EVOLVENTA . METODE DE GENERARE A EVOLVENTEI RULAREA CU DREAPT MOBIL. CREMALIER GENERATOARE.

CONSIDERAII GENERALEAngrenajele sunt cele mai folosite organe de maini ce asigur transmiterea micrii de rotaie i momentului de torsiune ntre doi arbori necoaxiali. Angrenajele sunt alctuite din dou sau mai multe roi dinate aflate n angrenare. Elementul prii care asigur transmiterea micrii i momentului de torsiune este dintele. Forma dintelui este definit prin linia flancului i prin profilul dintelui.Din motive cinematice, funcionale, i tehnologice, la ora actual profilul cel mai rspndit n realizarea roilor dinate este cel evolventic. Din acest motiv mainile unelte ce prelucrez roilor dinate sunt realizate pentru a fi capabile de a genera si achia profilul evolventic n condiii de precizie de form, dimensional, i calitate de suprafa corespunztoare. Dac considerm dou curbe oarecare C1i C2 asfel nct curba C2 s se rostogoleasc fr alunecare pe curba C1, care rmne fix, un punct dat de pe curba C2 descrie n acest caz o traiectorie numit rulet. Curba fix C1 se numete baz, iar curba C2 care se rostogolete se numete rulant. Dac baza este o curb oarecare, iar rulanta o dreapt, atunci ruleta descris de un punct arbitrar fixat pe rulant este o evolvent a bazei. n practica danturrilor, pentru profilul dintelui, se folosete evolventa cercului, care este ruleta descris de un punct al unei drepte care se rostogolete fr alunecare pe un cerc. Cercul se numete cerc de baz i dreapta, ca s se rostogoleasc fr alunecare pe cerc, trebuie s execute dou micri:o micare de translaie n lungul ei i o micare de rotaie n jurul cercului fig. 1 cu condiia c viteza n micarea de translaie s fie egal cu viteza tangenial n micarea de rotaie n jurul cercului. Este de remarcat c poziia punctului P pe dreapta PK este fixat de segmentul PK care este tocmai raza de curbur a evolventei i ca urmare,tangenta la evolvent n acelai punct se obine ducnd normala T pe dreapta PK. Observndu-se c generarea evolventei se realizeaz i la o alt distribuire a micrilor ntre dreapt i cerc, n practica prelucrrii pe maini unelte s-au impus dou metode de generare a evolventei;

fig. 1 a) metoda de generare cu dreapt mobil- n cadrul creia deapta execut micarea de translaie i cercul pe cea de rotaie; b) metoda de generare cu dreapt fix- n cadrul creia ambele micri sunt realizate de cerc. La prelucrarea dup aceast schem, tiul ataat descrie evolventa normal ( cea care se utilizeaz n tehnica danturrilor) cu un singur punct, cel care se afl la intersecia dintre dreapt i ti. Celelalte puncte de pe ti descriu evolvente scurtate sau alungite, care nu prezint avantajele evolventei normale. Totodat la aceast schem de prelucrare pericolul apariiei fenomenului de subtiere este mult mai frecvent. Observndu-se c prelucrarea evolventei se poate realiza dac se consider o alt dreapt N-N (fig.2) care execut micarea de translaie cu viteza v, dar care se rostogolete pe un alt cerc, numit cerc de rostogolire. Tiul este ataat fa de aceasta, nclinat la unghiul (unghiul de angrenare sau presiune). n acest caz tiul descrie evolvente normale cu o ntreag poriune , dup cum se observ din fig.2, unde din triunghiul PPR din descompunerea vectorial a vectorilor v i v, rezult o deplasare a punctului care achiaz.

fig. 2 Evolventa se obine ca infurtoare a poziiilor succesive ocupate de ti T n rostogolirea dreptei N pe cercul de rostogolire. Este evident c pentru a ajunge n poziiaT se face translaia n lungul dreptei N cu viteza v( fig. 2).Aceast vitez din PPR este:v' = v cos

( 0) i este egal cu viteza tangenial a punctului P pe cerc

v'' = R r =

Rb v = cos cos( 0)

deoarece R b = v din condiia de rostogolire fr alunecare. Respectndu-se condiia de rostogolire fr alunecare a dreptei N pe cercul de rostogolire, punctul P de contact permanent al dreptei cu cercul se afl n poziie fix pe dreapta PK, dar puncul activ al sculei va fi mereu altul deoarece micarea pe direcia dreptei N poate fi descompus ntr-o micare pe direcia PK i alta n lungul dreptei T. Considernd evolventa corespunztoare celuilalt profil al dintelui, se poate ataa liniei de referin N-N, un alt ti cu nclinare n sens invers. Limitnd superior i inferior tiurile considerate i dispunnd i altele paralele i situate la distane egale cu pasul roii dinate se obine cremaliera generatoare (fig.3). Cremaliera generatoare este acea cremalier care asigur prelucrarea roii dinate. Ea se deosebete de cremaliera de referin (cremaliera care definete elemente geometrice ale roii) prin faptul c ceea ce este gol la una este dinte la cealalta i prin faptul c dintele cremalierei generatoare este mai mare dect dintele cremalierei de referin cu jocul la fund.

fig. 3 Aceasta trebuie dispus pe o scul achietoare i prin asigurarea rulrii fr alunecare a dreptei NN (linie de referin a cremalierei generatoare) pe cercul de referin se genereaz i achiaz evolventa profilelor dinilor roilor dinate. 16.2.1.1. Maini de frezat dantur cu frez-melc. Procedeul de frezare a danturii cu frezmelc are o larg rspndire, fiind aplicat la prelucrarea roilor dinate cu dini drepi sau nclinai, a danturii roilor de lan i a roilor de clichet, a canelurii arborilor canelai, a roilor melcate i a melcilor, precum a altor suprafee care pot fi generate prin rulare. Mainile de danturat cu frez-melc se prezint ntr-o mare varietate constructiv i cinematic, determinat i de destinaia si dimensiunile de gabarit ale acestora. Principalele subansambluri componente ale maini1or verticale cu montant principal fix i mas portpies deplasabil (fig. 16.10) sunt: batiul 1, montantul principal 2, montantul secundar 3, sania portpies 4, sania vertical 5, sania portfrez 6, ppua mobil 7 i traversa de rigidizare 8. Generarea profilului evoiventic al dini1or se realizeaz corelnd micarea de rotaie A a frezeimelc modul S cu micarea B de rotaie a piesei P, prin intermediul lanului cinematic de rulare (fig. 16.11). Acesta este un lan cinematic nchis, iar relaia ce exprim condiia de nchidere rezult din egalarea vitezei tangeniale la cercul de rulare al roii-pies v tp =2 . Rr . np= . m .

zp . np cu viteza de deplasare a profilului cremalierei generatoare, materializat prin freza-melc cu Ks nceputuri, v rs= ns. pes .Ks = ns . . m . Ks i are forma

n p z p = ns K s

(16.8)

Considernd lanul cinematic de rulare constituit ntre scul i pies, ecuaia sa de transfer este

A 1 n p = ns i2 R i3 i1 BRUtiliznd relaia (16.8), dup efectuarea unor calcule simple, se obine formula pentru calculul roilor de schimbK AR = CR s BR zp

(16.9)

unde CR este constanta lanului cinematic. n figura 16.12 este reprezentat schema cinematic structural a mainilor de danturat cu montant principal fix i montant secundar deplasabil, ca fiind cele mai rndite. Lanurile cinematice ale mainii asigur urmtoarele micri: principal A; de rotaie B a piesei (rulare si

divizare continu); de avans vertical C; de avans radial D; de avans tangenial E. Lanul cinematic principal asigur micarea de rotaie A a sculei S, cu turaie ns reglabil, prin roile de schimb Ap i Bp. Scriindu-se ecuaia de transfer a lanului ntre motorul ME1 i scula S i nlocuindu-se ns = rezult formula de reglare (16.10)Ap

1000 vas ds

n care:

Bp

=Cp

vas ds

1000 Cp = n01 i1 i2 i3

este constanta lanului cinematic;

Vas

viteza principal de achiere, n m/min;

ds diametrul sculei, n mm.

Lanul cinematic de rulare, care coreleaz micrile A i B, se reg1eaz cu roile AR i BR.

Raportul acestora se calculeaz cu relaia (16.9), n care

(16.11) Angrenajul a/b se folosete pentru modificarea constantei lanului cinematic. Folosirea unei roi intermediare ntre acestea schimb sensul de rotaie a1 piesei P. Lanul cinematic de filetare se folosete la prelucrarea roilor dinate cu dini nclinai. Pentru generarea cinematic a elicei ED (fig. 16.13) ar fi necesar ca scula s se deplaseze dup tangenta la elice, din 1 n 2. Scula se deplaseaz ns pe direcia 13, deoarece ghidajele saniei verticale (v. fig. 16. 10) sunt para1ele cu axa piesei P. Pentru ca punctul 2 s ajung n punctul 3, n acelai moment cu scula, este necesar ca piesa s aib concomitent dou micri de rotaie: micarea B necesar rulrii, i micarea suplimentar B de turaie npf , necesar filetrii. Ca urmare, generarea cinematic a elicei necesit dou micri, una tangenial la pies de vitez vtp , i una vertical la scul, de vitez v., ntre care exist relaia

p

fiind unghiul de nclinare al elicei Ep.

Micarea cu viteza vtp se nsumeaz algebric cu micarea avnd viteza tangenial de rulare la pies vrp, cea de a doua fiind necesar pentru generarea cinematic a evolventei. nsumarea celor dou micri de rotaie se obine prin intermediul diferenialului Dif (v. fig. 16.12). Pentru deducerea relaiei de calcul a roilor de schimb AF i BF, lanul cinematic de filetare se consider ntre scul i pies i se scrie ecuaia de transfer ntre urubul Sc1 i piesa P (v. fig. 16.12), care are forma

A 1 a A n p f = ns c1 i9 i1 0 F i1 1 i1 2 i'd i f i6 R i7 i8 BF b BR

(16.12)

nlocuind n relaia (16.12) nsc1 din relaia (8.1) pentru np, = npf i psc =k1 . ; AR / BR din relaia (16.9), n care CR are expresia (16.11),p=

ma z ptg p

=

mn z psin p

dup unele calcule se obine

sin p AF = C F BF K s mn

(16.13)

unde CF = i4 . i5 . i 8 . k1 / i3 .i 9 . i10 . i 11 . i 12 . idif reprezint constanta lanului cinematic, idif raportul diferenialului Dif ntre punctele 2 si 3. Semnul plus se consider n cazul cnd elicea canalului frezei-melc i elicea flancului dintelui au acelai sens, respectiv minus cnd acestea au sensuri diferite. La majoritatea maini1or, lanul cinematic pentru micarea de avans a sculei este antrenat de un motor electric separat M E2 (v. fig. 16.12) i reglat printr-o cutie de avansuri Ca sau roi de schimb. Micarea de avans poate fi pe direcia vertical, tangenial sau n diagonal, dup cum se poziioneaz comutatorul mecanic C1 pe poziia V, T respectiv D. Pentru micarea de avans n diagonal, sania Sv se deplaseaz concomitent cu sania portscul ST (C2 inchis). Sensul micrii de avans se stabi1ete de la motorul M E2. Micarea de avans vertical se realizeaz cu viteza de avans v =n02 . i13 . ica . i14 . i 8 . psc1 iar micarea de avans tangenial cu viteza T=n02 . i13 . ica . i 14 . As/Bs . i15 . psc2 [mm/min] (16.14, b) [mm /min], (16.14, a)

Roile de schimb As i Bs se folosesc pentru a se realiza un anumit raport ntre T i v necesar la frezarea danturii prin metoda diagonal sau la frezarea danturii roilor dinate prin metoda tangenial. Pentru deplasarea rapid a sculei pe direcie vertical sau tangenial se comut C3 pe poziia 2, iar pentru poziionare se folosesc manivelele m1, respectiv m2. Micarea D de avans radial, avnd viteza r , poate fi intermitent, cnd se realizeaz mrimea

adncimii de achiere la prelucrarea roilor dinate cu dini drepi sau nclinai, sau continu la prelucrarea roilor melcate prin metoda cu avans radial. La majoritatea mainilor pentru antrenarea saniei portpies se folosete un sistem hidromecanic HM. Pentru unele calcule tehnologice sau de reglare este important s se cunoasc mrimea avansului sv, sT sau sr, n care scop se folosete relaia de transformare

(16.15) Reglarea mainilor de danturat cu frez-melc pentru prelucrarea roilor dinate cu dini drepi const n determinarea roilor de schimb din lanurile cinematice: principal, de rulare, de avans vertical. Pentru prelucrarea danturii nclinate se regleaz i lanul cinematic de filetare. La prelucrarea danturii roilor melcate se folosesc dou metode: cu avans radial, respectiv cu avans tangenial. Cuplajul mecanic CM (v. fig. 16.12) cu cele dou pri ale sale c i c1 poate avea trei poziii. Pe poziia 0 roata-pies nu primete micare de rotaie, restul mainii funcionnd normal. n acest caz se poate prelucra dantur interioar dreapt (fig. 16.14), folosind o frez-disc sau degetmodul i unele accesorii din dotarea mainii. Lanul cinematic de divizare este format din discul D, mecanismul MD i roile de schimb AD i BD. Micrile A i B sunt de generare iar C i D auxiliare (divizare respectiv poziionare). Cuplajul CM pe poziia 1 (v. fig. 16.12) permite funcionarea lanului cinematic de rulare, iar pe poziia 2 i a lanului cinematic de filetare. Sensul de nclinare al danturii se selecteaz cu inversorul

G Unele maini pot prelucra dantura interioar dreapt sau nclinat printr-o metod nou de generare [49], cu rulare continu, folosind o scul asemntoare cuitului-roata (fig. 16.15). Scula se prinde ntr-un dispozitiv adaptabil pe sania vertical a mainii. Piesa P i scula S au micrile de rotaie A i B coordonate, avnd vitezele tangeniale pe cercul de rulare vtp , respectiv vts. n ace1ai timp scula are i micarea de avans C n lungul dintelui.

Pentru prelucrarea danturii bombate precum i a danturii cuplajelor, dinate, unele maini sunt echipate cu un dispozitiv electrohidraulic de copiat,. comandat de un ab1on montat pe sania

vertical a mainii. Din analiza cinematic a diferitelor maini de danturat cu frez-melc, rezult unele deosebiri fa de schema cinematic structural reprezentat, n figura 16.12. Acestea se refer la: reglarea continu a turaiei sculei, antrenarea tuturor lanurilor cinematice generatoare de la un singur motor electric, situarea mecanismului diferenial Dif dup roile AR i BR, existena a dou mecanisme Dif sau absena acestuia, reglarea lanului cinematic de avans radial prin roi de schimb etc. n figura 16.16 este reprezentat schema cinematic a mainii de danturat cu frez-melc FD 320A, fabricat la ntreprinderea Mecanic Cugir. n componena mainii intr urmtoarele lanuri cinematice: principal de rulare, de filetare, de avans vertical, de avans tangenial, pentru micarea de avans radial, al cror flux cinematic rezult din figura 16.17. Lanul cinematic principal asigur, prin roile de schimb Ap, i Bp,, un numr de opt trepte de turaii (60, 75, 95, 118, 150, 190, 230, 300 rot/min) la arborele principal IX. Pentru determinarea raportului Ap,/Bp, se fo1osete relaia (16.10), n care Cp= 2 38, sau nomograma existent n documentaia tehnic a mainii. n cazul cnd piesa are un numr mic de dini zp, iar scula mai multe nceputuri (K8 = 2 sau 3) este indicat s se calculeze i turaia nm a platoului portpies care trebuie s respecte condiia:

n cazul cnd valoarea admisibil este depit se va recurge la micorarea turaiei ns a sculei. Pentru reglarea lanului cinematic de rulare se folosesc roile de schimb AR, BR, CR i DR determinate cu relaia (16.9), n care CR= 24, daca b/a = 36/36, pentru zp 200, respectiv CR =48, dac b/a =24/48 pentru zp > 200. De asemenea, se consider n calcul idif = iv-x = 1, deoarece diferenialul. Dif lucreaz cu carcasa blocat (CM1 pe poziia 1).

Lanurile cinematice de avans sunt acionate de motorul electric M E2. Micarea de avans pe direcie vertical V, tangenial T sau n diagonal D se obine poziionnd corespunztor roata baladoare B1 de pe arborele XXI,

Valorile vitezelor de avans vertical i transversal obinute la maina FD-320 A Turaia motorului ME2, rot/min Cuplaje electromagnetice acionate Viteza de avans vertical (mm/min) v Viteza de avans tangenial T (mm/min) Roile de schimb As/Bs 50/25 720 1 460 720 720 1460 1460 720 CE2 CE4 CE6 CE2CE4Cee CE3 CE4 CE6 CE2 CE3 CE6 CE3 CE4 CE6 CE2CE3CE6 CE3 CE3 CE6 1 2 2.8 4 5.6 8 11.2 22.2 1 2 2.8 4 5.6 8 11.2 22.2 1/1 37/37 0.5 1 1.4 2 2.8 4 5.6 11.2 1/2 25/50 0.25 0.5 0.7 1 1.4 2 2.85 5.6 1/4

1460 CE5 CE3 CE6 Raportul vitezelor de avans T /v

care se deplaseaz simultan cu roata baladoare de pe arborele XVII. Valorile vitezelor v i T

i mrimea raportului acestora sunt indicate n tabelul 16.5. Roile de schimb AS i BS folosesc pentru modificarea mrimii vitezei T. Micarea de avans n diagonal, folosit la prelucrarea roilor dinate cu dini drepi sau nclinai, prin metoda de frezare n diagonal (fig. 16.18), se realizeaz prin deplasarea saniei portscul dup direcia vertical, cu viteza de avans v, simultan cu deplasarea acesteia, dup direcia tangenial, cu viteza de avans T. Din nsumarea celor dou viteze (B1 pe poziia D) rezult viteza de avans n diagonal D. Folosirea acestei metode asigur contactul frezeimelc S cu roata pies P pe lungimea Lu. Aceasta duce la o uzur uniform a dinilor sculei pe toat poriunea Lu , avnd ca urmare creterea durabilitii acesteia. La frezarea n diagonal, raportul vitezelor T i v, se stabilete n funcie de lungimea Lu i de deplasarea B pe direcia axei piesei conform relaiei

(16.16)

deoarece timpul de parcurgere a celor dou spaii este ace1ai.Spaiile a i c sunt necesare intrrii, respectiv ieirii sculei din contact cu piesa.

O alt metod de a deplasa axial freza-melc n vederea uniformizrii uzurii pe lungimea sa const n aplicarea procedeului denumit shifting. Aceast .deplasare nu se face n timpul procesului de achiere, ci o dat la un ciclu de prelucrare complet a piesei sau o dat la prelucrarea complet a mai multe piese. Lanul cinematic de filetare se regleaz cu roile de schimb AFDF, al cror raport se determin cu formula (16.13). De asemenea, n tabelul 16.6 sunt indicate formulele de calcul pentru cazul frezrii n diagonal i a frezrii cu avans tangenial a roilor melcate. Valorile constantelor CF sau CF au fost stabilite folosindu-se pentru calcul notaiile din figurile 16.16 i 16.17. Diferenialul se cupleaz cu roata melcat 40, de la care primete micarea, prin cuplajul CM1 n poziia 2, n care caz idif IV-X = 1 i idifXXX-X = 2. Pentru poziionarea frezei-melc, n raport cu piesa, aceasta se nclin astfel ca profilul cremalierei generatoare s se situeze n planul normal pe dinte. Conform tabelului 16.7 frezamelc se nclin cu unghiul s

sau p + s, n funcie de dantura roii-pies. La prelucrarea

roilor melcate prin metoda tangenial scula nu se nclin. La frezarea danturii nclinate se recomand ca sensul elicei sculei s fie acelai cu al piesei. Pentru determinarea rapid a roilor de schimb din lanurile cinematice: principal, de rulare i de filetare, n documentaia tehnic a mainii sunt date tabele ajuttoare. Pe main se poate executa frezare n sensul sau n contra avansului. Maina este echipat cu aparatur de comand electrohidraulic, ceea ce-i permite funcionarea i n cicluri de lucru complet automatizate. 16.2.2.2. Maini de danturat cu cuit-roat. Acestea sunt destinate prelucrrii roilor dinate cu dantura dreapt sau nclinat, exterioar sau interioar, a sectoarelor dinate, a canelurilor cilindrice scurte, precum i danturii cremalierelor, folosindu-se n acest caz accesorii speciale. De asemenea, folosindu-se dispozitive speciale, pe unele maini se poate prelucra dantura roilor ovale i a cuplajelor frontale. Unele maini de construcie nou sunt prevzute cu sisteme automate de alimentare cu semifabricate, ceea ce d posibilitatea includerii lor n linii automate de prelucrare.

Fig. 16.19. Structura lanului cinematic de rulare la prelucrarea cu cuit roat In funcie de direcia de deplasare a sculei , se deosebesc maini verticale i orizontale, care lucreaz prin mortezare, respectiv rabotare. La ambele tipuri de maini, profilul evolventic se genereaz cinematic prin rulare dup metoda cu dreapt mobil. Profilul evolventic al dintelui se obine ca nfurtoare a poziiilor succesive ale muchiilor achietoare. Structura lanului cinematic de rulare este reprezentat n figura 16.19. Cele dou roi care angreneaz (piesa P i scula S) au o cremalier comun, a crei linie de referin NN este tangent la cercurile de raz Rrs i Rrp i care se deplaseaz n timpul rulrii cu viteza vr. Micrile de rotaie A(ns) i B(np) sunt continue, fiind corelate prin lanul cinematic de rulare, reglat prin roile de schimb AR i BR. Din egalitatea vitezelor de rulare ale celor dou elemente, vrs = m zs ns respectiv vrp = m z p np ,rezult relaia: np ns = zs , zp (16.17)

care constituie condiia de nchidere a lanului cinematic de rulare. Scriindu-se ecuaia de transfer 1 AR i3 i innd seam de relaia (16.17) rezult formula de ntre scul i pies: n p = n i2 i1 BR reglare de forma: z AR = CR s , (16.18) BR zp unde CR este constanta lanului cinematic de rulare. Maina de danturat cu cuit roat vertical este reprezentat in schema cinematic structural din figura 16.20. Aceasta pune n eviden lanurile cinematice i legtura cinematic in ele.

Lanul cinematic principal asigur sculei S micarea principal A pe traiectorie rectiliniealternativ. Scriindu-se ecuaia de transfer

ncd = n01 i1

AP 1000vas i2 i3 i4 i inndu-se seam c ncd = rezult raportul roilor de schimb BP 2l v AP = CP as , BP l (16.19)

AP i BP de forma:

Fig. 16.20 Schema cinematic structural a mainilor de danturat cu cuit roat n care: CP este constanta lanului cinematic principal; vas - viteza principal de achiere, n m/min; l lungimea cursei sculei, n mm. Lanul cinematic de rulare este format ntre scul i pies. Din ecuaia de transfer a 1 AR i8 i9 rezult, innd seam de condiia (16.17), lanului cinematic de rulare nP = ns i7 i6 BR i6 funcia de reglare a lanului de forma dat n relaia (16.18), unde CR = este constanta i7 i8 i9 lanului cinematic. Inversorul I 2 asigur schimbarea sensului micrii de rotaie dintre pies i scul, cnd se trece de la prelucrarea danturii exterioare la cea interioar. Lanul cinematic de avans circular imprim sculei micarea de rotaie C. Mrimea avansului circular sC reprezint mrimea arcului pe cercul de rulare al sculei la o curs dubl a acestuia. Considerndu-se c scula execut ncd [c.d./min], se scrie egalitatea sC ncd = drs ns , din care rezult: nS S = C nc.d . drs (16.20)

Fig. 16.21. Micrile n faza de ptrundere radial la prelucrarea cu cuit roat. Considerndu-se ca mrime de intrare turaia nme ( nme = ncd , deoarece i4 = 1 ) a mecanismului Me , iar ca mrime de ieire turaia ns , ecuaia de transfer a lanului cinematic are forma: 1 A ne = nme s i5 i6 . i3 Bs innd seam se relaia (16.20), din aceast ecuaie rezult formula de reglare: As S = Cs c (16.21) Bs drs i3 unde Cs = este constanta lanului cinematic de avans circular. i5 i6 Lanul cinematic de avans radial asigur deplasarea radial D ntre scul i pies pentru realizarea nlimii hd prescris a dintelui (fig. 16.21), corespunztor rotirii piesei cu unghiul p . Pe toat durata rotirii, n continuare a piesei cu cel puin 360 micarea D nceteaz deoarece cama K1 (c.fig. 16.20), care deplaseaz suportul Sc al culisoului, are raz constant. La prelucrarea danturilor cu module mari, nlimea hd se realizeaz n dou sau trei treceri. Dup fiecare ptrundere, avansul radial este oprit i urmeaz rularea cu o rotaie complet pentru prelucrarea tuturor dinilor la aceeai nlime. Camele folosite pentru micarea de avans sunt prevzute cu una, dou sau trei proeminene (fig. 16.22), avnd nlimile hk 1 , hk 2 , respectiv hk 3 , corespunztor nlimilor de ptrundere ale sculei la fiecare trecere, pn se realizeaz nlimea hd . Aceste came sunt profilate dup o spiral arhimedic, pentru a asigura viteza de avans constant, vitez a crei mrime este determinat de unghiul proeminenei k i turaia nk a camei. Ecuaia de transfer a lanului cinematic de avans radial (v.fig. 16.20), considernd unghiurile k i p ca mrime de intrare, respectiv de ieire, are forma: 1 1 1 p = k i8 i9 (16.22) i10 ica i11

Fig. 16.22 Came pentru avansul radial de ptrundere. Unghiul p se exprim funcie de parametrii cunoscui sr, sc i hk, scriind egalitatea: hk d rp p = , (16.23) sr 360 sc unde hk/sr reprezint numrul de curse duble pe care le face scula n timpul deplasrii radiale cu avansul sr pe nlimea hk iar al doilea membru al egalitii (16.23) exprim acelai numr de curse duble, rezultat din mprirea arcului de cerc de unghi P la avansul circular sc. Din relaia (16.23) rezult: 360 sc hk p = (16.24) sr m z p cu care, dup nlocuire n relaia (16.22), se determin raportul de transmitere ica al cutiei de avansuri: m z p sr ica = Car k (16.25) hk sc necesar pentru reglarea lanului cinematic respectiv. Pentru a se preveni uzura sculei achietoare n cursa sa de ridicare (pasiv) sania portpies Sp va efectua o micare E de retragere imprimat de cama K 2 , care face o rotaie complet la fiecare curs dubl a sculei. La unele maini micarea de avans radial este executat de sania portpies iar micarea de retragere de sania culisoului. Pentru prelucrarea danturii nclinate se folosete o cam cilindric Ks cu profil elicoidal compus din dou pri (v. fig. 16.20), care asigur mrimea pasului elicei dintelui. La deplasarea culisoului C, in cursele activ i pasiv, scula capt o micare de rotaie oscilatorie, astfel c un punct generator al muchiei achietoare va descrie o elice avnd pasul egal cu cel al camei. Maina de rabotat cu dou cuite. Aceasta este destinat prelucrrii roilor cilindrice de dimensiuni mari, cu dantur exterioar dreapt, nclinat sau in V. Prelucrarea se face cu dou cuite roat identice, cu dini drepi pentru prelucrarea danturii drepte sau cu dini nclinai pentru prelucrarea danturii nclinate sau n V. La generarea danturii in V fiecare cuit roat prelucreaz cte o ramur a danturii. In figura 16.23 este reprezentat schema cinematic structural a unei astfel de maini.

Lanul cinematic principal este antrenat de motorul M E1 . Mecanismul MT, de tip bielmanivel, transform micarea de rotaie na n micare rectilinie-alternativ a saniei SL, care va efectua ncd curse duble pe minut. Reglarea mrimii cursei se obine prin modificarea braului manivelei mecanismului MT. Cele dou culisouri portscul Cs1 i Cs 2 sunt legate de sania SL, astfel nct execut simultan micarea principal A rectilinie-alternativ. In timp ce una din scule achiaz cealalt se retrage. Lanul cinematic de rulare asigur micarea de rulare ntre roata-pies P (micarea B) i cele dou scule S1 i S2 (micarea C). 1 A n p = ns i7 R i8 i9 i4 i5 i6 BR Din ecuaia de transfer a lanului cinematic de rulare se deduce formula de reglare: z AR n p i4 i5 i6 = = CR s (16.26) BR ns i7 i8 i9 zp n care raportul n p / ns s-a nlocuit conform relaiei (16.17) cu zs / z p , iar CR reprezint constanta lanului cinematic. Lanul cinematic de avans circular are legtur cu lanul cinematic principal, n punctul L1 iar pentru reglare folosete cutia de multiplicare CM i roile de schimb AS i BS . Avansul circular sC n mm/c.d., se determin scriindu-se ecuaia de transfer A sC = i3 iCM S i10 i6 i5 i4 drs BS din care rezult raportul roilor de schimb AS sC = CS (16.27) BS drs iCM

Fig. 16.23. Schema cinematic structural a mainilor de danturat cu dou cuite prin rabotare. n care: Cs = 1 este constanta lanului cinematic; i3 i10 i6 i5 i4

d rs - diametrul cercului de rulare al sculei. Pentru obinerea adncimii de achiere, sania ST se deplaseaz manual cu manivela m3 pe direcia D. Motorul M E 2 se folosete pentru deplasarea rapid a saniei , n care caz C4 este cuplat. n timpul cursei de gol, sculele sunt retrase pe direcia radial pentru protejarea tiului i ' ' a suprafeei prelucrate cu ajutorul a dou perechi de came: K1 i K1 , pentru scula S1 , K 2 i K 2 pentru scula S2 . Reglarea poziiei reciproce a sculelor se efectueaz manual cu manivelele m1 i m2 dup' '' decuplarea cuplajelor C2 i C2 .

Rotirea piesei la montajul i centrarea sa pe main se realizeaz cu motorul M E 3 caz n ' " care C5 se cupleaz, iar C2 , C2 i C3 se decupleaz. Pentru susinerea i deplasarea piesei pe direcie axial se folosete ppua mobil PM, acionat prin urubul SC 2 de la motorul M E 4 . La prelucrarea danturii nclinate sau n V, un punct generator aparinnd muchiei achietoare execut n timpul rabotrii o micare elicoidal. Aceasta se realizeaz in lungul liniei flancului prin intermediul a cte unui ablon, nereprezentate pe schem. 16.2.2.3. Maini de danturat cu cuit pieptene. Din punct de vedere constructiv, cinematic i al principiului de generare al danturii aceste maini sunt grupate astfel: - care prelucreaz prin metoda rulrii cu dreapt fix la care axa piesei este vertical (procedeul Maag); - care prelucreaz prin metoda cu dreapt mobil la care axa piesei este orizontal (Sunderland). Scula folosit la prelucrare este foarte simpl; in schimb maina-unealt prezint o cinematic i un ciclu de lucru complicat. Scula execut micarea principal A rectiliniealternativ de mortezare, la mainile din prima grup, respectiv de rabotare la cele la care axa piesei este orizontal. n figura 16.24 este reprezentat structura lanului cinematic de rulare pentru fiecare din cele dou grupe de maini. Repetarea ciclului de prelucrare a unui numr kd = 1, 2 sau 3 dini se realizeaz discontinuu, folosindu-se lanul cinematic de divizare, reglat cu roile de schimb AD i BD. n cazul generrii cu dreapt fix (fig. 16.24, a), roata pies P are micarea de rotaie B, cu viteza unghiular P corelat cu micarea sa de translaie C, a crei vitez wT trebuie s fie egal cu viteza tangenial a roii pies considerat la cercul de rulare (vT = RT P ) . Inversorul I i cuplajul C sunt n poziia 1.

n cazul generrii cu dreapt mobil (fig. 16.24, 6), scula execut micarea de translaie C, cu viteza de avans T, iar piesa micarea de rotaie B, astfel ca viteza sa tangenial la cercul de rulare vT s fie egal cu T. i n acest caz I i C sunt pe poziia 1. Lungimea mic a sculei nu permite realizarea rulrii integrale a roii, ci doar a unui numr Kd de dini, dup care este necesar micarea de divizare a piesei. n timpul rulrii, sania portpies, respectiv portscul, se deplaseaz spre dreapta cu viteza vr1 = wT pe distana K d pd , unde pd = m este pasul danturii. Pentru divizare, elementul care a fcut deplasarea n cursa de lucru se retrage rapid (micarea D) pe distana K d pd fr ca piesa s se roteasc.

Fig. 16.24. Structura lanurilor cinematice de rulare i divizare la prelucrarea cu cuit pieptene. n aceast curs mecanismul de divizare M D , transmite n lanul cinematic de divizare un numr foarte precis de rotaii, totaliznd un unghi D care este transformat de roile AD i BD n unghiul SC de rotire a urubului SC . Se poate astfel scrie c SC pSC = Kd pd sau K m AD SC = d i2 , . Pe de alt parte din lanul cinematic de divizare rezult SC = D i1 pSC BD astfel nct: AD = CD K d m, (16.28) BD 1 unde CD = reprezint constanta lanului cinematic. K d i1 i2 p K este raportul SC , care, n foarte multe cazuri, are valoare ntreag, deoarece pasul pSC se realizeaz ca un multiplu (K) de . Lanul cinematic de rulare este format din urubul SC , roile BD i AD , punctul de legtur L1 , roile de schimb AR , BR i piesa P. Pentru realizarea rulrii este necesar ca viteza

periferic a piesei pe cercul de rulare s fie egal cu viteza de avans tangenial a saniei portpies. Aceast condiie se exprim prin relaia: nP drp = nSC pSC (16.29) Din ecuaia de transfer a lanului cinematic rezult: 1 B 1 A nP = nSC D i3 R i4 (16.30) i2 AD i1 BR Dup nlocuirea valorii turaiei nP cu cea rezultat din relaia (16.29) i a raportului AD / BD cu valoarea dat de relaia (16.28) se obine formula de reglare a lanului cinematic de rulare. K AR = CR d BR zp 16.2.3. MAINI PENTRU PRELUCRAREA DE FINISARE A DANTURII Finisarea flancurilor danturii prin everuire, rectificare sau rodare se aplic n principal angrenajelor care lucreaz cu viteze tangeniale mari (peste 1 m/s), fa de care se impun condiii ridicate de precizie privind erorile de profil, de pas, btaie radial i calitate a suprafeelor flancurilor. Pentru a se asigura o bun capacitate portant si o funcionare silenioas, roilor dinate li se aplic modificarea flancurilor danturii prin flancare i bombare. Procedeul de prelucrare se stabilete n funcie de tratamentul termic sau adaosul de prelucrare cu care se prezint dantura naintea operaiei de finisare. De asemenea, prezint importan i forma dintelui, drept, nclinat sau curb. Roile dinate netratate termic sau supuse unui tratament termic de mbuntire se finiseaz prin everuire sau rectificare, iar cele clite prin rectificare, rodare, tuare. 16.2.3.1. Maini de everuit. everuirea se aplic danturii roilor dinate cu dini drepi sau nclinai, folosindu-se pentru prelucrare o scul denumit ever, care are forma unei roi dinate sau cremaliere. Procesul de achiere se realizeaz n timpul angrenrii ntre roat-pies i scul. Dantura sculei este prevzut cu canale pe nlimea dintelui, ale cror muchii ndeprteaz adaosul de prelucrare de pe flancurile danturii piesei. Ansamblul pies-ever formeaz un angrenaj elicoidal ntre flancurile cru-ia exist o alunecare n direcie longitudinal. Pentru prelucrarea danturii drepte everul-roat are dantur nclinat, iar pentru dantura nclinat everul poate avea dantura dreapt sau nclinat. Axele sculei S i piesei P se ncrucieaz sub un unghi = p - s (fig. 16.31) cuprins ntre 5 i 45, recomandndu-se a fi 10 ... 15. Viteza relativ de alunecare care apare de-a lungul flancurilor este egal cu viteza de achiere, conform relaiei

va= vtp, sin p - vts sin s

(16.37)

Din condiia ca proieciile celor dou viteze periferice pe normala la dinte s fie egale vtp cos p = vts cos s rezult relaia cos (16.38) vtp = vts cos sp

astfel, c dup nlocuirea sa n relaia (16.37), rezult vas = vts(cos s. tg p - sin s), n functie de care se determin turaia everuluinsas = d s (cos s tg p sin s )

(16.39)

1000 v

(16.40)

Pentru a se exprima cazul general al angrenajului format de roat-pies si roata-ever, avnd unghiurile p, respectiv s de nclinare a danturii pe cercurile de divizare, unghiul se calculeaz cu relaia = p s. Semnul plus se consider cnd sensul de nclinare al dinilor este acelai, respectiv minus pentru sensuri diferite. Din aceast cauz la numitorul relaiei (16.40) trebuie considerat semnul dublu plus-minus.

Pentru realizarea procesului de achiere, pe lng cele dou micri de rotaie A i A, cu vitezele tangeniale vtp i vts sunt necesare nc dou micri: de avans longitudinal i de avans radial. n funcie de direcia micrii de avans B executat de ctre pies (fig. 16.32) sau scul, exist trei metode de everuire: metoda longitudinal (fig. 16.32, a), la care micarea de avans B se efectueaz pe direcia n lungul axei piesei (cu avans axial) cu viteza 1: metoda diagonal (cu avans oblic), la care micarea B (fig. 16.32, b) se efectueaz pe direcia nclinat cu unghiul fa de axa piesei; metoda transversal (cu avans tangenial), la care micarea B (fig. 16.32, c) se realizeaz pe direcia , perpendicular pe axa roii-pies. Direcia micrii de avans B si viteza acesteia l influeneaz productivitatea prelucrrii, calitatea suprafeei prelucrate i durabilitatea sculei. Din acest punct de vedere metodele n diagonal i transversal sunt superioare metodei longitudinale. Micarea de avans radial este necesar pentru ndeprtarea ntregului adaos de prelucrare (0,1 0,3 mm pe flanc). Aceasta este o micare periodic se efectueaz de ctre pies sau scul. De asemenea, pentru ca achierea s se produc, ntre flancurile n angrenare se creeaz o presiune prin micarea radial a everu1ui, micornd astfel distana intre axe, sau prin frnarea roii antrenate (piesa sau scula). Mainile de everuit care folosesc ever-roat se caracterizeaz printr-o construcie i o cinematic simpl. Dup dispunerea axelor sculei i piesei, acestea sunt orizontale, pentru roi dinate mici i mijlocii, i verticale pentru roi mari. La mainile orizontale, everul este dispus deasupra, dedesubt sau n spatele roii-pies, la toate acestea everul antreneaz piesa. n figura 16.33 este reprezentat schema cinematic structural a mainilor de everuit cu everul dispus deasupra piesei. Lanul cinematic principal este antrenat de motorul ME1 i reglat prin roile de schimb AP, i BP,, al cror raport se determin cu formula

Ap Bp

= C p ns

P = C p ns P1 n01i1 i2 i3

(16.41)

unde C p

=

reprezint constanta lanului cinematic, iar ns are valoarea determinat de relaia (16.40). Micarea de avans B, cu viteza de avans 1 o execut roata-pies mpreun cu sania longitudinal SL, antrenat de motorul ME2, prin roile de schimb AS i BS i mecanismul MT de transformare a micrii de rotaie n micare de translaie. Viteza l se exprim prin = l = szAppns z sz este avansul pe dinte, zp - numrul de dini ai wl 1 z pz unde s C n rezult din relaia npzp,= nszs, n care turaia ns a sculei este piesei, np - turaia piesei. Turaia p pB p dat de relaia (16.41). Efectundu-se nlocuirile, din relaiile de mai sus rezult1 =1 Ap sz zs C p Bp

(16.42)

Pe de alt parte, considernd c mecanismul MT este de tip urub-piuli, avnd pasul psc i turaia nsc, din lanul cinematic de avans rezult 1 = nscpsc, (16.43) undeAs i Bs 6 nlocuind valoarea lui nsc n relaia (16.43) i dup egalarea acesteia cu relaia (16.42) rezult n sc = n02 i4 i5

unde

1 C s = C n i i i p 02 4 5 6

As Bs

= C s B pp s z z s

A

(16.44)

este constanta lanului cinematic de avans

longitudinal. in relaia (16.44), n locul avansului pe dinte sz, se poate folosi avansul pe rotaie s=sz zp,, care, din punct de vedere tehnologic, se prescrie funcie de duritatea materialului piesei, unghiul p, i clasa de precizie a prelucrrii. Inversarea sensului micrii B se realizeaz prin inversorul mecanic Il sau a sensului de rotaie a motorului ME2, inversare comandat prin opritoarele O1 i O2, fixate pe sania SL. Lanul cinematic de avans radial primete micarea din punctul L1, fiind format din cama K, mecanismul cu clichet Mc i urubul conductor Sc1. Numrul de dini zs peste care trece clichetul se determin n funcie de mrimea avansului radial Sr. La mainile de everuit destinate prelucrrii pieselor mari, micarea periodic de avans se efectueaz de ctre ever, iar micarea principal de rotaie de ctre pies. Majoritatea mainilor de everuit au posibilitatea prelucrrii danturii modificate prin bombarea flancului (v. fig. 16.39, b). Aceasta se realizeaz n timpul micrii de avans longitudinal B, modificnd distana dintre axa everului i axa piesei printr-o pendulare a axei acesteia (fig. 16.33). Micarea de pendulare C este imprimat mesei S1, de ctre ablonul p fixat de batiul mainii. Acesta se nclin cu unghiul determinat, n principal, n funcie de mrimea bombrii.

Realizarea bombrii flancului este posibil i prin folosirea unor evere cu linia flancului modificat. n practica prelucrrii de finisare a roilor dinate se folosesc i maini pentru everuirea danturii interioare, ins acestea au o rspndire restrns. De asemenea mainile pentru prelucrarea cu evere-cremalier au o rspndire restrns din cauza unor dificulti de ordin cinematic i constructiv. 16.2.3.2.Maini de rectificat cu disc abraziv biconic. Aceste maini sunt destinate prelucrrii de finisare a roilor dinate cu dini drepi i nclinai, avnd dantur exterioar. Astfel de maini sunt produse de firmele: Niles, Hofler, Kolb, Prat-Witney i de ENIMS (C.S.I.). Generarea cinematic a danturii se realizeaz prin metoda rulrii cu dreapt fix si divizare discontinu (fig. 16.34). Discul biconic S are n seciune profilul cremalierei de referin. Grosimea acestuia, considerat pe linia de referin NN, este mai mic cu jocul j dect jumtate din mrimea pasului pd. Scula execut micarea principal A i micarea B rectilinie - alternativ n lungul dintelui. Roata-pies P execut micarea de rotaie C i de translaie D corelate prin lanul cinematic de rulare. La rularea piesei ntr-un sens, de exemplu de la dreapta spre stnga, se prelucreaz flancul stng al golului 1. Anterior a fost prelucrat flancul drept al aceluiai gol, cnd micrile C i D au avut sensul invers. Pentru trecerea la prelucrarea golului urmtor 2, scula execut micarea de retragere E, iar piesa micarea de divizare F. Pentru divizare, mecanismul MD transmite roilor de schimb AD i BD o micare de rotaie, cu unghiul D = 360K, foarte precis i care, n continuare, dup trecerea prin diferenialul Dif, realizeaz rotirea piesei cu un pas unghiular p =360/zp,. Din ecuaia de transfer a lanului cinematic de divizare rezult: p = DAD/BDidif1-3i1, din oare, nlocuind D i p cu valorile date mai sus, rezult formula de reglare AD 1 (16.45) in care:CD

=

1 K i1 idif 1 3

BD

reprezint constanta lanului cinematic;

= CD zp

K numrul de rotaii, fiind o constant a mecanismului MD. Lanul cinematic de rulare este format din urubul conductor Sc, roile de schimb AR i BR, diferenialul Dif i pies. Condiia de nchidere a lanului este exprimat de relaia (16.29). Scriindu-se ecuaia de transfer a lanului cinematic i innd seam de relaia (16.29) i de faptul c mzp = drp,, rezult formula de reglare

n p = nsc i12

AR BR

id if 2 3 i1

Fig. 16.35. Fazele ciclului de lucru la rectificarea flancurilor unui gol dintre dini: a rectificare pe un singur flanc; b rectificare simultan pe ambele flancuri.

AR BR

= C R d1r p

(16.46)

unde

este constanta lanului cinematic de rulare.

In figura 16.35 sunt reprezentate schematic fazele a dou cicluri de lucru distincte pentru rectificarea flancurilor unui gol dintre dini. Ciclul de lucru reprezentat n figura 16.35, a este format din urmtoarele faze: I rectificarea flancului drept al golului 1 prin rulare, faz n care piesa execut micrile corelate C i D; II inversarea sensului micrii de rulare i compensarea golului j prin deplasarea suplimentar a saniei SL, (v. fig. 16.36); III rectificarea prin rulare a flancului sting al golului 1; IV retragerea rapid E a discului abraziv. urmat de divizarea roii-pies cu un pas unghiular p (golul 2). Urmeaz apropierea discului abraziv in poziia de lucru, inversarea sensului micrii C i compensarea jocului j. Ciclul de lucru rencepe la golul 2 i continu dup aceleai faze. Ciclul de lucru reprezentat n figura 16.33, b se deosebete de cel reprezentat anterior, deoarece se fo1osete un disc abraziv S, care are grosimea, pe linia de referin N N, egal cu cea a dintelui cremalierei-generatoare. Discul abraziv prelucreaz simultan ambele flancuri ale golului 1- (faza I), timp n care piesa execut micrile corelate C i D (rulare). Dup prelucrarea complet a golului, in faza a II-a are loc retragerea discului pe direcie radial i inversarea sensului micrilor C i D. In faza a III-a piesa are micrile C i D, avnd loc simultan i divizarea acesteia cu un pas unghiular p Urmeaz, in faza a IV-a, apropierea discului n poziia de lucru i inversarea sensului micrilor anterioare. n faza a V-a ncepe un nou ciclu pentru prelucrarea golului 2. Aplicndu-se acest ciclu de lucru se obine o cretere a productivitii prelucrrii cu 4060%, fa de ciclul reprezentat n figura l6.35, a. n figura 16.36 este reprezentat schema cinematic structural a acestor maini de rectificat dantura roilor dinate cilindrice..

Fig. 16.36. Schema cinematic structural a mainilor de rectificat cu disc abraziv biconic. Lanul cinematic principal antreneaz scula S n micarea de rotaie A. Transmiterea micrii de la motorul ME1 la scul se realizeaz prin dou trepte cu roi de curea dispuse pe braele articulate b1 i b2. Lanul cinematic de avans axial, antrenat de motorul ME2, prin mecanismele MR1 i BM, asigur micarea rectilinie - alternativ B a saniei verticale Sv, care susine sania portscul Ss. Lanul cinematic de avans tangenial se compune din motorul ME3, inversorul I, roile de schimb As i Bs, cutia de multiplicare MR2, cuplajele C1 i C2 pe poziia 1 i urubul conductor Sc. Viteza micrii D de avans tan-g enial a saniei portpies Sp se determin scriind ecuaia de transfer a lanului cinematicAS i i i p BS m 2 7 8 sc din care rezult raportul roilor de schimb wT = n03 i4 i5 i6 AS wT = CS BS im 2

(16.47) este constanta lanului cinematic de avans tangenial. Raportul AS/BS se poate exprima

unde CS

i n funcie de avansul sT al saniei SP dac se consider c sT n mm/cd, a sculei S. Micarea de rotaie C a piesei P se ia din lanul cinematic Fig. 16.37. Rectificarea cu disc biconic cu unghiul de angrenare al danturii.

=

wT nc d

de avans tangenial, n punctul de legtur L3. Pentru rulare este necesar ca micrile C i D ale piesei s fie corelate. Astfel lanul cinematic de rulare se nchide ntre urubul conductor Sc i pies, fiind reglat prin roile de schimb AR i BR, al caror raport se determin cu relaia (16.46). Din formula (16.46) rezult c raportul roilor de schimb depinde numai de diametrul cercului de rulare al roii-pies. Deci, cu acelai disc abraziv pot fi rectificate i danturi ale roilor dinate, care au unghiul de angrenare p pe cercul de divizare diferit de unghiul s al flancurilor sculei (fig. 1~.37). n acest caz, diametrul cercului de rulare al rotii difer de diametrul de divizare dd i, conform figurii 16.37, va fi dat de relaiadr = dd cos p cos s

(16.48)

La prelucrarea danturii nclinate, avnd unghiul de nclinare pr, considerat pe cilindrul de rulare, diametrul cercului de rulare rezult din relaiadr = m p z p cos p cos pr cos s

(16.49)

n care:

mn este modulul noma1 a danturii; zp numrul de dini ai piesei. Unghiul pr , se determin la rndul su cu relaia cos p sin pr = sin pd cos r

(16.50)

in care pd este unghiul de inclinare al danturii piesei pe cilindrul de divizare, De asemenea, pentru prelucrarea danturii nclinate este necesar ca suportul saniei verticale S (v. fig. 16.36) s se ncline cu unghiul pr, astfel nct flancurile discului abraziv S (fig. 16.38) s materializeze flancurile cremalierei generatoare Cg care in timpul rulrii angreneaz cu roata-pies P. Pentru divizare, mecanismul de divizare MD (v. fig. 16.36) fumizeaz un numr constant K de rotaii, totaliznd un unghi D= 360 K, care trece prin roile de schimb AD i BD i diferenialul Dif la roata-pies. Aceasta se va roti cu p=360/zp. In timpul fazei de divizare, cuplajul C2 este deschis iar C3 nchis pe o durat de timp determinat. Din ecuaia de transfer a lanului cinematic360 z p = 360 K A BD idif 1 3 i11 D

rezult formula de reglare de forma (16.45), n careCD

=

1 K i11 i dif 1 3

care, pentru majoritatea mainilor produse de firma Niles, are valoarea 24. Toate fazele ciclului de lucru se desfoar automat. Comanda i acionarea pentru comutarea inversorului I i a cuplajelor C1C3 se realizeaz cu ajutorul unor mecanisme cu prghii i came acionate de sania port pies SP. Ca urmare a cerinelor crescnde de roi dinate cu dantur modificat prin flancare sau bombare (fig. 16.39), aceste maini sunt prevzute cu mecanisme i dispozitive speciale folosite n acest scop. Flancarea la capul i piciorul dintelui (fig. 16.39, a) se realizeaz prin modificarea formei flancurilor discului abraziv S, folosindu-se un mecanism special pentru ascuire. Pentru generarea flancului bombat (fig. 16.39, b) se realizeaz micri de corecie ale suportului portscul Ss (v. fig. 16.36) la deplasarea discului abraziv S n lungul dintelui. Pe principiul rulrii cu dreapt fix lucreaz i mainile firmei Kolb, la care axa discului abraziv si a piesei sunt orizontale, discul fiind dispus sub pies (fig. 16.40). Exist n principal trei tipuri de maini care difer prin forma, numrul sau dispunerea discurilor abrazive. Micrile C si D pentru rulare sunt realizate cu ajutorul unui mecanism cu tambur i benzi metalice (v. 16.2.3.3). Dantura nclinat se genereaz, ca i n cazul mainilor Niles, prin transpunere prin rulare, nclinnd sania portscul cu unghiul p corespunztor.

1.6.2.3.3. Maini de rectificat cu dou discuri abrazive. Metoda de rectificare cu dou discuri abrazive se aplic danturii exterioare drepte sau nclinate.

Materialele flancurilor cremaliere generatoare se realizeaz prin suprafeele frontale ale discurilor taler (fig.16.43), care rectific flancurile aceluiai gol sau a dou goluri diferite.

Fig.16.43. Rectificarea danturii cu dou discuri abrazive. Dup poziia axelor celor dou discuri abrazive, n raport cu planul orizontal, se deosebesc dou metode de rectificare: metoda de 15 sau 20 i metoda de 0. Metoda de rectificare de 0 (fig. 16.43, b) este des folosit ntruct asigur o precizie mrit a prelucrrii i obinerea modificrii flancului prin flancare sau bombare. La aceast metod rularea are loc pe cercul de baz de raz Rb. Contactul dintre suprafaa activ a sculei i flancul dintelui care se prelucreaz este liniar iar lungimea cursei este mai mic dect n cazul folosirii discurilor nclinate (fig. 16.43, a). n procesul generrii suprafeelor evolventice prin rulare cu dreapt fix sunt necesare micrile (fig. 16.44): principal A a sculelor S1 i S2, de avans B a piesei P n lungul axei sale, de rotaie C alternativ a piesei corelat cu micarea sa D de translaie i de divizare E discontinu. Pentru realizarea rulrii (micrile C i D) se folosete un mecanism cu tambur i benzi metalice. Roata-pies P este solidarizat cu tamburul T i dispus coaxial cu acesta. Cele dou benzi b1 i b2 au un capt legat de tamburul T, iar cellalt capt de suportul cadru Sc , solidarizat cu sania longitudinal SL. Arborele care susine roata-pies i tamburul este montat pe sania transversal ST, creia i se imprim micarea rectilinie-alternativ D pe ghidajele sniei SL. Deplasarea tamburului pe direcia transversal duce i la o rotire C a sa. n felul acesta cele dou micri C i D ale tamburului sunt transmise i roii-pies, montat pe acelai arbore cu tamburul T.

Fig. 16.44. Rularea cu tambure i benzi. Rularea roii-pies pe linia de referin N-N a cremalierei generatoare se realizeaz foarte precis cnd raza RrT de rulare a tamburului T este egal cu raza de rulare RrP a piesei. Considernd m zp c rularea se face pe cercul de baz de raz Rb este necesar ca Rb = cos , n care 2 reprezint unghiul de angrenare. Raza RrT a tamburului poate fi mrit n anumite limite, folosindu-se benzi auxiliare, de grosime calibrat, care se introduc sub benzile fixe b1 i b2 . n felul acesta se reduce ntr-o oarecare msur numrul tamburelor T. n acelai scop, la majoritatea mainilor de rectificat se folosete construcia schematizat pe aceeai figur 16.44. Micarea D cu viteza de rulare vr corespunztoare cercului de raz Rrp, a1 rezult din nsumarea a dou micri cu vitezele v = RrT T , respectiv v ' = v . Micarea a2 avnd viteza v' este obinut prin intermediul prghiei p, ale crei brae reglabile se stabilesc la dimensiunile at i a2. Aceasta se transmite suportului cadru Sc , care, n acest caz, se va deplasa pe dou ghidaje ale sniei SL. n figura 16.45 este reprezentat vederea general a mainii Maag SD-62, pe care sunt indicate principalele sale pri componente. Pe batiul 1 este dispus montantul mobil 2, care susine sania vertical 3. Pe sania 3 sunt dispuse suporturile portscule 4, care susin motoarele electrice 5, ce antreneaz discurile abrazive 6. Piesa 7 este montat pe dornul 8 cu un capt fixat la mecanismul de divizare 9 i cellalt susinut de ppua mobil 10. Sania longitudinal 11 susine sania transversal 12 pe care este montat piesa. Antrenarea sniei n micarea rectiliniealternativ se realizeaz cu ajutorul motorului hidraulic rotativ 13, printr-un mecanism cu culis

reglabil. Pentru uniformizarea micrii se folosete volantul 14, antrenat prin transmisia cu curea 15. Mecanismul format din tamburele 16, benzile 17 i suportul-cadru 18, folosete pentru obinerea micrii de rulare. Pentru prelucrarea danturii nclinate se folosete ghidajul "reglabil 19, n care se deplaseaz patina 20, care imprim roii-pies o micare de rotaie suplimentar, prin intermediul suportului-cadru 18.

Fig. 16.15. Vederea general a mainii Maag SD-62 La mainile Maag SD-32-X, de construcie asemntoare, mecanismul cu tambur i benzi apare ntr-o variant constructiv nou (fig. 16.46). Fa de construciile anterioare, cunoscute, n acest caz, benzile b1 i b2 trec de la tamburul T, solidarizat cu piesa, peste cte un alt tambur T1 i T2, i se fixeaz la suportul-cadru mobil SM. Acest suport este legat de sania intermediar St cu micare transversal, a crei vitez de translaie v' este diferit de viteza v a saniei portpies ST. Viteza de rulare vr a piesei, corespunztoare cercului su de baz, rezult, ca i n cazul precedent (v. fig. 16.44), din nsumarea vitezelor de translaie v' i v.

Fig. 16.46. Mecanismul cu tambur i benzi folosit la maina Maag SD-32-X. Micrile sniilor S1 i ST se obin prin cele dou mecanisme cu excentric i culis MEC1 i v ' e1 = , unde e1 i e2 reprezint mrimile excentricitilor MEC2. Raportul celor dou viteze este v e2 reglate la cele dou mecanisme. Modificnd excentricitile e1 i e2 pot fi prelucrate roi dinate avnd raza de baz Rb diferit de raza RrT a tamburelui. Astfel, pentru roi cu diametre ntre 20 si 320 mm si module m = 1...12 mm, pe main sunt utilizate numai 10 tambure de rulare T cu diametrele 45, 60, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300 mm. Schema cinematic structural a acestor maini (fig. 16.47) cuprinde lanurile cinematice generatoare: principal, de avans longitudinal, de avans transversal, pentru rotirea suplimentar a piesei (n cazul prelucrrii danturii nclinate) i auxiliare: de divizare, pentru ascuirea periodic a discurilor abrazive. Motoarele ME1 i ME2 asigur celor dou scule S1 i S2 micarea principal A. Lanul cinematic de avans longitudinal asigur micarea B rectilinie-alternativ a sniei SL cu o anumit vitez t reglabil continuu. Acesta este constituit dintr-un motor hidraulic rotativ, MHR1, inversorul I i mecanismul MT. Pentru realizarea rulrii, sania ST este antrenat in micarea de translaie rectiliniealternativ D cu viteza t de ctre un motor hidraulic rotativ MHR2, prin intermediul mecanismului MEC1. Simultan i corelat cu aceasta se realizeaz i micarea de rotaie C a piesei, prin intermediul mecanismului cu tambur i benzi (v. i fig. 16.46).

Fig. 16.47. Schema cinematic structural a mainilor de rectificat Maag. La mainile de construcie mai veche, antrenarea lanurilor de avans se realizeaz cu un motor electric, iar vitezele de avans l i t se regleaz prin roi de schimb sau cutie de avansuri. Divizarea se efectueaz o dat la o curs a sniei SL, la ieirea piesei din contact cu sculele. Micarea pentru divizare este furnizat de la motorul electric ME3, prin mecanismul de divizare MD i roile de schimb AD i BD n timpul divizrii, cuplajele C1 i C2 sunt trecute pe poziiile 1 i respectiv 5, comandate simultan. Pentru prelucrarea, danturii nclinate, sculele se poziioneaz n lungul flancului danturii, rotind montantul mobil M (2, v. fig. 16.45) pe ghidajele sale. Micarea de rotaie suplimentar a piesei o asigur ghidajul reglabil GR n care se deplaseaz patina Pt, solidarizat suportului cadru mobil S. Pe main se pot rectifica danturi modificate prin flancare i bombare, asigurndu-se sculelor S1 i S2 coreciile necesare [26]. 16.2.3.4. Maini de rectificat cu melc abraziv. Mainile de danturat cu melc abraziv sunt destinate prelucrrii danturii drepte sau nclinate a roilor cilindrice. Mainile RD-360 (R.S.R.), 5832 (U.R.S.S.) precum i cele produse de firmele. Reishauer, Matrix au o construcie asemntoare; unele deosebiri existnd n legtur cu modul n care se realizeaz poziionarea reciproc dintre scul i pies. Prelucrarea pe aceste maini se caracterizeaz prin productivitate i precizie ridicat. Durabilitatea sculei se stabilete n funcie de numrul de dini ai piesei, modulul i unghiul de nclinare al danturii i limea roii. Precizia prelucrrii este determinat n principal de precizia cu care se realizeaz profilarea sculei i reglarea mainii.

Scula folosit este un melc arhimedic cu profil rectiliniu n seciunea normal pe elicea cilindrului de divizare. Generarea profilului evolventic se realizeaz ca i n cazul frezrii cu frez-melc prin metoda rulrii cu dreapt mobil (v. pct. 16.2.2.1), lanul cinematic de rulare avnd aceeai structur cu cea reprezentat n figura 16.11. Unor maini, de fabricaie recent, le lipsete lanul cinematic de rulare, antrenarea sculei i a piesei realizndu-se separat cu motoare electrice reactive sincrone. Linia flancului danturii nclinate se genereaz prin transpunere prin rulare, nclinnd corespunztor ghidajele sniei portpies, fr a fi necesar lanul cinematic de filetare. Pentru rectificarea flancurilor danturii sunt necesare urmtoarele micri {fig. 16.48): micarea principal A, executat de scula S, micarea de rotaie B a piesei P corelat cu A, micarea C rectilinie-alternativ a piesei n lungul liniei flancului. Prelucrarea se face cu divizare continu.

Fig. 16.48. Rectificarea danturii cu melc abraziv. n figura 16.49 este reprezentat schema cinematic structural a mainii 5A 832. La aceast main, ntre scula S i piesa P nu este stabilit o legtur cinematic rigid. Acestea sunt antrenate de cte un motor electric sincron ME1 i respectiv ME2. Turaia sculei pentru rectificare este ns = 1500 rot/min, iar turaia piesei se regleaz prin roile de schimb A i B, in funcie de numrul de dini ai piesei, avnd n vedere c scula-melc are un singur nceput (Ks=1). Cele dou micri A i B sunt precis corelate pe cale electric, deoarece n caz contrar profilul evolventic generat rezult deformat. Lanul cinematic pentru micarea de avans axial C al roii-pies este antrenat de un motor hidraulic rotativ MHR, care realizeaz un domeniu de viteze de avans v = 1,6...106 mm/min. Inversarea sensului micrii C se obine prin mecanismul I, comandat la capetele de curs, de opritoarele 01 i 02, dispuse pe sania vertical Sv. Cunoscndu-se turaia piesei se poate calcula

avansul longitudinal pe o rotaie a piesei sau pe dinte. Lanul cinematic de avans radial const dintr-un motor hidraulic rectiliniu MH1 care deplaseaz, prin urubul Sc2, sania portscul Ss spre pies. Comanda motorului se realizeaz printr-un sistem mecanic cu prghii, acionat intermitent, prin mecanismul cu clichet Mc. Rotirea

clichetului peste un anumit numr zs de dini se realizeaz cu ajutorul motorului hidraulic MH2. Mrimea avansului radial se regleaz n domeniul sr = 0,02...0,08 mm/cd. pies. De asemenea, motorul MHl poate realiza apropierea i retragerea rapid a sniei Ss. Roata de mn Rm2 i cuplajul C2, pe poziia 1, permit reglarea distanei dintre pies i scul.

Fig. 16.49. Schema cinematic structural a mainii 5A832. Aceasta se realizeaz printr-un lan cinematic auxiliar, antrenat de motorul electric ME3 cu dou turaii (1 500/3 000 rot/min) i un mecanism reductor MR. n acest caz, motorul ME1 este oprit iar scula se scoate din angrenare cu piesa. Corelaia ntre micarea de translaie a rolei Ra i cea de rotaie a sculei se realizeaz prin intermediul lanului cinematic de filetare, format din scula S, punctul de legtur Ll, cuplajul C3, roile de schimb AF i BF i urubul conductor Sc3. Pentru o rotaie a sculei sania portrol SR trebuie s se deplaseze cu un pas pd al danturii, aa nct se poate scrie: nsc 3 psc 3 = ns pd = ns m din care rezult nsc 3 m = (16.51) ns psc 3 Scriind ecuaia de transfer a lanului cinematic 1 A nsc 3 = ns i6 F i7 i1 i5 BF i innd seam de relaia (16.51) rezult

n care CF =

i1 i5 este constanta lanului cinematic de filetare. psc 3 i6 i7

AF = CF m BF

(16.52)

Pentru reglaje manuale se folosesc manivelele ml , m2 i m3. Utiliznd role pentru profilare, cu profil corectat, se modific profilul elicei melcului, n scopul generrii unei danturi modificate prin flancare att la capul cit i la piciorul dintelui. De asemenea, unele maini sunt prevzute cu sisteme mecanice sau hidromecanice pentru modificarea flancului danturii prin bombare. n figura 16.50 este reprezentat sistemul mecanic folosit la maina FK 326-10 (R.P.U.). Pe sania vertical Sc sunt dispuse dou abloane S1 i S2, care, n timpul micrii C de avans axial a piesei, realizeaz, prin intermediul sistemului de prghii p1...p4, bascularea suportului portpies n jurul

reazemului fix Ob. n felul acesta se modific distana ntre axele celor dou elemente n angrenare S i P. Fig.

16.50. Sistem mecanic folosit pentru bombarea danturii. Maina RD-360, fabricat la ntreprinderea de maini de rectificat din Cluj-Napoca, este destinat rectificrii danturii roilor dinate, avnd diametre cuprinse ntre 25 i 360 mm, modulul m = 1...5 mm i limi pn la 200 mm. Maina are n structur lan cinematic de rulare reglabil prin roi de schimb. Pentru producia n serie, maina poate lucra n ciclu automat sau semiautomat. De asemenea, se pot genera danturi modificate prin flancare sau bombare. 16.3. MAINI PENTRU PRELUCRAREA DANTURII CREMALIERELOR Angrenajul pinion-cremalier are o rspndire redus, fiind folosit ca mecanism pentru transformarea micrii de rotaie n micare de translaie.

Cremalierele au dantur dreapt sau nclinat. O categorie aparte o constituie angrenajul cu melc-cremalier, fiind folosit la unele maini-unelte ca mecanism final n lanul cinematic principal sau de avans. Pentru prelucrarea cremalierelor de importan redus se folosesc mainile de frezat universale. Scula execut micarea principal A i are forma unei freze-disc cu muchii achietoare rectilinii i profilul trapezoidal identic cu cel al golului dintre dinii cremalierei. n cazul danturii cu modul mare se folosete un set de dou sau trei freze (fig. 16.51). Pentru generarea danturii pe limea cremalierei acestea au micarea B de avans transversal. Divizarea se realizeaz prin deplasarea C a sniei longitudinale cu mrimea pasului pd = m . O divizare precis se obine dac se folosete capul divizor existent ca accesoriu al mainii. Prelucrarea danturii cremalierelor de lungime i modul mare se poate realiza pe mainile de danturat roi dinate cilindrice prin mortezare cu cuit-pieptene profilat. Gremaliera-pies P (fig. 16.52) se monteaz pe sania transversal Sp (v. i fig. 16.25), prin intermediul unui accesoriu special al mainii, caz n care masa rotativ portpies este blocat. Sania SR execut micarea B. de avans periodic (s, n mm/cd) din 1 i 2 pentru realizarea nlimii dintelui, dup care urmeaz retragerea rapid n poziia iniial 1. Micarea de avans este realizat prin intermediul unui lan cinematic de avans, reglabil prin roile de schimb As i Bs, care primete micare de la lanul cinematic de avans tangenial al mainii (punctul L4, v. i fig. 16.25). Pentru divizare, sania Sp se deplaseaz n lungul cremalierei (micarea C) din poziia 1 n 3, pe o distan l = Ks pd, unde Ks reprezint numrul de dini ai sculei S. Lungimea cursei pentru divizare se regleaz prin roile de schimb AD i BD, reglarea lanului cinematic fiind similar cazului prelucrrii roilor cilindrice pe aceste maini. Cuplajele C6 i C7 sunt interblocate mecanic, pentru a nu se transmite piesei simultan micrile B i C. Pe timpul efecturii fazei de divizare, culisorul portscul Cs este frnat n poziia superioar. Aceast posibilitate de prelucrare o au mainile firmei Maag SH-75-K, SH-100-Z i SH250. Prelucrarea danturii cremalierelor la producia n serie se realizeaz pe maini de danturat speciale. Acestea difer din punct, de vedere constructiv i cinematic, n funcie de modul de realizare al generatoarei flancului, materializ pe scul sau cinematic obinut prin rulare.

Fig. 16.51. Prelucrarea danturii cremalierelor folosind set de freze-disc.

Fig. 16.52. Prelucrarea danturii cremalierelor pe maina de danturat cu cuit pieptene n figura 16.53 este reprezentat schema cinematic a mainii E 39 A care prelucreaz dantura cremalierelor prin rulare cu cuit roat. Scula S, avnd zs dini, se fixeaz n culisoul Cs. Aceasta execut micarea principal rectilinie-alternativ A pe vertical (ncd, n cd/min), ct i micarea B cu turaia ns, considerat micare de avans circular. Cremaliera-pies P se aeaz pe sania longitudinal SL i execut micarea rectilinie C, continu, corelat cu B n baza condiiei rulrii psc1 nsc1 = m zs ns (16.53) Conform figurii 16.54 toate lanurile cinematice generatoare (principal, de avans i de rulare) primesc micare de la motorul electric MBl i se regleaz prin roi de schimb. Lanul cinematic principal se regleaz cu roile Ap i Bp al cror raport se determin cu formula Ap ncd = (16.54) B p 76 Lanul cinematic de rulare coreleaz micrile B i C. Scriind ecuaia de transfer

nsc1 = ns

90 50 60 45 28 AR CR 4 38 [rot/min] 1 60 50 45 4 BR DR 28 57

i nlocuind nscl cu valoarea rezultat din relaia (16.53) se obine formula pentru calculul roilor de schimb de forma AR CR m zs = (16.55) BR DR 180

Fig. Schema cinematic a mainii E 39 A

de unde, nlocuind p =

360 rezult: zp Ad 1 = CD , Bd zp (16.57)

360 este constanta lanului cinematic de divizare. D id Pentru reglarea poziiei piesei, ppua portpies PP se deplaseaz manual, n direcia sgeii a pe ghidajele rectilinii 3 i se nclin n direcia sgeii b pe ghidajele circulare 4 i 5, concentrice cu axul O2 . Aceste reglaje se efectueaz cu scopul suprapunerii vrfului conurilor de divizare, exterior i interior ale roii pies, cu centrul OM al mainii. 16.4.3. MAINI PENTRU PRELUCRAREA DANTURII PRIN METODA RULRII unde CD = 16.4.3.1. Maini pentru danturat roi conice cu dini drepi i nclinai. Generaliti. Prelucrarea danturii roilor conice prin rulare este mult mai rspndit dect prin copiere ntruct este mai productiv, iar dantura prelucrat are o precizie mai mare. Principiul generrii profilului evolventic al dinilor se bazeaz pe metoda rulrii ntre roata plan de referin (roata plan imaginar) i roata pies de prelucrat. Roata plan de referin R pr este un caz particular al roii conice (fig. 16.59) i are semiunghiul conului de rulare rp = 90. n unele cazuri rp = 90 b , unde b , este unghiul piciorului dintelui roii pies. Tiurile sculelor (cuite de rabotat sau freze disc) materializeaz profilul unui gol sau al unui dinte al roii plane de referin. Din acest motiv muchiile achietoare ale sculelor sunt rectilinii, fapt ce uureaz executarea i ascuirea lor. ntre roata pies P i roata plan de referin R pr rularea se poate realiza prin: a) rotirea roii plane pe roata pies, axul acesteia din urm fiind fix; b) rotirea roii pies pe roata plan care este fix. In acest caz axul roii pies descrie un con avnd semiunghiul egal cu 90 - P (fig. 16.59); c) rotirea att a roii plane ct i a roii pies n jurul axelor proprii. Majoritatea mainilor existente prelucreaz dup metoda c, ns exist i maini construite pe baza metodei b. Astfel, mainile de danturat prin rabotare, cu unul sau cu dou cuite, prelucreaz totdeauna dup metoda c, ns cele care prelucreaz cu dou freze pot fi construite s dantureze fie dup metoda c, fie dup metoda b. Maini de danturat prin rabotare. Dintre mainile de rabotat cele mai utilizate sunt cele cu dou cuite. Cuitele S1 i S2 materializeaz profilul a doi dini alturai ai rotii plane de referin Rpr (fig. 16. 60). Pentru prelucrarea dintelui 1 al piesei P, sculele S1 i S2 execut micrile A i C iar piesa micarea B i D (fig.16.61). Micarea A a cuitelor este micarea principal de achiere i este necesar pentru obinerea liniei flancului dintelui (directoarea). S-ar putea considera c prin aceast micare se materializeaz pe roata plan de referin flancurile a doi dini alturai pe ntreaga lime a roii.

Fig.16.59 Roata plan de referin

Fig. 16.60 Materializarea generatoarelor unui dinte al roii plane prin muchiile achietoare ale cuitelor

Fig. 16.61. Micrile necesare la danturarea roilor conice prin rabotare cu dou cuite

Pentru ca dintele 1 s rezulte cu profil evolventic, cuitele au micare de rotaie C`, iar piesa micarea B. Micarea C` a cuitelor corespunde micrii de rotaie a roii plane de referin n jurul axului propriu. Micrile B i C` sunt astfel corelate nct reproduc angrenarea ntre roata plan de referin, avnd turaia nrp i zrp dini, i roata pies cu zp dini i turaia nv. Vitezele tangeniale la conurile de rulare ale celor dou roi dinate sunt egale n fiecare punct. De aici rezult relaia: nrpzrp = npzp. (16.58)

Relaia (16.58) exprim condiia de nchidere a lanului cinematic de rulare care coreleaz cele dou micri B i C`. Roata pies mai execut i micarea D pentru apropierea i respectiv ndeprtarea ei de tiul sculelor. Mainile de acest tip prelucreaz dinte cu dinte, fiind necesar divizarea periodic. Pe mainile de rabotat cu dou cuite este posibil prelucrarea de degroare i de finisare dintr-o singur trecere sau numai finisarea respectiv degroarea. n toate cazurile cuitele execut, pe tot ciclul de lucru, micarea principal A. Acestea prelucreaz n contratimp, adic atunci cnd unul din cuite achiaz, cellalt se retrage. n cazul prelucrrii de degroare i finisare dintr-o singur trecere sau a prelucrrii de finisare, ciclul de lucru pentru prelucrarea unui dinte se compune din patru faze: - rotirea piesei P n direcia sgeii B i a sculelor fixate pe platoul PT n direcia sgeii C` pn n momentul cnd sculele ies din contact cu piesa (punctul 1, fig. 16.62), realizndu-se astfel prelucrarea flancurilor dintelui; - deplasarea rapid a piesei m direcia sgeii D`, cu o distan h egal cu nlimea dintelui;

Fig. 16.62. Micrile platoului portcuite.

Fig. 16.63. Cuite pentru degroare. - rotirea rapid a sculelor n direcia sgeii C" pn cnd acestea ajung n poziia 2 (fig. 16.62). n acest timp piesa continu rotirea n direcia sgeii B realiznd divizarea; - deplasarea rapid a piesei n direcia sgeii D" cu distana h. Dup terminarea ultimei faze, piesa s-a rotit cu un pas unghiular, astfel c se poate relua ciclul. Pentru prelucrarea de degroare, micarea de rulare lipsete complet sau este ncetinit, in primul caz piesa avanseaz continuu spre cuite pn ce se prelucreaz dintele. In acest scop se utilizeaz dou cuite avnd profil simetric fa de axele mm i respectiv nn (fig. 16.63, a). Divizarea se realizeaz, n acest caz, din doi n doi dini. Folosirea acestei metode se recomand la degroarea danturii roilor conice avnd P = 45...90, deoarece cnd P < 45 rezult un adaos neuniform pentru prelucrarea de finisare. Pentru module mari i foarte mari se utilizeaz metoda de prelucrare dat, n figura 16.63, b, urmat de o prelucrare cu cuite simetrice (fig. 16.63, a). Prelucrarea de degroare prin metoda rulrii, n principiu, nu se deosebete de prelucrarea de finisare, cu deosebirea c grosimea cuitelor este mai mic pentru a rmne un adaos de prelucrare suficient pentru executarea operaiei de finisare. Pentru realizarea acestei operaii este necesar o rotire a sculelor i piesei (micrile B i C`) cu viteze reduse. Cnd ambele cuite prelucreaz n acelai gol este recomandat divizri dinte cu dinte. Cnd cuitele prelucreaz flancurile aceluiai dinte, numai unul dintre cuite va fi mai solicitat i din acest motiv se recomand folosirea cuitelor cu profilul dat n figura 16.63, a i divizarea s se realizeze dup doi dini. La mainile de rabotat roi conice, cele dou cuite sunt aezate pe platoul 2, prin intermediul a dou ghidaje radiale g (fig. 16.64), formnd unghiul ntre ele, a crei valoare depinde de parametrii roii de prelucrat [32]. Cele dou cuite execut micarea rectilinie-alternativ A n lungul celor dou ghidaje i n acelai timp micarea C de rotaie mpreun cu platoul 2 n jurul axei acestuia. Micarea D o are sania 4 (fig. 16.64) pe ghidajele 3, paralele cu axa 1 a platoului 2. Piesa P se fixeaz n ppua portpies 7, care se nclin n plan orizontal pe masa 4, prin intermediul ghidajelor 5, avnd centrul O' situat pe sania 4. Cele trei axe I, II i III, care reprezint axa platoului (roii plane de referin), a piesei i axa n jurul creia se nclin capul portpies 7, sunt concurente ntr-un punct 0M, denumit centrul mainii. Axa III a piesei face cu perpendiculara pe axa I a platoului unghiul M care are diferite valori, n funcie de metoda de prelucrare.

M = P . n acest O prim situaie este aceea n care piesa se aeaz astfel nct caz, vrful conului de rulare al piesei trebuie s se afle n centrul 0M al mainii. Sania 4 se aeaz astfel nct centrul O' s fie pe aceeai vertical cu centrul 0M al mainii. ntruct vrful cuitelor 1 trebuie s urmreasc generatoarea conului interior al roii-pies, este necesar ca ghidajele g ale cuitelor s se ncline cu un unghi egal cu b fa de planul frontal al platoului 2 (fig. 16.65).

Fig. 16.64. Vedere general simplificat a mainii de rabotat cu dou cuite. n cea de-a doua situaie de prelucrare, capul portpies se nclin cu unghiul M = P b , astfel nct generatoarea conului interior al roii pies s fie perpendicular pe axa I a platoului. n acest caz ghidajele cuitelor nu se mai nclin, ci rmn paralele cu planul frontal al platoului. Vrful conurilor piesei i axa O' a sniei 4 au aceeai poziie ca pentru cazul precedent de prelucrare. Schema cinematic structural a unei maini de danturat, prin rabotare, cu dou cuite este reprezentat n figura 16.66. Micarea principial A se obine prin lanul cinematic antrenat de motorul MB i reglat prin roile de schimb Ap i Bp. Micarea de rotaie este transformat n micare rectilinie-alternativ prin intermediul mecanismului MT. Din ecuaia de transfer a lanului cinematic principal A ncd = n0i1 P i2 BP se. obine

AP = CP ncd BP n care CP =

(16.59)

1 este constanta lanului cinematic principal. Lanul cinematic de avans (rotirea n0i1i2 discului de comand Dc) are un capt la motorul electric MB i cellalt capt la discul Dc.

Fig. 16.65. Poziionarea ghidajelor pe platou.

Fig. 16.66. Schema cinematic structural a mainii de rabotat cu dou cuite.

n timpul fazei de lucru (prelucrarea unui dinte), discul DC se rotete cu 160, iar n timpul fazei de gol cu 200.

Considerndu-se ca mrime de intrare unghiul de rotire a rotorului motorului M E n timpul tt necesar executrii fazei de lucru ( = 360n0t1 ) i ca mrime de ieire, unghiul de 160, cu care se rotete discul DC , cu notaiile din figura 16.66 ecuaia de transfer este: A 160 = 360n0t1i3 S i4 i5i6 (16.60) BS Din relaia (16.60) se obine: AS CS = (16.61) BS t1 4 este constanta lanului cinematic de avans. 9n0i3i4i5i6 Pentru rotirea rapid a cuitelor i a piesei, cuplajul C trece n poziia 2, ocolindu-se astfel roile de schimb AS / BS . Lanul cinematic de divizare are un capt la discul de comand DC i cealalt la pies. n timp ce discul se rotete cu 360 (o rotaie) piesa trebuie s se roteasc cu K d dini, adic cu Kd unghiul 360 . Ecuaia de transfer a acestui lan: zp K 1 A 360 d = 360 i7 D i8 zp i6 BD permite obinerea formulei de reglare: n care CS = K i AD = C D d ; CD = 6 BD zp i7i8 (16.62)

Numrul de dini Kd peste care se face divizarea trebuie s fie prim fa de numrul de dini z p ai piesei, pentru a se putea prelucra toi dinii piesei. Lanul cinematic de rulare, care coreleaz micarea C a cuitelor cu micarea B a piesei (v. fig. 16.64), se regleaz cu roile AR i BR. Rularea se realizeaz n faza de lucru, adic atunci cnd pinionul z1 angreneaz cu sectorul z2 al roii compuse R. Ecuaia de transfer ntre piesa P i platoul PT este: 1 BD 1 1 z1 z5 AR k nPT = nP i9 i10 i11 (16.63) i8 AD i7 i5 z2 z6 BR z7 nlocuind n (16.63) nPT = nrp i apoi nrp din relaia (16.58) i calcule simple se obine. K AR = CR d BR zrp (16.64) AD din relaia (16.62) dup BD

n care CR =

i5i6 z2 z6 z7 este constanta lanului cinematic de rulare. i9i10i11 z1 z5 k

ntruct numrul de dini ai roii plane de referin zrp se poate calcula, n funcie de caracteristicile roii pies, cu formula: cos b zrp = z p sin p relaia (16.64) devine: K sin p AR = CR d BR z p cos b (16.65)

Platoul PT se rotete cu unghiul (v. fig. 16.62) n timpul fazei de lucru, adic atunci cnd discul DC se rotete cu 160. Din ecuaia de transfer a lanului cinematic cuprins ntre DC i platoul PT , folosind (16.62), se obine:

=

160 K d sin P , z p cos b

din care rezult numrul de dini K d prin nlocuirea valorii unghiului . Pentru determinarea unghiului se folosesc relaiile:

=

1040 sin p pentru finisarea dinilor care n prealabil au fost degroai, zp cos e 740 + sin b pentru prelucrarea de finisare sau degroare. cos i zp

=

Maini care prelucreaz cu dou freze-disc. La aceste maini profilul evolventic se realizeaz prin metoda rulrii cu roat plan fix (mainile Klingelnberg BF 201-A, 203, 204) sau cu roat plan mobil (mainile WMW, Gleason, Heidenreich-Harbeck etc). Dantura poart denumiri specifice i anume Spheroid, Konvoid, Coniflex, n funcie de tipul mainii i firma productoare. Cele dou freze-disc S1 i S2 (fig. 16.69) au forma unor capete multicuite, ale cror cuite se ntreptrund n zona de achiere. Muchiile achietoare sunt rectilinii, materializnd un dinte al roii plane de referin cu care, n timpul generrii unui gol dintre dini, se reproduce angrenarea cu roat pies. n acest caz, generarea profilului evolventic prin metoda rulrii cu roat plan mobil comport aceleai micri ca i n cazul prelucrrii prin rabotare cu dou cuite. Locul celor dou cuite (v. fig. 16.61) este luat de dou capete multicuite care au numai micarea principal de

rotaie A, continu. Celelalte micri de generare rmn aceleai, aa nct structura cinematic a mainilor de danturat cu dou freze-disc prin metoda rulrii cu roat plan mobil este asemntoare celei reprezentate n figura 16.66. Prin metoda rulrii pe roata plan fix piesa execut micarea B n jurul axei proprii, simultan cu micarea de rotaie C a conului su de rulare pe planul de referin al rotii plane, axa conului deplasndu-se din poziia 1 n 2 (fig. 16.69).

Fig. 16.69. Prelucrarea danturii roilor dinate conice cu dini drepi folosind dou freze disc.

Fig. 16.70 Generarea danturii bombate la prelucrarea cu dou freze disc. Ciclul de lucru pentru prelucrarea unui gol dintre dini este constituit la majoritatea mainilor din urmtoarele faze: poziionarea piesei, prelucrarea flancurilor prin rulare, retragerea piesei, rularea n sens invers i divizarea discontinu.

Folosind scule la care cuitele 1 (fig. 16.70) sunt dispuse n capul de frecat 2, dup un con, se poate realiza, fr alte micri de corecie, bombarea dintelui roii-pies P. Mrimea bombrii depinde de unghiul conului C. In figura 16.71 este reprezentat schema cinematic structural a mainii BF-201-A. Maina este destinat prelucrrii roilor conice cu dantur dreapt, la producia n serie. Lanul cinematic principal se regleaz cu roile Ap/Bp i antreneaz sculele Sx i S2, care sunt dispuse ntr-o carcas fix pe batiul mainii. Micarea de rotaie C a roii-pies P n jurul axei roii plane Rp, este asigurat ca urmare a rotirii tamburului T. Acesta primete micare de la motorul M 2 prin mecanismul de multiplicare Mm mecanismul planetar MP i angrenajul z1lz2, constituite n lanul cinematic de avans circular. Fig. 16.71. Schema cinematic structural a mainii BF 201-A Klingelnberg.E

Pentru obinerea micrii de rotaie B a roii-pies, simultan cu micarea C roata melcat z2 este fix, melcul z1 avnd micare de rotaie n jurul axei sale i a roii z2 . Angrenajul z1lz2 mpreun cu mecanismul MP constituie mecanismul care permite ca roata-pies s efectueze, pe timpul rulrii, simultan cele dou micri B i C. Astfel, n calculul raportului de transmitere imp al ntregului mecanism planetar se consider i raportul z1lz2. Raportul de transmitere im se determin n funcie de timpul tl n secunde care corespunde rotirii tamburului T cu unghiul T , n grade, pentru rulare. Acesta determin viteza cu care se face rularea ntre roata pies i roata plan. Din ecuaia de transfer a lanului cinematic de avans

n T = 02 t1 i2 im i3 imp 360 60 rezult mrimea raportului im al mecanismului Mm. Dup prelucrarea unui gol, tamburul T i schimb sensul de rulare ( C1 pe poziia 2). Pentru divizare, cuplajul C2 este decuplat pe o perioad de timp ct roata z4 din lanul cinematic de divizare execut o rotaie complet, timp in care piesa nu se rotete. Roata-pies ajunge astfel n poziia iniial rotit cu un dinte. Din aceast poziie se reia ciclul pentru prelucrarea golului urmtor. Lanul cinematic de rulare este format din tamburul T, angrenajele z2 / z1 , AD / BD , z3 / z4 , Ar / Br i pies (cuplajul C2 nchis). Raportul roilor de schimb Ar i Br se determin din condiia ca la o rotaie a tamburului T s corespund zrp / z p rotaii ale piesei. Poziionarea axei piesei pe main se realizeaz astfel ca suprafaa conului su de rulare s ajung n contact cu planul de referin (imaginar) al roii plane. Pe main sunt dispuse dou ansambluri SP , identice. n timp ce piesa P se prelucreaz, 1 piesa P2 se evacueaz i se face alimentarea cu un nou semifabricat. 16.4.3.2. Maini pentru danturat roi conice cu dini sub form de are de cerc. Roile dinate cu dini sub form de arc de cerc se dantureaz prin rulare, utiliznd, ca scul, un cap de frezat, cuitele cruia materializeaz linia flancurilor pentru doi dini alturai ai roii plane de referin. Ca i n cazul prelucrrii roilor dinate cu dini drepi, tiurile cuitelor au muchii rectilinii. Aceste cuite sunt aezate n capul de frezat, succesiv, unul pentru prelucrarea prii convexe a unui dinte i altul pentru prelucrarea prii concave a dintelui urmtor. Raza R a capetelor de frezat variaz ntre 31/2 i 18 inch, iar numrul de cuite ntre 8 i 24. La producia de serie mic se utilizeaz aceleai capete de frezat att pentru degroare cit i pentru finisare. La producia n serie mare, la finisare se folosesc capete de frezat, avnd un numr mic de cuite, astfel c la un moment dat achiaz numai un singur cuit. Procedeul este destinat prelucrrii roilor conice cu dantur n arc de cerc. Procedeul i maina se mai numesc Gleason, procedeul provenind de la firma Gleason din SUA. Utilizarea sa intens n industria de autovehicule a dus la rspndirea masinii i la gsirea de noi soluii de realizare. Astfel procedeul a cunoscut o dezvoltare important i n fosta URSS. Roile conice care se pot prelucra se caracterizeaz prin faptul c dintele roii plan imaginare este dispus n planul primitiv al acesteia dup un arc de cerc. Se apreciaz c aproximativ 90% din roile conice cu dantur curb sunt realizate cu dantur n arc de cerc. Scula ce se utilizeaz pentru prelucrarea acestui tip de dantur este un cap port cuite de frezat, la care cuitele sunt plasate dup circumferina unui cerc cu raza egal cu raza de curbur a curbei directoare a dintelui de pe roata plan. Cuitele fiind dispuse succesiv pentru a prelucra unul la interior (flancul convex) i respectiv la exterior (flancul concav).

fig.1 Schema de proces - (fig.1) reproduce angrenarea dintre roata de prelucrat 4 i roata plan imaginar 2, materializat pe maina de platou 4, angrenare obinut n prezena micrilor II i III. Capul port cuite 1 execut micarea principal I, materializnd un dinte al roii plan imaginare. Platoul mainii execut micarea II care impreun cu micarea III a piesei realizeaz rularea, cele dou micri fiind legate prin lanul cinematic de rulare 5. Pentru obinerea danturii mai este necesar micarea IV de apropiere a piesei de platou n vederea obinerii nlimii dintelui. n momentul n care prin rulare capul port cuite pierde contactul cu piesa prelucrarea se ntrerupe, piesa execut micarea de ndeprtare IV i platoul execut micarea II de revenire n punctul de nceput al rulrii, iar piesa micarea III n acelai sens dar cu o vitez sporit pentru ca n momentul revenirii platoului n poziia de incepere a rulrii s fie rotit cu unghi la centru corespunztor saltului cu un numr de dini ntreg i prim fa de numrul de dini al roii de prelucrat. Mainile care prelucreaz dup acest procedeu se pot mpri din punct de vedere cinematic n dou categorii: cu roat compus; cu diferenial. Danturile prelucrate pot fi de dou feluri (fig.2): 1. cu nlime variabil; 2. cu nlime constant.

fig.2. n cazul danturii conice n arc de cerc cu nlime variabil, la majoritatea mainilor cuitele capului port cuite nu sunt perpendiculare pe generatoarea conului de divizare, ci pe conul de picior. Datorit acestei neperpendiculariti pe generatoarea conului de divizare i a unghiului de nclinare a dintelui, apare o asimetrie a golului prelucrat fa de planul radial al roii, rezultnd o variaie inegal a unghiului de angrenare a celor dou flancuri antiomoloage. Aceast variaie este dependent de unghiul de picior (diferit la roat i la pinion n cazul corijrii prin deplasarea profilului) i de unghiul de nclinare al dintelui. Din aceast cauz angrenarea nu se realizeaz corect. Spre a remedia aceast situaie s-au utilizat dou metode: 1 folosirea cuitelor asimetrice; 2 realizarea de maini cu posibiliti de nclinare a capului port cuite. Totui, dei a doua metod permite eliminarea nomenclatorului deosebit de bogat n cazul primei metode, ea nu s-a rspndit datorit complicrii mainii unelte i datorit altor corecii suplimentare ce se impun. Prima metod este i la aceast or cea mai rspndit i n continuare se va prezenta determinarea coreciei unghiului profilelor cuitelor. Considerndu-se un angrenaj conic cu dantur n arc de cerc cu nlimea dintelui variabil, se observ c planul ce conine generatoare comun OM este perpendicular pe planul desenului. Acesta va fi rabtut n planul desenului, dreapta OM fiind raza medie a roii plan imaginare. Unghiul , dintre tangenta la curba C i raza roii plan imaginare n punctul M al danturii, este unghiul de nclinare al dintelui. Punctul O este puctul de intersecie dintre perpendiculara n O pe raz i normala n punctul M. Din OOM se observ c OM=OM/sin . Din MM1O i MM2O se obin urmtoarele relaii pentru unghiurile de picior la pinion i respectiv roat: tg f1=MM1/OM i tg f2 =MM2/OM. Deoarece unghiurile f1 i f2 sunt de valori mici se pot face urmtoarele aproximaii: tg f1 f1 rad, respectiv tg f2 f2 rad Segmentul M1M2 este perpendicular n M pe planul MOZ. Din OMM1 i OMM2 se poate deduce c: OM tgu1=MM1 i OM tg u2=MM2,, de unde:

capetele de frezat normale au o construcie asemntoare frezelor cu dini frontali i au ntre 8-24 cuite - (fig.3).

fig.3 Capetele port cuite se caracterizeaz prin urmtoarele elemente: diametrul sculei ( se exprim n oli); numrul N al capului ( numrul N indic devierea unghiului de profil aal cuitelor fa de unghiul de angrenare normal N=1/10 ); unghiul de angrenare nominal; decalarea (ceaprazul) vrfurilor cuitelor. Prin decalare se nelege limea urmei pe care o las vrfurile cuitelor ce achiaz interior i exterior.

Schem de prelucrare dantur n arc de cerc . Procedeu cu divizare . Schema cinematic a unei maini cu roat compus este asemntoare cu cea din fig. 4 ( a se vedea fig. de la procedeul cu dou cuite), dar cu deosebirea c lanul cinematic pentru micarea principal are urmtoarea construcie: Elementul reglabil este lira de vitez, dar este interesant de remarcat soluia de transmitere a micrii ctre capul port cuite indiferent de poziia acestuia fa de platou. De asemeni schema mai conine i un lan de modificare a rulrii, plasat dup lira de rulare. Acesta are ca element reglabil lira a/b care transmite micarea excentricului E, asigurnd deplasarea melcului, imprimnd platoului o micare suplimentar la prelucrarea fiecrui gol. Cele dou faze ale ciclului sunt :

- activ ; - inactiv . Roata plan imaginar este materializat de platoul mainii, iar capul portcuite materializeaz un dinte al roii plan imaginare. n faza activ se reproduce angrenarea dintre roata de prelucrat i roata plan imaginar prin micrile II i III, iar n faza inactiv roata plan imaginar revine n poziia iniial (de ncepere a angrenrii), iar presa realizeaz divizarea printro rotaie n acelai sens cu III, dar accelerat . Apropierea pentru faza activ i ndeprtarea pentru faza inactiv se realizeaz prin micarea IV .

fig.4. Lanul cinematic principal, asigur realizarea micrii I-a a capului portcuite. Viteza de achiere se regleaz cu ajutorul roilor de schimb Av, Bv. Capul portcuite materializeaz un dinte al roii plane imaginare, care pe main este materializat de platoul Pl . Pentru asigurarea rulrii necesare realizrii flancului dintelui n evolvent , cele dou micri II i III ale platoului i respectiv a roii de prelucrat sunt interdependente , fiind legate prin lanul cinematic de rulare . Acest lan cuprinde piesa P , lira de divizare , 11 , 10 , 5 , 4 , z1 , Rc ( roata compus ) , z4 , 9 , lira de rulare AR/BR angrenajul melcat K1/N1 , platoul . Lanul cinematic de avans cuprinde melcul 1 , 2 , C2 (cu lira de avans Aa/Ba ) , 3 , 4 , 5 , 6 ,. 7 , 8 , i camele K1 , K2. Cama K1 comand micarea de apropiere IV , necesar realizrii nlimii dintelui roii de prelucrat , iar K2 are rolul de a comanda trecerea de la faza activ a ciclului de prelucrare la cea inactiv cnd se producen p = nk 2 i8 i7 i6 i5 i10 i11 AD / BD n p = zd / z p z d / z p =1 i8 i7 i6 i5 i10 i11 AD / BD AD / BD = C D z d / z p

divizarea . Cama K2 se rotete cu unghiul n faza de lucru . Din observaia c n timpul unui ciclu de prelucrare cama C1 face o rotaie complet pentru care piesa se va roti cu zd/zp , unde zd reprezint numrul de dini pentru care se efectueaz divizarea , iar zp numrul de dini ai piesei i scriindu-se ecuaia de bilan cinematic pentru lanul cinematic ce leag rotaia camei K2 i cea a piesei, rezult: Calculul liniei de rulare se face scriind ecuaia de bilan cinematic a lanului de rulare . Condiia cinematic ce leag cele dou micri este :

n pl z r p = n p z p

zrp numrul de dini ai roii plane Lira de avans se calculeaz din condiia de a realiza un anumit timp pentru ciclul de lucru tl. Cunoscnd ca n acest timp motorul va executa nM*tl rotaii corespund unei rotaii active a camei K2.nk 2 = n M i1 i2 Aa i3 i4 i5 i6 i7 i8 Ba

n pl = n p

BD z z A K i11 i10 i5 i4 1 5 i9 2 1 AD z2 z6 B2 N 1Aa Aa C s = Ba Ba t l

= n r 1 t l iC

Cs constanta lanului