Способ задания режимов резания при шлифовании цилиндрических зубчатых колес

 

Изобретение относится к металлообработке, в частности к шлифованию цилиндрических зубчатых колес на станках, работающих тарельчатыми кругами. Цель изобретения - повышение производительности за счет выбора режимов резания по критерию качества обработанной поверхности с учетом влияния неравномерности распределения температуры и глубины снимаемого слоя по длине пятна контакта. При пробном шлифовании определяют максимально допустимые значения глубины резания и продольной подачи по критерию отсутствия дефектов поверхностного слоя после выполнения одного продольного хода, а затем глубину снимаемого слоя в зоне возникновения максимальной температуры, которую определяют на расстоянии, равном значению продольной подачи на ход обката от передней точки пятна контакта. Полученное значение глубины резания принимают в качестве допустимого по критерию распространения дефектов поверхностного слоя в пределах снимаемого припуска на аналогичном участке пятна контакта инструмента с обрабатываемым колесом. После чего назначают режимы резания на каждом проходе. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

И9) (l1) 51 А1 (50 4 В 23 Е 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П.(НТ СССР (21) 4298466/25-08 (22) 27.08.87 (46) 23.12.89. Бюл. М" 47 (71) П1,сизводственное объединение г%осковский станкостроительный завод" (72) Н. Т. Трушв кин, IU.Ë. Серебряный и В.К.Ермолаев (53) 621.9 14.7 (088.8) (56) Судариков А,С. и др. Управление съемом припуска при шлифовании.

Вестник машиностроения, 1977, I 9, с. 55-58. (54) СПОСОБ ЗАДАНИЯ РЕЖИИОВ РЕЗАНИЯ

ПРИ ЫЛИФОВАНИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЬ!Х КОЛЕС (57) Изобретение относится к металлообработке, в частности к шлифованию цилиндрических зубчатых колес на станках, работающих тарельчатыми кругами. Цель изобретения - повышение производительности за счет выбора режимов резания по критерию каИзобретение относится к металлообработке, в ч;стности к шлифованию цилиндрических зубчатых колес на станках, работающих тарельчатыми кругами.

Цель изобретения - повышение производительности за счет выбора режимов резания по критерию качества обработанной поверхности с учетом влияния неравномерности распределе2 чества обработанной поверхности с учетом влияния неравномерности распределения температуры и глубины снимаемого слоя по длине пятна кон-. такта ° При пробном шлифовании определяют максимально допустимые значения глубины резания и продольной подачи по критерию отсутствия дефектов поверхностного слоя после выполнения одного продольного хода, а затем глубину снимаемого слоя в зоне возникновения максимальной температуры, которую определяют на расстоянии, равном значению продольной порачи на ход обката от передней точки пятна контакта . Полученное значение глубины резания принимают в качестве допустимого по критерию. распространения дефектов поверхностного слоя в пределах снимаемого припуска на аналогичном участке пятна контакта инструмента с обрабатываемым колесом, после чего назначают режимы резания на каждом проходе.

4 ил.

I ния температуры и глубины снимаемогQ слоя по длине пятна контакта.

На фиг.1 показана схема относительных положений круга и обрабатываемого колеса в процессе обката и продольной подачи в середине хода обката; на фиг.2 - схема распределения глубины снимаемого слоя и температуры по длине пятна контакта в направлении продольной подачи; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1; на

1530351

Г(p - )

1 кр 0 глубина снимаемого слоя на расстоянии от передней точки пятна контакта, равном значению продольной подачи на ход обката при значениях глубины резания и продольной подачи, равя где

t, so - соответственно глубина о резания и продольная подача на ход обката, при кофиг.4 - зависимость температуры шлифования от глубины снимаемого слоя в передней части пятна контакта.

При шлифовании цилиндрических зубчатых колес в условиях обката, например, одним шлифовальным кругом, режущая кромка которого образует профильный угол, равный нулю, с быстрым движением обката и медленной продольной подачей, с определением расстояния от шлифуемой поверхности до граничной поверхности готового колеса и времени действия теплового источника, определяет максимально допустимые значения глубины резания и продольной подачи, при которых после одного продольного хода на o0paboтанной поверхности отсутствуют дефекты поверхностного слоя зубьев, определяют при этих значениях режимов резания глубину снимаемого слоя на расстоянии от передней точки пятна контакта, равном значению продольной подачи на ход обката, по зависимости ((1о —, )г D h)2

Затем определяют допустимые значения глубины снимаемого слоя в этой части пятна контакта при расстояниях от шлифуемой поверхности до граничной поверхности готового колеса, соответствующих каждому проходу, по зависимости дon 1

t t

5 о . x„ .)Гierfc- —-2 aÜ„ и устанавливают на каждом проходе значение продольной подачи на ход обката или подачи на врезание в соответствии с зависимостями ме

45 торых после одного проу,ольного хода отсутствуют дефекты поверхностного слоя зубьев; длина пятна контакта в направлении продольной подачи при глубине резания

О диаметр шлифовапьного круга; длина общей нормали в охКР вате кругами в торцовом сечении зубчатого колеса;

h — проглубление точки круга, наиболее близкой к оси колеса, относительно плоскости, касательной к его основному цилиндру;

ДОЛ вЂ” допустимое значение глуби5 ны снимаемого слоя на расстоянии от передней точки пятна контакта, равном значению продольной подачи на ход обката, соответствующее данному проходу; х — расстояние от шлифуемо, и поверхности до граничной поверхности готового иэделия на данном проходе; время действия теплового источника на данном проходе; а — коэффициент температуропроводности материала обрабатываемого иэделия;

s — устанавливаемое (расчети ное) значение продольной подачи на ход обката на данном проходе;

1 — длина пятна контакта в и направлении продольной подачи на данном проходе; заданная глубина резания на данном проходе; устанавливаемое (расчетЬ ное) значение подачи на врезание на данном проходе;

s — заданная продольная подача на ход обката на данном проходе.

Исследования процесса зубошлифования на станках, работающих, наприр, тарельчатыми кругами, режущие омки которых образуют профильный угол, равный нулю, показывают, что в процессе резания образуется пятно контакта круга с профилем зуба в

1530351

6 от передней точки пятна контакта, равном значению продольной подачи на ход обката; г — радиус основной окружности обрабатываемого колеса;

10 форме криволинейного треугольника, вытянутого в направлении продольной подачи. Наиболее нагруженной является передняя часть пятна контакта, по длине равная текущему значению продольной подачи. Текущее значение продольной подачи в процессе движений обката и продольного перемещения колеса меняется от нуля в одном из крайних его положений в процессе обката до максимума в другом крайнем положении и равно среднему (нормируемому) значению в середине хода обката, где радиус кривизны эвольвенты равен половине длины общей нормали в торцовом сечении.

В передней части пятна контакта на расстоянии от передней точки пятна контакта, равном текущему значению продольной подачи, глубина снимаемого слоя имеет максимальное значение, уменьшающееся по закону, близкому к экспоненциальному, по мере прИближения к профилирующей точке круга.

Температура шлифования при прочих равных условиях прямо пропорциональна глубине снимаемого слоя на расстоянии от передней точки пятна контакта, равном текущему значению продольной 30 подачи.

На фиг.1-4 приняты следующие обозначения: 1 - обрабатываемый профиль зуба; 2 - шлифовальный круг; 0 01 положение вертикальной плоскости, 35 проходящей через ось вращения круга на предыдущем ходе обката; Оо0 — положение указанной плоскости на данном ходе обката; F — площадь пятна контакта круга с обрабатываемым про- 4р филем зуба при движении Обката От ножки к головке; Л вЂ” передняя точка пятна контакта; D — диаметр шлифовального круга; s — продольная подача на ход обката; 1„ — длина пятна 45 контакта в направлении продольной подачи при глубине резания t; Ь< протяженность пятна контакта в направлении обката при глубине резания

b — протяженность пятна контакта в направлении обката при глубине Резания t — ts; c — ширина пятна контакта на расстоянии s от передней точки пятна контакта в направлении обката; h — проглубление точки круга, наиболее близкой к оси колеса, относительно плоскости, касательной к ОсновномУ ЦилинДРУ; ts — глУбина снимаемого слоя на расстоянии 4 к

-- — половина длины общей нормали

2 в охва те кру га ми; t — глуби на резания на данном проходе .

Обработке подвергается пробное колесо иэ партии зубчатых колес или осуществляется пробный проход на некОтОРОм колесе. Настройка станка (число ходов обката в минуту, число охватываемых зубьев, длина хода обката, характеристика кругов, проглубление нижних точек кругов относительно касательной к основному цилиндру) остается неизменной при обработке пробного колеса и всей партии.При обработке пробного колеса задают постоянную глубину резания на всех обрабатываемых зубьях и продольную подачу, изменяющуюся ступенчато от минимального дО максимального значения. Каждый зуб шлифуют при заданной глубине резания и одном из значений продольной подачи эа один продольный ход стола. Затем по принятой технологии пробное колесо подвергают контролю на наличие дефектов поверхностного слоя шлифуемых зубьев (например, подвергают травлению).

По результатам контроля определяют максимально допустимые значения глубины резания t и продольной подачи 8, при которых после одного продольного хода на обработанной поверхности .отсутствуют дефекты поверхностного слоя.

Затем для этих режимов резания определяют глубину снимаемого слоя на расстоянии от передней точки

5о пятна, контакта, равном значению продольной подачи на ход обката. Так как текущее значение продольной подачи на ход обката при движении колеса в процессе обката и продольной пода чи pd BHQ нсми нал ь ному зна чению только в середине хода обката, значение tz определяют для середины о хода обката, где текущий радиус кривизны эвольвенты равен значению половины длины общей нормали Vi „в охвате кругами. Затем задается допустимое значение глубины снимаемого слоя

Аоо на расстоянии от передней точки пятна контакта, равном значению про1530351

35 дольной подачи на ход обката, для расстояния х„ от шлифуемой поверхности до граничной поверхности обрабатываемого колеса, соответствующего данному проходу. Значение t s для дon первого прохода в качестве первого приближения задается произвольное, но достаточно большое, например 0,1 мм. Затем рассчитывается время действия теплового источника для этого значения t и при известных значениях доп

V,„и t (заданная глубина резания), рассчитывается значение t . Затем

q *on доп р,оп раност ь (t -t ) сравйивается с заданным значением разности б, Гсли окажется что (5 в ) ) F- ТО проводится повторный расчет, в котором значение t " принимается рав< *on ным 0,95t . Полученная в повторном

4on ((доп расчете разность (t4, -t ) снова сравнивается с .Я и при необходимости проводится новое уточнение.

Итерация проводится до тех пор, пока не будет обеспечено соотношение 25 (t -c 4 " )< с . Последнее значение

gon w äon е| доп дon принимается за в 5

Для второго и последующих проходов в качестве первого приближения (Pon для с используется окончател ь- 30 ное зйачение t,,наиденное для доп предыдущего прохода.

Расстояние х„ от шлифуемой поверхности до граничной поверхности готового колеса определяют по зависимости — . и где 5 - припуск на обработку на данном зубе; „ - суммарная подача круга на 40 вреэание на данном и предыдущем проходах.

При расчете температурных полей при шлифовании металлов используют закономерности развития одномерного 45 температурного поля в полуограниченном теле при нагревании его постоянным тепловым потоком !

2а4 . Х

Т(Х (,) = - -- ierfc2 а С

50 где q — плотность теплового потока; а — коэффициент температуропроводности обрабатываемого материала; коэффициент теплопроводности;

Х вЂ” расстояние от шлифуемой поверхности до точки, в которой исследуют температуру; время действия теплового источника.

При Х = О, т.е. на поверхности шлифования

Т(О,ь ) (7

Таким образом,зная значение t . Л доп

Х,, определяют

Значение продольной подачи на ход обката для обеспечения бездефектного поверхностного слоя готового иэделия для данного прохода рассчитывается при условии, что глубина резания t задана .

В случае задания продольной подачи

s на данном проходе глубинь(t< производится в следующей последовательности. Ка к и в предыдущем случае, задаются произвольным, но достаточно большим значением (для первого прохода, например, t „= 0,3), рассчитывают значение 1 и t . Затем

I и . n разность („-c ) сравнивается с заданным значением 1,. сли окажется (1 что (t„-c„) > Е, то проводится повторный расчет, в котором значение и (t ïðèíèìàåòñÿ равным 0,95t„Полученная в повторном расчете разность п (t„-t„) снова сравнивается с С и при необходимости проводится новое (I уточнение с „. Итерация проводится до тех пор, пока не будет обеспечено соотношение (t„-t ) E . Послед п нее значение t „принимается за (ля второго и последующих проходов в качестве первого приближения для

t используется окончательное значение t„, найденное для предыдущего прохода .

Таким образом рассчитываются оптимальные значения продольной подачи на ход обката при известной глуСине резания для каждого прохода или оптимальные значения глубины резания для каждого прохода при заданной продольной подаче.

Указанная последовательность действий позволяет установить оптимальв ные режимы резания при условии получения наивысшей производительности и бездефектного поверхностного слоя граничной поверхности зубчатого колеса.

Формула изобретения

Способ задания режимов резания при шлифовании цилиндрических зубчатых

Э 1530351 10 колес с учетом величины припуска на фектов поверхностного слоя после каждом проходе и параметров пятна выполнения одного продольного хода, контакта шлифовального круга с об- затем при этих режимах определяют рабатываемым колесом, о т л и ч а ю глубину снимаемого слоя в зоне возшийся тем, что, с целью IloBbl никновения максимальной температуры шения производительности эа счет на расстоянии, равном значению провыбора режимов резания по критерию дольной подачи на ход обката от пекачества обработанной поверхности с редней точки пятна контакта, после учетом влияния неравномерности Рас,0 чего с учетом заданной величины приI пределения температуРы и глубины пуска определяют допустимое значение снима емого слоя по длине пятна кон- глубины снимаемого слоя по критерию такта, при пробном шлифовании опре- распространения дефектов в пределах деляют максимально допустимые эначе припуска, затем назначают режимы рения глубины Резания и продольной 15 эания на каждом проходе. подачи по критерию отсутствия деФиг. 2

1530351

Фие. Ю фие.4

Составитель И.Кузнецова

Редактор С.Пекарь Техред Л.Сердюкова Корректор М.Самборская

Заказ 7810/13 Тираж 831 0одпи с ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул.Гагарина, 101