Способ обработки зубчатых колес

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения точности обработки зубчатых колес на зубодолбежном станке. Целью изобретения является повьштение качества обработки. Перед началом обработки, выполняемой за К проходов , определяют закон изменения погрешности обката в зависимости от угла поворота инструмента после выполнения (К-2) прохода, осуществляют первый вывод инструмента 2 из зацепления с обрабатываемым зубчатым колесом . 1, продолжают их взаимосвязанное вращение без обработки и после поворота инструмента на угол, величину которого определяют из условия равенства мгновенных значений погрешности обката ветви штосселя в начальный и конечный моменты (К-1) прохода, производят ввод инструмента 2 в зацепление с зубчатым колесом 1 и выполняют (К-1) проход со снятием припуска,величина которого выбирается большей или равной модулю разности мгновенных значений погрешности обката в начальный и конечный моменты (К-2) прохода. 2 ил. i (Л с

СО)ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 В 23 F 5/12

«Ч! .-. О1 ...-, ». ; «ф»;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1013147 (21) 4230475/25-08 (22) 14.04.87 (46) 30.10.88. Бюл. 1Ф 40 (72) В.Д.Фельдман (53) 621.923.5:621,,833 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 101 3147, кл . В 23 F 5/12, 1981. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения точности обработки.зубчатых колес на зубодолбежном станке.

Целью изобретения является повышение качества обработки. Перед началом обработки, выполняемой за К проходов, определяют закон изменения погрешности обката в зависимости от угла поворота инструмента после выполнения (К-2) прохода, осуществляют первый вывод инструмента 2 из зацепления с обрабатываемым зубчатым колесом.1, продолжают их взаимосвязанное вращение без обработки и после поворота инструмента на угол, величину которого определяют из условия равенства мгновенных значений погрешности обката ветви штосселя в начальный и конечный моменты (К-1) прохода, производят ввод инструмента 2 в зацепление с зубчатым колесом 1 и выполняют (К-1) проход со снятием припуска,величина которого выбирается большей или равной модулю разности мгновенных значений погрешности обката в начальный и конечный моменты (K-2) прохода. 2 ил.

1433662

Изобретение относится к машиностроения и может быть использовано в производстве зубчатых колес.

Цель изобретения — повьппение каче5 ства обработки.

На фиг.l изображена схема обработки зубчатого колеса; на фиг. ? — график возникающих при зубообработке погрешностей. 10

Обрабатываемое колесо 1 относительно инструмента 2 может занимать два положения: положение I, при котором в условиях непрерывного обката и возвратно-поступательного движения инструмента производится обработка зубчатого колеса, и положение IT, при котором инструмент выведен из зацепления зубчатым колесом, но обкат про— должается, 20

На фиг. 2 приведены: кривая "а", характеризующая закон изменения составляющей погрешности обката ветви штосселя с периодом, равным периоду оборота инструмента (в дальнейшем — 25 погрешность обката), кривая "б", характеризующая.погрешность обработки зубчатого колеса, сформированную на .(К-1) проходе (в дальнейшем — погтт решность обработки), и кривая в характеризующая окончательную пог— решность обработки зубчатого колеса.

По оси абсцисс на фиг.2 откладывает— ся угол поворота инструмента Ч, а по оси ординат — погрешность обката

F (p) и погрешность обработки F (v).

На графике фиг.? выделено пять участков, характеризующих основные этапы обработки зубчатого колеса. 0

Участок I — предварительная обработка за (К-?.) проходов.

Участок TI — первый вывод инструмента из зацепления с обрабатываемым зубчатым колесом и поворот инструмента на некоторый угол.

Участок III — ввод инструмента в зацепление с обрабатываемым зубчатым колесом и выполнение обработки (K 1) проходе co cHsrvveM припус 50 ка с целью устранения погрешности в зоне смыкания, Участок IV — повторный вывод инструмента из зацепления и поворот обрабатываемого колеса на и оборотов.

Участок V — повторный ввод инструмента в зацепление с обрабатываемым зубчатым колесом и выполнение обработки на К проходе в режиме выхаживания с целью снижения погрешности обрабîтки с периодoM равным периоду оборота инструмента.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед началом процесса обработки зубчатого колеса определяют закон изменения погрешности обката в функции угла поворота инструмента, который описывается выражением

Р „(Ч) = А,.з п (V+ ), (1) где А, амплитуда по грешно сти о бката; текущее значение угла поворота инструмента; начальная фаза погрешности обката относительно моменЗначение величины,тэ, позволяет предварительно расчетным путем определить искомый угол поворота на участке П, а совместно с величиной А определить минимальное значение припуска обработки на (К-1) проходе.

Далее инструментом 2 (фиг ° 1) производят обработку зубчатого колеса та начала выполнения первого прохода.

Значения величин А> и .з, определяют по результатам контроля накопленной погрешности пробного зубчатого колеса, которое нарезают за один проход тем же инструментом и на той же настройке, что и обрабатываемое зубчатое колесо. Контроль накопленной погрешности может выполняться с помощтью известных приборов.

Эти величины могут быть найдены при суммировании составляющей кинематической погрешности зубодолбежного станка, которая изменяется с периодом, равным периоду оборота инструмента и накопленной погрешности инструмента, установленного на шпинделе штосселя. При этом характеристики составляющей кинематической погрешности определяют по результатам контроля кинематической точности цепи обката-деления зубодолбежного станка с помощью кинематомера (например, мод. КН-7).

Характеристики накопленной погрешности долбняка определяют с помощью эубоизмерительного прибора, обеспечивающего контроль накопленной погрешности на технологической .оси (например, мод. ЕУТМ фирмы "НОГИН", ФРГ), 1433662

Ч= 2 --"- (k — 2) +Ы1

50 г гк

+ 2 м — -- — угол поворота инстza румента в момент Окончания обработки на (К-1) проходе;

r 7.к

? Л

7а — угол поворота инструмента на одном проходе;

1 которая выполняется в пять этаэтапов.

На первом этапе (участок Х, фиг.2) выполняют предварительную обработку зубчатого колеса за (К-2) проходов.

Причем инструмент 2 (фиг,1) находится в положении 1.Как видно из фиг.2, мгновенные значения погрешности обката на границах (К-2) прохода не равны, Это при- 1О водит к тому, что в зоне смыкания функция погрешности обработки зубчатого колеса претерпевает разрыв, следствием которого является местная погрешность обработки одного-двух зубьев 15 колеса — типичный дефект процесса эубодолбления.

В момент окончания (К-2) прохода осуществляют первый вывод инструмента из зацепления с обрабатываемым зубчатым колесом (положение II инструмента 2 на фиг.1), после чего продолжают их взаимосвязанное вращение без обработки (участок TI, фиг.2) до момента, когда инструмент совершит 25 поворот на угол, величину которого определяют из условия обеспечения равенства мгновенных значений погрешности обката в начальный и конечный моменты (К-1) прохода.

ЗО.

Укаэанное условно иллюстрируется на фиг.2 участком III на кривой "б".

Как видно из графика, на границах участка III мгновенные значения погрешности .обката равны, т.е. функция погрешности обработки в зоне смыкания не претерпевает разрыва и местная погрешность обработки в зоне смыкания не возникает.

Условие равенства мгновенных зна- 4О чений погрешности обката на границах участка III описывается выражением

А„, sin (3" — „а,) = А .sin (-p,), (2) ! < 7.

45 где = 2 — - (k — 2) + Й

7д угол поворота инструмента в момент начала обработки на (К-1) проходе; г„— число зубьев обрабатываемого колеса; га — число зубьев инструмента; (— угол поворота инструмента от момента окончания (К-2) прохода до момента начала (К-1) про-. хода.

Множество решений уравнения (2) относительно угла Ы записывается следующим выражением: у (2р+1)га-(4k-б) г, 2га (3) +„дi

27сг„

П ) /А,„. sinl — — — (k к- ш

2> z„ — 2) + „) — А -sin f — — -"- (k—

4f а где Пк, — припуск при обработке на (К-1) проходе, Выбранная величина припуска Пк позволяет в процессе обработки на (К-1 1 проходе устранить погрешность в зоне смыкания, образовавшуюся на (К-2) проходе.

После завершения обработки на (К-1) проходе вновь выводят инструмент из зацепления с обрабатываемым зубчатым колесом и выполняют операции, предусмотренные в прототипе (участки IV u V фиг.2). Как видно из фиг.2, на участке V при выполнении К прохода погрешность обката находится в противофазе с погрешностью обработки зубчатого колеса, сформированной на (К-1) проходе. !

При выполнении этого прохода в режиме выхаживания уменьшается сосгде р — число из ряда О; 1; + 2; .. °

+p, выбираемое в нашем случае из условия, что значение угла 4 принимает наименьшее из возможных положительных значений.

После поворота инструмента на угол, величина которого определена по формуле (3), производят ввод инструмента в зацепление с зубчатым колесом (положение I инструмента

Ъ на фиг.1) и выполняют (К-1) проход со снятием припуска, величину которого назначают из условия

1433662

55 тавляющая погРешности обработки с периодом, равным периоду оборота инструмента,,и одновременно сохраняется равенство мгновенных значений погрешности обката а начальный и коиечиый момейты обработки, s результате чега местная погрешность обработки в зоне смыкания не возникает.

Пример. За пять проходов обрабатывается зубчатое колесо с числам зубьев г„ = 25 инструментом с числом зубьев гд 20.

Перед выполнением процесса зубообработки экспериментально определяют значения амплитуды и начальной фазы погрешности обката (А = 15 мкм, iA ) °

ll

Подставляя полученные значения в выражения (3), (4), находят величину угла поворота инструмента (- = - -)

Н и минимальнодопустимый припуск на (К-1) проходе (П„; = 15 мкм), Проводят обработку зубчатого колеса на первых трех предварительных проходах.

Как видно иэ графика (участок I на фиг,2), величины мгновенных значений погрешности обката в начальный и конечный моменты 3-го прохода не равны. Их разность составляет 15 мкм. В результате местная погрешность, зубьев, образовавшаяся в зоне смыка ния, равна 15 мкм и для ее устране ния на последующем проходе необходи,мо снять припуск, который как мини,мум равен укаэанной погрешности.

После завершения 3-ro прохода (участок ХТ на фиг.2) выводят инст румент из зацепления с обрабатывае мым колесом при продолжении их взаи:мосвязанного вращения беэ обработки до момента„ когда инструмент поверГ а нется на угол М =, после кото4 рого вводят инструмент в зацепление с зубчатым колесом и продолжают обработку на (К-1 ) проходе с установленным по формуле (4) припуском.

В этом случае (участок III на фиг.2): обеспечивается равенство мгновенных значений погрешности обката в начальный и конечный моменты 4-ro прохода. В результате местная погрешность в зоне смыкания на 4-и (предпоследнем) проходе не образуется.

6

Затем (УЧаСтоК YV ИЕ фиг,2) ИНСт румент вновь вывбдится из еацепле» ния с зубчатым колееам да МОМЕИте, когда зубчатое колеса паФернетю ие и оборотов И погрешность абкатя бу дет находиться в протиаафазе е погрешностью обработки зубчатога колеса, сформированной на 4-м проходе.

После этого инструмент вновь вводится в зацепление с обрабатываемым зубчатым колесом (участок Ч не фиг.2) и производится чиставая обработка на 5-и проходе в режиме выхаживания, в результате которой логреш" ность обработки с периодам, равным одному обороту инструмента, уМЕИЬшЕ» ется до 15 мкм и не возникает мест ная погрешность обработки в зоне смыкания. технический эффект от применения способа по сравнению с прототипом возникает в результате тога, что при устранении местной погрешности зубьев в зоне смыкания улучшаются эксплуатационно-технические характеристики зубчатых колес, обработанных на эубодолбежнои станке (повышается плавность работы, снижаются динамические нагрузки, шум, вибрация, увеличиваются несущая способность и долговечность), Кроме того, способ позволяет отказаться от проведения отделочных операций (например, шевингования) в тех случаях, когда их целью является устранение дефекта обработки зубьев в зоне смыкания.

Формула изобретения

Способ обработки зубчатых колес по авт. св. У 1013147, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества обработки, перед началом обработки определяют закон изменения погрешности обката в зависимости от угла поворота инструмента, а перед последним проходом, осуществляемым со снятием стружки, дополнительно выводят инструмент из зацепления с зубчатым колесом и после того, как он совершит поворот иа угол, который определяют иэ соотношения

Ф

o(= Jt (2р+1 ) z g — (4k-6 ) г

2гд!

433662

3) +I< j где П,, 10

Уиг. f где z — число зубьев обрабатываемого колеса;

zy — число зубьев инструмента; р — число из ряда О, + 1, ф э °

° ° ° + py

его вводят в зацепление с зубчатым колесом и снимают припуск, определяют из соотношения

+./, 7 — А sin I — — > — (k

2 припуск, срезаемый за проход; значение амплитуды, опре-. деляемое экспериментально; количество проходов; угол начальной фазы погрешности обката.

1433662

Составитель В.Рудометкин

Техред А.Кравчук Корр ек тор Г, Решетняк

Редактор М.Бандура

Заказ 5490/l2

Подписное

Тираж 880

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4