способ чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес
Классы МПК: | B23F5/06 шлифовальным кругом с плоской боковой поверхностью |
Автор(ы): | Гузь В.Г., Кривошеев В.П., Копанев Н.Н., Промысловский В.Д., Дончак В.И., Маслов В.П. |
Патентообладатель(и): | Арендное объединение "Новокраматорский машиностроительный завод" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1989-12-11 публикация патента:
27.02.1995 |
Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано в производстве цилиндрических косозубых колес, у которых радиус окружности впадин больше радиуса концентрической окружности, по которой производят прерывистый обкат с периодическим делением от зуба к зубу. Сущность изобретения заключается в том, что при чистовой обработке зубчатых колес в условиях прерывистого обката при переодическом делении от зуба к зубу двумя дисковыми инструментами с углом исходного профиля, близким или равным нулю, совершающими возвратно-поступательные перемещения по индивидуальной программе, оси которых установлены под углом друг к другу в плоскости, перпендикулярной оси обрабатываемого колеса, величины обратных ходов при совершении возвратно-поступательных движений каждым инструментом в отдельности задают в соответствии с длинами контактных линий. Эти контактные линии образуются при воспроизведении зацепления между обрабатываемым зубчатым колесом и зубчатой рейкой с исходным контуром, равным исходному производящему контуру инструмента на соответствующем угле развернутости эвольвенты в процессе обката, а величины прямых ходов также на соответствующем углеразвернутости эвольвенты в процессе обката задают большими длины контактных линий на величину перебега, которую рассчитывают по приведенной формуле. 6 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
Формула изобретения
СПОСОБ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС в условиях периодического обката двумя инструментами с углом исходного профиля, близким или равным нулю, совершающими возвратно-поступательные перемещения по индивидуальной программе, оси которых установлены под углом одна к другой в плоскости, перпендикулярной к оси обрабатываемого колеса, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки зубьев косозубых цилиндрических зубчатых колес за счет исключения подрезания ножек зубьев, величины прямых и обратных ходов задают в соответствии с длинами контактных линий, образующихся при воспроизведении зацепления зубчатого колеса с исходным производящим контуром на соответствующем угле развернутости эвольвенты, причем величины прямых и обратных ходов связаны зависимостьюL2n-1= L2(n-1)+2

где L2n-1 - величина прямого (нечетного) хода каждого инструмента на соответствующем угле развернутости эвольвенты, мм;
L2(n-1) - величина обратного (четного) хода каждого инструмента, равная длине контактной линии на соответствующем угле развернутости эвольвенты, мм;
n - порядковый номер хода;


где m - модуль, мм;
Z - число зубьев колеса;

D0 - наружный диаметр инструмента, мм,
а составляющие подачи обката рассчитывают по следующим зависимостям

где St - тангенциальная подача инструмента, мм/ход;
Sтt - технологическая тангенциальная подача, выбираемая в зависимости от материала обрабатываемого колеса и его степени точности, мм/ход;
Sкр - круговая подача обрабатываемой детали, рад/ход;


где r - радиус делительной окружности зубчатого колеса, мм;
rу - радиус концентрической окружности зубчатого колеса, по которой осуществляют обкат, мм,

где rв - радиус основной окружности зубчатого колеса, мм;

Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано в производстве цилиндрических косозубых колес, у которых радиус окружности впадин больше радиуса концентрической окружности, по которой производят прерывистый обкат с периодическим делением от зуба к зубу. Известен способ чистовой обработки косозубых цилиндрических зубчатых колес, основанный на регулировании возвратно-поступательного движения зубошлифовального станка, работающего по методу обката с периодическим делением. Шлифование осуществляют одним или парой абразивных инструментов с двойным конусом, которые двигаются возвратно-поступательно вдоль производящей эвольвентных профилей зубьев. В основу способа положен тот факт, что у косозубых колес винтовая линия каждого зуба изогнута таким образом, что боковые поверхности зубьев не касаются по всей своей длине плоскости, воспроизводимой рабочей поверхностью шлифовального круга. То есть шлифовальный круг какую-то часть своего пути не участвует в процессе резания. Эта часть для косозубых колес с большим диаметром и малым углом наклона зуба мала, но она быстро растет с уменьшением диаметра и увеличением угла наклона линии зуба. Причем абсолютное значение возвратно-поступательного движения и относительное положение ползуна зависят от текущего значения одного из компонентов обката (заявка ФРГ N 1777374). Недостатком данного способа является его практическая неоднозначность, в том числе неясность той посылки, что для случая непрерывной подачи обката (как впрочем и прерывистой) достаточно измерения лишь одного из компонентов обката. Известен также способ чистовой обработки косозубых цилиндрических зубчатых колес, основанный на регулировании возвратно-поступательного движения зубошлифовального станка (патент Швейцарии N 665583, кл. В 23 F 5/06). Способ включает точный расчет границ рабочих ходов в рамках многогранного контура, представляющего собой сумму разверток (при их частичном наложении друг на друга) активных поверхностей одновременно обрабатываемых противоположных профилей зубьев. Кроме того он позволяет определять координаты рабочей точки абразивного инструмента в короткие интервалы времени и осуществлять согласование рабочего хода инструмента и движений обката. Недостатками данного способа является то, что он не может быть реализован при обработке косозубых зубчатых колес, у которых радиус окружности впадин больше радиуса концентрической окружности, по которой производят прерывистый или непрерывный обкат. Так шлифование по методу "К" (Современное состояние зубообрабатывающей техники и направления ее дальнейшего развития. Материалы симпозиума фирмы МААГ, 1980, с. 128-130) нарушает закон формирования эвольвентной поверхности зуба, что по мере увеличения модуля, числа зубьев и угла наклона линии зубьев приводит к резкому снижению точности обрабатываемых зубчатых колес. А шлифование по методу "0" (там же, с. 125-128), когда практически для всех зубчатых колес имеет место перебег головки, в силу различия в длинах рабочих ходов по левому и правому профилям зубьев с учетом того, что оба шлифовальных круга расположены на общей головке, при максимальной длине хода, перекрывающей образующие обоих противоположных профилей зубьев, приведет к подрезанию в тело колеса, а при длине хода, охватывающей лишь одну образующую какого-либо профиля, - к недорезанию участка активной поверхности зуба противоположного профиля. Данную проблему фирма "Мааг" (Швейцария) решает с применением иной схемы резания, включающей многократные качательные движения обката в процессе замедленного возвратно-поступательного перемещения вдоль зубьев обрабатываемого колеса (там же, с. 133), что сопряжено со снижением производительности и точности обрабатываемого колеса. Рассматриваемый способ реализуется с помощью громоздких тригонометрических зависимостей, значительно усложняющих их кинематическую обработку и программное обеспечение работы станка. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ чистовой обработки зубьев цилиндрических зубчатых колес, реализуемый на зубообрабатывающем станке [1]. Способ включает возвратно-поступательное перемещение двух вращающихся режущих дисков вдоль образующей эвольвентного профиля зубьев колеса, а также движения прерывистого обката и периодического деления от зуба к зубу. Причем угол между нормалями к направлениям тангенциального движения каждого дискового инструмента, охватывающий дугу окружности, по которой осуществляют обкат, устанавливают в диапазоне 0о <







re=ra-2

rа - радиус окружности вершин зубчатого колеса, мм;
ry - радиус концентрической окружности зубчатого колеса, по которой осуществляют обкат, мм;
ry=

rb - радиус основной окружности зубчатого колеса, мм;



rf - радиус окружности впадин зубчатого колеса, мм;
Do - наружный диаметр дискового инструмента, мм;
Хм - абсцисса точки касания наружной окружностью дискового инструмента окружности впадин обрабатываемого зубчатого колеса в системе координат сориентированной по осям симметрии эллиптической проекции первого на торцовую поверхность, второго при ориентации оси ординат вдоль проекции возвратно-поступательного движения инструмента, мм;







r - радиус делительной окружности зубчатого колеса, мм; при этом величины парных прямых и обратных ходов равны между собой, а разница между соседними парами составляет удвоенную величину перебега (2






StT - технологическая тангенциальная подача, выбираемая в зависимости от материала обрабатываемого колеса и его степени точности, мм/ход;
Sкp - круговая подача обрабатываемой детали, рад/ход. Сопоставительный анализ данного решения с известными свидетельствует, что предлагаемое изобретение позволяет качественно обрабатывать косозубые цилиндрические зубчатые колеса с числом зубьев свыше 30-40, у которых радиус окружности впадин больше радиуса концентрической окружности, по которой производят обкат; величины обратных ходов при совершении возвратно-поступательных движений каждым инструментом в отдельности задают в соответствии с длинами контактных линий при воспроизведении зацепления между обрабатываемым зубчатым колесом и зубчатой рейкой с исходным контуром, равным исходному производящему контуру инструмента на соответствующем угле развернутости эвольвенты в процессе обката; величины прямых ходов также на соответствующем угле развернутости эвольвенты в процессе обката задают большими длины контактных линий на величину перебега; допустимую величину перебега инструмента вдоль линии зуба определяют по формулам (1), (2), (3) и (4); величины парных прямых и обратных ходов равны между собой, а разница между соседними парами составляет удвоенную величину перебега (2







Класс B23F5/06 шлифовальным кругом с плоской боковой поверхностью