее близким по технической сущности является зуборезный станок для нарезания колес с криволинейными по длине зубьями /его варианты/ а.с. СССР N 1710228, кл. В 23 F 9/00, Б.И. N 5, 1992 г. прототип/, который является дальнейшим развитием конструкции станка по а.с. N 1653918 CCCР, кл. В 23 F 9/00 от 07.06.91 г. с целью его упрощения. Станок содержит станину, на которой размещен инструментальный суппорт с поворотным корпусом, несущим резцовую головку, включающий продольные и поперечные салазки, установленные с возможностью поворота посредством круговых направляющих, выполненных в основании продольных салазок, нижние круговые направляющие инструментального суппорта размещены в станине, а тангенциальное перемещение резцовой головки кинематически связано с обкатным механизмом стола. The closest in technical essence is a gear-cutting machine for cutting wheels with curvilinear teeth in length / its options / a.s. USSR N 1710228, class B 23 F 9/00, B.I. N 5, 1992, the prototype /, which is a further development of the design of the machine for A.S. N 1653918 CCCP, CL In 23 F 9/00 of 06/07/91 to simplify it. The machine includes a bed on which the toolholder is mounted with a rotatable housing carrying a cutting head, including longitudinal and transverse rails mounted for rotation by means of circular guides made at the base of the longitudinal slide, the lower circular guides of the toolholder are placed in the bed, and the tangential movement of the toolholder the head is kinematically connected with the rolling mechanism of the table.

Указанный станок /его варианты/ также позволяет вести обработку арочных зубьев колес в направлении угла станочного зацепления при повороте инструментального суппорта относительно станины на угол /90^o α_p/ при установке поворотного корпуса на угол α_p в обратную относительно установки инструментального суппорта. Недостатками этого станка является то, что ось резцовой головки при этом всегда будет наклонена под некоторым углом Δα_p. Поэтому наблюдаются искажения пpофиля нарезаемого зуба, а также получают выемки на дне впадины зуба, что не позволяет обработать кинематически точные зубчатые колеса с арочной формой зуба. Кроме этого, в кинематике указанного станка делительная червячная пара выполняет функции механизма обката и деления, что затрудняет, с одной стороны, настройку станка на обработку различных по диаметру зубчатых колес, а, с другой стороны, не обеспечивает точный делительный процесс при обработке высокоточных арочных зубчатых колес. Поэтому для обработки указанных колес необходимо кинематические цепи обката и единичного деления разъединить.The specified machine / its variants / also allows you to process the arched teeth of the wheels in the direction of the angle of the machine engagement when the toolholder is rotated relative to the bed by an angle of / 90 ^o α _p / when the rotary case is installed at an angle α _p in the opposite direction from the toolholder. The disadvantages of this machine is that the axis of the cutter head will always be tilted at a certain angle Δα _p . Therefore, distortions of the profile of the cut tooth are observed, and also recesses are obtained at the bottom of the tooth cavity, which does not allow to process kinematically accurate gear wheels with an arched tooth shape. In addition, in the kinematics of the indicated machine, the dividing worm pair performs the functions of a rolling and dividing mechanism, which makes it difficult, on the one hand, to tune the machine to handle gears of different diameters, and, on the other hand, to provide an accurate dividing process when processing high-precision arched gears wheels. Therefore, to process these wheels, it is necessary to separate the kinematic circuits of the run-in and unit division.

Станок и его варианты не могут вести одновременную обработку выпуклой и вогнутой сторон арочных зубьев без смены зуборезного инструмента и перенастройки, что снижает производительность обработки. Кроме того, не обеспечивается дополнительная чистовая обработка и шлифование закаленных поверхностей зубьев высокоточных колес. The machine and its variants cannot simultaneously process the convex and concave sides of arched teeth without changing the gear cutting tool and reconfiguring, which reduces the processing productivity. In addition, additional finishing and grinding of the hardened tooth surfaces of high-precision wheels is not provided.

Наличие нескольких круговых направляющих усложняет конструкцию указанного станка. The presence of several circular guides complicates the design of the specified machine.

Цель изобретения упрощение конструкции станка, повышение производительности и точности, а также расширение его технологических возможностей за счет чистовой обработки закаленных поверхностей арочных зубьев. The purpose of the invention is to simplify the design of the machine, increase productivity and accuracy, as well as expand its technological capabilities due to the finishing of hardened surfaces of arched teeth.

Цель достигается тем, что станок для обработки арочных зубьев колес в условиях дискретного обката, содержащий станину, на которой размещены инструментальный суппорт с поворотным корпусом, несущим резцовую головку, включающий продольные и поперечные салазки, установленные с возможностью поворота посредством круговых направляющих, выполненных в основании продольных салазок, нижние направляющие инструментального суппорта размещенные в станине, привод тангенциального перемещения резцовой головки, стол и обкатный механизм стола, отличается тем, что он снабжен вторым правым симметрично расположенным относительно стола инструментальным суппортом, причем направляющие продольных салазок суппортов наклонены под углом, обеспечивающим их перемещение по нормали к плоскости станочного зацепления, а поперечные салазки снабжены дифференциальным приводом ходовых винтов, обеспечивающих их синхронное установочное и колебательное перемещение с инструментом вдоль линии зацепления в противоположном друг другу направлении, при этом стол станка выполнен в виде планшайбы, на которой размещен соосно делительный стол с индивидуальным приводом для осуществления единичного деления, и оборудован регулируемым обкатным механизмом, состоящим из симметрично расположенных относительно планшайбы стола зубчато-реечных пар, приводящих стол во вращение, причем рейки связаны шарнирно с плавающими кулисными камнями кулис, вторые камни которых соединены шарнирно тягами, связанными вторыми концами шарнирно с камнями, размещенными в направляющих рычагов жестко закрепленных на поперечных салазках, а тяги установлены в каретках, перемещаемых приводом в продольном направлении по направляющим в станине, кроме этого, каждый поворотный корпус снабжен шлифовальной головкой, содержащей пиноль шлифовального шпинделя, смещаемую приводом с оси гильзы на величину регулируемого расстояния, при этом гильза совместно с пинолью совершает вращательно-колебательные движения от привода. The goal is achieved by the fact that the machine for processing arched teeth of the wheels in discrete rolling conditions, containing a bed, on which there is a tool support with a rotary body bearing a cutting head, including longitudinal and transverse slides mounted for rotation by means of circular guides made in the base of the longitudinal the slide, the lower guides of the tool support located in the bed, the drive of the tangential movement of the cutting head, the table and the rolling mechanism of the table, excellent This is because it is equipped with a second right tool support symmetrically positioned relative to the table, the guides of the longitudinal slide of the calipers being inclined at an angle to ensure their normal movement to the plane of the machine engagement, and the transverse slide is equipped with a differential drive of the spindles, ensuring their synchronous installation and vibrational movement with the tool along the engagement line in the opposite direction to each other, while the machine table is made in the form of a face plate, on which the coaxial dividing table with an individual drive for single division is placed, and is equipped with an adjustable rolling mechanism consisting of gear-rack pairs symmetrically positioned relative to the table faceplate, which rotate the table, and the rails are pivotally connected to the floating rocker rocker stones, the second stones of which are connected articulated by rods connected by the second ends articulated with stones placed in the guide levers rigidly mounted on the transverse slide, and the rods are installed in the carriage x, moved by the drive in the longitudinal direction along the guides in the bed, in addition, each rotary body is equipped with a grinding head containing the grinding spindle pin, shifted by the drive from the axis of the sleeve by an amount of adjustable distance, while the sleeve together with the pin makes rotational-vibrational movements from the drive .

Размещение направляющих продольных салазок и их перемещения под углом, например, 20^o к продольной оси стола позволяет упростить конструкцию станка и обеспечить обработку арочных зубьев колес в направлении угла станочного зацепления без поворота оси резцовой головки /инструмента/ по отношению к средней продольной плоскости станка. Использование зубчато-реечного привода неполноповоротных движений стола совместно с коромыслово-кулисным механизмом с двумя плавающими кулисными камнями и тягой, перемещаемой по направляющим в станине вдоль станка при условии жесткого крепления рычага к корпусу поперечных салазок позволяет кинематически точно связано тангенциальное перемещение инструмента и вращение стола с нарезаемым колесом, а также легко и точно настроить станок на обработку любого диаметра нарезаемого колеса. С постановкой на стол станка прецизионного делительного стола решается задача разделения функций обката и деления на планшайбе стола станка. Оснащение поворотного корпуса инструментального суппорта шлифовальной головкой и введение второго правого симметрично расположенного относительно стола инструментального суппорта позволит повысить производительность обработки и расширить технологические возможности станка за счет чистовой обработки закаленных поверхностей арочных зубьев.The placement of the guides of the longitudinal slide and their movement at an angle of, for example, 20 ^o to the longitudinal axis of the table allows to simplify the design of the machine and to ensure the processing of arched teeth of the wheels in the direction of the angle of the machine engagement without turning the axis of the cutting head / tool / with respect to the average longitudinal plane of the machine. The use of a rack-and-pinion drive of part-turn table movements together with a rocker-rocker mechanism with two floating rocker stones and a rod moving along the guides in the frame along the machine provided that the lever is rigidly attached to the transverse slide housing allows the tangential movement of the tool and the table rotation to be cut kinematically precisely wheel, as well as easily and accurately configure the machine to handle any diameter of the cut wheel. With the setting of a precision dividing table on the machine table, the problem of separating the functions of rolling and dividing on the table table faceplate is solved. Equipping the rotary case of the tool support with a grinding head and introducing the second right tool support symmetrically located relative to the table will increase the processing productivity and expand the technological capabilities of the machine due to the finishing of hardened surfaces of arched teeth.

На фиг.1 представлена кинематическая схема предлагаемого станка на виде спереди; на фиг.2 то же в плане. Figure 1 presents the kinematic diagram of the proposed machine in front view; figure 2 is the same in plan.

На станине 1 станка на направляющих в поперечном направлении размещены левый 2 и правый 3 инструментальные суппорты, каждый из которых включает в себя поперечные 4, продольные 5 салазки и поворотные корпуса 6, несущие зуборезные 7 и шлифовальные 8 головки. Нарезаемое зубчатое колесо 9 с тумбой закреплено на прецизионном делительном столе 10, который установлен на планшайбе обкатного шпинделя стола 11. Левый 2 инструментальный суппорт предназначен для нарезания выпуклой стороны зуба, правый 3 вогнутой. On the machine bed 1, on the rails in the transverse direction, left 2 and right 3 tool calipers are placed, each of which includes transverse 4, longitudinal 5 slides and rotary housings 6, bearing gear-cutting 7 and grinding 8 heads. Cut gear 9 with a pedestal mounted on a precision dividing table 10, which is mounted on the faceplate of the rolling spindle of table 11. Left 2 tool support is designed to cut the convex side of the tooth, right 3 concave.

Дифференциальный привод левого и правого инструментальных суппортов, обеспечивающий синхронное установочное и колебательное перемещение поперечных салазок, а, следовательно, и головок 7 и 8 вдоль линии зацепления в противоположном друг другу направлении, состоит из электродвигателя 12, дифференциального механизма 13, двух конических передач 14 и 15, фрикционной муфты 16 и двух шариковинтовых передач 17 и 18, винты которых установлены в станине. Колебательное /возвратно-поступательные/ перемещения левого 2 и правого 3 инструментальных суппортов осуществляется от электродвигателя 19 дискретного действия /шагового/ через червячную передачу дифференциального механизма 13. The differential drive of the left and right tool calipers, which provides synchronous installation and oscillatory movement of the transverse slide, and, consequently, the heads 7 and 8 along the line of engagement in the opposite direction to each other, consists of an electric motor 12, a differential mechanism 13, two bevel gears 14 and 15 , friction clutch 16 and two ballscrews 17 and 18, the screws of which are installed in the frame. Oscillatory / reciprocating / movement of the left 2 and right 3 tool calipers is carried out from a discrete action motor 19 / stepper / through a worm gear of a differential mechanism 13.

Продольное перемещение левого и правого инструментальных суппортов осуществляется от электродвигателя 20 посредством редуктора и шариковинтовых передач 21, винты которых установлены в поперечных салазках. Продольные салазки 5 перемещаются по направляющим поперечных салазок 4, выполненных под углом станочного зацепления, например 20^o, к продольной плоскости обкатного стола, что обеспечивает их перемещение по нормали к плоскости станочного зацепления.The longitudinal movement of the left and right tool supports is carried out from the electric motor 20 by means of a gearbox and ballscrews 21, the screws of which are installed in the transverse slide. The longitudinal slide 5 is moved along the guides of the transverse slide 4, made at an angle of the machine engagement, for example 20 ^o , to the longitudinal plane of the rolling table, which ensures their normal movement to the plane of the machine engagement.

Привод зуборезной головки 7 (правой и левой) осуществляется от электродвигателя 22 посредством двухчервячной многозаходной передачи. Вращение головки 8 шлифовального круга, размещенного в опорах пиноли 23, осуществляется от электродвигателя 24 через клиноременную передачу. The gear-cutting head 7 (right and left) is driven from the electric motor 22 by means of a two-screw multi-start transmission. The rotation of the head 8 of the grinding wheel, placed in the supports of the pinole 23, is carried out from the electric motor 24 through a V-belt drive.

Пиноль 23 смещается с оси гильзы 25, размещенной в подшипниковых опорах поворотного корпуса 6 на величину регулируемого расстояния e= R-R_и от электродвигателя 26 посредством шариковинтового механизма 27, где R и R_и радиус кривизны арочного зуба и радиус профилирующей режущей кромки инструмента /шлифовального круга/.Tailstock 23 is displaced from the axis of the barrel 25, placed in the bearing supports the rotating body 6 at the regulated distance e = RR _and from the motor 26 via ball-spline mechanism 27 where R and R _and the radius of curvature of the arch of the tooth and the radius of the profiling tool cutting edge / grinding wheel / .

Привод вращательно-колебательного движения гильзы 25 совместно с пинолью 23 и головкой шлифовального круга осуществляется от электродвигателя 28 посредством органа настройки 29 и кривошипного механизма 30. The drive of the rotational-vibrational movement of the sleeve 25 together with the pinole 23 and the grinding wheel head is carried out from the electric motor 28 by means of the adjusting element 29 and the crank mechanism 30.

Регулируемый обкатный механизм станка состоит из зубчатого колеса 31, жестко связанного с планшайбой обкатного шпинделя (стола) 11, двух зубчатых реек 32, симметрично расположенных относительно планшайбы обкатного шпинделя. Каждая рейка 32 связана шарнирно с плавающим кулисным камнем 33 кулисы 34, второй плавающий кулисный камень 35 которой соединен шарнирно с тягой 36. Второй конец тяги 36 связан шарнирно с плавающим камнем 37, размещенным в направляющих рычага 38, жестко закрепленного на поперечных салазках 4. Тяги 36 установлены в каретках 39, перемещаемых от электродвигателя 40 посредством винтового механизма в продольном направлении станка по направляющим в станине 1. Adjustable obkatny mechanism of the machine consists of a gear wheel 31, rigidly connected with the faceplate of the spindle (table) 11, two gear racks 32, symmetrically located relative to the faceplate of the spindle. Each rail 32 is pivotally connected to the floating rocker stone 33 of the link 34, the second floating rocker 35 of which is pivotally connected to the rod 36. The second end of the rod 36 is pivotally connected to the floating stone 37, placed in the guides of the lever 38, rigidly mounted on the transverse slide 4. The rod 36 are installed in carriages 39, moved from the electric motor 40 by means of a screw mechanism in the longitudinal direction of the machine along the guides in the frame 1.

Для шлифования закаленных поверхностей арочных зубьев нарезаемого колеса 9 осуществляют разворот поворотных корпусов 6 левого 2 и правого 3 инструментальных суппортов таким образом, чтобы шлифовальные головки 8 заняли положение в зоне резания. Разворот каждого поворотного корпуса 6 осуществляется от электродвигателя 41 посредством червячной передачи 42 вокруг круговой направляющей 43, размещенной на продольных салазках 5. To grind the hardened surfaces of the arched teeth of the cutting wheel 9, the turning bodies 6 of the left 2 and right 3 tool supports are turned so that the grinding heads 8 occupy a position in the cutting zone. The rotation of each rotary housing 6 is carried out from the electric motor 41 by means of a worm gear 42 around a circular guide 43 located on the longitudinal slide 5.

Процесс деления на зуб в станке осуществляется автоматически прецизионным делительным столом 10, привод которого состоит из электродвигателя 44 и делительной червячной передачи 45. The process of dividing by a tooth in the machine is carried out automatically by a precision dividing table 10, the drive of which consists of an electric motor 44 and a dividing worm gear 45.

Управление станка осуществляется от системы числового программного управления (ЧПУ) /не показано/. The control of the machine is carried out from a numerical control system (CNC) / not shown /.

Станок для обработки арочных зубьев колес работает следующим образом. На тумбу делительного стола 10 и планшайбы обкатного шпинделя (стола) 11 устанавливается и закрепляется заготовка нарезаемого зубчатого колеса 9 с данными параметрами /модуль, диаметр, R радиус кривизны арочных зубьев, точность и др./. По команде от ЧПУ с помощью привода от электродвигателя 40 посредством винтового механизма каретки 39 перемещаются по направляющим в станине 1 и устанавливают тяги 36 в такое положение, чтобы реализовать станочное зацепление с заготовкой по начальному цилиндру, с диаметром равному делительному диаметру нарезаемого зубчатого колеса. Затем к наружному цилиндру заготовки колеса 9 с помощью правого инструментального суппорта 3 и продольных салазок 5 подводится зуборезная головка 7 и в режиме обкатка прочерчивается на ее поверхности арочная линия с вогнутой стороной зуба /муфта 16 выключена/. По программе продольные салазки 5 выводят зуборезную головку 7 из зацепления с заготовкой и электродвигатель 44 прецизионного делительного стола 10 поворачивает посредством делительной червячной пары 45 колесо 9 на половину общего числа шагов при четном числе зубьев и на (z/2 0,5) шагов при нечетном. При включенной муфте 16 левый 2 инструментальный суппорт вместе с продольными салазками 5 подводят к заготовке колеса 9 зуборезную головку 7, прочерчивают в режиме обката вторую арочную линию с выпуклой стороной зуба так, чтобы толщина вершины зуба в средней плоскости колеса находилась в заданных пределах. По программе посредством шагового двигателя 19 задаются такие перемещения, чтобы амплитуда А возвратно-поступательных колебательных движений инструментальных суппортов 2 и 3 удовлетворяла соотношению (h+1)≅A(h+2) мм, где h высота профилирующей дуги зуборезных головок. Machine for processing arched teeth of the wheels works as follows. On the curbstone of the dividing table 10 and the face plate of the run-in spindle (table) 11, the workpiece of the cut gear 9 with these parameters is installed and fixed (module, diameter, R radius of curvature of the arch teeth, accuracy, etc. /. On command from the CNC using the drive from the electric motor 40, by means of a screw mechanism, the carriages 39 move along the guides in the frame 1 and set the rods 36 in such a position as to realize machine engagement with the workpiece along the initial cylinder, with a diameter equal to the pitch diameter of the cut gear. Then, the gear cutting head 7 is fed to the outer cylinder of the wheel blank 9 using the right tool support 3 and the longitudinal slide 5 and in the running-in mode, an arched line is drawn on its surface with the concave side of the tooth / clutch 16 is turned off /. According to the program, the longitudinal slide 5 disengages the gear cutting head 7 from engagement with the workpiece and the motor 44 of the precision dividing table 10 rotates by means of the dividing worm pair 45 the wheel 9 by half the total number of steps with an even number of teeth and (z / 2 0.5) steps with an odd . When the clutch 16 is turned on, the left 2 tool support along with the longitudinal slide 5 lead to the gear head 7 of the wheel blank 9, draw a second arched line with the convex side of the tooth in rolling mode so that the thickness of the tooth tip in the middle plane of the wheel is within the specified limits. According to the program, by means of the stepper motor 19, such displacements are set so that the amplitude A of the reciprocating vibrational movements of the tool calipers 2 and 3 satisfies the ratio (h + 1) ≅ A (h + 2) mm, where h is the height of the profile arc of the gear cutting heads.

При выполнении этих условий все точки профилирующей дуги зуборезных головок 7 левого 2 и правого 3 инструментальных суппортов будут с запасом пересекать станочную поверхность зацепления, обеспечивая теоретически точное формирование выпуклой и вогнутой сторон арочных зубьев колеса 9. После настройки работа станка переводится в автоматический режим по заданной программе от ЧПУ. When these conditions are met, all points of the profiling arc of the gear cutting heads 7 of the left 2 and right 3 of the tool calipers will intersect the machining surface with a margin, providing theoretically accurate formation of the convex and concave sides of the arched teeth of the wheel 9. After setting, the machine is switched to automatic mode according to the specified program from the CNC.

С началом рабочего хода инструментальных суппортов 2 и 3 их продольные салазки 5 с помощью электродвигателей 20 посредством редукторов и шарико-винтовых передач 21 перемещают поворотные корпуса 6 с зуборезными головками 7 на заданную глубину резания. Затем электродвигатель 12 установочной ветви дифференциального привода ходовых винтов 17 и 18 согласовывает среднее положение инструментальных суппортов 2 и 3 с положением продольных салазок 5 с погрешностью не более ± 0,5 мм, которая не влияет на точность изготовления арочных зубчатых колес. With the beginning of the working stroke of the tool calipers 2 and 3, their longitudinal slide 5 using electric motors 20 by means of gears and ball screws 21 move the rotary housing 6 with gear cutting heads 7 to a predetermined cutting depth. Then, the electric motor 12 of the installation branch of the differential drive of the lead screws 17 and 18 coordinates the average position of the tool supports 2 and 3 with the position of the longitudinal slide 5 with an error of not more than ± 0.5 mm, which does not affect the accuracy of the manufacture of arched gears.

Электродвигатель 12 по программе перемещает инструментальные суппорты 2 и 3 вместе с поворотными корпусами 6 с зуборезными головками 7 из одного крайнего положения в другое. При этом зуборезные головки 7 инструментального суппорта 3 для вогнутой и инструментального суппорта 2 для выпуклой сторон зубьев получают вращательные движения от двигателей 22 посредством двухчервячной многозаходной передачи, обеспечивая заданную скорость резания. На колесе 9 будут одновременно формироваться в режиме станочного зацепления и обката с зуборезными головками 7 рабочие поверхности двух арочных зубьев с вогнутой и выпуклой сторонами. The motor 12 according to the program moves the tool calipers 2 and 3 together with the rotary housings 6 with gear cutting heads 7 from one extreme position to another. In this case, the gear-cutting heads 7 of the tool support 3 for the concave and tool support 2 for the convex sides of the teeth receive rotational movements from the engines 22 by means of a two-screw multi-start transmission, providing a given cutting speed. On the wheel 9 will simultaneously be formed in the mode of machine engagement and rolling with gear-cutting heads 7, the working surfaces of two arched teeth with concave and convex sides.

При этом обкатка зуборезных головок 7 по делительному цилиндру нарезаемого колеса 9 осуществляется от перемещения инструментальных суппортов 2 и 3 посредством тяги 36 кулисы 34 с двумя плавающими камнями 33 и 35 и зубчато-реечной передачи, состоящей из зубчатого колеса 31 и реек 32. In this case, the running of the gear cutting heads 7 along the dividing cylinder of the cut wheel 9 is carried out by moving the tool calipers 2 and 3 by means of the link 36 of the link 34 with two floating stones 33 and 35 and the gear rack consisting of a gear wheel 31 and the racks 32.

При обратном движении инструментальных суппортов 2 и 3 их продольные салазки 5, приводимые в движение от электродвигателей снова переместят поворотные корпуса 6 с зуборезными головками 7 на заданную глубину резания, а электродвигатель 12 согласует среднее положение инструментальных суппортов 2 и 3 с положением продольных салазок 5 и зуборезные головки 7 снова срежут часть металла во впадинах зуба. With the reverse movement of the tool calipers 2 and 3, their longitudinal slide 5, driven by electric motors, will again move the rotary housings 6 with gear cutting heads 7 to a predetermined cutting depth, and the electric motor 12 will coordinate the middle position of the tool calipers 2 and 3 with the position of the longitudinal slide 5 the heads 7 again cut off a part of the metal in the cavities of the tooth.

Описанный выше процесс резания при формировании впадин будет продолжаться до тех пор, пока зуборезные головки 7 не достигнут цилиндра впадин нарезаемого колеса 9. The cutting process described above during the formation of troughs will continue until the gear cutting heads 7 reach the cylinder of the troughs of the cutting wheel 9.

После этого электродвигатели 20 продольных салазок 5 выведут зуборезные головки 7 из зацепления с нарезаемым колесом 9, а электродвигатель 44 прецизионного делительного стола 10 повернет заготовку на один угловой шаг. Далее процесс формирования впадин и получения эвольвентных рабочих поверхностей арочных зубьев будет повторяться до полной обработки колеса 9. After that, the electric motors 20 of the longitudinal slide 5 will disengage the gear cutting heads 7 from engagement with the cut wheel 9, and the electric motor 44 of the precision dividing table 10 will rotate the workpiece by one angular step. Further, the process of forming depressions and obtaining involute working surfaces of the arched teeth will be repeated until the wheel 9 is completely processed.

Для чистовой обработки /шлифования/ эвольвентных поверхностей зубьев поворотные корпуса 6 инструментальных суппортов 2 и 3 разворачивают по программе на 180^o вокруг круговой направляющей 43 электродвигателем 41 посредством червячной передачи 42. В станочное зацепление с нарезаемым зубчатым колесом 9 вводят чашечные шлифовальные круги шлифовальных головок 8.For finishing machining / grinding / involute surfaces of the teeth, the rotary bodies 6 of the tool holders 2 and 3 are rotated according to the program 180 ^° around the circular guide 43 by the electric motor 41 by means of a worm gear 42. Cup grinding wheels of grinding heads 8 are introduced into the machine engagement with the cut gear 9.

Процесс шлифования рабочих поверхностей арочных зубьев аналогичен процессу резания при работе зуборезными головками 7, т.к. имеет те же формообразующие движения: рабочее вращение шлифовального круга 8, обкатное вращение колеса 9, тангенциальная подача инструментальных суппортов 2 и 3 в противоположных друг другу направлениях и перемещение продольных салазок 5 по нормали к поверхности станочного зацепления. The grinding process of the working surfaces of arched teeth is similar to the cutting process when working with gear cutting heads 7, because has the same formative movements: working rotation of the grinding wheel 8, rolling around the wheel 9, tangential feed of tool supports 2 and 3 in opposite directions and moving the longitudinal slide 5 along the normal to the surface of the machine engagement.

Вращение шлифовальным кругом головок 8 передается от электродвигателей постоянного тока 24 через клиноременные передачи, с скоростью вращательно-коленчатого движения гильз 25 совместно с пинолями 23 устанавливается органами настройки 29 от электродвигателя 28 и кривошипных механизмов 30. The rotation of the grinding wheel of the heads 8 is transmitted from DC electric motors 24 through V-belt drives, with the speed of the rotational-cranked movement of the sleeves 25 together with the pins 23 it is set by the adjusting bodies 29 from the electric motor 28 and crank mechanisms 30.

Для компенсации износа профилирующих поясков шлифовальных кругов производится регулируемое смещение осей пинолей 23 относительно осей гильз на величину е=R-R_и.To compensate for the wear of the profile belts of the grinding wheels, an adjustable displacement of the axes of the pins 23 relative to the axes of the shells is made by an amount of e = RR _and .

Смещение осей пинолей 23 относительно осей гильз 25 на величину регулируемого расстояния осуществляется от электродвигателей 26 посредством шарико-винтовых механизмов 27 по информации, передаваемой по каналам обратной связи на основе реальных положений профилирующей кромки шлифовального круга и полученного радиуса кривизны обрабатываемого арочного зуба в соответствии с результатами измерения последних. The offset of the axes of the pinole 23 relative to the axis of the sleeves 25 by the value of the adjustable distance is carried out from the electric motors 26 by means of ball screw mechanisms 27 according to information transmitted through feedback channels based on the actual positions of the profiling edge of the grinding wheel and the obtained radius of curvature of the machined arch tooth in accordance with the measurement results the latter.

Приводы формообразующих движений станка и система управления ЧПУ позволяет вести обработку зуборезными 7 и шлифовальными головками 8 в условиях арочного станочного зацепления, которое в отличие от реечного имеет свои особенности. Любое станочное зацепление имеет начальные поверхности. Ими в арочном зацеплении являются плоскость профилирующих точек резцов зуборезной головки (плоскость профилирующего пояска шлифовальной головки) и станочно-начальный цилиндр нарезаемого колеса, диаметр которого в данном случае равен делительному. Напомним, что станочно-начальные поверхности катятся друг по другу без скольжения, а это значит, что в режиме обката линейная скорость тангенциального перемещения инструмента v_sτ рана окружной скорости на делительном цилиндре V.The drives of the forming movements of the machine and the CNC control system allow machining with gear cutting 7 and grinding heads 8 in the conditions of arched machine gearing, which, unlike the rack gear, has its own characteristics. Any machine engagement has initial surfaces. They in arched engagement are the plane of the profiling points of the cutters of the gear cutting head (the plane of the profiling belt of the grinding head) and the machine-starting cylinder of the cut wheel, the diameter of which in this case is equal to the dividend. Recall that the machine-tool initial surfaces roll along each other without sliding, which means that in the run-in mode the linear velocity of the tangential movement of the tool v _{sτ is the} wound of the _peripheral speed on the dividing cylinder V.

Арочное станочное зацепление может иметь только положительный коэффициент смещения, что соответствует требованиям высоконагруженных эвольвентных зубчатых передач. Arched machine gearing can only have a positive displacement coefficient, which meets the requirements of highly loaded involute gears.

Введение дополнительного инструментального суппорта, оснащенного зуборезной и шлифовальной головками, позволяет по сравнению с прототипом вести одновременно обработку выпуклой и вогнутой сторон арочных зубьев, что повышает производительность обработки на предложенном станке. Оснащение продольных салазок инструментальныхсуппортов наклонными направляющими под углом, обеспечивающим перемещение по нормали к плоскости станочного зацепления, упрощает по сравнению с прототипом конструкцию и наладку станка за счет уменьшения числа стыков. The introduction of an additional tool support equipped with gear cutting and grinding heads allows, in comparison with the prototype, to simultaneously process the convex and concave sides of the arched teeth, which increases the productivity of processing on the proposed machine. Equipping the longitudinal slide of the tool supports with inclined guides at an angle that ensures normal movement to the plane of the machine engagement, simplifies the design and commissioning of the machine compared to the prototype by reducing the number of joints.

Использование регулируемого обкатного механизма на основе зубчато-реечной передачи и кулисного механизма с двумя плавающими камнями и перемещаемой по направляющим станины тягой при жесткой связи вращательно-колебательного движения стола и тангенциальной подачи суппортов позволяет по сравнению с прототипом, во-первых, облегчить настройку станка на обработку любого диаметра нарезаемого колеса, во-вторых, повысить точность обкатного станочного движения, а, в-третьих, используя отдельно прецизионный делительный стол, разделить функции обката и деления в станке, что также повышает точность обработки арочных зубчатых колес. The use of an adjustable obkatny mechanism based on a rack and pinion transmission and a rocker mechanism with two floating stones and a traction moved along the guides of the bed with a rigid connection of the rotational-vibrational movement of the table and the tangential feed of the calipers allows, in comparison with the prototype, firstly, to facilitate the setup of the machine for processing any diameter of the cut wheel, secondly, to increase the accuracy of the rolling machine movement, and, thirdly, using a separate precision dividing table separately, to separate the functions rolling and dividing in the machine, which also increases the accuracy of machining arched gears.

Оснащение станка дифференциальным приводом поперечных салазок инструментальных суппортов, реализующих установочные и возвратно-поступательные движения инструментов, по сравнению с прототипом, позволяет обеспечить прохождение всех профилирующих точек инструмента через поверхность станочного зацепления, что обеспечивает теоретически точную геометрию нарезаемых арочных колес как по эвольвенте, так и по кривизне арочного зуба. Equipping the machine with a differential drive of the transverse slide of the tool supports, which realize the installation and reciprocating movements of the tools, compared with the prototype, allows all the profile points of the tool to pass through the surface of the machine engagement, which provides theoretically accurate geometry of the cut arched wheels both by involute and by the curvature of the arched tooth.

По сравнению с прототипом предлагаемый станок позволяет реализовать не только черновую, но и чистовую обработку (путем шлифования) закаленных эвольвентных профилей круговых цилиндрических зубчатых колес, что расширяет его технологические возможности. Compared with the prototype, the proposed machine allows to realize not only rough, but also finishing (by grinding) of hardened involute profiles of cylindrical spur gears, which expands its technological capabilities.

Claims

1. A machine for processing arched gear teeth in discrete rolling conditions, including means for implementing the division and rolling functions, comprising a table with a rolling mechanism and a face plate with means for installing and securing the machined wheel, a bed supporting a tool support with a cutting head, including a housing with longitudinal and transverse rails, moreover, the transverse rails are placed in the guides of the bed, and the longitudinal rails equipped with a drive are installed in the rectilinear rails of the transverse rails, p and the tool support body is located in the circular guides of the longitudinal slide, characterized in that the machine is equipped with an additional tool support, and in the bed symmetrically relative to the axis of rotation of the table, additional straight guides are made to accommodate the transverse slides of the additional tool support, while the linear guides of the longitudinal slide both tool calipers are located at an angle ensuring their movement in the direction normal to the plane of the machine engagement, and the tool calipers are equipped with spindle gears with bevel gears and a differential mechanism with motors designed to realize reciprocating oscillatory movements of a given amplitude of the tool body bodies, and the means that implement the division function are made in the form a dividing table with a drive mounted on the table table faceplate, while the rolling mechanism is equipped with gear-rack pairs, crust word-rocker mechanisms with two floating rocker stones, two carriages with rods, one ends of which are connected to the transverse slide, and the other ends of the rods are placed in carriages, which are installed in straight guides made in the frame perpendicular to the guides, designed to accommodate the transverse slide, In this case, each tool support is equipped with a pinole and a sleeve with a drive designed to accommodate the grinding head, with the possibility of adjusting the axis displacement Ilse relative to the quill axis.

2. The machine according to p. 1, characterized in that the amplitude of the reciprocating oscillatory movements of the tool body supports must satisfy the ratio
(h + 1) ≅ A ≅ (h + 2),
where A is the amplitude of the reciprocating oscillatory movements;
h the height of the profiling arc of gear cutting and grinding heads.