RU69438U1

RU69438U1 - TOOLBREAKING MACHINE

Info

Publication number: RU69438U1
Application number: RU2007111499/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Шипулин; Константин Ефимович Шкинев; Михаил Павлович Грязнов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Станкон"
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2007-12-27

Abstract

Полезная модель относится к станкостроению, а именно - к полуавтоматическим станкам для нарезания цилиндрических зубчатых колес с наружным и внутренним зацеплением методом обкатки долбяком в условиях единичного и серийного производства. Станок позволяет вести обработку колес внутреннего и наружного зацепления с максимальным модулем 8 мм и диаметром обработки до 500 мм. От станков аналогичного назначения, содержащих станину с поперечными и продольными направляющими, закрепленную на станине с возможностью поперечного перемещения относительно станины стойку с кареткой, суппорт со шпинделем, долбяком с приводом его вращения, устройством отвода долбяка при обратном его ходе, приводом перемещения шпинделя, размещенный на направляющих станины с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси снабженный приводом вращения вокруг вертикальной оси поворотный стол с элементами закрепления обрабатываемой заготовки зубчатого колеса предлагаемый станок отличается устройством отвода долбяка при его обратном ходе, которое выполнено в виде соединенного со шпинделем привода, при этом шпиндель снабжен закрепленной на суппорте осью качания его в плоскости, расположенной вдоль продольной оси станины и приводом его поворота относительно вертикальной оси. Главный привод станка и привод шпинделя может быть выполнен в одном из вариантов - только с электроприводом, в качестве которого используются линейные электродвигатели или комбинированным, при этом привода выполняются электрогидравлическими, причем в качестве электрической составляющей приводов используются линейные электродвигатели. Для контроля перемещения подвижных рабочих частей станка он снабжен датчиками, которые подключены на вход системы числового The utility model relates to machine tool construction, namely to semi-automatic machines for cutting cylindrical gears with external and internal gearing by rolling in a cutter in a single and serial production. The machine allows machining of internal and external gear wheels with a maximum module of 8 mm and a machining diameter of up to 500 mm. From machines of a similar purpose, containing a bed with transverse and longitudinal guides mounted on the bed with the possibility of lateral movement relative to the bed, a rack with a carriage, a support with a spindle, a cutter with a drive for its rotation, a device for removing the cutter during its reverse stroke, a drive for moving the spindle, placed on guides of a bed with a possibility of movement along its longitudinal axis a rotary table equipped with a drive of rotation around a vertical axis with fastening elements of the workpiece gear machine proposed cooking apparatus differs removal cutter during its return stroke, which is provided in the form connected with the drive spindle, wherein the spindle is provided with a support fixed to its swing axis in a plane along the longitudinal axis of the frame and its pivot drive about a vertical axis. The main drive of the machine and the spindle drive can be made in one of the options - only with an electric drive, which is used as linear electric motors or combined, while the drives are electro-hydraulic, and linear electric motors are used as the electrical component of the drives. To control the movement of moving working parts of the machine, it is equipped with sensors that are connected to the input of the numerical system

программного управления, выходы которой через согласующие элементы подключены к управляемым приводам. В отличие от известных станков для изготовления цилиндрических зубчатых колес методом обкатки долбяком предлагаемый станок благодаря управлению от системы ЧПУ приводами и качающемуся шпинделю позволяет в широких пределах изменять модуль зубчатого колеса как при наружной, так и при внутренней обработке, значительно снизить трудоемкость операции и ее технологическое время, повысить точность изготовления колес и их качество. Предлагаемые технические решения использованы при проектировании и изготовлении станка модели 5А140 МФ5 Рязанским Станкостроительным заводом (ОАО »РСЗ»)software control, the outputs of which are connected via controlled elements to controlled drives. Unlike well-known machines for the manufacture of cylindrical gears using the hammer-rolling method, the proposed machine, thanks to the control from the CNC system with the drives and the swinging spindle, allows a wide variation of the gear module during both external and internal processing, significantly reducing the complexity of the operation and its technological time to increase the accuracy of the manufacture of wheels and their quality. The proposed technical solutions were used in the design and manufacture of the machine model 5A140 MF5 Ryazan Machine Tool Plant (OJSC "RSZ")

Description

Предлагаемая полезная модель относится к станкостроению, а именно - к зубодолбежным станкам, предназначенным для нарезания долбяком цилиндрических зубчатых колес внешнего и внутреннего зацепления, а также зубчатых реек и зубчатых секторов и может быть использована в различных машиностроительных отраслях промышленности при производстве металлообрабатывающих и иных станков, транспортных средств и оборудования различного назначения.The proposed utility model relates to machine tool construction, namely to gear-shaping machines designed for cutting a gear of external and internal gears, as well as gear racks and gear sectors, and can be used in various machine-building industries for the production of metalworking and other machine tools, transport means and equipment for various purposes.

Зубодолбежные станки в настоящее время используются для обработки цилиндрических зубчатых колес с внешним и внутренним зацеплением и главным образом для обработки многовенцовых зубчатых колес, с прямыми и косыми зубьями, с бочкообразной и конической формой зуба, блочных зубчатых колес с близко расположенными венцами, а также шевронных колес. Область применения этих станков - массовое производство, а также индивидуальное производство и ремонтно-механические цехи, при этом качество чистоты поверхности зубьев, обработанных долбяком, из-за большого количества резов, приходящихся на образование профиля выше, чем при обработке, например, фрезой, а возможность нарезания блочных зубчатых колес и колес с внутренним зубом делает зубодолбежные станки незаменимыми не только в ремонтных цехах, но и при серийном производстве.Gear shaping machines are currently used for machining cylindrical gears with external and internal gearing and mainly for machining multi-crown gears, with straight and oblique teeth, with barrel-shaped and conical tooth shapes, block gears with closely spaced crowns, as well as chevron wheels . The scope of these machines is mass production, as well as individual production and mechanical repair shops, while the quality of the surface cleanliness of the teeth processed by the cutter is higher due to the large number of cuts pertaining to the formation of the profile than when machining, for example, with a mill, and the possibility of cutting block gears and wheels with an internal tooth makes gear shaping machines indispensable not only in repair shops, but also in serial production.

В технике изготовления цилиндрических зубчатых колес известен станок модели 5122 [1], в котором установка межосевого расстояния, а также врезание на глубину зуба осуществляется перемещением стола с изделием, а зазор между долбяком и нарезаемым колесом создается отводом долбяка в направлении общей оси долбяка и колеса или под углом к основному отводу за счет одновременного с отводом смещения стойки в поперечном направлении. Известный станок позволяет обрабатывать изделие диаметром до 200 мм. с наибольшим модулем In the technique of manufacturing cylindrical gears, a model 5122 machine [1] is known, in which the center distance is set, as well as cutting to the depth of the tooth, by moving the table with the product, and the gap between the cutter and the cut wheel is created by taking the cutter in the direction of the common axis of the cutter and wheel at an angle to the main branch due to the lateral displacement of the rack in the transverse direction. The well-known machine allows you to process the product with a diameter of up to 200 mm. with the largest module

нарезаемых зубчатых колес до 5 мм, наибольшей шириной-нарезаемого венца зубчатого колеса до 50 мм и числом нарезаемых зубьев 19-204.cut gears up to 5 mm, the largest width-cut gear rim up to 50 mm and the number of cut teeth 19-204.

Станок содержит станину с продольными и поперечными направляющими и закрепленную на ней стойку, механизм врезания с гидроцилиндром клиновой ползушки, размещенный на направляющих станины стол с элементами крепления обрабатываемой детали, приводом реверсивного поворота вокруг вертикальной оси и механизмом подъема стола. В столе также размещен механизм настройки на межосевое расстояние, выполненный в виде винта и передвижного упора, а также гитара деления. На стойке смонтирован главный привод, кулисный механизм, передающий движение шпинделю суппорта, коробка круговых подач и сменные зубчатые колеса гитары подач.The machine contains a bed with longitudinal and transverse guides and a rack fixed to it, a cutting mechanism with a wedge-mounted hydraulic cylinder, a table with the workpiece mounting elements on the bed guides, fasteners for reversing the rotation around the vertical axis and table lifting mechanism. The table also houses a mechanism for adjusting to the center distance, made in the form of a screw and a movable stop, as well as a division guitar. The main drive, a rocker mechanism, transmitting movement to the caliper spindle, a box of circular feeds and replaceable gear wheels of the feed guitar are mounted on the rack.

Возвратно-поступательное движение долбяку осуществляется посредством кулисного механизма от главного привода, причем частота движения долбяка соответствует частоте главного приводного вала.The reciprocating movement of the dolbyak is carried out by means of a link mechanism from the main drive, and the frequency of movement of the dolbyak corresponds to the frequency of the main drive shaft.

Известный станок имеет ряд существенных недостатков, заключающихся в том, что наладка станка из-за наличия большого количества кинематических пар, в том числе сменных, требует трудоемких ручных операций, что не способствует рентабельному проведению на станке универсальных работ. Кроме того, на станке нельзя обрабатывать многовенцовые зубчатые колеса. Обрабатываемые детали имеют недопустимые отклонения по диаметрам впадин, по толщине зубьев и шагу, а настройка вручную гитар, технологическая настройка, крепление и съем обрабатываемой детали требует больших затрат времени и трудозатрат.The known machine has a number of significant drawbacks in that the adjustment of the machine due to the presence of a large number of kinematic pairs, including interchangeable ones, requires laborious manual operations, which does not contribute to the cost-effective performance of universal work on the machine. In addition, multi-gear gears cannot be machined on the machine. The machined parts have unacceptable deviations in the diameters of the hollows, in the thickness of the teeth and the pitch, and manual tuning of guitars, technological tuning, fastening and removal of the machined part are time-consuming and labor-intensive.

Известен также широко применяемый в промышленности зубодолбежный станок модели 5А140П производства ОАО «Егорьевский станкозавод «Комсомолец» [2], принятый за прототип, содержащий станину с поперечными и продольными направляющими, закрепленную на станине с возможностью поперечного перемещения относительно станины стойку, суппорт со шпинделем, долбяком с приводом его вращения, устройством отвода долбяка при обратном его ходе, приводом перемещения шпинделя, размещенный на направляющих станины с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси снабженный The gear-shaping machine model 5А140P, widely used in industry, is also known for production by Yegoryevsky Machine Tool Plant Komsomolets OJSC [2], which is adopted as a prototype that contains a bed with transverse and longitudinal guides mounted on a bed with the possibility of lateral movement relative to the bed, a support with a spindle, and a cutter with a drive for its rotation, a device for removing the cutter during its reverse stroke, a drive for moving the spindle, placed on the guides of the bed with the possibility of moving along its longitudinal mounted axles

приводом вращения вокруг вертикальной оси поворотный стол с элементами закрепления обрабатываемой заготовки зубчатого колеса. Станок имеет гитару числа двойных ходов долбяка (гитара скорости), гитару (механизм) круговых подач, механизм радиальной подачи на глубину врезания, механизм отвода долбяка во время холостого хода последнего.rotary drive around the vertical axis of the rotary table with elements for securing the workpiece toothed gear. The machine has a guitar of the number of double strokes of the dolbyak (speed guitar), a guitar (mechanism) of circular feeds, a radial feed mechanism to the depth of cut, a mechanism for removing the dolbyak during the idle speed of the latter.

В известном станке устройство для отвода (отскока) долбяка при обратном его ходе осуществляется при помощи механизма, включающего профилированный кулачок, сопряженный через кинематические связи с приводом и силового рычага, сопряженного с кулачком. Такое построение механизма при значительных массах суппорта, шпинделя с долбяком и взаимосвязанных с ними деталей приводит к большим инерционным ударным перегрузкам, что сказывается на стойкости деталей к износу, ограничивает как частоту вращения долбяка, так и частоту его двойных ходов, не позволяя повышать производительность станка, а также к снижению точности изготавливаемых зубчатых колес. Станок позволяет обрабатывать зубчатые колеса с модулем 8 мм, а для перехода на другой модуль, меньший указанного значения, требуется смена передаточных звеньев в кинематической схеме станка, что связано со значительными потерями времени, трудоемкими настройкой и наладкой. Кинематическая схема станка, содержащая большое количество зубчатых кинематических пар, требует операций настройки делительных пар.In a known machine tool for retracting (rebounding) a dolby during its reverse stroke is carried out using a mechanism that includes a profiled cam, coupled through kinematic connections with the drive and a power lever, paired with the cam. Such a construction of the mechanism with significant masses of the support, the spindle with the cutter and the parts interconnected with them leads to large inertial shock overloads, which affects the resistance of the parts to wear, limits both the speed of the cutter and its double strokes, not allowing to increase the productivity of the machine, as well as to reduce the accuracy of gears manufactured. The machine allows you to process gears with a module of 8 mm, and to switch to another module smaller than the specified value, it is necessary to change the transmission links in the kinematic scheme of the machine, which is associated with significant loss of time, time-consuming setup and commissioning. The kinematic diagram of the machine, containing a large number of gear kinematic pairs, requires adjustment operations of dividing pairs.

Целью предлагаемой полезной модели является упрощение кинематической схемы станка за счет уменьшения количества промежуточных звеньев, повышение его производительности и точности, а также расширение технологических возможностей при обработке зубчатых колес в широком диапазоне модулей, диаметров и толщин заготовки.The purpose of the proposed utility model is to simplify the kinematic diagram of the machine by reducing the number of intermediate links, increasing its productivity and accuracy, as well as expanding technological capabilities when machining gears in a wide range of modules, diameters and thicknesses of the workpiece.

Поставленная цель достигается тем, что в станке, содержащем станину с поперечными и продольными направляющими, закрепленную на станине с возможностью поперечного перемещения относительно станины стойку, суппорт со шпинделем, долбяком с приводом его вращения, устройством отвода долбяка при обратном его ходе, приводом перемещения шпинделя, размещенный на This goal is achieved by the fact that in a machine containing a bed with transverse and longitudinal guides, a rack, a support with a spindle, a cutter with a drive for its rotation, a device for removing the cutter during its reverse stroke, a drive for moving the spindle, mounted on the frame with the possibility of lateral movement relative to the bed, posted on

направляющих станины с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси снабженный приводом вращения вокруг вертикальной оси поворотный стол с элементами закрепления обрабатываемой заготовки зубчатого колеса, согласно полезной модели устройство для отвода долбяка при его обратном ходе выполнено в виде привода, соединенного со шпинделем, а сам шпиндель снабжен закрепленной на суппорте осью качания его в плоскости, расположенной вдоль продольной оси станины и приводом его поворота относительно вертикальной оси. Главный привод и привод шпинделя могут быть выполнены на основе линейных электродвигателей или электрогидравлическими. В последнем случае на основе линейных электродвигателей выполняется электрическая составляющая приводов. Кроме того, в станок введены датчики линейного перемещения суппорта, углового перемещения шпинделя относительно вертикальной оси, углового перемещения стола относительно вертикальной оси и продольного перемещения стола относительно станины, а также система числового программного управления (ЧПУ), вход которой соединен с вышеуказанными датчиками, а выход через согласующие элементы соединен с соответствующими приводами.the guides of the bed with the ability to move along its longitudinal axis is equipped with a rotary table with a drive of rotation around the vertical axis with fastening elements of the workpiece toothed gear, according to a useful model, the device for removing the cutter during its reverse stroke is made in the form of a drive connected to the spindle, and the spindle itself is equipped with a fixed on a support axis of its swing in a plane located along the longitudinal axis of the bed and the drive of its rotation relative to the vertical axis. The main drive and the spindle drive can be made on the basis of linear electric motors or electro-hydraulic. In the latter case, on the basis of linear electric motors, the electric component of the drives is performed. In addition, the machine introduced sensors of linear displacement of the support, angular displacement of the spindle relative to the vertical axis, angular displacement of the table relative to the vertical axis and longitudinal displacement of the table relative to the bed, as well as a numerical control system (CNC), the input of which is connected to the above sensors, and the output through matching elements connected to the respective drives.

Предлагаемый станок представлен на чертежах, где:The proposed machine is presented in the drawings, where:

- на Фиг.1 показана кинематическая схема станка;- figure 1 shows the kinematic diagram of the machine;

- на Фиг.2 показана блок-схема взаимосвязей системы ЧПУ с элементами управления приводами движения долбяка, углового перемещения шпинделя, поворота стола относительно вертикальной оси и движения стола относительно продольной оси станины станка.- figure 2 shows a block diagram of the relationship of the CNC system with controls for drives of the movement of the cutter, angular movement of the spindle, rotation of the table relative to the vertical axis and table movement relative to the longitudinal axis of the machine bed.

Станок содержит (см. Фиг.1) станину 1 с направляющими 2. На станине закреплена с возможностью поперечного перемещения относительно станины стойка. На направляющих 2 станины размещен поворотный стол 3 с закрепляемой заготовкой детали 4. В корпусе 5 суппорта 6 установлен шпиндель 7 с закрепленным в нем долбяком 8. Возвратно-поступательное движение долбяка осуществляется линейным электродвигателем 9, а его вращение осуществляется от привода 10, снабженного датчиком 11 углового перемещения шпинделя The machine contains (see Figure 1) the frame 1 with guides 2. On the frame is mounted with the possibility of lateral movement relative to the frame of the rack. On the guides 2 of the bed there is a rotary table 3 with a fixed workpiece 4. In the case 5 of the caliper 6 there is a spindle 7 with a cutter fixed in it 8. The reciprocating movement of the cutter is carried out by a linear electric motor 9, and its rotation is carried out from the drive 10, equipped with a sensor 11 spindle angular movement

относительно вертикальной оси. Линейный двигатель 9 снабжен датчиком 12 линейного перемещения суппорта. Шпиндель 7 снабжен осью качания 13 и линейным электродвигателем 14, с помощью которого шпиндель может отклоняться от вертикальной оси в пределах до ±5 мм, что необходимо для обеспечения холостого хода долбяка на различных режимах обработки, а также при обработке наружных или внутренних зубьев колеса. Двигатель 14 снабжен датчиком 15 линейного перемещения суппорта. Стол 3 перемещается вдоль направляющих станины 2 при помощи привода 16, снабженного датчиком 17 продольного перемещения стола относительно станины. Поворот стола вокруг вертикальной оси осуществляется от привода 18, снабженного датчиком 19 углового перемещения стола относительно вертикальной оси. Станок снабжен транспортером стружки 20 с приводом 21, гидростанцией 22 с приводом 23, насосом смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) 24 с приводом 25 и станцией смазки 26 с приводом 27. Управление станком в наладочном, ручном и автоматическом режиме осуществляется с пульта управления 28 посредством (см. Фиг.2) системы ЧПУ 29 через согласующие элементы 30.relative to the vertical axis. The linear motor 9 is equipped with a sensor 12 for linear movement of the caliper. The spindle 7 is equipped with a swing axis 13 and a linear electric motor 14, with which the spindle can deviate from the vertical axis to within ± 5 mm, which is necessary to ensure idle speed of the cutter in various processing modes, as well as when machining the external or internal teeth of the wheel. The engine 14 is equipped with a sensor 15 linear movement of the caliper. Table 3 is moved along the guides of the bed 2 by means of a drive 16, equipped with a sensor 17 for the longitudinal movement of the table relative to the bed. The rotation of the table around the vertical axis is carried out from the drive 18, equipped with a sensor 19 for the angular movement of the table relative to the vertical axis. The machine is equipped with a chip conveyor 20 with a drive 21, a hydraulic power station 22 with a drive 23, a lubricant-coolant pump 24 with a drive 25 and a lubrication station 26 with a drive 27. The machine is controlled in commissioning, manual and automatic mode from the control panel 28 by (see Figure 2) of the CNC system 29 through the matching elements 30.

Предлагаемый станок работает следующим образом. На поворотный стол 3 устанавливается и закрепляется подлежащая обработке заготовка зубчатого колеса 4. С пульта управления 28 подается команда в ручном режиме на систему ЧПУ 29, в которую предварительно введена программа обработки зубчатого колеса в соответствии с технологической картой, включаются приводы транспортера стружки 20, гидростанции 22, насоса СОЖ 24 и станции смазки 26, после чего в ручном режиме поворотный стол 3 перемещается в зону возвратно-поступательного движения долбяка и включаются приводы 9, 10, 14, 16, 18 и производится контрольная обработка заготовки колеса по предварительно введенной программе, содержащей теоретические расчетные данные параметров обработки колеса. После окончания обработки в систему ЧПУ вводятся корректирующие поправки и станок переводится в автоматический режим обработки предварительно установленной рабочей заготовки зубчатого колеса.The proposed machine operates as follows. On the rotary table 3, the workpiece of the gear wheel 4 to be processed is installed and fixed. From the control panel 28, a manual command is sent to the CNC system 29, into which the gear processing program is preliminarily entered in accordance with the technological map, the chip conveyor drives 20, the hydraulic station 22 are turned on coolant pump 24 and lubrication station 26, after which, in manual mode, the rotary table 3 moves into the area of the reciprocating movement of the dolbyak and drives 9, 10, 14, 16, 18 are turned on and a control is performed обработка machining of the wheel blank according to a previously entered program containing theoretical calculation data of the wheel machining parameters. After the end of the processing, the correction system is entered into the CNC system and the machine is transferred to the automatic processing mode of the pre-installed gear wheel workpiece.

Технические решения, примененные в предлагаемой полезной модели, позволяют значительно сократить количество кинематических пар, упростить кинематическую схему, повысить точность обработки и производительность станка, расширить его технологические возможности при обработке зубчатых колес различной конфигурации и назначения.Technical solutions used in the proposed utility model can significantly reduce the number of kinematic pairs, simplify the kinematic scheme, increase the accuracy of processing and productivity of the machine, expand its technological capabilities when machining gears of various configurations and purposes.

Предлагаемые технические решения использованы при проектировании и изготовлении зубодолбежного станка - полуавтомата модели 5А140МФ5 (Ф6) на Рязанском станкостроительном заводе (ОАО «РСЗ»).The proposed technical solutions were used in the design and manufacture of a gear-grinding machine - a semiautomatic device of model 5A140MF5 (F6) at the Ryazan Machine Tool Plant (OJSC RSZ).

Библиографические ссылки.Bibliographic references.

1. Ф.А.Барбашов, Б.Н.Сильвестров «Фрезерные и зуборезные работы», М., «Высшая школа», 1983 г., стр.207-210.1. F. A. Barbashov, B. N. Silvestrov “Milling and gear cutting works”, M., “Higher School”, 1983, pp. 207-210.

2. М.Л.Фингер «Цилиндрические зубчатые колеса»». Теория и практика изготовления, М., «Научная книга», 2005 г., стр.217-219.2. ML Finger "Spur gears." Theory and practice of manufacturing, M., "Scientific Book", 2005, pp. 217-219.

Claims

1. A gear-shaping machine containing a bed with transverse and longitudinal guides mounted on a bed with the possibility of lateral movement relative to the bed is a rack, a support with a spindle, a cutter with a drive for its rotation, a device for removing the cutter during its reverse stroke, a drive for moving the spindle located on the guides of the bed with the possibility of movement along its longitudinal axis, a rotary table equipped with a drive of rotation around the vertical axis with fastening elements of the workpiece gear ring CA, characterized in that the device for removing the cutter during its reverse stroke is made in the form of a drive connected to the spindle, and the spindle itself is equipped with a swing axis fixed to the support in a plane along the longitudinal axis of the bed, and a drive for its rotation relative to the vertical axis.

2. The gear shaping machine according to claim 1, characterized in that in it the main drive and the spindle drive are made on the basis of linear electric motors.

3. The gear shaping machine according to claim 1, characterized in that the main drive and the spindle drive are electrohydraulic, and the electric component is based on linear electric motors.

4. The gear shaping machine according to claims 1 to 3, characterized in that the sensors of linear displacement of the support, angular displacement of the spindle relative to the vertical axis, angular displacement of the table relative to the vertical axis and longitudinal displacement of the table relative to the bed, and also a numerical control system are introduced into it, the input of which is connected to the above sensors, and the output through the matching elements is connected to the drives.