SU1326184A3 - Станок дл нарезани зубчатой рейки с переменным шагом и наклоном зубьев - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автомобилестроени  и может быть использовано дл  изготовлени  зубчатых реек дл  рулевых механизмов машин. Цель изобретени  - упрощение изготовлени  реек и повьш1ение их надежности за счет создани  упрощенной конструкции инструмента, не требующего переточек . Станок имеет станину 2, на которой размещены зажимное приспособление , перемещаемое в трех взаимно перпендикул рных направлени х и по криволинейной траектории, соответствую-, щей части профил  зуба зубчатой рей37 Ьэ IsD О5 36 Jf 00 4 Ы

Description

ки, с использованием копира 19, и держатель резца 29, несущий режущий инструмент 28, выполненный в виде зуба винтового зубчатого колеса с двум  боковыми режущими кромками. Инструмент 28 установлен с возможностью поворота и возвратно-поступательного перемещени  между двум  пределами в плоскости, в которой инструмент расположен перпендикул рно шпинделю. Указанные перемещени  осу1

Изобретение относитс  к автомобилестроению и может быть использовано дл  изготовлени  рулевых механизмов машин.

Цель изобретени  - упрощение изготовлени  реек и поБьшение надежности 371 счет создани  упрощенной конструкции инструмента, не требующего переточек.

На фиг. 1 изображен станок, обпщй вид; на фиг. 2 - схема образовани  криволинейной траектории движени  зубчатой рейки в процессе ее обработки с иллюстрацией ее рабочего положени ; .на фиг. 3 - разрез на фиг.1 на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг, 5 - схема способа обработки рейки ( фрагмент обработки одной впадины ); на фиг. 6 - зубчата  рейка,под- лежаща  нарезаник) при установке режущего инструмента перпендикул рно к плоскости зубьев зубчатой рейки.

Станок предназначен дл  нарезани  зубчатой рейки 1 с переменным шагом и наклоном зубьев, котора  впоследствии предназначена дл  взаимодействи  с винтовым зубчатым колесом (не обозначено )в нулевых механизмах автомобилей.

Станок имеет станину 2. Зубчата  рейка 1 зажата в зажимном приспособлении 3, размещенном на станине. Во врем  нарезани  зубьев зубчатой рейки она перемещаетс  относительно станины 2 станка одновременно в трех на- правлени х X, Y и Z.

Вертикальное перемещение Z зажимного приспособлени  3 обеспечиваетс 

ществлс иы между двум  пределами в плоскости, в которой инструмент расположен перпендикул рно к плоскости зубьев зубчатой рейки, посредством шпинде.п  30, размещенного в инструментальной головке 24, взаимодействующей с ползу}юм 32, приводиь« 1м в движение шатуном 33 от кривошипного диска 34, соединенного с приводом 35. 1 3 . п. ф-лы, 6 ил.

.

0

g

5

5

0

его движением в направл ющей 4 при регулировании трехразмерным шаблоном 5. Толкатель 6, присоединенный к рычагу 7, перемещаетс  по поверхности шаблона 5 в соответствии с перемещени ми X и Y, переданными к направл ющей 4, и заставл ет рычаг 7 подниматьс  и опускатьс  на небольшой угол вокруг оси щтифта 8.

Штифт 8, закрепленный в направл ющей 9, имеет зксцентрично установленный выступ 10, который входит в паз 1I в зажимном приспособлении направл ющей 4. Вес рычага 7 таков, что заставл ет толкатель 6 все врем  находитьс  в контакте с шаблоном 5. Перемещение Z слу сит дл  регулировани  межцентрового рабочего рассто ни  зубчатой рейки, подлежащей нарезанию , до зубчатого колеса при установке в рулевой механизм.

Салазки 12, предназначенные дл  перемещени  в направлении X, перемещаютс  по направл ющей в салазках 13, предназначенных дл  перемещени  в направлении Y, которые далее скольз т в направл ющей 14, прикрепленной к станине 2,

Салазки 3 привод тс  в движение с помощью мотора 15 и ходового винта 16,  вл ющегос  составной частью механизма перемещени  зажимного приспособлени .

Са газки 12 перемещаютс  с помощью, токател  17, закрепленного в рычаге 18 салазок 12 и взаимодействующего с копиром 19, установленным на каретке 20.

Копир 19 ие перемещаетс  во врем  нарезани  каждого зуба, а поворачиваетс  или перемещаетс  относительно каретки 20, на которой он установлен с возможностью скольжени , на равные ступени, после завершени  резани  каждого промежутка между зубь ми. Это может быть осуществлено путем перемещени  копира 19 на фиксирован- ную величину каждый раз, равную осевому шагу зубчатого колеса (рассто ние а на фиг.2), либо вручную, либо с помощью соответствующего сервомотора и ходового винта 21, Дл  ручной работы достаточно снабдить копир 19 р дом отверстий 22, расположенных точно на рассто нии осевого щага зубчатого колеса, и перемещать штифт 23 из-одного отверсти  в другое. В этом случае каретка 20 и сервомотор с ходовым винтом 21 не требуют-с , а копир 19 остаетс  неподвижным относительно станины 2 во врем  нарезани  промежутка между зубь ми.

Шаблон 5, каретка 20 и инструментальна  головка 24 установлена с возможностью разворота на углы с соответственно вокруг стержней 25 - 27 относительно нормалей к оси нарезае- мой зубчатой рейки 1 . Этот угол о точно соответствует углу ft установки зубчатого колеса (фиг, 2).

Режущий инструмент 28 закреплен в держателе резца 29, который установлен в шпи1щеле 30. Держатель резца 29 размещен с возможностью поворота вокруг штифта 31 на небольшой угол дл  отвода инструмента при обратном

оДё.

Шпиндель 30 колеблетс  в цапфах, предусмотренных в инструментальной головке 24, как аксиально, так и вра щательно, путём воздействи  ползуна 32, который движетс  возвратно- поступательно в направл ющей, предусмотренной в головке 24, под действием шатуна 33, приводимого в движение с помощью пальца кривошипа, соединенного с кривошипным диском 34, св занным с приводом 35 через зубчатое колесо 36. Вал (не обозначен ), несущий кривошипный диск 34, закреплен в головке 24 и несет на конце, противоположном кривошипному диску 34 копир 37.

Ползун 32 несет зубчатую рейку 38 котора  входит в зацепление с шестерней 39, нарезанной на шпинделе 30.

5 0 5

о

0

5

0

8Д-1

Шпиндель 30(ФИ1 . 4) несет также закрепленный на нем инлкоопрагэш п рычаг 40 с выступом 41 , вход иим в зацепление с ппзом 42 в каретке 43, установленной под некоторым углом v

i

К направлению переме1депи  ползуна 32. Каретка 43 установлена с предварительно заданным углом j- и пр крепле- на к ползуну 32 с помошью гайки 44,, Вилкообразньш рычаг 40 зафиксирован от вращени  вокруг оси шпиндел  посредством штифта 45, закрепленного в головке 24 и вход щего в контакт с зубцами вилкообразного рычага.

При возвратно-поступательном движении шатуна 33 шпиндель 30 отклон етс  на некоторый установленньш угол, а вилкообразный рычаг 40 приходит в осевое движение по оси шпиндел  30, вызыва  при этом одновременное аксиальное возвратно-поступательное движение его. Величина такого возвратно-поступательного перемещени  зависит от угла г (против часовой стрелки производить п равостороннюю винтовую нарезку J.

В варианте исполнени  шпиндел  (фиг.З) держатель резца 29 показан в режущем положении, где он удерживаетс  клином 46, который входит в зацепление с угловым пазом 47, выполненным на конце держател  резца 29,

Перемещение клина 46 от штифта 31. заставл ет конец держател  резца 29 опускатьс  вниз, пока он не будет контактировать с противоположной стороной отверсти  в шпинделе 30, поднима  и опуска  режущий инструмент с

Клин 46 перемещаетс  на небольшое рассто ние аксиально в шпинделе 30 в конце его хода одновременно с аксиальным и вращательным движени ми шпиндел  под действием копира 37.

Угловой рычаг 48, вращающийс  по отношению к головке 24 на штифте 49, несет толкатель 50.,взаимодействуюший с пазом 51 копира 37, а на другом его конце размещен зубчатый сектор 52, который входит в зацепле ие с эксцентриком 53, закрепленным на шпинделе 30, которыр входит в зацепление с зубчатым сектором 52. Эксцентрик 53 размещен с возможностью аксиального перемещени  со шпинделем 30 и имеет винтовой паз 54, с которым входит в зацепление штифт 55, проход щий через аксиальный паз 56 в шплпдапе 30 и затем через отверстие Б стержне 57.

5 13 Этот стержень проходит аксиально внутри шпиндел  с возможностью взаимодействи  с клином 46.

Паз 51 копира 37 выполнен по радиусу в области контакта с кривошип- ным диском ЗА, св занным с перемещением ползуна 32 и шпиндел  30, т.е. когда резец выходит из контакта с обрабатываемой заготовкой, Толкатель 50 при движении взаимодействует через зубчатый сектор 52 с эксцентриком и разворачивает последний на некоторьп ; угол относительно шпиндел  30, а штифт 55 аксиально перемеш,аетс , что влечет за собой перемещение стерж- н  57 возвратно-поступательно, что в совокупности перемещает резец в направлении С и D.

Во врем  резани  резец движетс  по винтовому пути вдоль и вокруг оси 00. Режущий инструмент 28 представл ет собой зуб винтового зубчатого колеса с двум  боковыми режущими кромками.

Держатель резца 29 поворачиваетс  в шпинделе 30 вокруг штифта 31 у каж догст конца возвратно-поступательного движени  шпиндел , заставл   резец двигатьс  в направлении С, когда он достигает положени  I и в направле- НИИ D, когда он достигает положени  Л. С помощью таких средств резец , возвращаетс  после винтового хода резани  вперед свободно от поверхности , котора  только что нарезана.

Передн   поверхность 58 режущего инструмента, имеюща  центральную ось , имеет вид сечени  по одному зубу з бчатого колеса и во врем  каждого хода резани  выполн ет тра- екторию части спирали зубчатой рейки I. Режущий инструмент 28 направле перпендикул рно к плоскости зубьев зубчатой рейки.

Возвратно-поступательное движение инструмента вдоль оси 00 в сочетании с вращением против часовой стрелки, т.е. спиральное движение с правым ходом , переносит вершину режущего инструмента из первоначального положе- ни  в начале хода резани  в конечное положение. Во врем  холостого хода режуЕций инструмент отклон етс , чтобы возобновить положение дл  начала резани . Точка пересечени  централь- ной оси передней поверхности и оси шпиндел  00 в положении, когда режущий инструмент перпендикул рен к плоскости зубчатой рейки, обозна4 6

ченг; «. Во врем  калсдого хода резани  точка f перемещаетс  по пути gg до образовани  поверхности IJj в виде желоба. Изменение направлени  gg приводит к образованию промежутка между зубь ми рейки от U-об- разного сечени  у одного конца (поверхность IV) до и-образного сечени  у другого конца (поверхность V) вследствие этого угол давлени  U-образного сечени  меньше угла давлени  и-образного сечени  и измен етс  шаг зубьев. Зубчатое колесо 59 с осью предназначено дл  последующей работы с нарезаемой репкой, имеющей ось . Рейка расположена под углом jb по отношению к оси 0302. Рейка имеет переменный шаг (t /t tj t. и т.д.). Осевой шаг зубчатого колеса , предназначенного дл  зацеплени  с рейкой, различен (не обозначено).

Таким образом, зубь  зубчатой рейки имеют переменный шаг, переменный угол наклона зубьев и переменньй угол профил  на концах.

Станок работает следующим образом. Салазки 13 расположены в нача.чь- ном положении в удалении от режущего инструмента. Копир 19 размещен в крайнем положении посредством штифта 23, размещенного в первом отверстии 22. Начинаетс  нарезание первого зуба рейки. Включают привод 35 и режущий инструмент движетс  взад-вперед по своему винтовому пути. Мотор 15 начинает работать, салазки медленно перемещают резец вперед, это продолжаетс  до тех пор, пока не закончитс  обработка первого промежутка . Необходимое аксиальное перемещение зубчатой рейки осуществл етс , поскольку толкатель 17, вход щий в зацепление с копиром 19, передает необходимую часть траектории пути gg салазкам 12. Когда резание первого промежутка завершаетс , мотор 15 останавливаетс  и привод 35 останавливаетс  в положении, при котором резец освобождаетс . Далее мотор 15 совершает обратное движение и быстро перемещает салазки 13 обратно, в первоначальное положение. Копир 19 перемещаетс  на одно отверстие путем перемещени  штифта 23 во второе отверстие (на рассто ние, равное аксиальному шагу зубчатого колеса), и цикл повтор етс  до тех пор; цока все -промежутки между зубь ми не будут обработаны .

.

Шаблон 5 обеспечивает необходимое перемещение поднимани  и опускани  зубчатой рейки.

Если ручна  установка шаблона замен етс  сервомотором и ходовым винтом 21 и если этот сервомотор приспособлен дл  установки салазок шаблона каждый раз, когда мотор 15 возвращает салазки 13 к первоначальному по- ложению, подготовленному дл  нарезани  следующего зуба, тогда весь процесс нарезани  зубчатой рейки осуществл етс  автоматически.

Claims (2)

1. Станок дл  нарезани  зубчатой рейки с переменным шагом и наклоном зубьев, предназначенной дл  взаимодействи  с винтовым зубчатым колесом в рулевых механизмах, на станине которого размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещени  шпиндель с инструментом и за- жимное приспособление, механизм пере

Q

5

5

0

18А8

мещени  которого включает копир, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  изготовлени  реек и повьш1ени  надежности, инструмент . представл ет собой держатель со смонтированным в нем режущим элементом в виде зуба винтового зубчатого колеса с двум  боковыми режущими кромками, при этом шпиндель установлен с возможностью поворота, причем поворот и возвратно-поступательное перемещение производ тс  между двум  пределами в плоскости, в которой инструмент расположен перпендикул рно к плоскости зубьев зубчатой рейкиj а перемещение зажимного приспособлени  произведено дл  нарезани  одного зуба по криволинейной траектории, соответствующей части профил  зуба зубчатой рейки.

2. Станок ПОП.1, отличающийс  тем, что в механизм перемещени  зажимного приспособлени  введены по крайней мере два сервомотора и ходовой винт.

Ог

Фиг. 2

53 56 55

Б-В

Фаг.З

.52

Фиг.

28

-i /

/ 17 VX

J7

U2.6