Способ обработки зубчатых изделий с бочкообразным зубом и устройство для его реализации

 

Изобретение относится к машиностроению ,в частности, к чистовой обработке зубчатых изделий, например зубчатых муфт, с пространственно-модифицированными зубьями. Цель изобретения - повышение точности за счет равномерных формообразующих движений за весь период обработки. Для этого доворот инструмента вокруг оси, перпендикулярной оси обрабатываемого изделия и лежащей в его диаметральной плоскости, производят согласованно с вращением изделия вокруг своей продольной оси в соответствии с предложенной зависимостью, а устройство дополнительно снабжено кинематической передачей, соединяющей оправку зубчатого изделия и поворотную плиту. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 23 F 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)Дь сО (;Д)

1Р

CO

C) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 1333486 (21) 4331631/22 .08 (22) 20. 11. 87 (46) 23. 07. 89. Бюл. N- 27 (71) Проектно-конструкторский технологический институт Всесоюзного промышленного объединения Союзуглемаша (72) А.Н. Михайлов, Т. Е. Михайлова и В. A. Ôèíè÷å))êo (53) 621. 914, 5,002 (088. 8) (56 ) Авторское свидетельство СССР

М 1333486, кл. В 23 F 19/00, 1983. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ С БОЧКООБРАЗНЫМ ЗУБОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроенио в частности к чистовой

) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при чистовой обработке зубчатых изделий для получения пространственномодифицированной поверхности зубьев, например зубчатых муфт.

Цель изобретения — повышение точности за счет равномерных формообразующих движений эа весь период обработки.

Ца фиг. 1 представлено изображение устройства.

Зубчатое изделие 1 находится в зацеплении с инструментом 2, охватывающим все зубья изделия 1. Инструмент 2 установлен в стакане 3, смонтирован" ном на валу 4, размещенном в опорах 4 поворотной плиты 6, которая опирается на основание 7. Ось 8 поворотной гли" ты 6 расположена в плоскости симмет-..:"-))0„„1495030 A 2

2 обработке зубчатых иэделий, например зубчатых муфт, с пространственно-модифицированными зубьями. Цель изобретения — повышение точности эа счет равномерных формообразующих движений за весь период обработки. Для этого доворот инструмента вокруг оси, перпендикулярной оси обрабатываемого изделия и лежащей в его диаметральной плоскости, производят согласованно с вращением изделия вокруг своей продольной оси в соответствии с предложенной зависимостью, а устройство дополнительно снабжено кинематической передачей, соединяющей оправку зубчатого . изделия и поворотную ппиту. 2 с.п. ф-лы, 1 ил . рии зубчатого венца обрабатываемого изделия I, которое эакреппяется на оправке 9 в шпинделе 10 передней бабки I I токарного станка, а само устройство размещено на его продольном суппорте 12 смонтированном в направляющих станины 13.

На станине 3 выполнен профи)льный паз 14, с которыми взаимодействует ролик 15, Ролик 15 совместно с пазом

14 образует привод возвратно-поступательного. движения инструмента 2, при этом вал 4 имеет воэможность, вращаясь, перемецаться вдоль оси врацения в опорах 5 поворотной плиты 6.

Торможение инструмента 2 производится нагружателем посредством ремен- ной передачи 16, шкива 17, вала 4 и стакана 3. ное формирование боковой поверхности зубьев за весь период обработки в зависимости от режимов обработки, физико-механических свойств материала изделия и режущих свойств инструмента.

В конечном счете повышается произ35 водительность и точность обработки зубчатых иэделий.

Согласование доворота инструмента

2 и вращения изделия 1 выполняется дополнительной кинематической переда40 чей, содержащей зубчатые колеса 18 и 19, гитару 20 настройки, червяк 21 и зубчатый сектор 22. Контроль доворота плиты 6 относительно основания 7 осуществляется визуально по шкалам

45 23 и 24.

Для получения одинаковой бочкообразности на обеих сторонах зуба изделия 1 направление вращения и торможения инструмента 2 изменяют на противоположное при его переходе через исходное положение эа время полного цикла доворота инструмента.2.

Вследствие того, что зубья вращающегося изделия 1 охватывают зубчатым

55 инструментом 2, выполняют согласованный с вращением изделия 1 доворот инструмента 2 вокруг оси 8 и обеспечивают притормаживание инструмента 2, равномерно обрабатывают все зубья из3 149503

Оправка 9 связана с поворотной плитой 6 посредством дополнительной кинематической передачи, имеющей зубчатые колеса 18 и 19, гитару 20 настройки, червяк 21 и зубчатый сектор 22.

На основании 7 и поворотной пли те 6 установлены шкалы 23 и 24, образующие нониус отсчета угла поворота плиты 6. 10

Способ осуществляется следующим образом.

Зубчатое изделие 1, закрепленное на оправке в шпинделе 10 передней бабки 11 токарного станка, совместно 15 вращается с зубчатым инструментом 2, установленным в стакане 3 на валу 4.

Обработка ведется за счет того, что охватывающему все зубья инструменту 2 сообщают притормаживание нагружате- 20 лем посредством ремней 16 шкива 17, вала 4 и стакана 3 и возвратно-поступательные движения за счет привода.

Дпя получения бочкообразной поверхности зубьев вал 4, установленный 25 в опорах 5 на плите 6, доворачивается совместно с инструментом 2 вокруг оси 8 относительно основания 7. Инструментом 2 охватывают все зубья обрабатываемого иэделия 1, при этом его притормаживают и перемещают возвратно-поступательно относительно изделия 1. Подачу инструмента 2 на обрабатываемые зубья ведут за счет одновременного доворота инструмента 2 и" его притормаживания.

Для обеспечения равномерности формообразующих движений изделия 1 относительно инструмента 2 эа весь период обработки, доворот инструмента 2 вокруг оси 8 производится согласованно ci

1 вращением вокруг своей продольной оси изделия 1 в соответствии со следующей зависимостью:

М Д м (1)

1041, где Й- угловая скорость доворота инструмента;. у — угловая скорость вращения изделия;

k коэффициент пропорциональности, зависящий от режймов обработки, физико-механических свойств материала изделия и режущих свойств инструмента, который выбирается из следующих пределов К<„> 2 — 90.

Коэффициент пропорциональности К,1, позволяет определить н обеспечить угловую скорость доворота инструмента, необходимую для качественного полу, чения пространственно-модифицированной формы зубьев в зависимости от режимов обработки, физико-механических свойств материала иэделия и режущих свойств инструмента. Экспериментальные исследования показали, что при

К „ 2 инструмент доворачивается быстрее, чем производится окончательное формообразование боковой поверхности зубьев, поэтому инструмент дополнительно поворачивается вокруг своей продольной оси в обратную сторону от направления вращения и при этом обрабатывается всего несколько зубьев, находящихся у оси наибольших перекосов. Это ведет к тому, что боковая поверхность эубоев обрабатывается только у TopUQB Если К„„ 90, то производится повторное формирование боковой поверхности, при этом происходит утонение зуба, повышенный износ инструмента и увеличиваются затраты времени на обработку. Задание коэффициента пропорциональности в пределах К =2 — 90, обеспечивает равномер5 14950 делия 1 за счет равномерных формообразующих движений за весь период обработки, что позволяет реализовать точную пространственно-модифицирован5 ную форму з уб ье в.

За счет изменения направления вращения инструмента на противоположное при его переходе через исходное положение за время полного цикла доворота 10 инструмента 2 при обработке получается одинаковая бочкообразность на обеих сторонах зуба изделия 1.

Снятие и установка изделия 1 с оправки 9 выполняется при отводе уст- )5 ройстна, установленного на суппорте

12 по напранпяюцим 13 вправо от передней бабки 11 токарного станка.

Передаточное отношение дополнительной кинематической передачи, сое- 20 диняюшей оправку зубчатого иэделия и поворотную плиту, определяется по следуюцей формуле:

М (2)

М 25

Используя выражение (1) формула (2) имеет следуюций вид:

10000 К >= U U (3) где U 10000 — постоянная часть передаточного отношения; 30

U К вЂ” часть передаточного от7 Ф ношения кинематической передачи, которое настраивается гитарой 20 (фиг. 1) в зависимости от режимов обработки, физико-механических свойств материала изделия и режущих свойств инструмента.

Время обработки одной стороны зубьев изделия определяется из выраже ния

30 6

Так, при экспериментальных исследованиях установлено, что коэффициент пропорциональности К = 15,55 при схорости резания 1р=3 м/с, нагрузке на зубе инструмента Р„=71,5 Н, ширине ., зубчатого ненца изделия В=20 мм, инструменте, изготовленном из зеленого карбида кремния 6ЭС с зернистостью основной фракции 16 ° 1 еометрические параметры зубчатого изделия следующие: модуль зубьев щ=5,5 мм, число зубьев z=22 ширина зубчатого о венца В=20 мм, угол зацепления a(=20 .

Скорость резания при пространственном хонингонании может быть определен на ЭВМ ЕС вЂ” 1020. Используя выражение (7), время обработки одной стороны зуба при n=1500 об/мин cd =

=1,0 (0,0172 рад) составляет

1,2 10 1 К вЂ” 673 с (11,2 мпн).

М

Доворот инструмента вокруг оси, перпендикулярной оси обрабатынаемоro иэделия и лежащей н его диаметральной плоскости, выполняемой согласованно с вращением изделия вокруг своей продольной оси в соответствии с зависимостью (1), позволяет обеспечить равномерные формообразующие движения эа весь период.обработки и таким образом производить съем необходимого равновеликого объема металла с рабочей поверхностью зубьев эа каждый оборот инструмента. В результате повышается производительность и точность иэделий, а также повышается долговечность изделий при эксплуатации за счет точного соответствия обрабатываемых зубьев теоретической просТранственной модифицированной форме. (5)

13десь

cd

t (4)

cia

45 где Cd- угол максимального поворота изделия при обработке.

Используя формулу (1) будем иметь

10 К

4 Ld

W g п

4 = (6)

60 2fi где n — частота вращения иэделия в минуту. 55

Подставляя (6) в (5), проделав соответствующие преобразования, получим

t = 1,2 10ГКы б 4 (7) и

Фо р мул а и з о б р е т е н и я

1. Способ обработки зубчатых иэделий с бочкообразным зубом по атв.сн. У 1333486, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности за счет равномерных формообразующих движений за весь период обработки, доворот инструмента выполняют согласованно с вращением колеса в соответствии с зависимостью

4/ =

К 10+ (4 где 6/ — угловая скорость доворота инструмен а;

1495030 даваемый в пределах от 2 до 90. щих свойств инструмента, заСоставитель И. Кузнецова

Техред Л.Олийнык I, Редактор С.Патрушева

Корректор О, Кравцова

Заказ 4156/8 Тираж 831 Под ии сное с

СС Р

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С CP

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 ф — угловая скорость вращения изделия;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, зависящий от режимов обработки, физико-механических свойств материала обрабатываемого изделия и режу5

2. Устройство для обработки зубчатых изделий с бочкообразным зубом, .о тл и ч аюце е с я тем, чтооно снабжено кинематической связью, соедиияицей плиту и оправку.