Способ обработки арочных зубьев цилиндрических колес

 

Использование, обработка металлов резанием , в частности обработка зубчатых колес с криволинейными по длине (арочными зубьями). Сущность изобретения: для повышения кинематической точности нарезае мых зубьев обеспечивают идентичность профилей в сечениях зубьев, параллельных торцевому. Резцовой головке, кроме вращения , сообщают поворотное движение, совпадающее по направлению и скорости с поворотом нарезаемого колеса. Ось этого движения совпадает с геометрической осью, проходящей через две точки, лежащие на средней высоте сегмента, образованного окружностью номинального радиуса профилирующих точек резцов и шириной обрабатываемого венца. При этом используют две резцовые головки с внутренними и наружными резцами нулевого профиля. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (I OCllATEHT CCCP) t

У

Мр 2»» а .б» ) ,/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4880823/08 (22) 05.11.90 (46) 15.12.92. Бюл. N. 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт (72) А.И.беляев (56) Авторское свидетельство СССР

N 1180191, кл. В 23 F 9/04, 1985. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ АРОЧНЫХ ЗУБЬЕВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЕС (57) Использование: обработка металлов резанием, в частности обработка зубчатых колес с криволинейными по длине (арочными зубьями). Сущность изобретения: для повышения кинематической точности нарезаеИзобретение относится к обработке металлов резанием, в частности к обработке зубчатых колес с криволинейными по длине (арочными) зубьями, и может быть использовано в тяжелом и среднем машинострое. нии.

Известен способ обработки круговых зубьев на цилиндрических колесах, при котором, кроме рабочего вращательного движения вокруг своей оси зуборезной головки с резцами, установленными по дуге окружности в пределах угла 100-120О, инструменту дополнительно сообщают воз-. вратно-поступательное перемещение параллельно плоскости вращения, кинематически связанное с вращением нарезаемого колеса, Известен также способ обработки зубчатых изделий с криволинейной формой зубьев в условиях прерывистого обката с тангенциальной подачей выпуклой и вогнутой резцовых головок, у которых с целью

„„ Я „„1780949 А1 (5!)5 В 23 F 9/04 мых зубьев обеспечивают идентичность профилей в сечениях зубьев, параллельных торцевому, Резцовой головке, кроме вращения, сообщают поворотное движение, совпадающее по направлению и скорости с поворотом нарезаемого колеса. Ось этого движения совпадает с геометрической осью, проходящей через две точки, лежащие на средней высоте сегмента, образованного окружностью номинального радиуса профилирующих точек резцов и шириной обрабатываемого венца. При этом используют две резца вые головки с внутренними и наружными резцами нулевого профиля. 3 ил. увеличения стойкости инструмента режущие кромки резцов имеют нулевой угол профиля и обрабатывающим головкам дополнительно сообщают перемещение в направлении, параллельном оси вращения.

Общим недостатком как аналога, так и прототипа, является то, что в сечениях зубь- ССО ев, параллельных торцевому, не обеспечи- С вается полной идентичности их профилей О на вершине или в основании, вследствие,ф чего не получается равномерного контакта ) по длине в зацеплении зубчатых колес. При этом не обеспечивается высокая кинемати- ческая точность передачи, что в конечном счете снижает ее несущую способность.

Цель изобретения — повышение кинематической точности нарезаемых зубьев.

Это достигается тем, что в отличии от тангенциального и осевого движения инструмента (беэ поперечного его поворота) в известном способе обработки изделий с криволинейными зубьями двумя обрабаты.I

1780949

15

25

35

55 ла ва ющими головками с внутренними и наружными нулевыми профилями резцов путем прерывистого обката и единичного или группового деления формирование рабочих поверхностей арочных зубьев в заявленном способе осуществляется путем вращения профилирующих точек резцов справа и слева из положения начальной тангенциальной установки головок на окружности выступов нарезаемого колеса по касательным к основной окружности в любом поперечном его сечении до врезания на глубину нижних активных точек эвольвентного профиля, Указанные выше согласованные движения заготовки зубчатого колеса и резцовых головок, не считая рабочего вращения их вокруг собственных осей, осуществляют последовательным поперечным поворотом обрабатывающих головок вокруг осей, про. ходящих через срединные точки по высоте сегмента, образованного окружностью профилирующих точек резцов головок и шириной обрабатываемого зубчатого колеса с одновременным качением без скольжения основной окружности заготовки по касательным к ней, идущим от двух срединных профилирующих точек, с одинаковыми по величине и направлению угловыми скоростями, На фиг.1 показана кинематика согласованных движений заготовки зубчатого колеса и резцовой головки; на фиг.2 — способ перемещения резцовой головки протбтипа и его недостатки; на фиг.2 — схема нарезания вогнутой стороны арочных зубьев и на фиг.3 — выпуклой.

Перед началом нарезания зубьев, например вогнутой стороны, резцовая головка с нулевым профилем резцов по внешнему радиусу da/2 подводится к заготовке так, что профилирующие точки Kir, Ц, К с плоскостью сегмента располагаются по касательной к окружности выступов нарезаемого колеса (фиг.1, положение обрабатывающей головки 1) и они прочертят дугу на наружной цилиндрической поверхности диаметра d> радиусом инструмента R<, проходящую через точки на торцах заготовки — К т, в средней части по высоте дуги — Ll,i и на вершине дуги — К . Рабочим движением резцовой головки служит вращение ее вокруг собственной оси с угловой скоростью в, которое и обеспечивает резание металДалее резцовая головка из положения l перемещается в положение И путем поступательного движения по стрелке Д и поворотного движения против часовой стрелки по направлению Г вокруг ортогональной относительно плоскости чертежа подви>кной геометрической оси, проходящей через точку Ць которая движется по прямой Цц, являющейся касательной к основной окружности диаметра dB нарезаемого колеса. Одновременно синхронно с поворотом резцовой головки по направлению Г враифется вокруг своей оси и заготовка зубчатого колеса против часовой стрелки по направлению Е (в ту же сторону и с одинаковой угловой скЬростью). Следовательно, в положении il резцовой головки профилирующие точки К2т, Ц2, К с своей плоскостью расположатся по касательной к основной окру>кности диаметра ds нарезаемого колеса. В результате такого согласованного движения профилирующие точки резцов будут перемещаться по линиям Klt К2т, Ц! Ц2,К вЂ” Kz, которые являются также касательными к основной окружности нарезаемого колеса. Следовательно, все они прочертят на торцах и в сечениях, параллельных торцевому, проходящих через точки Цг и К совершенно одинаковые эвольвентные профили типа К2с К2с„(см. Торцевой вид заготовки, совмещенный с радиальным фиг,1).

Процесс нарезания не обязательно доводить до основной окружности. Его можно например, остановить в точке Т, лежащей на окружности dr нижних активных точек эвольвентного профиля Т вЂ” К, Благодаря такой возможности данный способ обработки позволяет нарезать колеса с любым углом зацепления передачи, не снижая при этом их кин.ематической точности, т.к, укороченные эвольвенты будут также одинаковы в сечениях, параллельных торцевому, и, как следствие, радиусы кривизны зубьев подлине как в основании, так и на вершине будут тоже одинаковы в развернутых окружных сечениях зубьев.

Следует отметить, что движение резцавой головки по стрелке Д можно заменить движением центра заготовки с той же скоростью, но в противоположном направлении. Тогда резцовая головка будет лишь поворачиваться в процессе резания вокруг неподвижной оси, проходящей через точку

Ц1, а нарезаемое зубчатое колесо будет катиться без скольжения основной окружностью по линии Qil, Координаты точек Ц! в первом положении инструмента и Ц вЂ” во втором на линии Qtl, через которые проходит геометрическая ось поперечного поворотногб движения резцовых головок по стрелке Г, полностью определяется двумя параметрами — радиусом профилирующих точек резцов R„ãoëoâîê и шириной венца обрабатываемого зубчатого колеса b Рас1780949 стояние на плоскости сегмента, образованного хордой Ь,„на окружности радиуса Rn, от его вершины до геометрической оси, проходящей через точки Ц! в первом положении и Ц2 — во втором (см,фиг.1), рассчиты- 5 вается по известной формуле ll/2 = 0,5(R — — R — Ь 1 б4), Обработка арочных зубьев на цилинд-— рических колесах осуществляется последо- 10 вательно с вогнутой (см.фиг.2) и выпуклой . (см.фиг.3) сторон двумя резцовыми головка- —.-; ми, первая из которых имеет нулевой профиль резцов по наружному диаметру, а вторая — no внутреннему. Согласованное 15 движение резцовых головок и заготовки вы брано так, что профилирующие точки резцов по торцу и.в среднем сечении начинают и заканчивают процесс резания практически одновременно, двигаясь по касательной 20 к одной и той же основной окружности справа налево для вогнутых сторон и слева направо для выпуклых. Такой характер взаимодействия инструмента и заготовки в процессе формирования идентичных в лю- 25 бых сечениях звольвент методом обкатки возможен лишь с введением поворотного движения резцовых головок, совпадающего по направлению и скорости с поворотом нарезаемого зубчатого колеса, вокруг гео- 30 метрической оси. проходящей через две срединные точки, лежащие на средней высоте сегмента, образованного окружностью номинального радиуса профилирующих точек резцов головок и ширины обрабатывае- 35 мого зубчатого колеса, и движущейся поступательно по касательной к основной окружности из тангенциального положения сегмента на окружности выступов до нижних активных точек на рабочих поверхно- 40 стях зубьев.

Резание вогнутой и выпуклой сторон зубьев осуществляется лишь на участках КТ и К Ть (GM,ôèã.2 и фиг.3). При достижении профилирующими точками окружности d нижних активных точек профиля зубьев головки отводятся назад, производится поворот заготовки на один шаг и эти операции продолжаются до полной обработки зубчатого колеса.

Благодаря тому, что диаметр"основной окружности d>, как правило меньше диамет- .ра dr нижних активных точек профиля, а их разница не влияет на точность обработки звольаенты зубьев, предложенный способ позволяет нарезать арочные цилиндрические колеса с любым углом зацепления передачи и с высокой кинематической точностью.

Формула изобретения

Способ обработки арочных зубьев цилиндрических колес методом прерывистого обката и единичного деления с тангенциальной подачей вращающихся вокруг своих центральных осей резцовых головок с резцами нулевого профиля, которые используют поочередно соответственно для обработки вогнутых и выпуклых сторон зубьев, отличающийся тем,что.с . целью повышения кинематической точности нарезаемых зубьев путем обеспечения идентичности профилей в сечениях зубьев, параллельных торцевому, каждой резцовой головке сообщают поворотное движение вокруг геометрической оси, проходящей через две точки, лежащие на средней высоте сегмента, образованного окружностью номинального радиуса профилирующих точек резцов и шириной обрабатываемого зубчатого венца, совпадающее по направлению и скорости с поворотом нарезаемого колеса.

1780949

Фцг.

Составитель А. Беляев

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М. Ткач

Редактор Т. Иванова

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

Заказ 4238 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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