Способ шлифования зубчатых колес с круговыми зубьями и станок для его осуществления

 

1. Способ шлифования зубчатых колес с круговыми зубьями в условиях обката инструментом чашечной формы, которому сообщают качательное движение, в результате чего инструмент воспроизводит зуб пронзводящего колеса, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки колес с заданной бочкообразиостью зубьев и расширения номенклатуры применяемого инструмента, качательное движение задают в плоскости, перпендикулярной оси боковой поверхности зуба производящего колеса, а ось качания инструмента располагают со смещением относительно нее, одновременно инструменту сообщают в той же плоскости дополнительное, взаимосвязанное с первым качательное движение, при этом ось дополнительного качания смешена от оси вращения инструмента, а амплитуды этих качательных движений связаны мсукду собой зависимостью

СООЗ СОВЕТСКИХ

CWI

РЕСПУБЛИК (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCIIOMII СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 1э д о 2

Е, —.е,i3« -.Е,—.е, 2Ûh 2%ah

Ч д,ъ 1 1 yд1

J у„-arccoe

2 2 1 + Л

Ж,2

2 qh где у1,,2

Ь—

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПЪЙ (21) 3394005/25-08 (22) 17.02.82 (46) 15.03.84. Бюл. N 10 (72) И. А. Коганов, М. Н. Бобков и В. Н. Ананьев (53) 621.924 (088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Н 753565, кл. В 23 F 19/00, 1972 (прототип).

2. Кедринский в. Н., Писманник К. М.

Станки для обработки конических зубчатых колес. М., "Машиностроение", 1967, с. 442, 517. (54) СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ЗУБЧАТЫХ

КОЛЕС С КРУГОВЫМИ ЗУБЬЯМИ И СТАНОК ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ шлифования зубчатых колес с круговыми зубьями в условиях обката утол качания шлифовального круга, необхоцнмого для получения заданной бочкообразности при обработке соответственно вогнутой или выпуклой стороны зуба, рад; угол качания шлифовального круга, необходимого дчя обработки зуба по всей ширине зубчатого венца, рад; ширина зубчатого венца, мм; величина бочкообразности соответственно вогнутой или выпуклой стороны зуба, мм; расстояние между осью боковой

„„SU„„1079380 А

3(51) В 23 F 9/02//В 23 F 19/00 инструментом чашечкой формы, которому сообщают качательное движение, в результате чего инструмент воспроизводит зуб производящего колеса, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения качества обработки колес с заданной бочкообразностью зубьев и расширения номенклатуры применяемого инструмента, качательное движение задают в плоскости, перпендикулярной оси боковои поверхности зуба производящего колеса, а ось качания инструмента располаЬ тают со смещением относительно нее, одновременно инструменту сообщают в той же плоскости дополнительное, взаимосвязанное с первым качательное движение, при этом ось дополнительного качания смещена от оси вращения инструмента, а амплитуды этих качательных движений связаны между собой зависимостью поверхности зуба производящего колеса и осью качания шлифовального крута, осуществляемого для получения заданной бочкообразности зуба, мм;

8 — pRccToHHH0 между ocbl0 Вращения шлифовального круга и осью его качания, осуществляемого для получения заданной бочкообразности зуба, мм.

2. Станок для шлифования зубчатых коле с крутовыми зубьями, включающий в себя станину со стойкой, на которой установлена эксцентриковая люлька, в которой с возмож1079380 постыл поворота размещен эксцентриковый неподвижно установленным в люльке станка ба абаи нес;™ ™:й инструментальный шпиира н, соосно с осью вращения эксцентрикового дель, о т л и ч а ю тличаюшийся тем что

Э барабана, и гитарой сменных зубчатых колес, инструментальный шпиндель установлен во связывающих неподвижное зубчатое колесо вновь введенной эксцентриковой втулке с зуб- с эксцентриковой втулкой, причем передаточчатым венцом, размещенной с возможностью ное число от эксцентрикового барабана к эксповорота в эксцентриковом барабане, а станок центриковой втулке определено из соотношеснабжен цилиндрическим зубчатым колесом, 1Л

2М при этом

Ъ

Ц„а = 2агс а н - 4гj где (— где К, — радиус наружной производящей поверхности шлифовального круга, мм;

R> — радиус внутренней производящей поверхности шлифсвального крута, мм, при этом знак (плюс или минус) относится к нараметрам, касающихся вогнутой или выпуклой стороны профиля зуба.

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано в производстве конических и цилиндричеаких колес с круговыми зубьями.

Известен способ регулирования длины пятна контакта пары конических колес, при котором инструменту дополнительно сообщают осциллирующее качательное движение в угол качания шлифовалъного кру га, необходимого для получения заданной бочкообразности при обработке соответственно вогнутой или выпуклой стороны зуба, рад; угол качания шлифовального круга, необходимого для обработки зуба по всей ширине зубчатого венца, рад; ширина зубчатого венца, мм; величина бочкообразности соответственно вогнутой или выпуклой стороны зуба, мм; расстояние между осью боковой поверхности зуба производящего колеса и осью качания шлифовального круга, осуществляемого для получения заданной бочкообразности зуба, мм; расстояние между осью вращения шлифовального круга и осью его качания, осуществляемого для получения заданной бочкообразности зуба, мм; эксцентриситет барабана станка, м1а эксцентриситет втулки, несущей инструментальный шпиндель, мм толщина зуба производящего колеса (рейки) в начальной плоскости, мм; номинальный радиус кривизны линии зуба производящего колеса (рейки), мм, который может быть определен по одному из соотношений:

3 10793 плоскости, перпендикулярной оси инструмента, причем ось качания располагают на нормали к линии зуба производящего колеса (1).

Однако данный способ регулирования длины пятна контакта неприемлем для случая, когда ось вращения шлифовального круга расположена под углом к его оси качания, Так как осциллирующее качательное движение инструменту сообщают в плоскости, перпендикулярной его оси. Кроме того, его пель- л0 зя реализовать в случае, когда радиус кривизны образующей поверхности шлифовального круга значительно отли.1ется от радиуса кривизны линии зуба обрабатываемой шестерни, так как при этом линия зуба состоит из участков дуг окружностей со значительным различием кривизны, вследствие чего предварительная обработка такой шестерни резцовыми головками на станках известных конструкций с получением оптимального припуска под шлифование не представляется возможной. Незначительное различие кривизны образующей поверхности шлифовального круга и линии зуба колеса приводит в сво1о очередь к возникновению шлифовочных прижо >1 гов и трещин при обработке и, как следствие, к снижению качества зубчатых колес.

Известен станок для обработки конических колес с круговыми зубьями, содержащий эксцентриковую люльку, в которой с возможностью поворота установлен эксцентри8

-.е,—. е, 2&in —

2 е,. „-. е,—, в„, @„,4л,г г

=а ссор

Ь

+ 1л+З„г

2 ьлт1 —

Мл,г

40 — ссто ра яние между осью вращения

Ъ шлифовального круга н осью его качания, осуществляемого для полу чения заданной бочкообразности зуба, мм.

Согласно способу шлифования колес с круговыми зубьями в станке, включающему в себя станину со стойкой, на которой установлена эксцентриковая люлька, в которой с возможностью поворота размещен эксцентри50 ковый барабан, несущий инструментальный шпиндель, последний установлен во вновь введенной эксцентриковой втулке с зубчатым венцом, размещенной с возможностью поворота в эксцентриковом барабане, а станок снабжен дополнительным цилиндрическим зубчатым колесом, неподвижно установленным в люльке станка соосно с осью вращения эксцентрикового барабана, и гитарой сменных зубчатых где (р л,2

m «z угол качания шлифовального крута, необходимого для получения заданной бочкообразности при обработке соответственно вогнутой или выпуклой стороны зуба, рад; угол качания шлифовального круга, необходимого для обработки зуба по всей ширине зубчатого венца, рад; ширина зубчатого венца, мм; величина бочкообразности соответственно вогнутой или выпуклой стороны зуба, мм; расстояние между осью боковой поверхности зуба производящего колеса и осью качания шлифовального крута, осуществляемого для получения заданной бочкообразности зуба, мм;

80 4 ковый барабан, несущий инструментальный шпиндель (2).

Недостатка@и известного станка являются сравнительно низкая производительность обработки и увеличение количества используемого инструмента из-за необходимости раздельной обработки выпукпых и вогнутых сторон зубьев шестерни различными крутами для получения заданной бочкообразности зубьев.

Цель изобретения — повышение качества обработки колес с заданной бочкообразностью зубьев и расширение номенклатуры применяемого инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что при шлифовании зубчатых колес с круговыми зубьями в условиях обката инструментом чашечной формы, которому сообщают качательное движение, в результате чего инструмент воспроизводит зуб производящего колеса, качательное движение задают в плоскости, перпе|щикулярной оси боковой поверхности зуба производящего колеса, а ось качания инструмента располагают со смещением относительно нее, одновременно инструменту сообщают в той же плоскости дополнительное, взаимосвязанное с первым качательное движение, при этом ось дополнительного качания смещена от оси вращения инструмента, а амплитуды этих качательных движений связаны между собой зависимостью

5 1079380 колес, связывающих неподвижное. зубчатое колесо с эксцеитриковой втулкой, причем пере0= у

24< а при этом е, угол качания шлифовапьного круга, необходимого для получения заданной бочкообразности нри . обработке соответсгвеино вогнутой или выпуклой стороны зуба, рад; угол качания шлифовальиого круга, необходимого для обработки зуба по всей ширине зубчатого венца, рад. ширина зубчатого венца, мм, величина бочкообразности соответственно вогнутой или выпуклой стороны зуба, AM, ЗО расстояние между осью боковой поверхности зуба производящего колеса и осью качания шлифовального круга, осуществляемого для получения заданной бочкооб- 35 разности зуба, мм, расстояние между осью вращения шлифовального круга и осью его качания, осуществляемого для получения заданной бочкообразнос-тп ти зуба, мм; эксцеитриситет барабана станке (прииимается конструктивно), мм; эксцентриситет втулки, несущей инструментальный шпиндель при- 45 нимается конструктивно, мм; толщина зуба производящего колеса (рейки) в начальной плоскости, мм;

HOMHHBJISHb1N радиус KpHBH3Hbl линии зуба производящего колеса (рейки) мм, который может, быть определен иэ одного из соотношений даточно. число от эксцентрикового барабана к эксцентриковой втулке, равно где я и — радиус наружной производящей поверхности шлифовального круга, мм; — радиус внутренней производящей поверхности шлифовального круга, мм, при этом знак "плюс" или "минус" относит.ся к параметрам, касающихся вогнутой сторо- ны профиля зуба, и выпуклой.

На фиг. 1 показана схема образования вогнутой поверхности зуба шестерни; на фиг. 2 — схема образования выпуклой поверхности зуба; на фиг. 3 — станок для реализации способа шлифования цилиндрических колес с круговыми зубьями, вид спереди; иа фиг. 4 — то же, внд сверху.

При обработке вогнутой поверхности зуба вращающийся с частотой 4)z. вокруг оси 1 чашечный шлифовальный круг 2 совершает качательное движение по стрелкам 5, и 5Z относительно оси 3 боковой поверхности зуба производящего колеса, необходимое для снятия стружки по всей длине зуба (движение подачи). Одновременно с этим круг 2 получает качательное движение по стрелкам 5 ь и 54 вокруг оси 4 с целью придания зубу бочкообразной формы. Качание шлифовального круга 2 вокруг осей

3 и 4 согласовано так, что при движении шлифовального круга 2 от середины венца шестерни 5 к ее торцу (напрнмер ло стрелке 5 ) круг 2, поворачиваясь вокруг оси.

4 (по стрелке з ), несколько отходит от номинального положения обрабатываемой поверхности, благодаря чему возрастает ее кривизна. Величина угла 1 качания определяется шириной венца шестерни 5, а величина угла (1 качания — необходимой величиной бочкообразности Р„ зубьев. Благодаря взаимосвязанному качанию круга 2 вокрут осей 3 и 4 и возможности изменения величины угла < 1 качания, возможно регулицентриковую втулку 12. Передаточное число гитары 14 определяется исходя иэ величины бочкообразности о зубьев, Внешняя коническая поверхность вращающегося крута 2 с образующим радиусом R< профилирует вогнутую поверхность зуба шестерни 5. Задаваясь величиной отвода 81 вогнутой поверхности зуба шестерни 5 от номинального положения, определяем необходимую величину угла качания (1, 4).

Рассчитав по одной из зависимостей номинальный радиус кривизны линки зуба производящего колеса (рейки), мм, определяют угол качания ц), шлифовального круга (3).

Передаточное число зубчатого зацепления с учетом колес 15 — 18 гитары 14, колеса 19 и колеса 13 зксцентриковой втулки 12 определится из соотношения (2).

Подставляя в выражение (2) формулы (3) и (4), получаем передаточные числа

U<< гитары колес в зависимости от выбранной величины 8, .

После окончания обработки вогнутой стороны зуба барабан l l быстро поворачивается так, что эксцентриковая втулка 12 и шлифовальный круг 2 перемещается в положение для обработки выпуклой поверхности зуба.

В этот момент происходит переключение колес гитары 14 с целью изменения ее передаточного числа (в случае если 3» г 3 ), движение обката реверсируется, а качающийся шлифовальный круг 2 вогнутой образующей поверхностью с радиусом "Z обрабатывает выпуклую сторону зуба. В конце обката происходит деление, после чего цикл обработки повторяется.

Предлагаемый способ зубошлифования позволяет по сравнению с односторонним шлифованием выпуклых и вогнутых сторон эубь ев разными кругами повысить производительность обработки путем сокращения времени холостых ходов, вспомогательного времени, времени на наладку станка и установку деталей. Кроме того, предлагаемый способ зубошлифования позволяет сократить номенклатуру используемых шлифовальных крутов эа счет применения кругов одного диаметра для обработки выпуклых и вогнутых сторон зубьев колеса. Взаимная связь качательных движений шлифовального круга может осуществляться не только гитарой сменных колес, но и при помощи ЧПУ. В этом случае предлагаемым способом можно обрабатывать колеса с различной продольной формой зуба, например очерченной по циклической кривой.

7

1079380 8 ровать кривизну линии зуба, достигая требуемой длины пятна контакта в передаче. После обработки вогнутой стороны зуба ось 1 вращения шлифовального крута 2 быстро поворачивается на угол 180 . Круту 2 сообщают качательное движение по стрелкам 9 и 5< вокрут оси 3 на угол (у и по стрелкам

Э3 и 4 вокрут оси 4 на угол М2, а заготовке 5 — движение обката (не обзначено). Происходит обработка выпуклой сторо- 1д ны зуба. Благодаря наличию двух взаимосвязанных качательных движений оси 1 вращения шлифовального круга 2 (соответственно по стрелкам б< и 94, 9> и Б3 выпуклая сторона зуба получает на торце отвод 15

8< от номинального положения„ необходимый для достижения благоприятного пятна контакта.

Станок для реализации способа шлифования цилиндрических колес с круговыми зубьями включает станину 6, иа продольных направляющих 7 которой смонтирован круглый стол 8 имеющий возможность продольного перемещения от ходового винта (не показан) и вращения от червячной пары (не показана). При движении стола 8 имитируют обкат заготовки 5 по производящей рейке, зуб которой воспроизводит в своем движении шлифовальный круг 2. На поперечных направляющих 9 станины б расположена стойка 10, на которой смонтирован зксцентриковый барабан 11. Чашечный шлифовальный круг 2 закреплен на шпинделе, установленном в эксцентриковой втулке 12, расположенной в барабане 11. Взаимосвязанное с качанием зксцентрикового барабана 11 качаЭ5 ние зксцентриковой втулки 12 с зубчатым венцом 13 осуществляют через гитару 14 сменных колес 15 — 18 от колеса 19 внутреннего зацепления, установленного неподвижно

40 и соосно с барабаном 11, За счет изменения передаточного числа гитары 14 колес можно изменять угол качания, что в свою очередь, приводит к изменению величины бочкообразности о зубьев обрабатываемой

45 шестерни 5.

Станок работает следующим образом.

Заготовка 5, установлена на столе 8, получает движение обката, а шлифовальный крут

2 — вращение от электродвигателя (не показан). Одновременно с этим эксцентриковому

50 барабану ll станка сообщается качательное движение с амплитудой, необходимой для обработки зуба по всей длине. Качающаяся вместе с барабаном 11 гитара 14 колес 15—

18 передает качательное движение на экс1079380

1079380

@АЗ

Составитель Л. Абросимова

Техред А.Бабинец Корректор.О. Билак

Редактор Н. Воловик

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1218/10 Тираж 1037

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5