Способ обработки зубчатых колес с круговой формой зуба
Комнтат Российской Федерации ио патентам н товарным знакам
>»> R и> 206Я>2 С1
>>» В»>>Дф (21) 5033925/08 (22) 24.03.92 (46) 30Л2.93 Бюл. NQ 47 — 48 (76} Сирицын Алексей Иванович; Широких Эдуард
Валентинович (54) GlOCOG ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
С КРУГОВОЙ ФОРМОЙ ЗУБА (57) Применение: зубообработка, а именно зубодолбление цилиндрических зубчатых колес в условиях обката долбяком. Сущность изобретения заключается в сообщев и долбяху согласованных ïåремещений — качательного по радиусу кривизны зуба колеса и по цилиндрической поверхности с осью, совпадающей с осью нарезаемого колеса и имекхцей диаметр, равный его делительному диаметру, а движение обката осуществляют дискретными круговыми подачами на двойной ход качательного движения. 4 ил, 2О05О12
<, 1зобретение относится к зубообработке инс рументом долбЯКОм цилиндричс" ских зубчатых колес с внешними и
Внутренними зубьями, и мОжет быть использовано для нарезания колес в;- ут,".ещ- его за<епления с криволинеиным профилем зубьев методом обката.
Известен способ обработки бочкообразных зубьев зубчатых муфт, при котором заготовке- зубчатой муфты сообщают углово=. перемещение по закону косинуса в плоскости, параллельной делительной линии производящей рейки, а также дополнительные уГловыо сОГласованные перемещения вокр <г двух взаимно перпендикулярных осей так, что Ось эаГОтовки перВмещают по кон ;fcy, вершина которого совмешенэ с точкой пересечениЯ РсеЙ, а p3 "IMlfc О!(ру)кности R, по которой движется центр симметрии венца, определяется иэ соотношения R=h slna -де ll — гц18вышение центра зубчатого венца над точкой пересечения координатнь.х осей, c." — угол наклона Оси заготовки, Однако данный способ не может быть использован для нарезания точных зубча- 25 тых. кОлбс с криволинейными l10 длине эубь" ями. так как дает переменный п0 длине зуба профиль его сечения, Это Обусловлено методичесKO! : 0(U",J,<0É, ээкл10чающ8йся в 70fvl, что <1)ор<иопб:аэу:Ощне .;;Оижения <- эволяют лпшь с опоеэел; :ну." по;.;бди)кeни<1<. пол. <ать тозоуемую повp0.",i!0.;Iь, Ц лэйст1
e!!T8ffI..í00Tè нри нареэании кругсвых зубь8 Р i!) 0 P 4! 0 0!: P 8 3 0 0 U j I:1 8 Д В И)К Е Н И Я Р C! М М 8 ,гол)«ны быть такими, ггобы продольf!àë Ось с,<ммг рии эчбь(".,в поелстдв. 1яла сооой ли" ни о пеоесе .ения дву;< взаимно перпендику;ярных .:,Илиндрических поверх} ос(ей, ITO .8 может бы1 Ь ДОС1 И1 IiJTQ !18p8< 18!IIPНИем ,л
Оси заготовки !!О Ki; i! jl g, - 0
Кроме тог< ., .Сеалиэация известного спосс ба и редоf1 i)8 д8ля81 l ин ематич6С ко(". и конструктивнсе усложнения технологичeского оборудования, поскольку заготовке, ПОмимо движения Обката, сООбьцаются до -„ }i полl!ительно согласованные угловыс перемещения в двух взаим,.0 перпендикулярных
ПЛОСКОСТЯХ.
Извес)ный способ;- 8 позволяет также получить в лсокую (1роизводительиость и экономичнос)ь процесса обработки вследствие необходимости быстрого перемещения в цикле пО сложной Tраектории
Относительно больших масс (стола с "-аготовкой). 55
Цель изобре-ения — повышение зффекгивности процесса обработки внутренних круговых зубьев инструментом — долбяком,, закл1очающейся в повышении точности формообразования зубьев, производительности и экономичности технологического оборудования, а также упрощении его кон струкции.
Поставленная цель достигается тем, что по способу обработки зубчатых колес с круговой формой зуба инструментом типа долбяка в условиях обката и сообщения одному иэ элементов двух дополнительных согласованных между собой переменно-направленных движений во взаимно перпендикулярных плоскостях, дополните ьные движения осуществляют инструментом при сообщении ему качательного движения по радиусу кривизны зуба в плоскости его окружности и перемещения по цилиндрической поверхности с осью, совпада ощей с осью нарезаемого колеса и имеющей диаметр, равный его делительному диаметру, при этом дви)кение обката производят с дискретными круговыми подачами на двойной ход качательного движения.
Применение предложенного способа обеспечит нарезание круговых зубьев цилиндрических колес ". внутренним зацеплением с постоянным по всей длине зуба и рофил ем.
На фиг, 1 — 3 представлена схема устройства для реализации этого способа; на фиг. 4 — HBp8388I" зубчатое колесо с внутренними круговыми зубьями.
Инструмент — долбяк 1 закреплен на шпинделе привода 37 кругового дискретного пеРемеЩения с поДачей бкр, Б пРоЦессе нареэания дс<лбяк 3 сопрягается с заготовкой нареэаемог0 зубчатого колеса 2, закрепленного в обойме 4, установленной на опо 3x KB!pния 3I б. Круговая дискретная
ПОДач". эаго)овки Ь ч) обеспечиваетсЯ пРиэодом 9. вращательное движение от котороr0 передается обойме 4 через вал 7 с закрепленной на нем шестерней 5, сопрягаемой с зубчатым венцом 25 обоймы 4. Для одновременного перемещения по двум окру)кностям радиусами Яз и df /2, расположенным во взаимно перпендикулярных плоскостях, долбяк вместе со cBGNM приводом 37 располсжен на вертикальном суппорте 35, подвижном относительно рычага
33, установленного на оси вращения 26. При этом плоскость вращения рычага 33 параллельна плоскости окружности радиусом R3 кривизны нареэаемых зубьев, а перемещение вертикального суппорта 35 совершается в перпендикулярно расположенной плоскости. Возвратно-поступательное перемещение вертикального суппорта обеспечивается исполнительным механизмом двойного действия (например, сврьодвигателем) С Зо,который неподвижно закреплен
2005012 на стойке 42, х<естко связанной с рычагом
33, и своим штоком 34 шарнирно соединен с суппортом 35. Качательные перемещения рычага 33 в направлениях подач рабочего
Ярх и холостого Sx > ходов вместе с установленным на нем вертикальным суппортом 35 осуществляется посредством аналогичного исполнительного механизма линейного перемещения двойного действия 29, имеющего двустороннюю шарнирную подвеску— посредством шарнира 30 связан с неподвижным основанием, а посредством другого шарнира 32 своим штоком 31 соединен с рычагом 33. При этом заданное значенеие г<э обеспечивается регулированием длины рычага 33 и расстояни" центра 0 оси 2б рычага
33 от оси нареэаемого зубчатого колеса 2.
Система управления устройством вклю«ает проГрамма ro p (эадатчик) 1 9, связанный посредством функционального канала 18 с комгаратором (устройс; вом сравнения) (17), который через канал 2З передачи управляющей инфоомаци!! caaaal-I c многофункциональным усилигелем (15), управляющие импульсы От которОГО посред тВОм каналов I 1I, 14, 16 и 20 передаются на исполнительные устройства 9, 29, 38 и 37, соо.гветственнс. Кроме гого, !<омг;аратор 17 имеет связи
13 и 22 РО фаэОВОму !!Оложеь!и О ваго: oBI 2. контролируемому п; вичным П180браэоэателем !1;.1: !ул ьссв: 2, инструмента — доло и т О О л 1 О у е:;,.-, 0 !„1 i и 8 р в и ц ь! ы м ;," iIpG0Qpaa08aT8fl8M МпулЬСОВ .1б, Исп!Ое!!!:, тельны =, механизм 38, обеспе. ивающий Воэвс :-. но-поступательное перемеьце!-!ие aертикального суппорта 35, .управляется непосредственно первичным преобразователем и,;,ïóëüñîâ 39 линeйно.-0 пеоем- ецения, подпруя<и;8н чый щ1/Г! кото" j !ОГО ИViееТ Г!Оiirтоян! =!й КОНТВKT С ПОВ8PYi 00стью копира 41. Управляющие импульсы От 1р80браэователя 9 ojocp8pcTDO!i! канала связи 21 нап ра вг!;, ются в:налоговую часть многофун!:Ционального усилител:j 15, от которого затем по:<аналу 1б направляются к исполни-ельному устройству 38, Система уп!равло!!ия содер>!<1! Г Г!ЯрВичный преобра 3o8aT6flb 3!4rI aI,;oL! 2! Incr!8 двойных качательных п808ме!цений1 рычаГа 3 Свяэа!;I!Ü!Й ПC!CP8ÄCT80! ИнфОРМВЦИОННО: О . <знала 28 с компаратором 17, Диaм8тра I ьнля поверхнОсть Г Г копYiIoa 41 ОасполаГается ОтнОсит8Г!ьно pl"pjara 31 таким образом, i!;Oбы В секторе cro пе зем"=щения с центральны i углом а по радиусу Вз шуп 40 перв !ного преобразователя им-! 1ульсОВ 39 Отсл8живал на ПОВОрхности копира 41 траектори!О, соотвеггтурощу!О ,-ростра! 10 35 функциональным связям 11, 14 и 20 на соответствующие исполнительные механизмы 9 I0 25 фиг, 4), находящуюся на воображаемой цилиндрической поверхности диаметром. соответству!ощим диаметру делительной окружности dl! нарезаемого колеса 2. В результате этого долбяк 1 будет одновременно совершать качательные пеоемещения: долбежное в плоскости вращения рычага 33 по дуге а- радиусом Йэ (см. фиг. 4) и в плоскости делительной окружности диаметром бь — по дугам а-в и в-с в секторе с центральным углом Р. Способ нарезания внутренних зубьев методом обката инструментом — долбяком реализуется на приведенном устройстве следующим образом. Перед нарезанием, например, внутренних аоочных зубьев цилиндрического зубчатого колеса 2 программатором 19 формируются режимные параметры устройства: скорости рабочего хода (движение резания) Spx и холостого хода S» долбяка 1, амплитуда его качания, определяемая величиной центрального угла Q, эависяшего от радиуса кривизны зубьев Кэ и ширины В колеса 2 (cM, фиг, 4), а также величины зависимых круговых подач заготовки и инструмента. В процессе нареэания.зубьев сформированная программатором 19, например, в цифровом аиде информация посредством канала "..âÿçè 18 передается на компаратор 17,;де вырабатываются управля ощие импульсы, направляемые через канал 23 на многофункциональный усилитель 15, OT которого затем они передаются по (обеспечение круговой подачи заготовки, 29 (осуществление ка-<ательных (долбежных) пеРемеЩений ДолбЯка 1 Я„,х и S» и 37 (06ecпечение круговой подачи инструмента). Долбяк 1 вместе со своим приводом 37, закрепленным на вертикальном суппорте 35, установленном на рычаге 33, совершает ка !ательные геремещения с фазовой амплитудой а: движение резания в направленИИ рабочего хода Sp>! и движение холостого хода Я» при Отводе инструмента в исходное полах:ение. В конце рабочего хода с целью уменьшения трения долбяк совершает отскок. Амплитуда а качания долбяка 4 и число его двойны;< качаний контролируются первичным преооразователем импульсов 27 числа двойных качаний, информация от ко-орого передается по каналу 28 на компаратор 17, где по окончании каждого холостого хода Вырабатываются кома ндн ь!е импул ьсы на совершение долбяком 1 и заготовкой 2 синхронных дискретных круговых перемещений., соответствующих круговым пола !ам 2005012 10 30 заготовки и инструмента. При этом командные импульсы, преобразованные в усилителе 15, направляются затем по каналам 11 и 20 на исполнительные механизмы 9 и 37 круговых подач заготовки 2 и инструмента 1. Синхронизация дискретных круговых подач заготовки и инструмента осуществляется с учетом их различия, определяемого передаточным отношением сопрягаемой пары долбяк — нарезаемое зубчатое колесо, а также наличием обратных связей по дискретному перемещению заготовки 2 и долбяка 1 на каждый двойной качательный ход рычага 33. Информация контроля дискретного фазового перемещения заготовки 2 передается по цепочке обратной связи, включающей эталонное колесо 8, сопрягаемое с шестерней 24, жестко закрепленной на валу 10, вращение которого контролируется первичным преобразователем 12 фазового перемещения, связанного информационным. каналом 13 с компаратором 17. Дискретное фазовое перемещение долбяка 1 контролируется первичным преобразователем 36, от которого величина измеренного сигнала посредством канала 22 также направляется в компаратор 17. При движении по дуге окружности радиусом R3 долбяк 1 одноврвменно перемещается по дуге окружности делительного диаметра d, расположенной в плоскости вращения рычага 33. Это дви. кан . е обеспечивается копировальным приводом, включающим цилиндрический неподвижно. установленный копир 41, диаметр которого б;.=KrdE, где Kn — передаточ 1oe отношение копировального привода, по поверхности которого скользит подпружиненный щуп 40 первичного преобразователя импульсов 39 линейного перемещения, Измеряемая информация от первичного преобразователя импульсов 30 по каналу 21 Формула изобретения СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС С КРУГОВОЙ ФОРМОЙ ЗУБА инструментом типа долбяка в условиях обката и сообщения одному иэ элементов двух дополнительных согласованных между собой переменно-направленных движений во взаимно перпендикулярных плоскостях, отличающийся тем. что дополнительные направляется на аналоговую часть усилителя 15, а затем направляется на исполнительное устройство 38, обеспечивающее следящее перемещение вертикального суппорта 33. Одновременное перемещение долбяка 1 по дугам двух окружностей радиусом R3 и диаметром d>, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, в итоге обеспечивает его движение по сложной траектории (см, фиг. 3, 4), соответствующей круговой продольной оси нареэаемого зуба 43, расположенной на воображаемой цилиндрической поверхности диаметром da. Движение обката при этом выполняется эа счет согласованных круговых перемещений долбяка 1 и заготовки 2 с дискретными круговыми подачами инструмента и заготовки, совершаемых на каждое двойное качательное движение рычага 33, Предлагаемый способ нарезания внутренних круговых зубьев долбяком методом обката обеспечивает постоянство профиля поперечного сечения зубьев по всей их длине за счет осуществления качательного движения инструмента — долбяка по радиусу кривизны нарезаемого зуба с одновременным его перемещением по цилиндрической поверхности диаметром, равны,-л делительному диаметру нарезаемого зубчатого колеса. Это обеспечивает большую эффективность способа зубообработки за счет повышения точности нарезаемого колеса, а также одновременно увеличивает производительность и зконо14ичность процесса обработки вследствие сообщения дополнительных угловых перемещений в цикле инструменту, что снижает инерционные усилия. (56} Авторское свидетельство СССР М 1161291, кл, В 23 Г 9/00, 1985. движения осуществляют инструментом при сообщении ему качгтельного движения по радиусу кривизнь. зуба в плоскости его окружности и перемещения пс цилиндрической поверхности с осью, совпадающей с осью нарезаемого колеса и имгющей диаме. р, равный его дслительному диаметру, при этом движение обката производят С.дискретными круговыми подачами на двойной ход качательного движения, 20050 2 2005012 фцр ф Составитель А. Сирицын Техред М.Моргентал Корректор М, Демчик Редактор А. Бер Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Заказ 3417 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101
