Способ обработки зубчатых деталей для внешнего и внутреннего зацепления

 

Использование: обработка металлов резанием , в частности обработка зубчатых деталей для внешнего и внутреннего зацепления. Сущность изобретения: обработку зубчатых деталей осуществляют комплектом резцов с различной величиной радиуса режущих кромок, каждым из которых осуществляют очередной проход. Величину радиуса для всех резцов, кроме резца последнего прохода, определяют с учетом радиуса режущей кромки резца при i-м проходе , номера прохода при прорезке впадины , начиная с первого (чернового) прохода при i 1, и радиуса номинального профиля впадины. Радиус кромки резца последнего прохода равен радиусу номинального профиля обрабатываемого участка. Прорезка впадины при первом (черновом) проходе производится с углублением номинального профиля впадины на 0,2-0,3 мм. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 23 F 9/00

К ПдтеНту

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4896894/08 (22) 27.12,90 (46) 23,04.93, Бюл. ¹ 15 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт и Производственное объединение

"Новокраматорский машиностроительный завод" (72) А,Д,Коновалов, И.А,Бобух и В.Д.Плахтин (73)Арендное объединение "HQBoKpBMBTop . ский машиностроительный завод" (5á) Аршинов В. А, и др, Резание металлов и режущий инструмент, М,: Машиностроение, 1975, с.295-298, р.283.

Авторское свидетельство СССР

¹ 988477, .кл, .В 23 F 5/12, 1981. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ ВНЕШНЕГО И ВНУТРЕННЕГО

ЗАЦЕПЛЕНИЯ

Изобретение относится к обработке металлов резанием, особенно к обработке зубчатых деталей для внешнего и внутреннего зацепления.

Целью изобретения является повышение производительности резания, точности и качества изготовления зубчатых деталей за счет устранения вибрации режущего инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве инструмента использован комплект резцов с различной величиной радиуса режущих кромок, каждым из которых осуществляют очередной проход, при этом величину радиуса для всех резцов, кроме резца последнего прохода, определяют по соотношению

R(= ((0,7 — 0,9)+ 0,35(! - 1)jR, „, Я2,„, 1811443 АЗ (57) Использование: обработка металлов резанием, в частности обработка зубчатых деталей для внешнего и внутреннего зацепления, Сущность изобретения: обработку зубчатых деталей осуществляют комплектом резцов с различной величиной радиуса режущих кромок, каждым из которых осуществляют очередной проход. Величину радиуса для всех резцов, кроме резца последнего прохода, определяют с учетом радиуса режущей кромки резца при i-м проходе, номера прохода при прорезке впадины, начиная с первого (чернового) прохода при i = 1, и радиуса номинального профиля впадины. Радиус кромки резца последнего прохода равен радиусу номинального профиля обрабатываемого участка, Прорезка впадины при первом (черновом) проходе производится с углублением номинального профиля впадины на 0,2 — 0,3 мм, 3 ил, где Й вЂ” радиус режущей кромки резца при

I-м проходе;

i — номер прохода при прорезке впади. ны, начиная с первого (чернового) проход, при1= i;

R — радиус номинального профиля впадины, а радиус кромки резца последнего прохода равен радиусу номинального профиля обра, батываемого участка.

С целью устранения вибраций, повышения скорости резания и качества окойчательно обработанной поверхности на последнем (чистовом) проходе прорезка впадины при первом (черновом) проходе производится с углублением номинального профиля впадины на 0,2 — 0,3 мм..

1S11443

На фиг.1 показаны сечения слоев снимаемого металла, перпендикулярные направлению резания при последовательной прорезке впадины резцами с радиусами режущей кромки соответственно R>, Вр, Вз и R: на фиг.2 — зависимость производительности . резания на каждом проходе от соотношения

Rl —, на фиг.3 — изменение частоты вибрации

R резца на последнем чистовом проходе в зависимости от углубления номинального профиля впадины на первом (черновом) проходе.

Нарезание зубьев осуществляется на зубодолбежном или зубострогальном станке, снабженном механизмом единичного деления. При нарезании зубьев на цилиндрической поверхности заготовки детали за несколько проходов выполняется последовательная прореэка впадин комплектом резцов с различной величиной радиуса режущих кромок. На первом проходе выполняются прорези по всей окружности заготовки детали резцом с радиусом режущей кромки R>, на втором — резцом с радиусом режущей кромки Rz и т,д, На последнем (чистовом) проходе выполняется резание по всей поверхности впадины резцов, радиус режущей кромки которого равен радиусу номинального профиля впадины R (фиг.1). Число проходов зависит от радиуса R номинального профиля впадины.

Ширина резца ti (длина хорды, соответствующая участку окружности режущей кромки резца) на 1-м проходе, начиная с первого чернового при = 1, определяется по величине подачи на один двойной ход Sl, усилию резания, допускаемому станком

Рдоп, и известному удельному усилию реза- 40 ния Ср для данного обрабатываемого материала из соотношения рдоп (1)

Для резцов второго и последующих проходов, кроме последнего (чистового), ширина резца также определяется из соотношения (1) с учетом того, что, общая ширина резания состоит из двух участков, расположенных по обе стороны от уже име- 50 ющейся прорези. Окончательная обработка выполняется резцом с радиусом ре>кущей кромки R, равным радиусу номинального профиля впадины.

Опыт нареэания зубьев, а также прове- 55 денные заявителем исследования влияния радиуса режущей кромки резца R на произ«.водительность резания, частоту вибраций

-резца и качество обработанной поверхности показали, что при каждом проходе существует область значений В, при которой достигается максимальная производительность резания, За пределами этой области производительность заметно уменьшается, Это объясняется тем, что за пределами укаэанной области как слева, так и справа уменьшается объем металла, снимаемого резцом за один двойной ход, В результате исследований, проведенных при нарезке зубьев различного профиля на деталях из различных материалов, получены графики зависимости производительности резания при каждом проходе от

R( безразмерного параметра — отношения — и

R определены оптимальные области этих соотношений, при которых производительность резания является максимальной (фиг.2). Области оптимальности при каждом проходе заштрихованы, Анализ и обработка результатов исследований методами теории случайных функций показали, что указанные оптимальные области, кроме области, соответствующей последнему чистовому прохоцу, устойчиво подчиняются соотношению

R1 = ((0,7 — 0,9) +0,35 (I — 1)) R (2) где Ri — радиус режущей кромки резца при

I-м проходе;

l — номер прохода при прорезке впадины, начиная с первого (чернового) при! = 1;

R — радиус номинального профиля впадины.

На фиг.2 показана зависимость производительности резания при каждом npoxoRt де от соотношения — при нарезке зубьев

R радиусом номинального профиля впадин

R = 37,5 мм на внутренней цилиндрической поверхности обоймы муфты роликового шпинделя прокатного стана диаметром 535 мм иэ стали марки 34ХНЗМ. При этом были определены следующие значения радиусов режущей кромки резцов при четырех проходах; Я1= 30 мм; R2 =-43 мм; Вэ = 56 мм;

Re = 69 мм.

Так как окончательная прорезка впадин на последнем чистовом проходе происходит при сьеме стружки по всему периметру впадины, на этом проходе резко возрастают усилие резания и частота вибраций резца, что отрицательно оказывается на производительности резания и качестве окончательно обработанной поверхности впадины. С целью уменьшения усилия и повышения производительности резания, снижения частоты вибраций резца и повышения качества поверхности впацины при первом

1811443 (черновом) проходе выполняется углубление номинального цилиндрического профиля впадины нэ 0,2-0,3 мм (см.фиг.1), Это углубление не влияет на работоспособность сопряженных деталей, в частности обоймы, 5 роликов и головки муфты роликового шпинделя. Кроме того, оно представляет собой естественный карман для смазки, что улучшает условия удержания смазки в зацеплении трущихся элементов муфты и 10 способствует повышению ее работоспособНОСТИ.

Выполнение углублений во впадинах между зубьями при первом (черновом) проходе позволяет обрабатывать впадины, сни- 15 мэя стружку при всех последующих проходах на двух участках, расположенных симметрично относительно радиальной оси впадины, Благодаря этому резко уменьшаются вибрации резца, повышается резания 20 и качество обработанной поверхности впадины, Оптимальная величина углубления

0,2-0,3 мм определена при исследовании влияния углубления впадины на первом проходе на частоту вибраций резца при по- 25 следнем проходе (фиг.3). Установлено, что частота вибраций и соответственно шероховатость поверхности впадины на последнем проходе уменьшаются при увеличении углубления до 0,3 мм, после чего величина 30 углубления не оказывает влияния на частоту вибраций и она остается на постоянном минимальном . ровне, Интенсивность снижения вибра> йй заметно уменьшается после углубления профиля впадины на 0,2 мм, что 35 и позволило принять величину углубления в пределах 0,2 — 0,3 мм, Углубление номинального профиля впадины при первом проходе контролируют по смещению я центра окружности радиуса R1 40 режущей кромки резца относительно центра окружности номинального профиля впадины радиуса R, которое определяется по формуле е = (0,2 - 0,3) + R - R >. (3)

Эта формула выводится из геометрических построений при наложении окружностей радиусов Rt u R. Глубина резания при последующих проходах определяется из условия оставления минимального припуска для последнего чистового прохода, Применение предлагаемого способа позволяет значительно повысить производительность резания, точность и качество изготовления деталей для внешнего и внутреннего зацепления при выполнении на их наружных и внутренних поверхностях впадин полуцилиндрического профиля.

Формула изобретения

Способ обработки зубчатых деталей для внешнего и внутреннего зацепления, имеющих профиль зубьев, выполненный по сложным кривым с выпуклыми и вогнутыми участками в условиях единичного деления эа несколько проходов инструментом, режущие кромки которого очерчены по радиусу, отличающийся тем, что, с целью повышен>ля производительности резания, точности и качества изготовления зубчатых деталей за счет устранения вибрации, в качестве инструмента использован комплект резцов с различной величиной радиуса режущих кромок, каждым из которых осуществляют очередной проход, при этом величину радиуса для всех резцов, кроме резца последнего прохода, определяют по соотношению

R< = ((0,7.-0,9) + 0,35(I - 1))R, где Ri — радиус режущей кромки резца при.

I-м проходе;

i — номер прохода при прорезке впадины, начиная с первого (чернового) прохода при i=1;

R — радиус номинального профиля впадины, а радиус кромки резца последнего прохода равен радиусу номинального профиля обрабатываемого участка, 1811443

Ills Pu, (.

t4 4.4 1е ll g u

CPS% g, (б

6 3 (Чйлн3лвниа EhoPu sr лры оарйон лрркай нн, ЧЬ.

Редактор Т, Куркова

Заказ 1458 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Я Ф

° э и

4 ф1

76

g$

Е ез

3 о

К с «Я

T

Е о

Е

v а

Составитель В. Плахтин

Техред М.Моргентал Корректор С, Лисина