PL204295B1 - Sposób kształtowania uzębienia ślimacznicy współpracującej ze ślimakiem dwuskokowym na frezarce sterowanej numerycznie - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób kształtowania uzębienia ślimacznicy współpracującej ze ślimakiem dwuskokowym, umożliwiającym okresowe kasowanie luzu w przekładni przez jego osiowe przemieszczenie. Ślimak dwuskokowy jest to ślimak walcowy, w którym różnoimienne powierzchnie zwoju mają różny skok. Aby współpraca ślimaka i ślimacznicy była prawidłowa, ślimacznica powinna być nacięta, bez względu na metodę obróbki, narzędziem o kształtach i wymiarach tak dobranych, aby podczas obróbki krawędzie skrawające poruszające się względem ślimacznicy odtwarzały w przestrzeni powierzchnie śrubowe ślimaka, z którym ślimacznica ma współpracować.

Znane są sposoby obróbki uzębienia ślimacznicy metodą promieniową i styczną. W metodzie promieniowej narzędziem jest frez ślimakowy dwuskokowy. Powierzchnie boczne zębów ślimacznicy kształtuje szereg ostrzy. Im więcej ostrzy skrawających, tym odwzorowanie ewolwenty jest dokładniejsze. Narzędzie w postaci freza ślimakowego dwuskokowego jest związane z obrotami koła ślimakowego za pomocą kół zmianowych. Podczas procesu nacinania następuje zmniejszanie odległości osi przez przesuw obrabianego koła w kierunku promieniowym ku frezowi na odległość równą odległości osi w danej przekładni ślimakowej. Wadą metody jest kosztowne narzędzie oraz ścinanie wierzchołków zębów. W metodzie stycznej narzędziem jest pojedynczy nóż osadzony w trzpieniu. Nóż ma zarys i wymiary odpowiadające najwęższemu przekrojowi zwoju ślimaka. Obróbka odbywa się w dwóch przejściach roboczych, każde z innym skokiem, co powoduje odzwierciedlenie ślimaka dwuskokowego w przestrzeni. Ze względu na to, w trakcie obróbki musi nastąpić zmiana posuwu osiowego i to w taki sposób, aby chwilowa przerwa w ciągłości łańcucha kinematycznego nie spowodowała zmiany we wzajemnej relacji między stołem podziałowym a saniami przesuwu stycznego. Zmiany skoków dokonuje się przez zmianę kół zębatych gitary w łańcuchu kinematycznym ruchu odtaczania, co jest procesem trudnym i czasochłonnym.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu nacinania uzębienia ślimacznicy, współpracującego ze ślimakiem dwuskokowym nie wykazującej wad powyższych metod i pozwalającej na szybkie i dokładne wykonanie koła ślimakowego. Metoda według wynalazku pozwala na bezstopniową zmianę przełożeń w łańcuchu kinematycznym ruchu odtaczania i łatwe utrzymanie punktów bazowych.

Cel ten według wynalazku został osiągnięty w ten sposób, że zastosowano frezarkę numeryczną oraz wrzeciono przedmiotowe w postaci stołu obrotowego umieszczonego na stole frezarki. Ruch obrotowy narzędzia jest sprzężony z ruchem wrzeciona przedmiotowego za pomocą przekładni elektronicznej. Narzędzie jednoostrzowe jest umieszczone we wrzecionie frezarki a nacinane koło ślimakowe we wrzecionie stołu obrotowego. Istotą wynalazku jest kształtowanie uzębienia ślimacznicy, które polega na tym, że obróbka odbywa się w dwóch przejściach, przy czym dane wejściowe procesu kształtowania ślimacznicy to jest skok większy P2, skok mniejszy Pi, posuw f_s, liczba zębów ślimacznicy Z2, droga narzędzia L, parametry niezmienne czyli prędkość kątowa wrzeciona ω&, posuw fź, oraz punkt wyjściowy (bazowy) dla osi X, Y, Z, A, C są dla tych dwóch przejść jednakowe, następnie przetwarza się parametry zmienne zależne od danego skoku wyrażone za pomocą zmiennej pomocniczej j, gdzie dla pierwszego przejścia zakłada się j=1, czyli na przykład p=p₂, otrzymuje się prędkość kątową tarczy stołu ω§2 i nacina się uzębienie ślimacznicy kształtując jedną stronę zęba, następnie wraca się do punktu ujściowego i przystępuje do drugiego przejścia kształtującego dla drugiej strony zęba przy j=2, czyli dla tego przykładu p=p₁, otrzymuje się prędkość kątową tarczy stołu Osi- Po drugim przejściu kształtującym, uzębienie ślimacznicy jest gotowe.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony na rysunku, gdzie na fig. 1 przedstawiono w dwóch rzutach schemat kinematyczny sposobu kształtowania uzębienia ślimacznicy współpracującej ze ślimakiem dwuskokowym na frezarce sterowanej numerycznie, na fig. 2 schemat blokowy procesu kształtowania uzębienia ślimacznicy.

We wrzecionie frezarki sterowanej numerycznie jest osadzone narzędzie 1 z zamocowaną skrawającą płytką 2- Wymiary płytki skrawającej 2 są odpowiednio dobrane do wymaganego zarysu wrębu nacinanego ślimakowego koła 3- ślimacznica 3 jest umocowana na tarczy 4 stołu obrotowego będącego wrzecionem przedmiotowym- W metodzie kształtowania według wynalazku występują trzy ruchy: ruch obrotowy wrzeciona frezarki, ruch obrotowy wrzecion przedmiotowego (stołu obrotowego) i posuw narzędzia 1- Kształtowanie odbywa się z podziałem ciągłym. Podział ciągły łączy ruch obrotowy wrzeciona przedmiotowego z ruchem obrotowym wrzeciona w ten sposób, że jednemu obrotowi narzędzia odpowiada obrót ślimacznicy 3 o jedną podziałkę lub o liczbę podziałek odpowiadającą liczbie zwojów ślimaka. W celu uzyskania ruchu odtaczania wymagane jest powiązanie ruchu tarczy 4

PL 204 295 B1 stołu obrotowego z ruchem posuwowym narzędzia 1. Ruch obrotowy wrzeciona przedmiotowego jest sprzężony z ruchem obrotowym narzędzia za pomocą przekładni elektronicznej nie uwidocznionej na rysunku. Proces obróbki odbywa się w dwóch przejściach z jednego położenia wyjściowego, przy czym w każdym z tych przejść jest inne przełożenie przekładni elektronicznej.

Do układu sterowania obrabiarki wprowadza się dane wejściowe 5 takie jak: skok większy p₂, skok mniejszy 21, posuw f₈, liczba zębów z₂ ślimacznicy 3, droga L narzędzia 1. Następnie obliczane są parametry 6 niezmienne dla całego procesu kształtowania, którymi są prędkość kątowa wrzeciona ω^. posuw fż. Wszystkie osie sterowane numeryczne X, Y, Z, A, C zostają ustawione na bazie, która jest punktem wyjściowym dla obu przejść. Ponieważ proces kształtowania odbywa się w dwóch przejściach zastosowano zmienną pomocniczą j, która dla pierwszego przejścia jest równa jeden, a dla drugiego przejścia dwa. Gdy j=1, przejście pierwsze, to zostaje przyjęty skok większy p (lub mniejszy p) 7 oraz jest obliczany parametr, zależny od danego skoku p, którym jest prędkość kątowa 8 tarczy stołu o.s2 (lub ωι). Następuje kształtowanie 9 uzębienia ślimacznicy 3. Po skończonej obróbce 9 osie X, Y, Z, A, C ustawiają się w tym samym punkcie wyjściowym co dla pierwszego przejścia. Zmienna pomocnicza j przyjmuje wartość dwa 10, co oznacza, że dla drugiego przejścia zostaje przyjęty skok mniejszy ρ (lub większy p) 7 i obliczana jest prędkość kątowa 8 tarczy stołu ω§2 lub ω^. Następuje drugie przejście kształtujące 9 uzębienia ślimacznicy 3, po którym uzębienie ślimacznicy 3 jest gotowe.

Claims (1)

1. Sposób kształtowania uzębienia ślimacznicy współpracującej ze ślimakiem dwuskokowym na frezarce sterowanej numerycznie, w której ruch obrotowy narzędzia jest sprzężony z ruchem obrotowym wrzeciona przedmiotowego za pomocą przekładni elektronicznej, znamienny tym, że obróbka odbywa się w dwóch przejściach z jednego położenia wyjściowego narzędzia i przedmiotu obrabianego, w którym zarys narzędzia jest zgodny z zarysem zwoju ślimaka, przy czym w każdym z tych przejść jest inne przełożenie kinematyczne pomiędzy narzędziem a wrzecionem przedmiotowym, przy czym dane wejściowe (5) procesu kształtowania ślimacznicy (3) to jest skok p2, skok mniejszy p1 posuw fs, liczba zębów z2 ślimacznicy (3), droga L narzędzia (1), parametry niezmienne (6) czyli prędkość kątowa wrzeciona o_w, posuw f_z, oraz punkt wyjściowy (bazowy) dla osi X, Y, Z, A, C są dla tych dwóch przejść jednakowe, następnie przetwarza się parametry zmienne zależne od danego skoku wyrażone za pomocą zmiennej pomocniczej j, gdzie dla pierwszego przejścia zakłada się j=1 czyli p=p₂ (lub p=p₁), otrzymuje się prędkość kątową tarczy stołu o_s2 (lub o_s1) i nacina się uzębienie ślimacznicy kształtując jedną stronę zęba, następnie wraca się do punktu wyjściowego i przystępuje do drugiego przejścia kształtującego dla drugiej strony zęba, przy j=2 czyli p=p1 (p=p2) i otrzymuje się prędkość kątową tarczy stołu ω_δ1 (lub o_s2).