Способ финишной обработки зубчатых колес и станок для финишной обработки зубчатых колес и профилирования инструмента

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к производству конических и гипоидных зубчатых пар с круговыми зубьями , и может быть использовано в таких методах финишной обработки, как зубохонингование, зубошевингование. зубопритирка и др. Цель изобретения - повышение производительности и точности за счет одновременной обработки обоих элементов зубчатой пары. В качестве инструмента 6 используют плоское абразивное колесо, на торце которого концентрично расположены два зубчатых венца 7 и 8. Число зубьев большого зубчатого венца равно ближайшему целому значению числа зубьев теоретического производящего колеса обрабатываемой пары, а отношение числа зубьев второго зубчатого венца к первому соответствует передаточному отношению обрабатываемой пары. 2с. и 2 з п. ф-лы. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)з В 23 F 19/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4342344/08; 4342343/08; 4342342/08 (22) 24,12.87 (46) 07.06.91. Бюл. ¹ 21 (71) Саратовское специальное конструкторское бюро зубообрабатывающих GTBHK08 (72) H. А. Абысов, В. А, Безгодов. В. С. Бел-. городский и Н. Д. Плотников (53) 621.914.621.833(08&.8) (56) Патент США ¹ 4649671, кл. S 1.287, 1987, (54) СПОСОБ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ

ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС И СТАНОК ДЛЯ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

И ПРОФИЛИРОВАНИЯ ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к производству конических и гипоидных зубчатых пар с круговыми зубь„„50„„1653919 А1 ями, и может быть использовано в таких методах финишной обработки, как зубохонингование, зубошевингование. зубопри-. тирка и др. Цель изобретения — повышение производительности и точности за счет одновременной обработки обоих элементов зубчатой пары. В качестве инструмента 6 используют плоское абразивное колесо, на торце которого концентрично расположены два зубчатых венца 7 и 8. Число зубьев большого зубчатого венца равно ближайшему целому значению числа зубьев теоретического производящего колеса обрабатываемой пары, а отношение числа зубьев второго. зубчатого венца к первому соответствует передаточному отношению обрабатываемой пары. 2 с. и 2 з. и. ф-лы. 5 ил.

1653919 того венца 8, сопряженного с зубьями обрабатываемого колеса 2 и, соответствен- 30

55

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к производству конических и гипоидных зубчатых пар с круговыми зубьями, и может быть использовано при финишной обработке зубохонингованием, зубошевингованием, эубоп рити ркой и др.

Цель изобретения — повышение производительности и качества обработки конических зубчатых пар за счет одновременной обработки обоих элементов пары.

На фиг. 1 показана схема взаимного расположения обрабатываемой конической пары относительно зубчатых венцов инструмента; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — структурная схема станка, вид сверху; на фиг, 4 — вид Б на фиг. 3; на фиг, 5 — вид

В на фиг. 3.

Перед началом обработки шестерню 1 и колесо 2 устанавливают не зацепляя их зубья таким образом, что их делительные конусы 3 и 4, соответственно, расположены в одной плоскости 5, В качестве инструмента 6 используют плоское абразивное колесо, на торце которого концентрично выполнены зубчатые венцы 7 и 8. Причем зубчатый венец 7 сопряжен с зубьями обрабатываемой шестерни 1 и расположен внутри зубчано, имеет меньшее число зубьев. Шестерню

1 устанавливают с гипоидным смещением

Е1 относительно инструмента 6, а колесо 2 со смещением Е2, При этом соблюдают условие

Zk - х 1 х2 Zm где Zk — число зубьев обрабатываемого колеса;

Z> — зубьев зубчатого венца инструмента, сопряженного с зубьями обрабатываемого колеса;

Zx1 — число зубьев зубчатого венца инструмента, сопряженного с зубьями обрабатываемой шестерни;

Z — число зубьев обрабатываемой шестерни, Для изготовления абразивного инструмента определяют числа зубьев, округлив их до целого значения, и средние депитепьные радиусы го 1 и Imp каждого зубчатого венца, сопряженного с зубьями шестерни 1 и колеса 2 эталонной пары, воображаемого плоского зубчатого колеса, а также гипоидные расстояния Е1.и Ez, на которые устанавливают шестерню 1 и колесо 2 относительно воображаемого плоского зубчатого колеса.

После этого свободно вращающуюся на своей оси заготовку 6 инструмента, пред5

25 ставляющую собой стандартный абразив- ный круг, устанавливают в заданное положение воображаемого колеса, а элементы 1 и 2 эталонной пары на расчетные относительные положения.

Установка элементов эталонной зубчатой пары по разные стороны от диаметральной плоскости инструмента предотвращает проскальзывание зубьев эталонных колес относительно гладкой абразивной поверхности в начале формирования зубчатых венцов. При контакте зубьев эталонной пары с абразивной поверхностью возникает усилие, расположенное на плече, равном среднему делительному радиусу формируемого зубчатого венца, которое создает изгибающий момент на оси вращения абразивной заготовки, Расположение элементов эталонной пары по разные стороны от диаметральной плоскости инструмента позволяет скомпенсирОвать возникающие моменты.

Станок для финишной обработки конических пар и изготовления инструмента содержит станину 9, на последней размещены бабки 10 и 11, на шпинделях 12 и 13 которых установлена обрабатываемая коническая пара 1 и 2, Шпиндели 12 и 13 через зубчатые гипоидные пары 14 — 17 с большими передаточным отношением (1:15) связаны каждый со своим синхронным электродвигателем 18 и 19 соответственна, электрически связанные между собой для синхронного вращения. Инструмент 6 в виде плоского абразивного колеса с концентрично расположенными зубчатыми венцами установлен на свободно вращающемся шпинделе 20, смонтированном в корпусе 21 установленном под углом д1 к оси шпинделя 12 и под углом д2 к оси шпинделя 13, при этом угол д соответствует сумме начальных конусов инструмента 6 и шестерни 1, а угол д2— сумме начальных конусов инструмента 6 и колеса 2, Корпус 21 размещен в инструментальной бабке 22 и связан с ней пружиной

23. С корпусом 21 взаимодействует винт 24 с ограничительной гайкой 25. Бабка 22 через ходовой винт 26 и гайку 27 связана с плитой

28. Последняя через шарнирное соединение 29. связана с ползуном 30, имеющим возможность перемещения в бабке 10 с помощью ходового винта 31 и гайки 32. Через шарнирное соединение ЗЗ плита 28 связана с ползуном 34, имеющим возможность перемещения в бабке 11 с помощью ходового винта 35 и гайки 36, Шарнирное соединение

33 представляет собой ходовой винт 37 (фиг.

4), связанный с гайкой 38, закрепленной в установочно поворотной плите 28, благодаря чему плита 28 имеет возможность пере1653919 мещения в направлении гипоидного смещения Е2. Шарнирное соединение 29 представляет собой стержень 39, жестко закрепленный в установочно поворотной плите 28. Стержень 39 имеет воэможность фиксации с полэуном 30 посредством эв" жимного устройства (не показано). Для перемещения бабки 10 служит ходовой винт

40 с гайкой 41. В вертикальном направлении бабка 10 перемещается вместе со стойкой 42, посредством рукоятки 42 посредством рукоятки 43, конической зубчатой пары 44 и 45, ходового винта 46 и гайки 47, Для перемещения бабки 11 служит ходовой винт 48 и гайка 49, При работе станка в режиме финишной обработки конических пар на шпинделях 12 и 13 устанавливают обрабатываемые колеса, инструмент 6 зубьями своих венцоь входит в зацепление с зубьями обрабатываемых колес.. В зону зацепления зубьев инструмента 6 с зубьями обрабатываемой пары

1 и 2 подают СОЖ для предотвращения засаливания инструмента б и для вымывания продуктов обработки. Обработку ведут с тангенциальным (окружным) нагружением, для чего приводам задают знакопеременные углы рассогласования, Для работы станка в режиме изготовления абразивного инструмента 6 бабки 10 и

11 с закрепленными на шпинделях 12 и 13 колесами (используется эталонная зубчатая пара) устанавливают на требуемые базовые расстояния, полученные расчетным путем, Для установки бабок 10 и 11 используют ходовые винты 40 и 48 соответственно. Поворотом плиты 28 вокруг шарнира 33 выводят шпиндель 20 из зоны обработки и устанавливают на нем заготовку инструмента 6 — стандартный абразивный круг (заготовка и инструмент обозначены одной позицией). после чего плиту 28 устанавливают в рабочее положение и фиксируют стержень 39 на ползуне 30. Перемещением ползунов 30 и 34 выставляют заготовку инструмента 6 под требуемым углом к колесам

1 и 2. Посредством ходового винта 26 перемещают бабку 22 в .требуемое (расчетное) положение инструмента. Пружина 23 прижимает торец абразивного круга (заготовки инструмента 6) к внешнему конусу зубьев колес1 и 2. Регулировочную гайку 25 ус- танавливают на винте 24 в положение, обеспечивающее осевой ход шпинделя 20 на расстояние, равное полной высоте зуба образцовой пары.. Вращением ходового винта 37 устанавливают расчетное гипоидное смещение заготовки инструмента 6 относительно колеса 2, а вращением рукоятки

43, т. е. вертикальным перемещением стой5

55.дят до полного использования толщины стандартного абразивного круга. При этом необходимо отметить, что, кроме осевого ки 42 с бабкой 10, устанавливают гипоидное смещение колеса 1 относительно заготовки инструмента 6. На этом наладка закончена, Для. изготовления инструме га 6 включают электродвигатели 18 и 19, которые вращают колеса 1 и 2 со строго заданным передаточным отношением. В зону KQHTBKта зубьев колес 1 и 2 с заготовкой инструмента 6 подается свободный абразив. Ввиду того, что зубья колес 1 и 2 передают крутящий момент заготовке инструмента 6 одновременно и по разные стороны от ее оси вращения, то проскальзывание в месте контакта зубьев пары с абразивным. кругом не происходит. Благодаря наличию свободного абразива под действием контактирующих зубьев колес 1 и 2 происходит выкрашивание зерен абразива из сплошной абразивной заготовки инструмента 6, в результате чего формируются сопряженные зубья одновременно двух концентрично располо- женных зубчатых венцов инструмента 6.

Под действием пружины 23, по мере выкрашивания зерен абразива, заготовка инструмента 6 подается вперед до упора ограничительной гайки 25 в торец инструментальной бабки 22, На этом изготовление инструмента окончено.

Восстановление -еометрической -очности зубчатых венцов инструмента 6 проиэводится с помощью эталонной пары 1 и 2, которой производилось изготовление (накатывание) инструмента 6 или с помощью зубчатой пары, по своим параметрам аналогичной эталонной, но с нанесенным на noB6pxHocTb зубьев алмазным слоем. Правку ведут с тангенциальным нагружением так же, кэк и при хонинговании. В случае использования в качестве правильного инструмента эталонной пары 1 и 2 в зону зацепления зубьев эталонной пары 1 и 2 и зубчатых венцов абразивного инструмента б подают свободный абразив, При использовании зубчатой пары с нанесенным алмазным слоем в зону зацепления подают

СОЖ.

Правка инструмента 6 для восстановления изношенных зубьев полностью идентична описанной технологии изготовления абразивного инструмента 6. В этом случае перемещают гайку 25 на винте 24, увеличивая осевой ход инструментального шпинделя 20 на величину, требующуюся для формирования полной толщины зубьев зубчатых венцов абразивного .инструмента 6.

Периодическую правку для восстановления изношенных зубьев инструмента 6 произво1653919 положения инструментального шпинделя

20, такая правка не затрагивает наладок станка.

Формула изобретения

1. Способ финишной обработки зубчатых колес, включающий согласованные перемещения в условиях тантенциального нагружения зубчатого колеса и инструмента, зубья которого профилируют правящим зубчатым колесом, твердость материала зубьев которого превышает твердость материала зубьев инструмента, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки конических зубчатых пар эа счет одновременной обработки обоих элементов пары, на инструменте профилируют два концентрично расположенных зубчатых венца, делительная поверхность которых расположена в одной плоскости, а каждое зубчатое колесо конической пары устанавливают относительно соответствующего зубчатого венца с гипоидным смещением и под углом делительно го конуса к делительной плоскости инструмента, 2. Способпо п.1,отл ичаю щийся тем, что зубчатые венцы инструмента профилируют посредством эталонной конической пары зубчатых колес, причем число зубьев большего зубчатого венца равно ближайшему целому значению числа зубьев теоретического производящего колеса обрабатываемой конической пары, а отно5 шение числа зубьев второго зубчатого венца к первому соответствует передаточному отношению конической пары, при этом каждое зубчатое колесо эталонной пары устанавливают относительно соответствую10 щего зубчатого венца инструмента с гипоидным смещением по разные стороны от его диаметрального сечения и под углом делительного конуса к его делительной плоскости;

15 . З.Способпоп.2,отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса профилирования, в зону обработки подают свободный абразив, 4. Станок для финишной обработки зуб20 чатых колес и профилирования инструмента, содержащий два кинематически . связанных с главным приводом станка шпинделя, отличающийся тем, что снабжен третьим предназначенным для

25 размещения инструмента шпинделем, установленным под углом к каждому иэ шпинделей с возможностью свободного вращения и упруго подвижного перемещения вдоль своей оси.

1653919

1653919

Составитель И. Кузнецова

Редактор Н, Бобкова Техред М,Моргентал Корректор Д. Осауленку

Заказ 1915 Тираж 423 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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