Станок для нарезания зубчатой рейки с переменным шагом и наклоном зубьев - SU1326184A3
Код документа: SU1326184A3
Чертежи
Описание
ки, с использованием копира 19, и держатель резца 29, несущий режущий инструмент 28, выполненный в виде зуба винтового зубчатого колеса с двумя боковыми режущими кромками. Инструмент 28 установлен с возможностью поворота и возвратно-поступательного перемещения между двумя пределами в плоскости, в которой инструмент расположен перпендикулярно шпинделю. Указанные перемещения осу1
Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано для изготовления рулевых механизмов машин.
Цель изобретения - упрощение изготовления реек и поБьшение надежности 371 счет создания упрощенной конструкции инструмента, не требующего переточек.
На фиг. 1 изображен станок, обпщй вид; на фиг. 2 - схема образования криволинейной траектории движения зубчатой рейки в процессе ее обработки с иллюстрацией ее рабочего положения; .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 - зубчатая рейка,под- лежащая нарезаник) при установке режущего инструмента перпендикулярно к плоскости зубьев зубчатой рейки.
Станок предназначен для нарезания зубчатой рейки 1 с переменным шагом и наклоном зубьев, которая впоследствии предназначена для взаимодействия с винтовым зубчатым колесом (не обозначено )в нулевых механизмах автомобилей.
Станок имеет станину 2. Зубчатая рейка 1 зажата в зажимном приспособлении 3, размещенном на станине. Во время нарезания зубьев зубчатой рейки она перемещается относительно станины 2 станка одновременно в трех на- правлениях X, Y и Z.
Вертикальное перемещение Z зажимного приспособления 3 обеспечивается
ществлс иы между двумя пределами в плоскости, в которой инструмент расположен перпендикулярно к плоскости зубьев зубчатой рейки, посредством шпинде.пя 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 направляющей 4 при регулировании трехразмерным шаблоном 5. Толкатель 6, присоединенный к рычагу 7, перемещается по поверхности шаблона 5 в соответствии с перемещениями X и Y, переданными к направляющей 4, и заставляет рычаг 7 подниматься и опускаться на небольшой угол вокруг оси щтифта 8.
Штифт 8, закрепленный в направляющей 9, имеет зксцентрично установленный выступ 10, который входит в паз 1I в зажимном приспособлении направляющей 4. Вес рычага 7 таков, что заставляет толкатель 6 все время находиться в контакте с шаблоном 5. Перемещение Z слуясит для регулирования межцентрового рабочего расстояния зубчатой рейки, подлежащей нарезанию , до зубчатого колеса при установке в рулевой механизм.
Салазки 12, предназначенные для перемещения в направлении X, перемещаются по направляющей в салазках 13, предназначенных для перемещения в направлении Y, которые далее скользят в направляющей 14, прикрепленной к станине 2,
Салазки 3 приводятся в движение с помощью мотора 15 и ходового винта 16, являющегося составной частью механизма перемещения зажимного приспособления .
Са газки 12 перемещаются с помощью, токателя 17, закрепленного в рычаге 18 салазок 12 и взаимодействующего с копиром 19, установленным на каретке 20.
Копир 19 ие перемещается во время нарезания каждого зуба, а поворачивается или перемещается относительно каретки 20, на которой он установлен с возможностью скольжения, на равные ступени, после завершения резания каждого промежутка между зубьями. Это может быть осуществлено путем перемещения копира 19 на фиксирован- ную величину каждый раз, равную осевому шагу зубчатого колеса (расстояние а на фиг.2), либо вручную, либо с помощью соответствующего сервомотора и ходового винта 21, Для ручной работы достаточно снабдить копир 19 рядом отверстий 22, расположенных точно на расстоянии осевого щага зубчатого колеса, и перемещать штифт 23 из-одного отверстия в другое. В этом случае каретка 20 и сервомотор с ходовым винтом 21 не требуют-ся, а копир 19 остается неподвижным относительно станины 2 во время нарезания промежутка между зубьями.
Шаблон 5, каретка 20 и инструментальная 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 для отвода инструмента при обратном
оДё.
Шпиндель 30 колеблется в цапфах, предусмотренных в инструментальной головке 24, как аксиально, так и вра щательно, путём воздействия ползуна 32, который движется возвратно- поступательно в направляющей, предусмотренной в головке 24, под действием шатуна 33, приводимого в движение с помощью пальца кривошипа, соединенного с кривошипным диском 34, связанным 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 которая 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 , входяиим в зацепление с ппзом 42 в каретке 43, установленной под некоторым углом v
i
К направлению переме1депия 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 вращения вокруг оси шпинделя посредством штифта 45, закрепленного в головке 24 и входящего в контакт с зубцами вилкообразного рычага.
При возвратно-поступательном движении шатуна 33 шпиндель 30 отклоняется на некоторый установленньш угол, а вилкообразный рычаг 40 приходит в осевое движение по оси шпинделя 30, вызывая при этом одновременное аксиальное возвратно-поступательное движение его. Величина такого возвратно-поступательного перемещения зависит от угла г (против часовой стрелки производить п равостороннюю винтовую нарезку J.
В варианте исполнения шпинделя (фиг.З) держатель резца 29 показан в режущем положении, где он удерживается клином 46, который входит в зацепление с угловым пазом 47, выполненным на конце держателя резца 29,
Перемещение клина 46 от штифта 31. заставляет конец держателя резца 29 опускаться вниз, пока он не будет контактировать с противоположной стороной отверстия в шпинделе 30, поднимая и опуская режущий инструмент с
Клин 46 перемещается на небольшое расстояние аксиально в шпинделе 30 в конце его хода одновременно с аксиальным и вращательным движениями шпинделя под действием копира 37.
Угловой рычаг 48, вращающийся 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 перемещения со шпинделем 30 и имеет винтовой паз 54, с которым входит в зацепление штифт 55, проходящий через аксиальный паз 56 в шплпдапе 30 и затем через отверстие Б стержне 57.
5 13 Этот стержень проходит аксиально внутри шпинделя с возможностью взаимодействия с клином 46.
Паз 51 копира 37 выполнен по радиусу в области контакта с кривошип- ным диском ЗА, связанным с перемещением ползуна 32 и шпинделя 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 шпинделя 30, а штифт 55 аксиально перемеш,ается, что влечет за собой перемещение стерж- ня 57 возвратно-поступательно, что в совокупности перемещает резец в направлении С и D.
Во время резания резец движется по винтовому пути вдоль и вокруг оси 00. Режущий инструмент 28 представляет собой зуб винтового зубчатого колеса с двумя боковыми режущими кромками.
Держатель резца 29 поворачивается в шпинделе 30 вокруг штифта 31 у каж догст конца возвратно-поступательного движения шпинделя, заставляя резец двигаться в направлении С, когда он достигает положения I и в направле- НИИ D, когда он достигает положения Л. С помощью таких средств резец , возвращается после винтового хода резания вперед свободно от поверхности , которая только что нарезана.
Передняя поверхность 58 режущего инструмента, имеющая центральную ось , имеет вид сечения по одному зубу з бчатого колеса и во время каждого хода резания выполняет тра- екторию части спирали зубчатой рейки I. Режущий инструмент 28 направле перпендикулярно 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- ния в начале хода резания в конечное положение. Во время холостого хода режуЕций инструмент отклоняется, чтобы возобновить положение для начала резания. Точка пересечения централь- ной оси передней поверхности и оси шпинделя 00 в положении, когда режущий инструмент перпендикулярен к плоскости зубчатой рейки, обозна4 6
ченг; «. Во время калсдого хода резания точка f перемещается по пути gg до образования поверхности IJj в виде желоба. Изменение направления gg приводит к образованию промежутка между зубьями рейки от U-об- разного сечения у одного конца (поверхность IV) до и-образного сечения у другого конца (поверхность V) вследствие этого угол давления U-образного сечения меньше угла давления и-образного сечения и изменяется шаг зубьев. Зубчатое колесо 59 с осью предназначено для 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 для зацепления с рейкой, различен (не обозначено).
Таким образом, зубья зубчатой рейки имеют переменный шаг, переменный угол наклона зубьев и переменньй угол профиля 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. Начинается нарезание первого зуба рейки. Включают привод 35 и режущий инструмент движется взад-вперед по своему винтовому пути. Мотор 15 начинает работать, салазки медленно перемещают резец вперед, это продолжается до тех пор, пока не закончится обработка первого промежутка . Необходимое аксиальное перемещение зубчатой рейки осуществляется, поскольку толкатель 17, входящий в зацепление с копиром 19, передает необходимую часть траектории пути gg салазкам 12. Когда резание первого промежутка завершается, мотор 15 останавливается и привод 35 останавливается в положении, при котором резец освобождается. Далее мотор 15 совершает обратное движение и быстро перемещает салазки 13 обратно, в первоначальное положение. Копир 19 перемещается на одно отверстие путем перемещения штифта 23 во второе отверстие (на расстояние, равное аксиальному шагу зубчатого колеса), и цикл повторяется до тех пор; цока все -промежутки между зубьями не будут обработаны .
.
Шаблон 5 обеспечивает необходимое перемещение поднимания и опускания зубчатой рейки.
Если ручная установка шаблона заменяется сервомотором и ходовым винтом 21 и если этот сервомотор приспособлен для установки салазок шаблона каждый раз, когда мотор 15 возвращает салазки 13 к первоначальному по- ложению, подготовленному для нарезания следующего зуба, тогда весь процесс нарезания зубчатой рейки осуществляется автоматически.
Формула изобретения
1. Станок для нарезания зубчатой рейки с переменным шагом и наклоном зубьев, предназначенной для взаимодействия с винтовым зубчатым колесом в рулевых механизмах, на станине которого размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения шпиндель с инструментом и за- жимное приспособление, механизм пере
Q
5
5
0
18А8
мещения которого включает копир, отличающийся тем, что, с целью упрощения изготовления реек и повьш1ения надежности, инструмент . представляет собой держатель со смонтированным в нем режущим элементом в виде зуба винтового зубчатого колеса с двумя боковыми режущими кромками, при этом шпиндель установлен с возможностью поворота, причем поворот и возвратно-поступательное перемещение производятся между двумя пределами в плоскости, в которой инструмент расположен перпендикулярно к плоскости зубьев зубчатой рейкиj а перемещение зажимного приспособления произведено для нарезания одного зуба по криволинейной траектории, соответствующей части профиля зуба зубчатой рейки.
2. Станок ПОП.1, отличающийся тем, что в механизм перемещения зажимного приспособления введены по крайней мере два сервомотора и ходовой винт.
Реферат
Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано для изготовления зубчатых реек для рулевых механизмов машин. Цель изобретения - упрощение изготовления реек и повьш1ение их надежности за счет создания упрощенной конструкции инструмента, не требующего переточек . Станок имеет станину 2, на которой размещены зажимное приспособление , перемещаемое в трех взаимно перпендикулярных направлениях и по криволинейной траектории, соответствую-, щей части профиля зуба зубчатой рей37 Ьэ IsD О5 36 Jf 00 4 Ы
Формула
