Способ гидроабразивной обработки эвольвентных зубчатых колес

 

Изобретение относится к области пескоструйной обработки металлов, а именно к способам гидроабразивной обработки зубь ев эвольвентных зубчатых колес. Цель изобретения - расширение технологических возможностей струйной обработки эвольвент ных зубчатых колес путем получения фланкированного профиля зубьев. При обработке зубьев колеса на выходе сопла 1 устанавливают формирователь 3 струи гидроабразивной суспензии, состоящий из зубчатой рейки 5 с отверстиями 12, последовательно соединяемыми с соплом I и предназначенными для прохода суспензии к обрабатываемым зубьям 10 колеса 6. При обработке зубчатую рейку 5 вводят в зацепление с зубчатым колесом 6, обеспечивая гарантированные зазоры в зацеплении пары зубьев, которые по торцам закрывают планками 9. В результате формируют щелевой канал 7 для истечения суспензии между эвольвентными поверхностями зубьев рейки и колеса, ограниченный по щирине планками 9. Форма кана- .1а соответствует щелевому сопл} Л аваля с критическим сечением. В процессе обработки критическое сечение щелевого канала 7 перемещают вдоль эвольвенты обрабатываемого зуба 10, сообщая рейке 5 (в зацеплении с колесом 6) возвратно-поступательное перемещение . Поскольку в критическом сечении щелевого канала 7 скорость суспензии наибольшая, то и съем металла с обрабатываемой поверхности в зоне критического сечения максимален. Рейку 5 в зацеплении с зубчатым колесом 6 перемещают с переменной скоростью, меняя положение критического сечения и управляя металла с эвольвентной поверхности зуба колеса. При этом, замедляя скорость подачи рейки 5, а также увеличивая давление в магистрали подачи суспензии, при выходе обрабатывае- .мого зуба 10 из зацепления с рейкой 5 увеличивают съе.м металла при вершине зуба se (Л оо со СП СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1373550 (5D 4 В 24 С 1/00!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4047716/31-08 (22) 17.02.86 (46) 15.02.88. Бюл. № 6 (71) Казахский политехнический институт им. В. И. Ленина (72) О. И. Васенков, Т. А. Шарипов и В. Д. Кригер (53) 62! 9.048.6.04 (088.8) (56) Билик Ш. М. Абразивно-жидкостная обработка металлов. М.: Машгиз, 1960, с. 122, фиг. 61. (54) СПОСОБ ГИДРОАБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ЭВОЛЬВЕНТНЫХ ЗУБЧАТЫХ

КОЛЕС (57) Изобретение относится к области пескоструйной обработки металлов, а именно к способам гидроабразивной обработки зубь ев эвольвентных зубчатых колес. Цель изобретения — расширение технологических возможностей струйной обработки эвольвент. ных зубчатых колес путем получения фланкированного профиля зубьев. При обработке зубьев колеса на выходе сопла 1 устанавливают формирователь 3 струи гидроабразивной суспензии, состоящий из зубчатой рейки 5 с отверстиями 12, последовательно соединяемыми с соплом 1 и предназначенными для прохода суспензии к обрабатываемым зубьям 10 колеса 6. При обработке зубчатую рейку 5 вводят в зацепление с зубчатым колесом 6, обеспечивая гарантированные зазоры в зацеплении пары зубьев, которые по торцам закрывают планками 9. В результате формируют щелевой канал 7 для истечения суспензии между эвольвентными поверхностями зубьев рейки и колеса, ограниченный по ширине планками 9. Форма канала соответствует щелевому соплу Л аваля с критическим сечением. В процессе обработки критическое сечение щелевого канала 7 перемещают вдоль эвольвенты обрабатываемого зуба 10, сообщая рейке 5 (в зацеплении с колесом 6) возвратно-поступательное перемещение. Поскольку в критическом сечении щелевого канала 7 скорость суспензии наибольшая, то и съем металла с обрабатываемой поверхности в зоне критического сечения максимален. Рейку 5 в зацеплении с зубчатым колесом 6 перемещают с переменной скоростью, меняя положение критического сечения и управляя съемом металла с эвольвентной поверхности зуба колеса.

При этом, замедляя скорость подачи рейки 5, а также увеличивая давление в магистрали подачи суспензии, при выходе обрабатываемого зуба 10 из зацепления с рейкой 5 увеличивают съем металла при вершине зуба

-"--!

1373550 и обеспечивают таким образом фланкирование его грани. Последующий зуб колеса начинают обрабатывать при перемещении рейки на величину, равную шагу зацепления.

Устанавливают технологически необходимую скорость перемещения рейки относиИзобретение относится к пескостру.йной обработке металлов, а именно к способам гидроабразивной обработки зубьев эвольвентных зубчатых колес.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей струйной обработки зубчатых колес путем получения фланкированного профиля зубьев колес.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства, реализующего способ гидроабразивной обработки зубчатых колес; на фиг. 2 сечение A A на фиг. 1; на фиг. 3 — щелевой канал для прохода суспензии между эвольвентными профилями зубьев при различных положениях линии контакта зубьев в зацеплении обрабатываемого колеса с рейкой.

Сущность предлагаемого способа заключается в подаче на эвольвентную поверхность зубьев обрабатываемого зубчатого колеса гидроабразивной сусиензии через щелевой формирователь струи суспензии, образованный находящейся в зацеплении с колесом зубчатой рейкой с отверстиями для прохода суспензии. Канал шелевого формирователя струи гидроабразивной суспензии имеет форму шелевого сопла Лаваля с критическим сечением, образованного сопряженными эвольвентными профилями зубьев рейки и обрабатываемого колеса.

При этом канал ограничен по ширине планками, закрепленными на рейке и контактирующими с торцами колеса. Вследствие наличия зазоров в зацеплении между рейкой и колесом имеется шелевой канал, образованный сопряженными эвольвентными профилями зубьев рейки и колеса. Форма шелевого канала, в который под давлением подается гидроабразивная суспензия, соответствует соилу Лаваля с критическим сечением, в котором съем металла ири прокачке суспензии через щелевой канал максимален из-за увеличенной скорости потока рабочего агента. При сообщении рейке, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом, возвратно поступательного перемещения изменяется форма целевого канала между сопряженными профилями зубьев и перемещается критическое сечение сопла Лаваля (шелевого канала) вдоль эвольвенты обрабатываемого зуба колеса. Управление скоростью

t5

45 тельно колеса, которую уменьшают в конце цикла обработки каждого зуба, получая фланк на его эвольвентной поверхности.

Для осуществления обработки второй грани зубьев реверсируют движение рейки и ведут обработку в той же последовательности. 3 ил

2 перемещения рейки, а также давлением рабочего агента, подаваемого через отверстия в рейке в щелевой канал, позволяет вести обработку эвольвентной поверхности зубьев с различной интенсивностью, в частности выполнять фланкирование вершин зубьев колеса путем замедления скорости перемещения рейки, а следовательно, и критического сечения сопла Лаваля на соответствующих участках обрабатываемой поверхности. Для исключения слива суспензии из зоны обработки через торцовые зазоры в зубчатом зацеплении предусмотрены контактирующие с зубьями колеса по его торцам планки, закрепленные на рейке.

Устройство для реализации предлагаемого способа состоит из струйного сопла 1, закрепленного неподвижно и имеющего канал 2, соединенный с линией подачи гидроабразивной суспензии от гидромотора с регулируемой производительностью (не показан). Сопло 1 контактирует с формирователем 3 струи гидроабразивной суспензии, состоящим иэ направляющей 4 и зубчатой рейки 5, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющих 4, рейка 5 находится в зацеплении с обрабатываемым зубчатым колесом 6. При этом зацепление зубчатого колеса 6 с рейкой 5 выполнено из условия образования щелевого канала между сопряженными профилями зубьев, находящихся в зацеплении.

В зависимости от направления перемещения зубчатой рейки 5 щелевой канал 7, имеющий форму сопла Лаваля с критическим сечением 8 (фиг. 3), образуется вдоль правой или вдоль левой эвольвентной поверхности зуба колеса. Для исключения утечек суспензии иэ щелевого канала по всей длине рейки 5 закреплены планки 9 (фиг. 2), контактирующие по торцам с зубьями 10 колеса 6. Зубчатое колесо 6 установлено на валу 11 с возможностью свободного вращения. Зубчатая рейка 5 связана с приводом ее возвратно-поступательного перемещения и имеет щелевые отверстия 12, выполненные равномерно между зубьями рейки

При движении рейки 5 в направляющих 4 отверстия 12 последовательно сообщаются с каналом 2 сопла 1, причем подача суспен1373550 зии из сопла в каждое из отверстий 12 осуществляется при движении рейки от момента входа до выхода обрабатываемого зуба из паза 13 между зубьями рейки 5.

При этом боковая поверхность паза 13 рейки и одна из сторон эвольвентного профиля зуба 10 колеса 6 (фиг. 3) формируют гидроабразивную струю. Образованный щелевой канал представляет собой сопло Лаваля и имеет минимальное поперечное сечение 8 (фиг. 3), в котором скорость струи суспензии и работа резания, выполняемая струей, максимальны. При сообщении рейке однонаправленного движения критическое сечение, характеризуемое зазором Л, перемещается от основания обрабатываемого зуба колеса (точка 1) к вершине зуба (точка II I) .

На фланкируемом участке обрабатываемой поверхности зуба (участок между точками

II — III) скорость рейки 5 замедляют, а расход суспензии через сопла 1 увеличивают, тем самым увеличивают скорость потока суспензии в зазоре в критическом сечении, производя наибольший съем металла по эвольвенте зуба вблизи его вершины, т. е. выполняя фланкирование зуба колеса.

При дальнейшем перемещении рейки 5 обрабатываемый зуб 10 колеса 6 выходит из зацепления и соответствующее отверстие 12 перестает сообщаться с каналом 2 сопла 1, при этом подача суспензии через формирователь 3 прекращается. Дальнейшая обработка зубчатого колеса начинается с момента совмещения последующего зуба с пазом зубчатой рейки 5 и описанный процесс обработки повторяется. Таким образом, при прямом ходе зубчатой рейки в одном направлении обрабатываются правые эвольвентные поверхности зубьев, а при обратном ходе — левые эвольвентные поверхности зубьев колеса 6.

Пример. Обрабатывалось эвольвентное цилиндрическое прямозубое колесо с числом зубьев Z=60. модулем т=3,5 мм и шириной венца b=30 мм, изготовленное из стали

40Х, термообработанной до HRC ... 50 — 57.

Степень точности 7 — 7 — 7 — В по ГОСТ 164381.

Обработка производилась при следующих параметрах: критический зазор Ь щелевого канала задавался равным 0,4 — 0,6 мм; скорость истечения суспензии при обработке участка I — II эвольвентного профиля зубьев устанавливалась равной 30 — 35 м/с, а при обработке участка II — II I — 45 — 50 м/с, скорость перемещения зубчатой рейки на

10 участке 1 — 11 0,05 — 0,06 м/мин, на участке

II — I I! — 0,03 — 0,04 м/мин.

После обработки согласно предлагаемому способу шероховатость рабочей поверхности зубьев снизилась с 0,32 до 0,16 — 0,08, при этом улучшились показатели плавности работы на одну степень за счет фланкирования зубьев и уменьшился шум при работе пар обработанных зубчатых колес на 3 — 5%.

Формула изобретения

Способ гидроабразивной обработки эвольвентных зубчатых колес, при котором ведут обработку наружной поверхности зубьев колеса, направляя на них из сопла струю гидроабразивной суспензии под давлением, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей обработки путем получения фланкированного профиля зубьев колес, на выходе сопла формируют струю суспензии. для чего берут

30 зубчатую рейку с отверстиями во впадинах между зубьями и вводят ее в зацепление с колесом из условия образования между эвольвентным профилем обрабатываемого зуба колеса и сопряженным ему профилем зуба щелевого канала в виде сопла Лаваля, при этом в щелевой канал через отверстия в рейке подают струю суспензии, а рейке сообщают возвратно-поступательное движение в зацеплении с колесом, причем скорость перемещения рейки замедляют, а давление суспензии в сопле увеличивают при пере40 мещении критического сечения щелевого канала по фланкируемому участку боковой поверхности зуба колеса.

l373550

10 д7 профиль восле

Хро Вол чи

Составитель В.Жуков

Редактор Н. Горват Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 361/11 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, s л. Проектная, 4