Способ шлифования зубьев цилиндрических зубчатых изделий

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к шлифованию зубча тых изделий тарельчатыми кругами.Цель изобретения - повышение производительрости и качества обработки за счет компенсации упругих деформаций системы СПИД в каждой файе обката. В процессе ;продольной:подачи и обката определяют для каждой из сторон обрабатьшаемых зубьев значения составляющих сил резания Ри. и Рц,, направленных по нормали к обрабатьгоаемой поверхности разницу Ри -PU, между значениями этих составляющих для данной и противоположной сторон, моменты начала и окрнчаНия обработки каждой из сторон соответствующих зубьев на окружности выступов зубчатого изделия и моменты обработки каждой из сторон зубьев в нижних точках Е., В их активного профиля , и в соответствии с приведенными зависимостями перемещают каждый из шлифовальных кругов по нормали к обрабатьшаемой поверхности на вели- i чины U,, U J и Л,, текущее значение которых определяют из условия компенсации упругих деформаций системы СПИД в каждой фазе обката. 7 ил. . (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ %СПУБЛИН (19) (11) 1 А1 (51) 4 В 23 F 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ВСЕ(.-

1 (3 тг

545,.! 4(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4145165/25-08 (22) 16.07.86 .(46) 30.09.88. Бюл. 9 36 (71.) Московский завод шлифовальных станков (72) Н.Т. Трушакин, Г.И. Коруков и В.К. Ермолаев (53). 621.9.04:621..833(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 25 1354, кл. В 23 F 5/Об, 1967.. (54) СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ЗУБЬЕВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ (») Изобретение относится к машино- . строению, в частности к шлифованию зубча тых иэделий тарельчатыми кругами. Цель изобретения - повышение производитель1 ности и качества обработки.за счет компенсации упругих деформаций системы

СПИД в каждой фазе обката.. В процессе

;продольной:подачи и обката определяют для каждой иэ сторон обрабатываемых зубьев значения составляющих сил резания Р и Р, направленных по нормали к обрабатываемой поверхности, разницу P -P между значениями этих составляющих для данной и противопо" ложной сторон, моменты начала и окончания обработки каждой из сторон соответствующих зубьев на окружности выступов зубчатого изделия и моменты обработки каждой иэ сторон зубьев в нижних точках Е., В их активного профиля, и в соответствии с приведенными зависимостями перемещают каждый из шлифовальных кругов по нормали к обрабатываемой поверхности на вели- 2 ф чины (1,, Ь и Ь„текущее значение которых определяют иэ условия компенсации упругих деформаций системы СПИД в каждой фазе обката. 7 ип.

1426711

Изобретение относится к машиностроению, в частности к эубошлифованию тарельчатыми кругами, Цель изобретения — повышение про5 изводительности и точности обработки за счет компенсации упругих деформаций системы СПИД в каждой фазе обката, На фиг. 1 представлена схема взаимного расположения кругов и зубча- )p того изделия в фазе однопрофильного

1 обката, когда один круг при обкате

; от головки к ножке находится вне за цепления с зубчатым изделием, а дру гой на том же ходе обката обрабаты- 15 вает зуб в нижней точке его активного профиля1 на фиг. 2 — то же, в фазе двухпрофильного обката, когда оба круга находятся в зацеплении с зубчатым, изделием, на фиг. 3 — то 20 же, в фазе однопрофильного обката, когда один круг обрабатывает зуб в нижней точке его активного профиля, I а другой находится вне зацепления с обрабатываемым изделием, на фиг.4- 25 схема усилий, действующих на круги и изделие в процессе одного хода обката, когда один круг движется относительно зуба от головки к ножке, а дру. гой - от ножки к головке, на фиг.5 — 30 схема деформации системы одного иэ .кругов, системы. изделия и суммарная деформация данных систем под действием усилий согласно фяг. 4 (направление дефоРмаций показано в соответ- 35 ствии с увеличением или уменьшением ., номинальной глубины резания при воз, никновении соответствующей деформации), на фиг. 6 — схема суммарной

: деформация системы одного из кругов 40 и системы изделия и перемещений этого круга в направлении нормали к обрабатываемой поверхности для исправления погрешностей профиля; на фиг.7— схема расчета расстояния от входного 45 торца зубчатого венца до вертикальной плоскости, проходящей через нижние точки кругов в момент начала определения составляющих сил резания.

На чертежах приняты следующие обозначения:

1 — обрабатываемое зубчатое изделие, 2 — правый шлифовальный круг;

3 - левый шлифовальный круг;

В, Š— нижние точки активных профилей зубьев, Р1 — составляющая усилил резания для правой стороны обрабатываемого зуба

P — составляющая усилия резаМ ния для левой стороны обрабатываемого зуба, . P, P — алгебраическая разница между составляющими усилия резания, — приведенная к зоне резания жесткость системы изделия, то же, системы круга, 4 — кривая значений составляющей усилия резания, направленной по нормали к обрабатываемой поверхности, действующей на правый круг при направлении обката для правой стороны от головки к ножке зуба, 5 — то же, составляющей, действующей на левый круг при направлении обката для левой стороны от ножки зуба к головке;

6 — кривая значений разницы между составляющими усилий резания, действующих на изделия в процессе одного хода обката

7 — кривая значений упругих деформаций системы правого круга в соответствии со схемами на фиг, 1-4, 8 — кривая значений упругих деформаций изделия в соответствии со схемами на фиг . 1-4;

9 — кривая суммарной деформации системы СПИД, приведенных к зоне резания в соответствии со схемами на фиг. 1-4;

t — - припуск на данном проходе при обработке данного зуба, Г, — отрезок времени от момента обработки левой стороны обрабатывае мого левым кругом зуба в нижней точке его активного профиля до момента начала обработки правой стороны зуба на окружности выступов, — то же, от момента начала обработки правой стороны зуба на окружности выступов колеса до момента окончания обработки левой стороны зуба на окружности выступов;. г — то же, от момента окончания обработки левой стороны зуба на окружности выступов до момента обработки правой стороны зубча в нижней точке его активного профиля, /с „ — время одного хода обката; — максямальное значение упругой деформации системы изделия в течение времени,, когда в зацеплении

50

3 l 4267 с колесом находится один левый круг (однопрофильное зацепление с левым кругом); — максимальное значение упру2 5 гой деформации системы правого круга в течение времени с2; о„-максимальное значение упругой деформации системы изделия в течение вРемени 12, когДа в заЦеплении на 0 ходятся оба круга (двухпрофильное зацепление)

3д- то же, в течение времени Г когда в зацеплении находится один правый круг (однопрофильное зацепление с правым кругом). (В + оэ ) — максимальное суммарное значение упругой деформации системы

СПИД, приведенное к зоне резания в течение времени 20 (Р2 +04) — то же, в течение времени

10 — кривая текущих значений перемещения правого круга в течение одного хода обката для исправления 25 погрешностей профиля, — максимальное текущее значение перемещения правого круга в течение времени Т, /с

Ь вЂ” то же, в течение времени

Д. — то же, в течение времени <,, Зубчатое изделие 1 обрабатывается шлифовальными кругами 2 и 3 в условиях обката и единичного деления с

1IpopoJIbHoH подачеи изделия, которое 35 попеременно находится в однопрофильной и двухпрофильной фазе зацепления.

На фиг. 1 изображена фаза обката, при которой правый круг 2 при направ- 40 ленин движения обката, соответствующем его движению относительно зуба от головки к ножке, еще не вступил в контакт с обрабатываемым зубом, а левый круг 3 при относительном движении от ножки к головке обрабатывает левую сторону соответствующего зуба в нижней точке В его активного профиля, На круг 3 и изделие действуют равные по величине и противоположно направленные усилия Р, При дальнейшем движении обката вступает в резание круг 2, н обработка осуществляется одновременно двумя кругами (фиг. 2). На круг 2 действует составляющая усилия резания P а на иэделие — разница P -P . При7 мерно в среднем положении обката при прочих равных условиях изделие находится в состоянии равновеси,так как Р -Р = О. Круг 3 при .относи7 1 тельном движении от ножки к головке выходит из зацепления с зубом, а круг 2 обрабатывает правую сторону соответствующего зуба в нижней точке Е eI o активного профиля. На круг

2 и иэделие действуют равные по величине и противоположные по направлению усилия P . В течение одного обката на круг 2 действует переменное усилие Р, (кривая 4 на фиг. 4). а на изделие — разница усилий P -P (кривая 6 на фиг. 4). Для упрощения приФ нято, что нижние точки В и Е активных профилей зубьев совпадают с началом обработки профиля при относительном движении кругов 2 и 3 в процессе обката из выкружки у ножки зуба к головке с концом обработки профиля при обкате от головки к ножке.

На фиг. 5 изображена схема деформаций круга 2 (кривая 7), изделия (кривая 8)и суммарная деформация системы СПИД (кривая 9), приведен- ных к зоне резания. В процессе обката от точки О, соответствующей крайнему положению изделия в процессе обката, до точки В (нижняя точка активного профиля левой стороны эу6a) оба круга находятся вне зацепления с изделием, усилия и деформации отсутствуют. В точке В вступает в резание левый круг 3 при относительном движении от ножки к головке ° В точке С (фиг. 5) круг 2 при относительном движении от головки к ножке вступает в резание на окружности выступов колеса. В течение времени, изделие испытывает деформацию, мак симальо Р ное значение которой равно о, = —.-" —

iJ Q

1 где,1 — жесткость системы изделия.

В точке С происходит резкое уменьшение деформации изделия, так как жесткость системы изделия суммируется с жесткостью системы круга 2,вступив-шего в контакт, с изделием. Деформация изделия в течение времени z т.е. когда оба круга находятся в эа

P — P цеплении, равна 3 =, а де1» )2

„1 формация круга 2 О2 =-1 -, где

12 жесткость системы круга. Суммарная деформация системы CIIHII, приведенная к зоне резания круга 2, в течение

5 142á 711 6 времени ь равна 8 + h> i iПри дальнейшем движении обката, когда круг,тат

3 доходит до точки Д на окружности

В течение времени с1, так как круг выстУпов колесаУ он выходит из за- 5 2 находится вне зацепления с изд ием и резания не происходит, перемещения вает правую сторону зуба до точки Е, круга рассчитываются согласно выражеВ точке Д (фиг. 5) происходит резкое увеличение деформации изделия, мак8

1 аимальное значение которой 4 =

Знак "-" д 31 означает, что

-Л- . В течение времени Гз деформация перемещение круга направлено в стоД рону уменьшения толщины снимаемого слоя металла на данном участке зуба.

На фиг. 7 изображена схема, покаот значения 8 + 6 в точ- 15 зывающая взаимное расположение изделия 1 и круга 2 в процессе продольля в точке Е. Деформации на фиг. 5 изображены ез учета эапазывания еак ии системы на резкое ПР в процессе продольной подачи и обката зменение силий и жесткостей соотвступает в контакт в профилем зуба в точке а на окружности выступов частей системы СПИД, колеса где радиус кривизны профиля к ивая 10 изображает темаксимален. Расстояние т ертикальеме ений к га 2 дл у. р о ката ля ст анеННе очки кругов 0„-О до входной торцовои плоскости зубчатого венца А-А сью О- . Рассмотрим 25 сенеки sy>>a на участке е е месте возникновения максимальных деформа32 3, Рм> 26 t+>>)> ций 8< +О . Обозначим через k—

311 Же у — текущий радиус кривизны прогде k — коэффициенту обратный значе- . филя в точке контакта, принию коэффициента съема припуска. чем на окружности выступов

Далее можно записать:

Г,+8, = kt.

При условии постоянства. коэффициента k при небольших изменениях значения глубины резания t "",, (82+ 8+И

1-т т Po @ 1т = 1теу

35 Dw — диаметр круга, проглубление нижней точкикруга относительно касательной к основному цилиндру зубчатого колеса. (t +62)k =6,;

2 2У

tk = a,(1-k)> откуда

В .процессе обката при уменьшении

Г точка а занимает положение а, так

Т как у ножки. зуба fe меньше ра и контакта круга, т.е. резания ножки еще

45 нет. Обработка нижней точки активного профиля зуба с радиусом кривизны р; начинается при значении 1 =

1 в точке Ь, где .

6 +6

t>t С

Ь

1-k ! 2 Ъ

t (3, +Г,)t

50 1, Раньше этого момента измерять усилия резания и перемещать круги для исправления погрешностей профиля нецелесообразно, так как обрабататывается

55 только часть зуба rlo высоте.

Обработка согласно изобретению производится следующим образом.

Зубчатое изделие 1 обрабатывается в условиях обката и единичного делеАналогично (+ )t

Ь

Текущие значения перемещений круЪ. га в течение времени с э рассчитываются также аналогично, т.е.

7 l4267 ния (не показано) с продольной подачей 3„ шлифовальными кругами 2 и 3, обрабатывающими противоположные стороны соответствующих зубьев. Начиная с двойного хода обката, следующего за моментом, когда в процессе продольной подачи входной торец зубчатого венца находится от вертикальной плоскости, проходящей через нижние

1 точки кругов, на расстоянии 1, (фиг ° 7), определяют в процессе обката для каждой из сторон обрабатываемых зубьев значения составляющих сил резания, направленных по нормали к обрабатываемой поверхности Р ! и Р вычисляют разницу между этими составляющими для данной и противоположной стороны P — Р, определяют моменты начала и окончания обработ- 20 ки каждой из сторон соответствующих зубьев на окружности выступов зубчатого колеса и моменты обработки каждой из сторон зубьев в нижних точ". ках их активного профиля. Затем в 25 соответствии с приведенными зависимостями определяют текущие значения перемещений каждого из кругов в процессе обката. Определение и вычисление названных значений и Величин про- 30 изводится при обкцте от головки к ножке и от ножки к головке через один двойной ход обката, начиная с двойного хода ббката, следующего за указанным моментом.

Перемещения каждого из кругов по нормали к обрабать<ваемоф поверхности на величину й< в течение времени производится на каждом двойном ходу обката при обкате данного круга 40 от головки к ножке по результатам о« ределения этой величины на предыдущем двойном ходу, а перемещения кругов на вели инй 6< и 6> в течение времени Я» и производят при обкате 45 от:.головки к ножке и от ножки к головке через один двойной ход обката также по результатам определения их текущих значений на предыдущем двойном.ходу. 50

Определение моментов начала и окончания обработки каждой из сторон обрабатываемых зубьев на окружности выступов и моменты обработки каждой из.сторон, в нижних точках их активного профиля производятся на каждом ходу обката.

Изобретение может быть реализовано при применении средств микропроll 8 пессорного управления приводами (например, щаговыми двигателями) перемещений кругЬВ по,)нормали к обрабатываемой поверхноСти и средств измерения линейных или угловых переме" щений движущихся узлов станка, а также известных средств для измерения усилий резания.

Формула и 3 обретения (Р Рд-Р 1 г .) < +7» на участке однопрофильного зацепления второго круга,.с изделием

Ь вЂ”

Ъ

С- (—. + —, )

J» )< величина припуска на данном проходе при обработке i-ro зуба изделия, где 1

Способ шлифования зубьев цилиндрических зубчатых изделий в уаловиях обката и единичного деления с продольной подачей изделия, находящегося попеременно в Ьднопрофильном и двухпрофильном зацеплении с двумя тарельчатыми шлифовальными кругами при измерении усилий, действующих на шлифовальные круги, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повы-: шения производительности и точности обработки sa счет компенсации упругих деформаций системы СПИД в каждой фазе обката, для каждой из сторон обрабатываемых зубьев определяют значения составляющих сил резания, направлецных по нормали к обрабатываемой поверхности, вычисляют алгебраическую разность между этими составляющими и сообщают. каждому из кругов дополнительное перемещение по нормали к обрабатываемой поверхности на величину, текущее значение которой определяют в соответствии с характером зацепления в каждой фазе обката по зависимостям: на участке однопрофильного зацепления одного из кругов с изделием

3! / на участке двухпрофильного эацеппения обоих кругов с изделием (P Р - P )

Ь з 3,+)

i 42671 ) — текущее значение составляющей силы резания, направленной по нормали к обрабатываемой поверхности .к одной из сторон зуба, текущее значение составляющей силы резания, направленной по нормали к обраба1О тываемой поверхности к другой стороне зуба, — приведенная к збне резания I жесткость системы иэделия, — приведенная к зоне резания и жесткость системы шлифовального круга.

l 426711! 4267i) 1426711

Составитель И.Кузнецова

Редактор М. Келемеш Техред А.Кравчук Корректор М. Васильева

Заказ 4806/12, Тираж 880 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

° 1