Способ обработки бочкообразных зубчатых колес

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 23 F 9 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

n2 = П2+ п2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3755442/25-08 (22) 19.06.84 (46) 07.09.86. Бюл. № 33 (71) Новополоцкий политехнический институт им. Ленинского комсомола Белоруссии (72) В. А. Данилов (53) 621.924.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1161292, кл. В 23 F9/08,,1983. (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ БОЧКООБРАЗНЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС в услов11ях обката, включающий результирующее вращательное движение колеса и его подачу вдоль своей оси вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки, вращательное движение колеса осуществляют двумя движениями, одно из которых задают с постоянной, а другое — с переменной

„Я0„„1255318 А1 частотой вращения в соответствии с зависимостью где n2 — частота результирующего вращения обрабатываемого колеса;

n2 — постоянная частота вращения;

n2 — переменная частота вращения.

Л2 + Л2сР + ЛЛ, где n2ñ1 — среднее значение переменной частоты вращения;

An — изменение частоты вращения.

d 6;

Ьп— л . m.z где Ъ; — величина бочкообразности зубьев;

m1, z — модуль и число обрабатываемых зубьев;

t — время движения

1255318 и (= плср + Лп

II (2) 40, Ю и т изменение частоты врагцения заготовки; отклонение бочкообразного зуба от прямого; модуль и число зубьев. обрабатываемого колеса.

5О т,z— (3) 55

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть применено в частности при изготовлении цилиндрических зубчатых колес с бочкообразными зубьями.

Цель изобретения — повышение точности обработки за счет исключения качательного, т. е. реверсированного движения для образования бочкообразных зубьев.

На фиг. 1 изображено относительное расположение инструмента и колеса; на фиг. 2— структурная схема станка, настроенного на нарезание колеса с бочкообразными зубьями.

Для обработки бочкообразных зубьев используют режущий инструмент 1, например, червячный (фрезу, шлифовальный крут). В процессе обработки инструменту 1 и колесу 2 сообщают взаимосвязанные вра щательные движения В(и В вокруг своих осей, обеспечивающие профилирование зубьев по методу обкатки. Для образования зубьев I(o длине инструменту сообщают относительно заготовки вдоль ее оси движения подачи П;1.

Формообразование бочкообразных зубьев осуществляется сочетанием равномерного вращения BI инструмента с частотой п(, неравномерного вращения В2 = В + В за1 11 готовки с частотой n2 = n + и " (1) и движения подачи Пх вдоль оси заготовки. Составляющую В2 вращения В2 заготовки задают с постоянной частотой п2, а составляющую В(— с переменной частотой nl .

В зависимости от закона изменения частоты

n" возможна обработка обеих сторон бочкообразных зубьев за один проход или за два прохода — вначале одной стороны всех зубьев, а затем другой их стороны.

В обоих случаях минимальное значение частоты п2 задают таким, чтобы движение

В2 имело постоянное направле((ие, поэтому (I 11 где п2ср — среднее значение частоты п2 неравномерного вра и ения В2 заготовки;

An — изменение частоты этого вращения.

Бочкообразность зубьев практически все(да меньше 0,1 их модуля. Расчеты показывают, что изменение частоты вращения заготовки, необходимое для формообразования таких бочкообразных зубьев, II(: превышает 0,03 — 0,05 среднего значения частоты вращения заготовки пр.р.Для упрощения настройки рекомендуется во всех случаях принимать (l а п2ср = 0,1п2ср = 0,1 l(— — 1 где а — число заходов инструмента;

z — число нарезаемых зубьев.

Изменение частоты Лп вращения заготовки зависит от формы (бочкообразности зубьев). При обработке колеса за два прохода на каждом из проходов отклонению зуба от прямого на величину о, соответствует дополнительный поворот заготовки на

5 6( угол (, —, где m, z — модуль и число

tmz нарезаемых зубьев. Так как величины о, и rp; изменяются непрерывно, то изменение частоты вращения заготовки составит

A д ((1(, 6 о(2п dt и- mz аt

Значение 6(определяется формой зуба т. е. 6(= о,(l;), где 1(— расстояние от середины зуба до сечения, в котором откло15 пение зуба от прямого равно о, (фиг. !).

Например, текущее значение отклонения о, бочкообразного зуба, очерченного радиусом от прямого выражается зависимость(о

S 2 . t-2

6, : R(1 caser csinR) 2R: 2R (5) где ((= S„,t — — перемещение инструмента от середины зуба;

S — минутная подача инструмента

25 t — время движения.

Для этого конкретного случая изменение частоты вращения заготовки составит

S2>

An= + (6)

Rn. mz

Два знака перед выражением для Лп указывают на то, что при переходе инструмента через середину зуба направление An меняется на противоположное.

Таким образом вращение колеса осуществляют двумя нереверсивными вращательными движениями, одно из которых осуществляют с постоянной, а другое с переменной частотой согласно зависимости

П2=П2+П

1 II п2 — частота результирующего вращения стола; п2 — частота постоянного

1 вращательного движения заготовки;

П

n2 = и ср + Лп — частота неравномерного вращения заготовки

1( п2.р — среднее значение частоты неравномерного вращения заготовки;

Рассмотрим настройку станка (фиг. 2) на обработку колеса с бочкообразными зубьями по рассмотренному способу. Червячный

1255318 инструмент 1 установлен на инструмента1bном шпинделе 3, который через орган 4 настройки, например гитару сменных колес, связан с двигателем 5. Заготовку 2 закрепляют на столе 6, который кинематически связан цепью обкатки через гитару 7 настройки и дифференциал 8 с инструментальным шпинделем 3, цепью подач через орган 9 настройки — с ходовым винтом 10 и через дифференциал 8 с приводом 11 механизма формообразования бочкообразных зубьев, ко торый содержит также систему 12 управления и датчик 13 положения. На заготовке 2 нарезаются бочкообразные зубья 14.

Шпинделю 3 с инструментом 1 сообщают от двигателя 5 равномерное вращение В! с частотой п!, а столу 6 с заготовкой 2— два вращательных движения: равномерное

В2 с частотой п посредством цепи обкатки и неравномерное В2 с переменной частотой

n2! — механизмом формообразования бочкообразных зубьев.

Для создания этих движений настраивают цепь вращения инструментального шпинделя, цепь обкатки, цепь подач и механизм формообргзова ния бочкообразных зубьев.

Настройку этих кинематических цепей осуществляют органами 4, 7 и 9, а настройку механизма формообразования бочкообразных зубьев сообщает столу неравномерное вращение В2, функционально связанное с движением подачи Пз в соответствии с заданной формой бочкообразности зубьев. При этом в зависимости от управляющей программы возможна обработки обеих бочкообразных сторон у всех зубьев за один проход или за два прохода.

Частоту вращения инструментального шпинделя настраивают по допускаемой скорости резания v

n! = 1000v/nd (об/мин), где v — скорость резания, м/мин;

d — диаметр инструмента, мм.

Передаточное отношение i-„îðãàíà настройки определяют по формуле настройки

i„ = С, и;, где с-„ — постоянная кинематической цепи вращения инструментального шпинделя.

Средняя частота вращения стола с заготовкой определяется зависимостью

I >(а

П2ср = П2 + П2ср = П 1>>ох 1х + П2ср = П вЂ” — >

K где i„» — передаточное отношение постоянных ггередач цепи обката;

i„— настраиваемое передаточное отношение гитары обкатки.

Следовательно, формула настройки гитары

7 имеет вид

E» = (П10/z П2ср) /П! Е»» или

П2ср сх — Сх(р ) >

П1 где сх — постоянная цепи обкатки.

С учетом соотношения (3) имеет место удобная для пользования формула настройки гитары обкатки х = 0,9С»ф.

Передаточное отношение, органа 9 настройки определяют по формуле настройки

i, = сх S, где сх — постоянная кинематичес-!

О кой цепи между столом 6 и ходовым винтом

10, S — оборотная подача (перемещение инструмента вдоль оси заготовки за время ее одного оборота).

Механизм формообразования бочкообразных зубьев настраивают на сообщение столу неравномерного вращения В2 со средней частотой п2»р согласно зависимости (3) при изменении частоты по зависимости (4).

Пример настройки станка.

Станок зубофрезерный специальный, постоянные цепей которого: с 610 ; c»=24, с,=05.

Параметры нарезаемого цилиндрического колеса: модуль m = 2,5 мм; число зубьев

z = 40; ширина колеса 30 мм; зубья бочкообразные, очерчены по окружности радиусом

25 375 мм и имеют максимальное отклонение от прямолинейной формы 0,3 мм; материал колеса — сталь 45.

Режущий инструмент: червячная фреза из быстрорежущей стали диаметром d = 80 мм; число заходов а = 1.

Режим резания: скорость резания

= 25 м/мин; подача S = 2,0 мм/об. заготовки.

Частота вращения инструмента

n! — — — —— 100 об/ м и н.

1000 х 25

Передаточное отношение гитары скоростей с -., = с-„n, = 6 10 х 100 = 0,6

4О настраивают установкой в ней сменных зубчатых колес с числом зубьев 30 и 50.

Передаточное отношение гитары подач

i, = сх- S = 0,5х2,0 = 1 настраивают установкой в ней сменных зубчатых колес с числом зубьев у каждой 48.

4s Передаточное отношение гитары обкатки настраивают согласно формулы

1 24 45 х = 0,91» — — 0,9 24. 40 40 50 ! для чего устанавливают в ней имеющиеся в наборе сменные колеса с числами зубьев 24, 40, 45 и 50.

Механизм формообразования бочкообразных зубьев настраивают на сообщение у столу неравномерного вращения В со средней частотой и ср у О,lп!ф- = 0,1 !0040 — — 0,25 об/мин.

1255318

Составитель П. Кузнецова

Техред И. Верес Корректор С. Черни

Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В. Данко

Заказ 4755/13 и изменением частоты по зависимости 2 / 52. /

An — 4- —, — 6,75 1051.

Rn nn z 375 и 2,5 40

Следовательно, столу от механизма формообразования сообщают нереверсивное движение с частотой и," = 0,25 + 1- 66,75 10 t (об./мин.)

Таким образом, все механизмы станка за время одного прохода совершают нереверсивные движения. Благодаря этому исключается влияние зазоров в передаточных звень ях на точность формообразования нарезаемых зубьев и, следовательно, повышается качество их обработки.