Способ нарезания круговых зубьев цилиндрических шестерен

 

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано в производстве ортогональных смешанных конических передач. Сущность изобретения поскольку при обработке круговых зубьев линия 1 зуба производящего колеса 2 - окружность - симметрична относительно оси 01 вращения зуборезной головки 3, вращение головки 3 вокруг оси 02 производящего колеса 2 (движение обката) заменить таким перемещением заготовки 4, при котором ее ось вращения 03 движется поступательно. Замена вращательного движения обката на поступательное позволяет использовать для обработки шестерен, сопряженных плоским колесам ортогональных полуобкатных смешанных конических передач, вертикально-фрезерные станки с ЧПУ с тремя управляющими координатами, из которых одна - круговая. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 F 9/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕ1-IT СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4906791/08 (22) 04.02.91 (46) 15.07,93. Бюл, М 26 (71) Тульский машиностроительный завод им. В.M.Рябикова и Тульский политехнический институт (72) Г.M.Øåéíèí, M.Н.Бобков, В.Н.Ананьев, В.А.Горчаков, В.В.Забабурин и Б.Г.Шейнин (56) Авторское свидетельство СССР

М 443732, кл. В 23 F 9/10, опубл. 1974.. (54) СПОСОБ НАРЕЗАНИЯ КРУГОВЫХ

ЗУБЬЕВ (57) Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано в производстве ортогональных смешанных конических передач. Сущность Ы,, 1827333А1 изобретения: поскольку при обработке круговых зубьев линия 1 зуба производящего колеса 2 — окружность — симметрична относительно оси 01 вращения зуборезной головки 3, вращение головки 3 вокруг оси 02 производящего колеса 2 (движение обката) заменить таким перемещением заготовки 4, при котором ее ось вращения 03 движется поступательно. Замена вращательного движения обката на поступательноепозволяет использовать для обработки шестерен, сопряженных плоским колесам ортогональных полуобкатных смешанных конических передач, вертикально-фрезерные станки с

ЧПУ с тремя управляющими координатами, из которых одна — круговая. 1 ил.

1827333

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано в производстве ортогональных смешанных конических передач.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа нарезания круговых зубьев цилиндрических шестерен за счетобработки шестерен, сопряженных плоским колесам ортогональных полуобкатных смешанных конических передач.

На чертеже представлена схема обработки шестерни.

Поскольку при обработке круговых зубьев линия 1 зуба производящего колеса

2 окружность симметрична относительно оси 01 вращения зуборезной головки 3, вращение головки 3 вокруг оси 02 производящего колеса 2 (движение обката) можно заменить таким перемещением заготовки 4, при котором ее ось вращения 03 движется поступательно, При этом точка С оси 03 заготовки 4, расположенная при номинальном (исходном) положении заготовки 4 на расстоянии гот оси 02 производящего колеса 2, перемещается по окружности 5 (r — Y)+X= R, где r- расстояние от оси 02 производящего колеса 2 до точки С заготовки 4;

R- расстояние от оси 02 производящего колеса 2 до оси 01. вращения головки 3.

Центр 04 окружности.5 лежит на оси У, проходящий через ось 01 инструмента 3 параллельно оси 03 заготовки 4, При этом расстояние от оси 01 до центра 04 равно r.

Поскольку движение заготовки 4 поступательное, все остальные ее точки будут также двигаться по окружностям радиуса R, Движение точки С по окружности 5 со скоростью V1 будет складываться из движения со скоростью V2 в направлении, перпендикулярном оси 03 заготовки 4, и движения со скоростью Ч вдоль оси 03. Определим значение составляющей V скорости движения точки С.

Скорость где щ - угловая скорость движения точки С шестерни 4 относительно центра 04.

Поскольку И—

N1 И1 . Z1

U z2 то ж1 z1 R

Ч1=

72 где м1 — угловая скорость вращения заготовки 4 вокруг ее оси 03;

0 — передаточное число;

z1 — число зубьев шестерни 4;

» z2 — число зубьев производящего колеса 2, Так как V = V1 sin p, то с учетом выражени (1) 10 Ч= $!п97 в1 z1 R

72 (2) За время у обработки точка С повернется из номинального (исходного) положения

15 на угол

Р у »о =0 2 т и займет расчетное положение С1. Поэтому фазовый угол р =<а + Ъ вЂ” +p», (3) А где rp» = arcsin —, (4) А- расстояние между осью 03 заготовки шестерни 4 и осью 01 вращения торцовой эуборезной головки 3 при их номинальном (исходном) положении.

Преобразуя выражение (2) с учетом зависимостей (3) и (4), получим

35 а1 z1 R в1 z1 t „A

sin 1 arcsiè—

72 72

В ряде случаев при работе зубчатых пе40 редач требуется неравномерность передаточного отношения 1, изменяющегося по определенному закону. При использовании предлагаемого метода зубонарезания с применением станков с ЧПУ это сравни45 тельно легко достижимо. Достаточно лишь составить управляющую программу таким образом, чтобы передаточное отношение i в станочном зацеплении изменялось по заданному закону в зависимости от фазового .S0 угла у» в станочном зацеплении, т.е.

i=i(p)

Замена вращательного движения обката на поступательное позволяет использовать для обработки шестерни 4 весьма

55 распространенные вертикально-фрезерные станки с ЧПУ с тремя управляющими координатами, из которых одна — круговая, При этом не требуется никакой модернизации станка. Кроме того, могут использоваться станки с ЧПУ типа "Обрабатывающий

1827333 центр" (ОЦ). Большее колесо пары также может быть нарезано на станке с ЧПУ типа

ОЦ, Пример. В экспериментальном производстве Тульского машиностроительного завода была нарезана партия зубчатых колес ортогональной полуобкатной смешанной конической передачи с круговыми зубьями. Параметры пары: число зубьев шестерни z1 = 16 число зубьев колеса zz = 160 модуль е = 5,5 мм

Обработка осуществлялась торцовой зуборезной головкой с номинальным диа- метром Оо = 300 мм.

Колесо нарезалось на обрабатывающем центре CW1000. Параметры процесса; подача на резец Sz = 0,07 мм, число резцов в головке — 10 (5 наружных и 5 внутренних), частота вращения инструментального шпинделя и = 40 мин ", что соответствует скорости резания

Vp = тг DpAp/1000 = л 300 40/1000 =

=37,7 м/мин.

Шестерня нарезалась по предлагаемому моменту на вертикально-фрезерном станке с ЧПУ ВМ67, Заготовка шестерни вращалась с частотой п1 = 0,4 мин, что соОтветствует угло- 1 вой скорости

N1 = л n1 = 2 л 0,4 = 2,513 рад/мин.

Линия зуба производящего колеса располагалась симметрично относительно точки С, находящейся на радиусе

r= и) z2/2 = 5,5 160/2 =440 мм.

Расстояние между осями головки и производящего колеса

R = Р+(050

464,865 мм.

Координата А была принята равной 120 мм, что исключало контакт с заготовкой при опускании инструмента перед началом рабочего хода.

Скорость V изменяли согласно зависимости — 2,513 16 464,865

160 (2,513 16 t 120

+ агсз ï "464 или

Ч 116,834 з!п(0,251t + 0,261).

Например, в номинальном (исходном) положении (t = О) Ч - 116,834 sin 0,261 - 30,15 мм/мин.

При t - 0,5 мин

Ч - 116,834 sin (0,2513 0.5 + 0,261)=44,057 мм/мин.

5 В конце рабочего хода (t - 1,45 мин)

Ч = 68,396 мм/мин, Черновая обработка осуществлялась двусторонней головкой, чистовая — односторонними головками. Припуск на чистовую

10 обработку принимался равным 0,3 мм на сторону. После каждого цикла инструмент отводился вдоль оси вращения, осуществлялся делительный поворот на пять зубьев и цикл обработки повторялся. Это поэволи15 ло формировать впадины в следующем по.рядке: 1, 6„11, 16, 5, 10, 15, 4, 9, 14, 13, 8, 13, 2, 7, 12 и исключить реверсирование шпинделя заготовки, т.е. исключить влияние реверса на точность деления.

20 После обработки зубчатая пара испытывалась на стенде в рабочем режиме. Пятно контакта, шум и плавность работы были в пределах допусков.

25 Формула изобретения

Способ нарезания круговых зубьев цилиндрических шестерен в условиях обката с единичным делением торцевой зубореэной головкой, материализующей зуб производя30 щего колеса, которую вращают в плоскости, касательной к образующей заготовки, о тл ич а ю щи и с я тем,что.с целью расширения технологических возможностей 38 счет обработки ц астерен, союряжеммык

35 плоским колесща ортаеенальных полуобкатных смешанных конических передач, шестерне сообщают прямолинейное перемещение вдоль ее оси вращения в плоскости, параллельной плоскости производящего ко40 леса, со скоростью, которую задают в соответствии с зависимостью

Ч- в1.R zt sEn

45 г01 г t А

+ arcsin— гг R где йИ вЂ” угловая скорость заготовки шестерни;

А — расстояние между осью вращения заготовки шестерни и осью вращения торцевой зубореэной головки при их номинальном положении;

Z> — число зубьев нареэаемой шестерни;

Zz — число зубьев парного колеса;

t- время перемещения шестерни из номинального положения в расчетное;

R —. расстояние от оси производящего колеса до оси вращения головки.