RU70836U1

RU70836U1 - CNC DRILLING MACHINE

Info

Publication number: RU70836U1
Application number: RU2007137282/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Шипулин; Константин Ефимович Шкинев; Игорь Владимирович Молдованов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Станкон"
Priority date: 2007-10-08
Filing date: 2007-10-08
Publication date: 2008-02-20

Abstract

Зубодолбежный станок с ЧПУ предназначен для нарезания цилиндрических зубчатых колес методом обкатки заготовки долбяком. Станок содержит станину (1) с продольными направляющими (2), стол, установленную на станине стойку (3), суппорт (4) со шпинделем (5) долбяка (6) и систему ЧПУ. Суппорт закреплен на стойке с возможностью его качания в вертикальной плоскости, параллельной продольным направляющим станины, и снабжен соответствующим приводом. Шпиндель долбяка установлен в суппорте с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении и вращения относительно своей вертикальной оси и снабжен соответствующими приводами. Для выборки зазоров в передачах привода вращения шпинделя долбяка станок снабжен гидромотором (24), корпус которого закреплен в суппорте, а вал при помощи ременной передачи (26) вращает шкив (27), соединенный со шпинделем долбяка посредством шлицевого соединения. Гидромотор подключают таким образом, чтобы во время обработки заготовки его вал нагружал шпиндель долбяка в том же направлении, в котором шпиндель поворачивается приводом его вращения. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.CNC gear shaping machine is designed for cutting cylindrical gears by rolling a workpiece with a cutter. The machine includes a bed (1) with longitudinal guides (2), a table, a rack mounted on the bed (3), a support (4) with a spindle (5) for a dolbyak (6), and an CNC system. The support is mounted on a rack with the possibility of its swinging in a vertical plane parallel to the longitudinal guides of the bed, and is equipped with an appropriate drive. The spindle of the cutter is installed in the caliper with the possibility of reciprocating movement in the vertical direction and rotation about its vertical axis and is equipped with appropriate drives. To select the gaps in the gears of the rotary spindle rotation drive, the machine is equipped with a hydraulic motor (24), the housing of which is fixed in the caliper, and the shaft rotates a pulley (27) connected to the dolby spindle by means of a spline connection using a belt drive (26). The hydraulic motor is connected in such a way that during processing of the workpiece, its shaft loads the spindle of the cutter in the same direction in which the spindle is rotated by its rotation drive. 14 s.p. f-ly, 6 ill.

Description

Полезная модель относится к станкостроению, а именно к зубодолбежным станкам с ЧПУ, предназначенным для нарезания цилиндрических зубчатых колес с наружным и внутренним зацеплением методом обкатки заготовки долбяком.The utility model relates to machine tool construction, namely to gear-shaping machines with CNC, designed for cutting cylindrical gears with external and internal gearing by rolling a workpiece with a cutter.

Известен зубодолбежный станок с ЧПУ, содержащий станину с продольными направляющими, стол, установленную на станине стойку, суппорт со шпинделем долбяка и систему числового программного управления (ЧПУ), при этом стол содержит установленные с возможностью перемещения по продольным направляющим станины и снабженные соответствующим приводом салазки и установленный в салазках с возможностью вращения вокруг своей вертикальной оси и снабженный соответствующим приводом шпиндель стола, суппорт закреплен на стойке с возможностью его качания в вертикальной плоскости, параллельной продольным направляющим станины, и снабжен соответствующим приводом, шпиндель долбяка установлен в суппорте с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении и вращения относительно своей вертикальной оси и снабжен соответствующими приводами, входы системы ЧПУ соединены с датчиками нулевых положений и перемещений шпинделя долбяка, шпинделя стола, салазок стола и суппорта, а выходы системы ЧПУ через преобразователи соединены с приводами перемещения этих узлов [Заявка на получение патента РФ на полезную модель №2007111499, B23F 5/12, заявл. 28.03.2007] - прототип.Known gear-shaping machine with CNC, containing a bed with longitudinal guides, a table mounted on a bed stand, a support with a spindle of a dolbyak and a numerical control system (CNC), while the table contains installed with the possibility of moving along the longitudinal guides of the bed and equipped with an appropriate drive slide and mounted in the slide with the possibility of rotation around its vertical axis and equipped with a corresponding drive table spindle, the support is mounted on a rack with the possibility of swinging I am in a vertical plane parallel to the longitudinal guides of the bed and equipped with an appropriate drive, the spindle of the dolbyak is mounted in the support with the possibility of reciprocating movement in the vertical direction and rotation about its vertical axis and is equipped with appropriate drives, the inputs of the CNC system are connected to sensors of zero positions and movements the spindle of the dolbyak, the spindle of the table, the slide of the table and caliper, and the outputs of the CNC system through the converters are connected to the drives for moving these nodes [3 turnout for a Russian patent for utility model №2007111499, B23F 5/12, appl. 03/28/2007] - a prototype.

Однако в этом станке отсутствует устройство, которое выбирало бы зазоры в приводе вращения шпинделя долбяка.However, in this machine there is no device that would select the gaps in the drive rotation of the spindle of the cutter.

Во время рабочего хода шпинделя долбяка на долбяк со стороны заготовки действует сила, противоположная силе резания, поэтому после выхода долбяка из зацепления с заготовкой долбяк "отскакивает" от заготовки на величину зазоров, имеющихся в передачах привода вращения шпинделя долбяка. Зазоры в передачах необходимы для их нормальной работы. Однако, чем больше эти зазоры, тем ниже точность перемещения шпинделя долбяка и, соответственно, ниже точность получаемых на станке зубчатых колес. Для повышения точности изготавливаемых зубчатых колес в приводе вращения шпинделя долбяка используют передачи повышенной точности. Так например, в зубодолбежном станке 5А140 в приводе вращения шпинделя долбяка используют червячную передачу 4 степени точности. Это позволяет получать на станке зубчатые колеса 7 степени точности. А в зубодолбежном станке повышенной точности 5А140П используют червячную передачу 3 степени точности, что позволяет получать зубчатые колеса 6 степени точности Однако изготовление особо точных червячных передач - трудоемкая и дорогостоящая операция. Поэтому применение в приводах станков таких передач приводит к увеличению стоимости станка. Но даже и применение особо точных червячных передач не устраняет полностью зазоры в передаче. А возвратно-поступательное перемещение шпинделя долбяка в вертикальном направлении в принципе невозможно без наличия зазоров между шпинделем долбяка и неподвижными деталями суппорта. При зазорах, меньших 10 мкм, шпиндель долбяка может просто заклинить. Поэтому в приводе вращения шпинделя долбяка этих станков и станка-прототипа обязательно есть зазоры. Это снижает точность получаемых на станках зубчатых колес.During the working stroke of the cutter spindle, the force opposite the cutting force acts on the cutter from the workpiece, therefore, after the cutter disengages from the workpiece, the cutter “bounces” from the workpiece by the amount of gaps in the gears of the rotation drive of the cutter spindle. Gaps in the gears are necessary for their normal operation. However, the greater these gaps, the lower the accuracy of the movement of the spindle of the dolbyak and, accordingly, the lower the accuracy of the gears obtained on the machine. To increase the accuracy of the manufactured gears in the drive rotation of the spindle of the dolbyak use high precision gears. So, for example, in a gear shaping machine 5A140, a worm gear of 4 degrees of accuracy is used in the rotary spindle rotation drive. This allows you to get on the machine gears 7 degrees of accuracy. And in the 5A140P high-precision gear-cutting machine, a worm gear of 3 degrees of accuracy is used, which makes it possible to obtain gears of 6 degrees of accuracy. However, the manufacture of particularly accurate worm gears is a labor-consuming and expensive operation. Therefore, the use of such gears in machine drives leads to an increase in the cost of the machine. But even the use of particularly accurate worm gears does not completely eliminate the transmission gaps. And the reciprocating movement of the spindle of the dolbyak in the vertical direction is, in principle, impossible without the presence of gaps between the spindle of the dolbyak and the fixed parts of the caliper. With gaps less than 10 microns, the spindle of a dolbyak can simply jam. Therefore, in the rotation drive of the spindle of the dolbyak of these machines and the prototype machine, there are necessarily gaps. This reduces the accuracy of the gears obtained on the machines.

Предлагаемая полезная модель направлена на снижение стоимости станка и повышение точности изготавливаемых на станке зубчатых колес.The proposed utility model is aimed at reducing the cost of the machine and improving the accuracy of gears manufactured on the machine.

Для решения этой задачи зубодолбежный станок, содержащий станину с продольными направляющими, стол, установленную на станине стойку, суппорт со шпинделем долбяка и систему числового программного To solve this problem, a gear-shaping machine containing a bed with longitudinal guides, a table, a rack mounted on the bed, a support with a dolbyak spindle and a numerical program system

управления (ЧПУ), при этом стол содержит установленные с возможностью перемещения по продольным направляющим станины и снабженные соответствующим приводом салазки и установленный в салазках с возможностью вращения вокруг своей вертикальной оси и снабженный соответствующим приводом шпиндель стола, суппорт закреплен на стойке с возможностью его качания в вертикальной плоскости, параллельной продольным направляющим станины, и снабжен соответствующим приводом, шпиндель долбяка установлен в суппорте с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении и вращения относительно своей вертикальной оси и снабжен соответствующими приводами, входы системы ЧПУ соединены с датчиками нулевых положений и перемещений шпинделя долбяка, шпинделя стола, салазок стола и суппорта, а выходы системы ЧПУ через преобразователи соединены с приводами перемещения этих узлов, согласно полезной модели, снабжен дополнительным регулируемым реверсивным двигателем вращательного движения и устройством управления направлением его вращения, корпус этого двигателя закреплен на суппорте, а вал соединен со шпинделем долбяка с возможностью передачи вращения, при этом устройство управления направлением вращения этого двигателя установлено в такое положение, что во время всего цикла обработки заготовки вал этого двигателя нагружает шпиндель долбяка в том же направлении, в котором шпиндель поворачивается приводом его вращения.control (CNC), while the table contains installed with the possibility of moving along the longitudinal guides of the bed and equipped with an appropriate drive slide and installed in the slide with the possibility of rotation around its vertical axis and equipped with an appropriate drive table spindle, the support is mounted on a rack with the ability to swing in vertical the plane parallel to the longitudinal guides of the bed and is equipped with an appropriate drive, the spindle of the cutter is installed in the caliper with the possibility of reciprocating of vertical movement and rotation about its vertical axis and is equipped with appropriate drives, the inputs of the CNC system are connected to sensors of zero positions and displacements of the spindle of the cutter, table spindle, slide of the table and support, and the outputs of the CNC system through converters are connected to the drives of movement of these nodes, according to the utility model, it is equipped with an additional adjustable reversible engine of rotational motion and a device for controlling the direction of its rotation, the housing of this engine is mounted on a support, and the shaft is connected to the spindle of the cutter with the possibility of transmitting rotation, while the control device for the direction of rotation of this motor is set in such a position that during the entire cycle of processing the workpiece, the shaft of this engine loads the spindle of the cutter in the same direction in which the spindle rotates drive its rotation.

Для обеспечения возможности нарезания косозубых колес станина снабжена поперечными направляющими, а стойка установлена с возможностью перемещения по поперечным направляющим станины и снабжена соответствующим механизмом.To ensure the possibility of cutting helical wheels, the frame is equipped with transverse guides, and the rack is mounted with the ability to move along the transverse guides of the frame and is equipped with an appropriate mechanism.

Дополнительный регулируемый реверсивный двигатель вращательного движения может быть выполнен в виде гидромотора, а устройство управления направлением его вращения может быть выполнено в виде гидравлического распределителя с электромагнитным управлением.An additional adjustable reversible motor of rotational motion can be made in the form of a hydraulic motor, and the device for controlling the direction of its rotation can be made in the form of a hydraulic distributor with electromagnetic control.

Привод возвратно-поступательного перемещения шпинделя долбяка может иметь различное конструктивное исполнение. Например, он может быть выполнен в виде электродвигателя, выходной вал которого через набор зубчатых передач соединен с горизонтально расположенным приводным валом. На конце приводного вала эксцентрично к оси вала закреплен палец, а на палец надет камень, взаимодействующий со стенками горизонтального паза, выполненного во втулке, соединенной со шпинделем долбяка, при этом втулка установлена соосно со шпинделем долбяка и соединена с ним с возможностью вращения шпинделя относительно втулки и с возможностью передачи усилия от втулки шпинделю в осевом направлении. Для регулировки амплитуды колебаний шпинделя долбяка палец установлен с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно оси приводного вала и снабжен соответствующим механизмом. Привод возвратно-поступательного перемещения шпинделя долбяка может быть выполнен в виде линейного электродвигателя, неподвижная часть которого закреплена на суппорте, а подвижная часть перемещается параллельно оси шпинделя и прикреплена к втулке, соединенной со шпинделем долбяка, при этом втулка установлена соосно со шпинделем долбяка и соединена с ним с возможностью вращения шпинделя относительно втулки и с возможностью передачи усилия от втулки шпинделю в осевом направлении.The reciprocating drive of the spindle of the dolbyak can have a different design. For example, it can be made in the form of an electric motor, the output shaft of which is connected to a horizontally located drive shaft through a set of gears. A finger is fixed eccentrically to the axis of the shaft on the end of the drive shaft, and a stone is put on the finger, interacting with the walls of a horizontal groove made in a sleeve connected to the dolby spindle, while the sleeve is mounted coaxially with the dolby spindle and connected to it so that the spindle can rotate relative to the sleeve and with the possibility of transmitting force from the sleeve to the spindle in the axial direction. To adjust the amplitude of oscillations of the spindle of the cutter, the finger is mounted with the ability to move in the radial direction relative to the axis of the drive shaft and is equipped with a corresponding mechanism. The drive of the reciprocating movement of the spindle of the dolbyak can be made in the form of a linear electric motor, the fixed part of which is fixed on the caliper, and the movable part moves parallel to the axis of the spindle and is attached to the sleeve connected to the spindle of the dolby, while the sleeve is mounted coaxially with the spindle of the dolby and connected to him with the possibility of rotation of the spindle relative to the sleeve and with the possibility of transmitting force from the sleeve to the spindle in the axial direction.

Привод качания суппорта относительно стойки также может иметь различное конструктивное исполнение. Например, он может быть выполнен в виде закрепленного на приводном валу кулачка и взаимодействующего с ним ролика, ось которого посредством эксцентрикового рычажного механизма соединена с суппортом. Этот привод может быть выполнен в виде линейного электродвигателя, неподвижная часть которого закреплена на стойке, а подвижная часть соединена с суппортом и перемещается перпендикулярно оси шпинделя.The swing drive of the caliper relative to the rack can also have a different design. For example, it can be made in the form of a cam fixed to the drive shaft and a roller interacting with it, the axis of which is connected to the caliper by means of an eccentric linkage mechanism. This drive can be made in the form of a linear electric motor, the fixed part of which is fixed on the rack, and the movable part is connected to the caliper and moves perpendicular to the axis of the spindle.

Привод вращения шпинделя долбяка также может иметь различное конструктивное исполнение. Например, этот привод может быть выполнен в виде червячной передачи, червяк которой закреплен в суппорте и через набор зубчатых передач соединен с выходным валом электродвигателя, а червячное колесо установлено соосно со шпинделем долбяка и соединено с ним с возможностью передачи вращения от червячного колеса шпинделю и с возможностью перемещения шпинделя относительно колеса в осевом направлении. Этот привод может быть выполнен в виде тороидального электродвигателя, статор которого закреплен в суппорте, а ротор установлен соосно со шпинделем долбяка и соединен с ним с возможностью передачи вращения от ротора шпинделю и с возможностью перемещения шпинделя относительно ротора в осевом направлении.The drive rotation of the spindle of the cutter can also have a different design. For example, this drive can be made in the form of a worm gear, the worm of which is fixed in the caliper and connected to the output shaft of the electric motor through a set of gears, and the worm wheel is mounted coaxially with the dolbyak spindle and connected to it with the possibility of transmitting rotation from the worm wheel to the spindle and with the ability to move the spindle relative to the wheel in the axial direction. This drive can be made in the form of a toroidal electric motor, the stator of which is fixed in the support, and the rotor is mounted coaxially with the spindle of the dolbyak and connected to it with the possibility of transmitting rotation from the rotor to the spindle and with the possibility of moving the spindle relative to the rotor in the axial direction.

Привод вращения шпинделя стола может иметь различное конструктивное исполнение. Например, этот привод может быть выполнен в виде червячной передачи, червяк которой закреплен в салазках стола и через набор зубчатых передач соединен с выходным валом электродвигателя, а червячное колесо соосно закреплено на шпинделе стола. Этот привод может быть выполнен в виде тороидального электродвигателя, статор которого закреплен в салазках станка, а ротор соосно закреплен на шпинделе стола.The table spindle rotation drive may have a different design. For example, this drive can be made in the form of a worm gear, the worm of which is fixed in the slide of the table and through a set of gears connected to the output shaft of the electric motor, and the worm wheel is coaxially mounted on the spindle of the table. This drive can be made in the form of a toroidal electric motor, the stator of which is fixed in the slide of the machine, and the rotor is coaxially mounted on the table spindle.

Привод перемещения салазок стола по продольным направляющим станины также может иметь различное конструктивное исполнение. Например, этот привод может быть выполнен в виде передачи винт-гайка качения, винт которой соединен с салазками стола, а гайка качения получает вращение от электродвигателя. Этот привод может быть также выполнен в виде линейного электродвигателя, неподвижная часть которого закреплена на станине, а подвижная часть соединена с салазками стола и перемещается параллельно продольным направляющим станины.The drive for moving the table slide along the longitudinal guides of the bed can also have a different design. For example, this drive can be made in the form of a screw-to-nut rolling gear, the screw of which is connected to the table slide, and the rolling nut receives rotation from the electric motor. This drive can also be made in the form of a linear electric motor, the fixed part of which is fixed to the bed, and the movable part is connected to the table slide and moves parallel to the longitudinal guides of the bed.

Для повышения точности получаемых зубчатых колес путем снижения колебаний стола во время обработки заготовки стол снабжен To increase the accuracy of the resulting gears by reducing table vibrations during processing of the workpiece, the table is equipped with

гидравлическими цилиндрами прижима салазок стола к продольным направляющим станины.hydraulic cylinders for clamping the table slide to the longitudinal guides of the bed.

Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 изображена кинематическая схема станка, в котором привод перемещения шпинделя долбяка выполнен в виде приводного вала с эксцентриковым пальцем, приводы вращения шпинделей долбяка и стола выполнены в виде червячных передач, привод качания суппорта выполнен в виде кулачка на приводном валу и эксцентрикового рычажного механизма, а привод перемещения стола - в виде передачи винт-гайка качения; на фиг.2 -кинематическая схема станка, в котором приводы перемещения шпинделя долбяка, качания суппорта и перемещения стола выполнены в виде линейных электродвигателей, а приводы вращения шпинделя долбяка и шпинделя стола - в виде тороидальных электродвигателей; на фиг.3-суппорт станка, вид справа; на фиг.4 - узел передачи вращения от гидромотора шпинделю долбяка; на фиг.5 - разрез А-А по фиг.3; на фиг.6 - гидравлические цилиндры прижима салазок стола к продольным направляющим станины.The essence of the utility model is illustrated by drawings. Figure 1 shows the kinematic diagram of the machine, in which the drive movement of the spindle of the dolbyak is made in the form of a drive shaft with an eccentric finger, the rotation drives of the spindles of the dolbyak and the table are made in the form of worm gears, the swing drive of the support is made in the form of a cam on the drive shaft and an eccentric lever mechanism , and a table displacement drive - in the form of a screw-nut-rolling gear; figure 2 is a kinematic diagram of the machine, in which the drives moving the spindle of the dolbyak, swing the caliper and moving the table are made in the form of linear motors, and the rotation drives of the spindle of the dolbyak and the spindle of the table are in the form of toroidal motors; figure 3-machine support, right side view; figure 4 - node transmission of rotation from the hydraulic motor spindle dolbyak; figure 5 is a section aa in figure 3; figure 6 - hydraulic cylinders clamp the slide of the table to the longitudinal guides of the frame.

Станок содержит станину 1 с продольными направляющими 2, стол, установленную на станине стойку 3, суппорт 4 со шпинделем 5 долбяка и систему числового программного управления (ЧПУ).The machine includes a bed 1 with longitudinal guides 2, a table, a rack 3 mounted on the bed, a support 4 with a spindle 5 for a dolbyak and a numerical control system (CNC).

Шпиндель долбяка установлен в суппорте с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении и вращения относительно своей вертикальной оси и снабжен соответствующими приводами. На конце шпинделя долбяка закреплен долбяк 6.The spindle of the cutter is installed in the caliper with the possibility of reciprocating movement in the vertical direction and rotation about its vertical axis and is equipped with appropriate drives. At the end of the spindle dolbyak fixed dolbyak 6.

Привод возвратно-поступательного перемещения шпинделя долбяка может иметь различное конструктивное исполнение. Например, он может быть выполнен в виде электродвигателя 7, выходной вал которого через набор зубчатых передач соединен с горизонтально расположенным приводным валом 8. На конце приводного вала эксцентрично к оси вала закреплен палец 9. На палец надет камень 10, взаимодействующий со стенками горизонтального паза, выполненного во втулке 11, соединенной со The reciprocating drive of the spindle of the dolbyak can have a different design. For example, it can be made in the form of an electric motor 7, the output shaft of which is connected through a set of gears to a horizontally located drive shaft 8. A pin 9 is eccentrically attached to the shaft axis at the end of the drive shaft. A stone 10 is put on the finger and interacts with the walls of the horizontal groove, made in the sleeve 11 connected to

шпинделем 5 долбяка. Втулка 11 установлена с зазором и соосно со шпинделем долбяка. При помощи упорных подшипников 12 осевые усилия от втулки передаются шпинделю. Палец при помощи винта 13 может перемещаться в радиальном направлении относительно оси вращения приводного вала 8. За счет этого изменяется радиус вращения пальца и, соответственно, амплитуда колебаний шпинделя 5 долбяка. Привод возвратно-поступательного перемещения шпинделя долбяка может быть также выполнен в виде линейного электродвигателя, неподвижная часть 14 которого закреплена на суппорте, а подвижная часть 15 перемещается параллельно оси шпинделя и прикреплена к втулке 16, соединенной со шпинделем долбяка. Втулка установлена с зазором и соосно со шпинделем долбяка. При помощи упорных подшипников 17 осевые усилия от втулки 16 передаются шпинделю 5.spindle 5 dolbyak. The sleeve 11 is installed with a gap and coaxially with the spindle of the dolbyak. Using the thrust bearings 12, the axial forces from the sleeve are transmitted to the spindle. The finger with the help of the screw 13 can be moved in the radial direction relative to the axis of rotation of the drive shaft 8. Due to this, the radius of rotation of the finger and, accordingly, the amplitude of oscillation of the spindle 5 of the dolby changes. The reciprocating drive of the spindle of the dolbyak can also be made in the form of a linear electric motor, the fixed part 14 of which is fixed to the support, and the movable part 15 is moved parallel to the axis of the spindle and attached to the sleeve 16 connected to the spindle of the dolbyak. The sleeve is installed with a gap and coaxially with the spindle of the dolbyak. Using thrust bearings 17, the axial forces from the sleeve 16 are transmitted to the spindle 5.

Привод вращения шпинделя долбяка также может иметь различное конструктивное исполнение. Например, этот привод может быть выполнен в виде червячной передачи, червяк 18 которой закреплен в суппорте и через набор зубчатых передач соединен с выходным валом электродвигателя 19, а червячное колесо 20 установлено соосно со шпинделем 5 долбяка и соединено с ним с возможностью передачи вращения от червячного колеса шпинделю и с возможностью перемещения шпинделя относительно червячного колеса в осевом направлении. Например, червячное колесо 20 соединено со шпинделем 5 долбяка посредством шлицевого соединения. Этот привод может быть также выполнен в виде тороидального электродвигателя, статор 21 которого закреплен в суппорте, а ротор 22 установлен соосно со шпинделем долбяка. Ротор закреплен на втулке 23, которая соединена со шпинделем долбяка с возможностью передачи вращения от втулки шпинделю и с возможностью перемещения шпинделя относительно втулки в осевом направлении, например, посредством шлицевого соединения.The drive rotation of the spindle of the cutter can also have a different design. For example, this drive can be made in the form of a worm gear, the worm 18 of which is fixed in the support and, through a set of gears, connected to the output shaft of the electric motor 19, and the worm wheel 20 is mounted coaxially with the spindle 5 of the cutter and connected to it with the possibility of transmitting rotation from the worm spindle wheels and with the possibility of moving the spindle relative to the worm wheel in the axial direction. For example, the worm wheel 20 is connected to the spindle 5 of the dolbyak through a spline connection. This drive can also be made in the form of a toroidal electric motor, the stator 21 of which is fixed in the caliper, and the rotor 22 is mounted coaxially with the spindle of the dolbyak. The rotor is mounted on a sleeve 23, which is connected to the spindle of the dolby with the possibility of transmitting rotation from the sleeve to the spindle and with the possibility of moving the spindle relative to the sleeve in the axial direction, for example, by means of a spline connection.

Станок снабжен дополнительным регулируемым реверсивным двигателем вращательного движения, выполненным в виде гидромотора 24. Корпус гидромотора закреплен на суппорте. На валу гидромотора закреплен шкив 25, с которого вращение при помощи ременной передачи 26 передается на шкив 27, соединенный со шпинделем долбяка посредством шлицевого соединения. Устройство управления направлением вращения этого гидромотора выполнено в виде гидравлического распределителя 28 с электромагнитным управлением. Этот распределитель устанавливают в такое положение, чтобы гидромотор был подключен к магистрали с маслом таким образом, чтобы во время всего цикла обработки заготовки вал этого гидромотора нагружал шпиндель 5 долбяка в том же направлении, в котором шпиндель поворачивается приводом его вращения.The machine is equipped with an additional adjustable reversible engine of rotational motion, made in the form of a hydraulic motor 24. The housing of the hydraulic motor is mounted on a support. A pulley 25 is fixed on the hydraulic motor shaft, from which rotation is transmitted using a belt drive 26 to a pulley 27 connected to the spindle of the dolbyak through a spline connection. The control device for the direction of rotation of this hydraulic motor is made in the form of a hydraulic distributor 28 with electromagnetic control. This distributor is installed in such a position that the hydraulic motor is connected to the line with oil in such a way that during the entire processing cycle of the workpiece, the shaft of this hydraulic motor loads the spindle 5 of the cutter in the same direction in which the spindle is rotated by its rotation drive.

Для отвода долбяка от заготовки во время его холостого хода суппорт 4 закреплен на стойке 3 с возможностью его качания в вертикальной плоскости, параллельной продольным направляющим 2 станины, и снабжен соответствующим приводом. Ось качания суппорта выполнена в виде двух соосно закрепленных полуосей 29, 30, на которых подвешен суппорт. Полуоси закреплены на кронштейнах 31, 32, прикрепленных к стойке 3.To remove the cutter from the workpiece during its idle, the caliper 4 is mounted on the rack 3 with the possibility of its swinging in a vertical plane parallel to the longitudinal guides 2 of the bed, and is equipped with a corresponding drive. The swing axis of the caliper is made in the form of two coaxially fixed axles 29, 30, on which the caliper is suspended. The half shafts are mounted on the brackets 31, 32 attached to the rack 3.

Привод качания суппорта может иметь различное конструктивное исполнение. Например, он может быть выполнен в виде закрепленного на приводном валу 8 кулачка 33 и взаимодействующего с ним ролика 34, ось которого посредством эксцентрикового рычажного механизма 35 и серьги 36 соединена с суппортом 4. При вращении приводного вала 8 кулачок 33 взаимодействует с роликом 34. Качание оси ролика через эксцентриковый рычажный механизм 35 преобразуется в качание суппорта. По окончании рабочего хода шпинделя долбяка суппорт отводится от заготовки, выводя долбяк 6 из контакта с заготовкой 37. А по окончании холостого хода суппорт вновь перемещается к заготовке.The swing drive of the caliper may have a different design. For example, it can be made in the form of a cam 33 mounted on the drive shaft 8 and a roller 34 interacting with it, the axis of which is connected to the caliper by means of an eccentric linkage mechanism 35 and an earring 36. When the drive shaft 8 is rotated, the cam 33 interacts with the roller 34. Swing the axis of the roller through the eccentric lever mechanism 35 is converted into a swing caliper. At the end of the working stroke of the spindle of the cutter, the caliper is retracted from the workpiece, bringing the cutter 6 out of contact with the workpiece 37. And at the end of idle, the support moves again to the workpiece.

Привод качания суппорта может быть выполнен в виде линейного электродвигателя, неподвижная часть 38 которого закреплена на стойке 3, а The swing drive of the caliper can be made in the form of a linear electric motor, the fixed part 38 of which is mounted on the rack 3, and

подвижная часть 39 соединена с суппортом 4 и перемещается перпендикулярно оси шпинделя 5.the movable part 39 is connected to the caliper 4 and moves perpendicular to the axis of the spindle 5.

Для отвода долбяка от заготовки по диагонали при нарезании косозубых колес станина снабжена поперечными направляющими 40, а стойка 3 установлена с возможностью перемещения по этим направляющим. Механизм перемещения стойки выполнен в виде передачи винт-гайка качения, винт 41 которой закреплен в станине с возможностью вращения, а гайка 42 закреплена в стойке.To divert the cutter from the workpiece diagonally when cutting helical wheels, the bed is equipped with transverse guides 40, and the rack 3 is mounted with the ability to move along these guides. The mechanism for moving the rack is made in the form of a screw-nut-rolling gear, the screw 41 of which is mounted in the frame with the possibility of rotation, and the nut 42 is fixed in the rack.

Стол содержит салазки 43 и шпиндель 44. Салазки 43 установлены с возможностью перемещения по продольным направляющим 2 станины и снабжены соответствующим приводом. Привод перемещения салазок стола по продольным направляющим станины может иметь различное конструктивное исполнение. Например, он может быть выполнен в виде передачи винт-гайка качения, винт 45 которой соединен с салазками стола, а гайка качения 46 получает вращение от электродвигателя 47. Этот привод может быть также выполнен в виде линейного электродвигателя, неподвижная часть 48 которого закреплена на станине, а подвижная часть 49 соединена с салазками стола и перемещается параллельно продольным направляющим станины.The table comprises a slide 43 and a spindle 44. The slide 43 is mounted to move along the longitudinal guides 2 of the bed and is equipped with an appropriate drive. The drive for moving the table slide along the longitudinal guides of the bed can have a different design. For example, it can be made in the form of a screw-nut rolling gear, the screw 45 of which is connected to the table slide, and the rolling nut 46 receives rotation from the electric motor 47. This drive can also be made in the form of a linear electric motor, the fixed part 48 of which is fixed to the bed and the movable part 49 is connected to the table slide and moves parallel to the longitudinal guides of the bed.

Шпиндель 44 стола установлен в салазках 43 с возможностью вращения вокруг своей вертикальной оси и снабжен соответствующим приводом. Привод вращения шпинделя стола также может иметь различное конструктивное исполнение. Например, он может быть выполнен в виде червячной передачи, червяк 50 которой закреплен в салазках стола и соединен с выходным валом электродвигателя 51, а червячное колесо 52 соосно закреплено на шпинделе 44 стола. А может быть выполнен в виде тороидального электродвигателя, статор 53 которого закреплен в салазках станка, а ротор 54 соосно закреплен на шпинделе стола.The table spindle 44 is mounted in a slide 43 for rotation about its vertical axis and is equipped with a corresponding drive. The table spindle rotation drive can also have a different design. For example, it can be made in the form of a worm gear, the worm 50 of which is fixed in the slide of the table and connected to the output shaft of the electric motor 51, and the worm wheel 52 is coaxially mounted on the spindle 44 of the table. And it can be made in the form of a toroidal electric motor, the stator 53 of which is fixed in the slide of the machine, and the rotor 54 is coaxially mounted on the table spindle.

Стол снабжен гидравлическими цилиндрами прижима салазок 43 стола к продольным направляющим 2 станины. При помощи гидроцилиндра 55 The table is equipped with hydraulic cylinders for clamping the slide 43 of the table to the longitudinal guides 2 of the bed. Using the hydraulic cylinder 55

салазки стола прижимаются в горизонтальном направлении, а при помощи гидроцилиндра 56 - в вертикальном направлении.the table slide is pressed in the horizontal direction, and with the hydraulic cylinder 56 in the vertical direction.

Входы системы ЧПУ соединены с датчиками нулевых положений и перемещений шпинделя долбяка, шпинделя стола, салазок стола и суппорта, а выходы системы ЧПУ через преобразователи соединены с приводами перемещения этих узлов. С помощью датчиков нулевых положений устанавливаются исходные положения этих узлов, а с помощью датчиков их перемещений отслеживаются их положения во время обработки заготовки. При использовании в приводах перемещения шпинделя долбяка, суппорта и салазок стола линейных электродвигателей датчик 57 перемещений шпинделя долбяка, датчик 58 перемещений суппорта и датчик 59 перемещений салазок стола совмещены с этими линейными электродвигателями.The inputs of the CNC system are connected to the sensors of the zero position and displacements of the spindle of the cutter, the table spindle, the slide of the table and the support, and the outputs of the CNC system through the converters are connected to the drives for moving these nodes. Using the sensors of zero positions, the initial positions of these nodes are established, and using the sensors of their displacements, their positions are monitored during processing of the workpiece. When using linear electric motors in the table spindle, caliper and table slide drives, the dolbyak spindle movement sensor 57, the caliper movement sensor 58 and the table slide movement sensor 59 are combined with these linear electric motors.

Работает станок следующим образом. Подлежащая обработке заготовка 37 закрепляется на шпинделе 44 стола. Если предстоит нарезать косозубое колесо, стойка 3 при помощи винта 41 и гайки 42 смещается в поперечном направлении в ту или иную сторону - в зависимости от наклона зуба. Включается станок. Масло под давлением начинает поступать в гидромотор 24. Гидромотор через ременную передачу 26 и шкив 27 поворачивает шпиндель 5 долбяка, выбирая зазоры в шлицевом соединении червячного колеса 20 со шпинделем 5 долбяка и в соединении червяка 18 с червячным колесом 20. При этом гидравлический распределитель 28 устанавливается в такое положение, чтобы гидромотор 24 поворачивал шпиндель 5 долбяка в том же направлении, в котором шпиндель будет поворачиваться приводом его вращения в процессе обработки заготовки. Силы трения в червячной передаче не позволяют шпинделю долбяка вращаться под действием крутящего момента гидромотора. При использовании тороидального электродвигателя шпиндель долбяка удерживается от вращения ротором 22.The machine operates as follows. The workpiece 37 to be machined is fixed to the table spindle 44. If you have to cut a helical wheel, the rack 3 with the help of screw 41 and nut 42 is shifted in the transverse direction in one direction or another - depending on the inclination of the tooth. The machine turns on. Oil under pressure begins to flow into the hydraulic motor 24. The hydraulic motor through the belt drive 26 and the pulley 27 rotates the spindle 5 of the cutter, choosing the clearances in the spline connection of the worm wheel 20 with the spindle 5 of the cutter and in the connection of the worm 18 with the worm wheel 20. In this case, the hydraulic distributor 28 is installed in such a position that the hydraulic motor 24 rotates the spindle 5 of the cutter in the same direction in which the spindle will be rotated by the drive of its rotation during processing of the workpiece. The friction forces in the worm gear do not allow the spindle of the dolbyak to rotate under the action of the torque of the hydraulic motor. When using a toroidal electric motor, the spindle of the cutter is kept from rotation by the rotor 22.

Включается электродвигатель перемещения стола по продольным направляющим станины. Стол с заготовкой на большой скорости перемещается к долбяку 6.The electric motor for moving the table along the longitudinal guides of the bed is turned on. The table with the workpiece at high speed moves to the cutter 6.

От системы ЧПУ включаются электродвигатели приводов возвратно-поступательного перемещения шпинделя долбяка и качания суппорта. При использовании в этих приводах механических передач (как на фиг.1), согласование перемещения шпинделя долбяка в осевом направлении и качания суппорта осуществляется за счет механической связи приводного вала 8, кулачка 33 и ролика 34. При использовании в этих приводах линейных электродвигателей согласованное перемещение шпинделя долбяка и суппорта достигается за счет согласованного управления этими приводами системой ЧПУ.From the CNC system, the motors of the reciprocating movement of the spindle of the dolbyak and the swing of the caliper are turned on. When using mechanical gears in these drives (as in FIG. 1), the axial movement of the cutter spindle in the axial direction and the caliper swing are coordinated by mechanically coupling the drive shaft 8, cam 33 and roller 34. When using linear electric motors in these drives, the coordinated movement of the spindle the cutter and caliper is achieved through the coordinated control of these drives by the CNC system.

После того, как стол с заготовкой приблизится к долбяку, электродвигатель перемещения стола переключается на скорость рабочей подачи стола. Долбяк начинает обрабатывать заготовку, врезаясь в нее в продольном направлении. После того, как долбяк врежется в заготовку на высоту зуба, по командам от системы ЧПУ отключается электродвигатель перемещения стола и подается масло в гидроцилиндры 55, 56 прижима салазок стола к продольным направляющим станины. После этого включаются электродвигатели приводов вращения шпинделя долбяка и шпинделя стола. За счет возвратно-поступательного перемещения и вращения долбяка, качания суппорта и вращения шпинделя стола производится нарезание зубьев в заготовке.After the table with the workpiece approaches the cutter, the table moving motor switches to the table feed speed. Dolbyak begins to process the workpiece, crashing into it in the longitudinal direction. After the cutter cuts into the workpiece to the height of the tooth, according to commands from the CNC system, the table displacement motor is turned off and oil is supplied to the hydraulic cylinders 55, 56 of pressing the table slide to the longitudinal guides of the bed. After that, the electric motors of the rotary spindle and table spindle drives are turned on. Due to the reciprocating movement and rotation of the cutter, rocking the caliper and rotating the table spindle, the teeth are cut in the workpiece.

По окончании обработки отключаются приводы возвратно-поступательного перемещения и вращения шпинделя долбяка, вращения шпинделя стола, качания суппорта. Гидроцилиндры 55, 56 освобождают салазки стола от прижима к продольным направляющим станины. Включается электродвигатель привода перемещения салазок стола и стол с обработанной деталью на большой скорости перемещается из зоны At the end of the processing, the drives of the reciprocating movement and rotation of the spindle of the dolbyak, rotation of the spindle of the table, swing of the caliper are switched off. Hydraulic cylinders 55, 56 release the table slide from the clamp to the longitudinal guides of the bed. The drive motor for moving the table slide is turned on and the table with the machined part moves at high speed from the zone

обработки. Обработанная деталь снимается, закрепляется новая заготовка и цикл обработки повторяется.processing. The machined part is removed, a new workpiece is fixed, and the processing cycle is repeated.

Для равномерного износа рабочих поверхностей долбяка необходимо после обработки определенного количества деталей менять направление вращения долбяка на противоположное. При этом каждый раз гидравлический распределитель 28 также необходимо переключать в другое положение, чтобы гидромотор 24 всегда нагружал шпиндель долбяка в том же направлении, в котором шпиндель поворачивается приводом его вращения во время обработки заготовки.For uniform wear of the working surfaces of the cutter, after processing a certain number of parts, it is necessary to change the direction of rotation of the cutter to the opposite. In this case, each time, the hydraulic distributor 28 also needs to be switched to a different position so that the hydraulic motor 24 always loads the cutter spindle in the same direction in which the spindle is rotated by its rotation drive during processing of the workpiece.

Выборка зазоров в приводе вращения шпинделя долбяка при помощи гидромотора, а также согласованное вращение долбяка и заготовки с высокой точностью за счет управления приводами их вращения с помощью системы ЧПУ позволяет достигать на станке высокую точность обработки. Даже при использовании в приводе вращения шпинделя долбяка червячной передачи 5 или 6 степени точности на станке можно изготавливать зубчатые колеса 4 и 5 степени точности. Это одновременно и снижает стоимость станка и повышает его потребительские качества. Данные технические решения использованы в зубодолбежном станке с ЧПУ модели 5А140МФ5 производства Рязанского станкостроительного завода.The selection of gaps in the drive of the rotation of the spindle of the dolbyak using a hydraulic motor, as well as the coordinated rotation of the dolbyak and the workpiece with high accuracy by controlling the drives of their rotation using the CNC system, allows to achieve high precision machining on the machine. Even when a worm gear 5 or 6 degree of accuracy is used in the spindle rotation drive, the gears of 4 and 5 degrees of accuracy can be manufactured on the machine. This simultaneously reduces the cost of the machine and improves its consumer qualities. These technical solutions were used in a gear-shaping machine with CNC model 5A140MF5 manufactured by the Ryazan Machine-Tool Plant.

Claims

1. A CNC gear-shaping machine containing a bed with longitudinal guides, a table mounted on a rack stand, a caliper with a dolbyak spindle and a numerical control system (CNC), the table contains beds installed with the possibility of moving along the longitudinal guides and equipped with an appropriate slide drive and installed in the slide with the possibility of rotation around its vertical axis and equipped with a corresponding drive table spindle, the support is mounted on a rack with the possibility of its swinging in a vert in an ideal plane parallel to the longitudinal guides of the bed, and is equipped with an appropriate drive, the spindle of the dolbyak is installed in the support with the possibility of reciprocating movement in the vertical direction and rotation relative to its vertical axis and is equipped with corresponding drives, the inputs of the CNC system are connected to the sensors of zero positions and movements of the spindle of the dolbyak , table spindle, table and caliper slide, and the CNC system outputs through the converters are connected to the movement drives of these nodes, distinguishing the fact that it is equipped with an additional adjustable reversible engine of rotational motion and a device for controlling the direction of its rotation, the housing of this engine is mounted on a support, and the shaft is connected to the spindle of the dolby with the possibility of transmitting rotation, while the device for controlling the direction of rotation of this engine is set in such a position, that during the entire cycle of processing the workpiece, the shaft of this engine loads the spindle of the cutter in the same direction in which the spindle is rotated by its rotation drive.

2. The gear shaping machine according to claim 1, characterized in that the bed is provided with transverse guides, and the rack is mounted to move along the transverse guides of the bed and is equipped with an appropriate mechanism.

3. The gear-shaping machine according to claim 1 or 2, characterized in that the additional adjustable reversible rotational motor is made in the form of a hydraulic motor, and the control device for the direction of its rotation is made in the form of a hydraulic distributor with electromagnetic control.

4. The gear shaping machine according to claim 1 or 2, characterized in that the reciprocating drive of the cutter spindle is made in the form of an electric motor, the output shaft of which is connected through a set of gears to a horizontally located drive shaft, fixed to the axis of the drive shaft eccentrically to its axis a finger, and a stone is put on the finger, interacting with the walls of a horizontal groove made in a sleeve connected to the spindle of a dolbyak, while the sleeve is mounted coaxially with the spindle of the dolbyak and connected to it zhnosti spindle rotation relative to the hub and to transmit force from the spindle sleeve in the axial direction.

5. The gear shaping machine according to claim 4, characterized in that the finger is mounted with the ability to move in a radial direction relative to the axis of the drive shaft and is equipped with a corresponding mechanism.

6. The gear shaping machine according to claim 1 or 2, characterized in that the reciprocating drive of the spindle of the dolbyak is made in the form of a linear electric motor, the fixed part of which is fixed to the support, and the movable part moves parallel to the axis of the spindle and is attached to the sleeve connected to the spindle dolbyak, while the sleeve is mounted coaxially with the spindle of the dolbyak and connected with it with the possibility of rotation of the spindle relative to the sleeve and with the possibility of transmitting force from the sleeve to the spindle in the axial direction.

7. The gear shaping machine according to claim 1 or 2, characterized in that the caliper swing drive relative to the rack is made in the form of a cam fixed to the drive shaft and a roller interacting with it, the axis of which is connected to the caliper by an eccentric linkage mechanism.

8. The gear shaping machine according to claim 1 or 2, characterized in that the caliper swing drive relative to the rack is made in the form of a linear electric motor, the fixed part of which is fixed to the rack, and the movable part is connected to the caliper and moves perpendicular to the axis of the spindle.

9. The gear-shaping machine according to claim 1 or 2, characterized in that the rotary spindle drive is made in the form of a worm gear, the worm of which is fixed in the caliper and connected to the output shaft of the electric motor through a set of gears, and the worm wheel is mounted coaxially with the cutter spindle and connected to it with the possibility of transmitting rotation from the worm wheel to the spindle and with the possibility of moving the spindle relative to the wheel in the axial direction.

10. The gear shaping machine according to claim 1 or 2, characterized in that the rotation drive of the spindle of the dolbyak is made in the form of a toroidal electric motor, the stator of which is fixed in the caliper, and the rotor is mounted coaxially with the spindle of the dolbyak and connected to it with the possibility of transmitting rotation from the rotor to the spindle and with the ability to move the spindle relative to the rotor in the axial direction.

11. The gear shaping machine according to claim 1 or 2, characterized in that the table spindle rotation drive is made in the form of a worm gear, the worm of which is fixed in the table slide and connected to the output shaft of the electric motor through a set of gears, and the worm wheel is coaxially mounted on the table spindle .

12. The gear shaping machine according to claim 1 or 2, characterized in that the table spindle rotation drive is made in the form of a toroidal electric motor, the stator of which is fixed in the table slide, and the rotor is coaxially mounted on the table spindle.

13. The gear-shaping machine according to claim 1 or 2, characterized in that the drive for moving the table slide along the longitudinal guides of the bed is made in the form of a screw-nut rolling transmission, the screw of which is connected to the table slide, and the rolling nut receives rotation from the electric motor.

14. The gear-shaping machine according to claim 1 or 2, characterized in that the drive for moving the table slide along the longitudinal guides of the bed is made in the form of a linear electric motor, the fixed part of which is fixed to the bed, and the movable part is connected to the table slide and moves parallel to the longitudinal guides of the bed.

15. The gear shaping machine according to claim 1 or 2, characterized in that the table is equipped with hydraulic cylinders for clamping the table slide to the longitudinal guides of the bed.