Зубошлифовальный станок

Полезная модель относится к области станкостроения, преимущественно к станкам для обработки шлифованием прямозубых зубчатых колес.
Из уровня техники известен зубошлифовальный станок, механизм обката которого выполнен в виде установленного на бабке изделия обкатного барабана, несущего обкатные ленты, жестко связанные со стойкой, неподвижно закрепленной относительно бабки изделия, установленной в направляющих станины, с возможностью возвратно-поступательного перемещения перпендикулярно оси шпинделя изделия (авторское свидетельство СССР № 686605, опубл. 15.09.1979).
К недостаткам известного технического решения следует отнести сложность эксплуатации, обусловленную необходимостью смены обкатных барабанов, при большом их количестве, в зависимости от размеров шлифуемого изделия.
Наиболее близким к заявленному - прототипом - является зубошлифовальный станок, содержащий основание с размещенными на нем поворотной оправкой изделия и, в соответствующих направляющих, кареткой обкатного механизма, выполненной с возможностью горизонтального перемещения, и кареткой шлифовальной бабки, выполненной с возможностью вертикального и горизонтального перемещения, причем каретка обкатного механизма соединена с кареткой шлифовальной бабки системой рычагов, совместно с механизмом обката обеспечивающей взаимосвязанное перемещение изделия и шлифовальной бабки, а механизм обката выполнен в виде установленного на оси изделия обкатного барабана, несущего обкатные ленты, для обеспечения взаимосвязанного движения изделия и горизонтального поступательного перемещения его относительно шлифовальной бабки с кругом, а система рычагов выполнена с возможностью поворота от перемещения каретки с помощью обкатных лент и обкатного барабана (патент РФ № 2246381 С1, опубл. 20.02.2005).
К недостаткам прототипа следует отнести относительно невысокую надежности его конструкции, обусловленную выполнением механизма обката в виде установленного на оси изделия обкатного барабана, несущего обкатные ленты, весьма чувствительные к сопровождающим процесс обработки вибрациям (как следствие - деформации, влияющие и на стойкость как конструктивных элементов станка, так и инструмента, и на точность и качество обработки).
Задача полезной модели - исключение из конструкции зубошлифовального станка чувствительных к сопровождающим процесс обработки вибрациям обкатных лент.
Технический результат - повышение надежности зубошлифовального станка.
Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в зубошлифовальном станке, содержащем основание с размещенной на нем поворотной оправкой изделия и соответствующими направляющими, кареткой обкатного механизма, выполненной с возможностью горизонтального перемещения, и кареткой шлифовальной бабки, выполненной с возможностью вертикального и горизонтального перемещения, причем каретка обкатного механизма соединена с кареткой шлифовальной бабки системой рычагов, совместно с механизмом обката, обеспечивающей взаимосвязанное перемещение изделия и шлифовальной бабки, механизм обката выполнен в виде кулачка эвольвентного профиля, установленного соосно с поворотной оправкой изделия с возможностью синхронного поворота с последним, а каретка обкатного механизма снабжена окончанием, выполненным с возможностью непрерывного контакта с упомянутым кулачком эвольвентного профиля, целесообразно кулачок выполнять сменным. Полезная модель поясняется иллюстрациями, на которых представлены:
на фиг. 1 - принципиальная схема зубошлифовального станка;
на фиг. 2 - возможное исполнение контакта окончания с кулачком.
На представленных иллюстрациях проставленные позиции имеют следующие значения:
1 - шлифуемое изделие;
2 - кулачок эвольвентного профиля;
3 - ось изделия и кулачка;
4 - шлифовальный круг;
5 - каретка шлифовальной бабки;
6 - направляющие (например, роликовые);
7 - вспомогательная каретка шлифовальной бабки;
8 - короткий рычаг;
9 - шарнир;
10 - длинный рычаг, соосный с коротким рычагом 8;
11 - ось системы рычагов;
12 - шарнир каретки шлифовальной бабки;
13 - каретка обкатного механизма;
14 - трос;
15 - окончание (например, ролик);
16 - груз;
17 - основание;
18 - шлифовальная бабка;
19 - поворотная оправка.
Из представленных иллюстраций видно, что использованные в заявленном зубошлифовальном станке
основание 17 с размещенным на нем поворотной оправкой 19 изделия 1;
размещенные в соответствующих направляющих 6 каретка обкатного механизма 13 и каретка 5 шлифовальной бабки 18 (с вспомогательной кареткой 7, обеспечивающей вертикальное перемещение каретки 5);
система рычагов, совместно с механизмом обката обеспечивающая взаимосвязь между упомянутыми каретками и взаимосвязанное перемещение изделия 1 и шлифовальной бабки 18,
имеют исполнение, аналогичное прототипу, и дополнительных пояснений не требуют.
Отличительной особенностью заявленного технического решения является исполнение обкатного механизма в виде кулачка эвольвентного профиля 2, установленного соосно поворотной оправке 19 изделия 1 с возможностью синхронного поворота с последним и оснащение каретки обкатного механизма окончанием 15 (выполненным, например, в виде ролика - фиг. 1, 2, возможно - ползуна и т.п.) с возможностью непрерывного контакта с упомянутым кулачком эвольвентного профиля 2.
Зубошлифовальный станок работает следующим образом.
w
Шлифуемое изделие 1, установленное на оправке 19, и кулачок эвольвентного профиля 2 располагаются на одной оси 3. Шлифовальная бабка с кругом 4, представляющим собой боковую поверхность зубчатой рейки с углом профиля α, установлена на нижней каретке 5, осуществляющей прямолинейное перемещение по роликовым направляющим 6, расположенным в поперечной каретке 7. Горизонтальное прямолинейное поступательное движение нижней каретки 5, реализующее зацепление круга со шлифуемым изделием, осуществляется поворотом короткого рычага 8 через ролик 9. Поворот рычага 8 обеспечивается поворотом длинного рычага 10, соосного с коротким рычагом 8, на оси 11. Общий поворот рычагов 8 и 10 производится через ролик (12), установленный на верхней каретке 13, перемещающейся по направляющим станины. На каретке 13 закреплен ролик 15. Контакт ролика 15 с кулачком эвольвентного профиля 2 осуществляется посредством известных технических решений, например, под действием груза 16 (фиг. 1), но возможны и другие исполнения (например - представленное на фиг. 2).
Таким образом, при одновременном повороте соосно расположенных изделия 1 и кулачка эвольвентного профиля 2 обеспечивается необходимое линейное перемещение шлифовального круга 4 с помощью ролика 15 и системы рычагов 8 и 10.
Вертикальное перемещение каретки 7 по направлениям стрелки k является настроечным, осуществляется от самостоятельного привода (не показан - аналогичен применяемому в прототипе) и позволяет изменить расстояние L оси нижней каретки 5 и шлифовальной бабки с кругом 4 относительно неподвижного центра изделия 1 и кулачка эвольвентного профиля 2, которое является основным настроечным размером. Для определения параметров настройки станка используется формула:
b
w
w
с помощью которой, по аналогии с прототипом, при известном радиусе основной окружности изделия r, можно определить или угол разворота круга α при принятом установочном размере L, или величину L при заданном угле разворота круга α.
Вместе с тем, учитывая погрешность, обусловленную эффектом масштабирования, целесообразно для разных размерных групп обрабатываемых изделий использовать того же порядка по размеру кулачки - то есть использовать сменные кулачки, что нашло отражение в п. 2 формулы полезной модели. При этом, помимо достигаемого решением поставленной задачи технического результата, использование предложенного станка исключает необходимость использования большого количества сменных кулачков, что сокращает время настройки зубошлифовального станка и позволяет использовать станок в широком диапазоне размеров изделий.
Изложенное позволяет сделать вывод о том, что поставленная задача - исключение из конструкции зубошлифовального станка чувствительных к сопровождающим процесс обработки вибрациям обкатных лент - решена, а заявленный технический результат - повышение надежности - достигнут.
Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения заявленного технического результата.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к станкостроению, преимущественно к станкам для обработки шлифованием прямозубых зубчатых колес;
для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и/или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.