RU2694864C1

RU2694864C1 - Gear hobbing machine for production of globoid worm

Info

Publication number: RU2694864C1
Application number: RU2019102976A
Authority: RU
Inventors: Юрий Александрович Ведерников; Равиль Миргалимович Хисамутдинов; Андрей Рафаилевич Хуснуллин
Original assignee: Публичное акционерное общество "КАМАЗ"
Priority date: 2019-02-04
Filing date: 2019-02-04
Publication date: 2019-07-17

Abstract

FIELD: processing of materials.

SUBSTANCE: invention relates to metalworking, namely, to machining of materials, and is intended for production of globoid worm at gear hobbing machine. Gear hobbing machine for making globoid worm includes bed with moving table installed on it, milling unit consisting of shackle, guide for installation of shackle, carriage spindle, support and pull-out support. Said shackle accommodates tapered steel bushing accommodating replaceable bronze bearing with adjustable radial clearance. In the carriage spindle there is a collet mandrel. Billet for globoid worm is arranged between collet mandrel and shackle. There is a mandrel with a cutting head for cutting a helical groove on the table. Cutter head accommodates four cutters. Bracket with step motor and hydraulic booster with direct output to table lead screw is installed on the bed.

EFFECT: higher quality of treatment of globoid worms at gear hobbing machine.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к металлообработке, а именно к обработке материалов резанием и предназначено для изготовления глобоидного червяка на универсальном зубофрезерном станке.The invention relates to metalworking, in particular to the processing of materials by cutting and is intended for the manufacture of a globoid worm on a universal gear hobbing machine.

При изготовлении глобоидных передач в связи с особенностью их зацепления необходимо более точное, по сравнению с обычной червячной передачей, соблюдение сопрягаемых поверхностей по шагу, биению и другим метрологическим параметрам.In the manufacture of globoid gears, due to the peculiarity of their gearing, it is necessary, more accurate than the usual worm gear, to follow the mating surfaces by pitch, beat and other metrological parameters.

Известен станок для нарезания глобоидных червяков обкаткой посредством многорезцовой головки последовательного резания, совершающий один оборот за цикл обработки, выполненный с жестким межцентровым расстоянием, изменяющимся в пределах необходимых для подналадочного регулирования положения инструмента и изделия, кинематически связанных между собой короткой делительной цепью, а также снабженный подвижной бабкой, производящей запрессовку заготовки в оправку неподвижной бабки с обеспечением фиксирования строго постоянного положения (см. патент RU №130320, опубл. в «Бюллетене изобретений» №14 за 1960 г.).Known machine for cutting globoid worms by running through a multi-cutting successive cutting head, making one revolution per machining cycle, made with a hard center-to-center distance varying within the limits of the tool and product kinematically connected to each other, kinematically interconnected with a short dividing chain, and also equipped with a moving the headstock, pressing the workpiece into the mandrel of the fixed headstock, ensuring the fixation of a strictly constant position I (see patent RU №130320, published in the "Bulletin of inventions" No. 14 for 1960).

Данное техническое решение является экономически нерентабельным, к тому же, используется резцовая головка очень сложная и дорогая в изготовлении и переточке.This technical solution is economically unprofitable, besides, the cutting head is used is very complex and expensive to manufacture and regrind.

Известен способ зубообработки глобоидных червяков при вращении заготовки и/или инструмента, осуществляемый на токарно-винторезном и зубофрезерном станке, в котором заготовку или инструмент перемещают в направлении действия суммарного вектора подачи, расположенного в плоскости, пересекающей ось заготовки в средней плоскости червяка под углом, обработку производят методом копирования или обката (см. патент RU №931333, МПК B23F 13/06, B23F 17/00 опубл. 30.05.1982).There is a method of teeth processing globoid worms during the rotation of the workpiece and / or tool, carried out on a screw-cutting and gear milling machine, in which the workpiece or tool is moved in the direction of the total feed vector located in the plane intersecting the axis of the workpiece in the middle plane of the worm at an angle, processing produced by copying or rolling (see patent RU №931333, IPC B23F 13/06, B23F 17/00 publ. 30.05.1982).

Недостатком известного технического решения является сложность и большая трудоемкость настройки гитарного механизма при изменении геометрических параметров нарезаемого червяка. Кроме того, использование большого числа механических передач значительно снижает точность и скорость обработки.A disadvantage of the known technical solution is the complexity and complexity of setting up the guitar mechanism when changing the geometrical parameters of the cut worm. In addition, the use of a large number of mechanical gears significantly reduces the accuracy and speed of processing.

Известен способ нарезания витка глобоидного червяка одним или несколькими последовательными резцами на универсальном зубофрезерном станке, при котором заготовка устанавливается в инструментальном шпинделе, а инструмент - на столе станка. Заготовка червяка и режущая кромка резца, принадлежащая станочному колесу, вращаются вокруг осей, отстоящих друг от друга на станочном межосевом расстоянии, с заданным отношением угловых скоростей, равным станочному передаточному числу. Оси сближаются за счет подачи в процессе чернового нарезания и остаются точно выдержанными при чистовом резании. Предварительное и окончательное нарезание глобоидного червяка в массовом производстве можно осуществлять специальной многорезцовой головкой, установленной на столе станка (см. http://mash-xxl.info/info/6993911, дата обращения 26.12.2018 г.; Производство зубчатых колес: справочник/ С.Н. Калашников, А.С. Калашников, Г.И. Коган и др. - М.: машиностроение, 1990, с. 354-378).There is a method of cutting a coil of a globoid worm with one or several consecutive cutters on a universal hobbing machine, in which the workpiece is installed in the tool spindle, and the tool on the machine table. The workpiece of the worm and the cutting edge of the cutter belonging to the machine wheel, rotate around the axes separated from each other at the machine center distance, with a given ratio of angular velocities equal to the machine gear ratio. The axes converge due to the feed in the process of rough cutting and remain precisely maintained during final cutting. Preliminary and final cutting of the globoid worm in mass production can be carried out with a special multi-tool head mounted on the machine table (see http://mash-xxl.info/info/6993911, the date of circulation is December 26, 2018; Gear wheels: reference book / S.N. Kalashnikov, A.S. Kalashnikov, G.I. Kogan and others - Moscow: mechanical engineering, 1990, pp. 354-378).

Недостатком известного технического решения являются низкие демпфирующие свойства подшипников качения в инструментальном шпинделе станка, что ухудшает условия резания и снижает качество обработки, и непрерывное движение подачи при черновом резании, что снижает точность детали.A disadvantage of the known technical solutions are the low damping properties of rolling bearings in the tool spindle of the machine, which impairs cutting conditions and reduces the quality of processing, and continuous feed movement during rough cutting, which reduces the accuracy of the part.

Известен зубофрезерный вертикальный станок 5К328А, содержащий станину с установленным на нем подвижным столом, несущим заготовку изделия, фрезерный узел, и который может быть использован при модернизации для осуществления изготовления глобоидного червяка (см. Металлорежущие станки. Каталог. Зубофрезерный вертикальный станок для цилиндрических колес. Модель 5К328А. Москва, 1977, лист 6.04.029).Known hobofrezerny vertical machine 5K328A, containing a frame with a movable table mounted on it, carrying the workpiece, a milling unit, and which can be used in the modernization for the manufacture of globoid worm (see. 5K328A. Moscow, 1977, sheet 6.04.029).

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение качества обработки глобоидных червяков на универсальном зубофрезерном станке.The task, which is aimed at solving the claimed technical solution, is to improve the quality of processing globoid worms on a universal hobbing machine.

Для решения поставленной задачи в зубофрезерном станке для изготовления глобоидного червяка, содержащем станину с установленным на нем подвижным столом, фрезерный узел, состоящий из серьги, направляющей для установки серьги, шпинделя каретки, суппорта и протяжного суппорта, в корпусе серьги установлена коническая стальная втулка, в которую вставлен сменный бронзовый подшипник с регулируемым радиальным зазором, в шпинделе каретки размещена цанговая оправка, на столе установлена оправка с резцовой головкой и кулачок, а на неподвижной части станка установлен датчик, кроме того, на станине установлен кронштейн с шаговым двигателем и гидроусилителем с непосредственным выходом на ходовой винт стола. В резцовой головке может быть размещено четыре резца.To solve the problem in a gear milling machine for the manufacture of a globoid worm, containing a frame with a movable table mounted on it, a milling unit consisting of an earring, a guide for installing the earring, a carriage spindle, caliper and broaching caliper, a conical steel sleeve is installed in the body of the earring which is replaced by a replaceable bronze bearing with adjustable radial clearance, a collet mandrel is placed in the carriage spindle, a mandrel with a cutting head and a cam is mounted on the table, and The machine is equipped with a sensor; in addition, a bracket with a stepper motor and a hydraulic booster with direct access to the table spindle is installed on the frame. Four cutters can be placed in the cutting head.

Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что в корпусе серьги установлена коническая стальная втулка, в которую вставлен сменный бронзовый подшипник с регулируемым радиальным зазором, в шпинделе каретки размещена цанговая оправка, на столе установлена оправка с резцовой головкой и кулачок, а на неподвижной части станка установлен датчик, кроме того, на станине установлен кронштейн с шаговым двигателем и гидроусилителем с непосредственным выходом на ходовой винт стола, позволяют повысить качество обработки глобоидных червяков на универсальном зубофрезерном станке.The set of distinctive features is that a conical steel bushing is installed in the body of the earring, into which a replaceable bronze bearing is inserted with an adjustable radial clearance, a collet mandrel is placed in the carriage spindle, a mandrel with a cutting head and a cam is mounted on the table, and on the fixed part of the machine a sensor is installed, in addition, a bracket with a stepper motor and a hydraulic booster with direct access to the table spindle is installed on the frame, which allows to improve the quality of processing globoid worms on the universal gear hobbing machine.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:The claimed technical solution is illustrated by the drawings:

фиг. 1 - зубофрезерный станок для изготовления глобоидного червяка с заготовкой, общий вид;FIG. 1 - gear hobbing machine for manufacturing a globoid worm with a billet, general view;

фиг. 2 - схема заточки резцовой головки;FIG. 2 - sharpening scheme of the cutting head;

фиг. 3 - схема механизма периодической подачи.FIG. 3 - diagram of the mechanism of periodic submission.

Зубофрезерный станок для изготовления глобоидного червяка содержит станину с установленным на ней подвижным столом 1, фрезерный узел, состоящий из серьги 2, направляющей для установки серьги 3, шпинделя каретки, суппорта 4 и протяжного суппорта 5. В корпусе серьги 2 установлена коническая стальная втулка 6, в которую по диаметру хвостовика вставлен сменный бронзовый подшипник 7 с регулируемым радиальным зазором. Это не снижает универсальности станка, так как подшипник 7 сменный и при необходимости устанавливается подшипник по диаметру оправки для червячной фрезы. Подшипник 7 скольжения обладает лучшими демпфирующими свойствами, что обеспечивает более благоприятные условия при фрезеровании и точении при изготовлении глобоидного червяка.The gear milling machine for manufacturing a globoid worm contains a frame with a movable table 1 mounted on it, a milling unit consisting of an earring 2, a guide for installing the earring 3, a carriage spindle, a caliper 4 and a broaching caliper 5. In the body of the earring 2 there is a conical steel bushing 6, in which the diameter of the shank inserted interchangeable bronze bearing 7 with an adjustable radial clearance. This does not reduce the versatility of the machine, since the bearing 7 is interchangeable and, if necessary, the bearing is installed according to the diameter of the mandrel for the worm milling cutter. The sliding bearing 7 has the best damping properties, which provides more favorable conditions for milling and turning in the manufacture of globoid worm.

В шпинделе каретки размещена цанговая оправка. Заготовка 8 под глобоидный червяк устанавливается между цанговой оправкой и серьгой 2.The collet mandrel is located in the carriage spindle. The workpiece 8 under the globoid worm is installed between the collet mandrel and the earring 2.

На столе 1 установлена оправка с резцовой головкой 9 для нарезания винтовой канавки. В резцовой головке 9 размещаем четыре резца. Резцы на специальном приспособлении выставляем по диаметру D впадин глобоидного червяка. Конструкция оправки должна иметь механизм, позволяющий выставку резцов по высоте центра оси шпинделя. Резцы затачивают с одинаковой величиной X.On the table 1 mounted mandrel with a cutting head 9 for cutting a screw groove. In the incisal head 9 place four cutters. The incisors on a special device are set to the diameter of the D of the hollows of the globoid worm. The design of the mandrel should have a mechanism that allows the display of incisors along the height of the center of the spindle axis. The cutters are sharpened with the same X value.

Предлагается так же усовершенствовать механизм периодической подачи, установив на станине вместо рукоятки ручного перемещения стола 1 кронштейн с шаговым двигателем 10 и гидроусилителем 11 с непосредственным выходом на ходовой винт 12 стола 1 через червячный редуктор 13. Команда на периодические подачи осуществляется от датчика 14, расположенного на неподвижной части станка, и кулачка 15, закрепленного на поворотном столе 1, закрепленном синхронно с выходом резца из зоны резания через управляемый генератор пачек импульсов. Это связано с тем, что от двигателя подачи до ходового винта радиальной подачи стола 1 имеется значительное количество зубчатых пар, что при подачах приводит к появлению неуправляемых скачков стола 1. Это влияет как на величину снимаемого припуска так и на потерю устойчивости во время процесса обработки.It is also proposed to improve the periodic feeding mechanism by installing 1 bracket with a stepper motor 10 and a hydraulic booster 11 with direct access to the screw screw 12 of the table 1 via a worm gear 13 on the bed instead of the handle for manually moving the table through the worm gear 13. The command for periodic feeds comes from sensor 14 located on the fixed part of the machine, and the cam 15 mounted on the turntable 1, fixed synchronously with the cutter coming out of the cutting zone through a controlled generator of pulse packets. This is due to the fact that there is a significant amount of gear pairs from the feed motor to the spindle of the radial feed of table 1, which, when fed, leads to uncontrolled jumps of the table 1. This affects both the amount of allowance removed and the stability loss during the process.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Перемещая протяжной суппорт 5, заготовку 8 устанавливают относительно центра оправки. «О» - центр делительной окружности глобоидного червяка. Ось заготовки 8 так же настраивают относительно резцов сменной резцовой головки 9, установленной на столе 1 станка. Кинематическую схему станка настраивают, как на изготовление червячного колеса.Moving lingering caliper 5, the workpiece 8 is set relative to the center of the mandrel. "O" is the center of the dividing circle of the globoid worm. The axis of the workpiece 8 also adjust relative to the incisal cutters of the cutting head 9 mounted on the table 1 of the machine. The kinematic scheme of the machine set up, as in the manufacture of a worm wheel.

Заготовка червяка и режущие кромки резцов, закрепленные на резцовой головке 9, установленной на столе 1 станка, отстоящих друг от друга на станочном межосевом расстоянии, вращаются вокруг своих осей с заданным отношением угловых скоростей, равным настроенному станочному передаточному числу. Оси сближаются за счет периодической подачи в процессе чернового нарезания и остаются точно выдержанными при чистовом резании. Резцовая головка 9 имеет четыре резца, при выходе очередного резца из соприкосновения с заготовкой до входа следующего резца остается время прохода резца на угол у. За это время обеспечивается периодическая подача резцовой головки 9 к заготовке 8 на снятие следующего припуска. Команды на периодические подачи осуществляются от датчика 14 и кулачка 15. При нарезании червяков с крупным модулем вначале прорезают канавку с прямоугольным профилем, а затем по полному профилю. В качестве механизма периодической подачи используют шаговый двигатель 10 с гидроусилителем 11 вместо двигателя подачи.The workpiece of the worm and the cutting edges of the cutters, mounted on the cutting head 9 mounted on the table 1 of the machine, separated from each other at the machine center distance, rotate around their axes with a given ratio of angular velocities equal to the adjusted machine gear ratio. The axes approach each other at the expense of periodic feeds in the process of rough cutting and remain precisely maintained during finishing cutting. The cutting head 9 has four cutters, when the next cutter comes out of contact with the workpiece before the next cutter enters, the time for the cutter to pass through an angle y. During this time, a periodic feed of the cutting head 9 to the workpiece 8 is provided for the removal of the next allowance. Commands for periodic feeds are carried out from sensor 14 and cam 15. When cutting worms with a large module, first cut a groove with a rectangular profile, and then along the full profile. As a mechanism for the periodic submission using a stepper motor 10 with a hydraulic booster 11 instead of the feed motor.

Заявляемое техническое решение обеспечивает высокое качество обработки глобоидных червяков на универсальном зубофрезерном станке. Кроме того, предложенное решение может применяться при изготовлении глобоидных червяков без использования дорогостоящего инструмента при восстановлении и модернизации оборудования и позволяет произвести быструю переналадку.The claimed technical solution provides high quality processing of globoid worms on a universal gear milling machine. In addition, the proposed solution can be used in the manufacture of globoid worms without the use of expensive tools for the restoration and upgrading of equipment and allows for a quick changeover.

Заявляемое техническое решение возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.The claimed technical solution is possible to implement on standard technological equipment.

Claims

1. A gear milling machine for the manufacture of a globoid worm, containing a frame with a movable table mounted on it, a milling unit consisting of an earring, guide for mounting the earring, carriage spindle, caliper and broaching caliper, characterized in that a conical steel bushing is installed in the body of the earring, In which is inserted a replaceable bronze bearing with adjustable radial clearance, while in the carriage spindle there is a collet mandrel, a mandrel with a cutting head and a cam is mounted on the table, and on the fixed part and the machine has a sensor, and on the frame there is a bracket with a stepper motor and a hydraulic booster with direct access to the table screw.

2. Hobbing machine according to claim. 1, characterized in that four cutters are placed in the cutting head.