Способ фрезерования врезных зубьев колеса

 

Применение: изобретение относится к области обработки металлов реза нйем, в частности к способам фрезерования закаленных врезных зубьев зубчатых колес. Сущность изобретения: фрезерование врезных зубьев колеса осуществляется червячной фрезой в условиях обката и осевой подачи одного из элементов. При этом используют абразивную червячную фрезу с абразивными зернами, плавно уменьшающимися от одного конца фрезы к другому, и радиусом вершин меньше радиуса дна впадин колеса за концами зубьев, и последовательно производят обработку одноименных профилей. На концах зубьев по длине отключают осевую подачу, сообщают колесу дополнительный поворот, внедряя фрезу в тело зуба на 0,04...0,05 мм на расстоянии 6...10 оборотов колеса, затем колесо разворачивают в обратном направлении до контакта фрезы с другими одноименными профилями и сообщают в этом же направле . нии поворот на 0,04...0,05 мм на протяжении 6...10 оборотов колеса, сообщают колесу доворот в противоположном направлении на 0,03...0,04 мм, включают осевую подачу в противоположном направлении и производят обработку одноименных профилей, повторяют на концах зубьев довороты. . Аналогичные переходы повторяют до снятия чернового припуска. Абразивную червячную фрезу выводят из впадин колеса, перемещают ее вдоль оси на величину, кратную ее осевому шагу, вводят во впадины ее мелкозернистую часть и осуществляют чис; товую обработку аналогично черновой, после чего фрезу выводят из впадин колеса и ; осуществляют правку ее витков. Јз. п. ф-лы, бил. П .:.: -..-... Ё 00 ю ю ел со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ы 1819195 А3 (я)з В 23 F 5/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к области обра-: . ботки металлов резанием, в частности кспособам фрезерования закаленных врезныхзубьев зубчатых колес, изготовлейных из

Цель изобретения — повышение качест. ва и производительности фрезерования за

Счет уменьшения площади контакта фрезы с обрабатываемой поверхностью и совмещения черновой и чистовой обработки.

Благодаря такому выполнению способа уменьшается площадь контакта фрезы с обрабатываемой поверхностью, совмещается черновая и чистовая обработка, что позвотвердых материалов. склонных.к снижению механической прочности при местных нагревах (прижогах) поверхности в процессе резания.

2 (21) 4814756/08 .. радиусом вершин меньше радиуса дна впа(22) 05.01.90: . дин колеса за концами зубьев, и последова(46) 30.05.93. Бюл. М 20 . тельно производят обработку одноименных .(71) Производственное объединение "Элек- . профилей. На концах зубьев по длине оттростальтяжмаш" ключают осевую подачу, сообщают колесу (72) Б.И.Яшин,Л.И.Яшина, E.Б.Яшина . дополнительный поворот, внедряя фрезу в (73) Производственноеобъединение "Элек-: тело зуба на 0,04...0,05 мм на расстоянии тростальтяжмаш" . 6...10 оборотов колеса. затем колесо разво-:(56) Производствозубчатых колес. Справоч- рачивают в обратном направлении до конник/Под ред. Б.АТайца. М.: Машинострое- такта фрезы с другими одноименными

we, 1975, с.75.. профилями и сообщают s этом же направлеСпособ фрезерования врезных зубьев . нии поворотна 0,04...0,05мм на протяжении колеса. M.: ПО "Электростальтяжмаш", - - 6.. 10 оборотов колеса, сообщают колесу до1980; ворот в противоположном направлении на (54) СПОСОБ ФРЕЗЕРОВАНИЯ ВРЕЗНЫХ 0,03...0,04 мм, включают осевую подачу в

ЗУБЬЕВ КОЛЕСА, противоположном направлении и произво(57) Применение: изобретение относится к дят обработку одноименных профилей, пообласти обработкиметалловрезанием, вча- вторяют. на концах зубьев довороты. стности к способам фрезерования закален- . Аналогичные переходы повторяют до сня ных врезных зубьев зубчатых колес.. тия чернового припуска. Абразивную чер- а

Сущность изобретения: фрезерование врез- вячную фрезу выводят из впадин колеса, 0р ных зубьев колеса осуществляется червяч-. перемещаютее вдоль оси на величину. кратной фрезой в условиях обката и осевой нуюееосевомушагу, вводятво впадины ее подачи одного иэ элементов. При этом ис- . мелкозернистую часть и осуществляют чиспольэуют абразивную червячную фрезу с .. товую обработку аналогично черновой, поыюей . абразивными зернами, плавно уменьшаю- сле чего фрезу выводят иэ впадин колеса и щимися от одного конца фрезы к другому, и осуществляют правку ее витков. 2 з. и. ф-лы,, 6 ил.

1819195 лит повысить качество и производительность обработки врезных зубьев колес, изготовленных иэ твердых материалов, Сохраняется прочность и твердость закаленных зубьев(исключаются прижоги и т.п.), что повышает долговечность обрабатываемых колес. В процессе правки червячной фрезы используют профильный шлифовальный круг с непрерывным контролем его износа и смещением вдоль оси вращения на величину износа, что позволяет исключить необходимость применения крупных алмазов и многопроходной правки абразивной червячной фреэы.

Кроме того, колесу в процессе продольной подачи сообщают связанный с перемещением подачи дополнительный доворот.

Это позволяет расширить технологические возможности способа за счет обеспечения продольной модификации врезных зубьев, На фиг.1 изображена червячная фреэа, находящаяся в станочном зацеплении с врезными зубьями колеса; на фиг.2 — вид А на фиг.1; на фиг.3 — путь одной из точек, лежащих на делительном цилиндре обраба- тываемого колеса, проходимый в течение одного цикла обработки по заявляемому способу; на фиг.4 — форма концов зубьев, получающаяся при обработке заявляемым способом (размеры лунок увеличены); на фиг.5 — шлифовальный круг для правки абразивных витков червячной фрезы и устройство для его правки; на фиг.6 — сечение Б-Б на фиг.5.

Способ фреэеровачия врезных зубьев колеса осуществляют вращающейся червячной фрезой 1 в условиях обката с врезными зубьями колеса 2, вращающегося вокруг своей оси, Колесо 2 и червячная фреза 1 кинематически связаны между собой и совершают относительно движение подачи.

Зубья 3 червячной фрезы 1 имеют сплошные винтовые профильные поверхности Б и В, причем радиус R вершин ее зубьев меньше радиуса r впадин на концах зубьев 4 колеса

2, т.е. диаметр фрезы 1 меньше диаметра окружности С закругления дна впадин врезных зубьев 4 колеса 2 у их концов, образованных при предшествующей обработке.

Режущая часть червячной фрезы 1 выполнена иэ абразивного материала, имеющего зернистость, плавно уменьшающуюся от крупной к мелкой по мере перехода от чер. новых к чистовым виткам. Червячная фреза

1 и колесо 2 находятся .в станочном зацеплении на протяжении всей обработки. Червячная фреза 1 вращается по стрелке F, а колесо 2 — по стрелке К, т.е. осуществляется движение обкатки. Обработка включает следующие переходы. Вращающуюся червячную фрезу 1 в начальном сечении N колеса

2 вводят по стрелке М во впадины врезных зубьев колеса 2 до контакта наружной поверхности фрезы 1 с дном впадины колеса

2, а затем отводят на 0,04-0,08 мм. При этом профильные винтовые поверхности витков

Б и В червячной фреэы 1 с боковыми поверхностями Г и Е зубьев и дном впадины колеса 2 не контактируют. Линейную скорость

10 червячной фрезы 1 на наружном диаметре выбирают равной 240-600 мl мин.

Затем вращающемуся по стрелке К ко- лесу 2 от руки сообщают медленный дополнительный к вращению но стрелке К

15 поворот по стрелке Р. В результате этого поворота витки червячной фрезы 1 профильными винтовыми поверхностями Б врезаются на 0,04 — 0,05 мм в боковые гговерхности Г врезных зубьев (отсчет по лимбу) колеса 2.

20 Вращаясь в движении обкатки колесо 2 совершает требуемое число оборотов (устанавливается на практике). При этом червячная фреза 1 на всех зубьях колеса 2 вырезает в сечении N лунки 5 на боковых

25 поверхностях E. Колесу 2 сообщают поворот по стрелке О, отводя боковые поверхности

Г зубьев на 0,03-0,04 мм от профильных винтовых поверхностей Б червячной фрезы.

1. В этом положении контакта междучервяч30 ной фрезой 1 и колесом 2 нет. После этого червячной фрезе 1 сообщают продольную подачу в направлении $1-5 мм/об. При этом движении контакт между фрезой 1 и колесом 2 восстанавливается, так как вели-,:

35 чина поворота колеса 2 по стрелке О меньше врезания по стрелке P. Профильные винтовые поверхности Б фрезы 1 снимают припуск 0,01-0,02 мм на проход на всем протяжении боковых поверхностей Г врез40 ных зубьев колеса 2 до сечения Т. В сечении

Т продольную подачу автоматически прекращают. Колесу 2 автоматически сообщают поворот по стрелке P. Те же профильные винтовые поверхности Б червячной фрезы 1

45 врезаются на 0,04-0,05 мм в боковые поверхности Г зубьев колеса 2. Колесо 2 автоматически совершает при выключенной подаче 6-10 полных оборотов, формируя лунку 5 на боковых поверхностях зубьев те50 перь уже в сечении Т. Благодаря тому, что по профилю Г на концах зубьев сформированы лунки, площадь контакта абразивной режущей части червячной фрезы 1 при последующем проходе при обработке профи55 лей Г зубьев между лунками 5 (между сечениями N и Т остается постоянной. Сечения N и Т являются концами зубьев. Между сечениями и и Т вЂ” рабочая часть зуба.

Постоянно усилие резания и деформации колеса 2 и инструмента, что обеспечивает, 1819195 высокую точность профиля и продольной .формы зубьев. При этом улучшается и интенсивность резания, так как обеспечивается выход червячной фрезы 1 в лунки 5.

Колесу 2 автоматически сообщают поворот по стрелке О. При этом профильные винтовые поверхности Б фрезы 1 отходят от боковых поверхностей Г зубьев, а профильные винтовые поверхности В фрезы 1 врезаются в боковые поверхности Е зубьев на 0,040,05 мм. Колесо 2 совершает при выключенной подаче 6-10 оборотов, формируются лунки 5 глубиной 0,04-0,05 мм на боковых поверхностях Е зубьев в сечении Т. Затем колесо 2 поворачивают по стрелке P и отводят на 0,03 — 0,04 мм боковые поверхности Е зубьев от профильных винтовых поверхностей В фреэы 1.

Червячной фрезе 1 сообщают продольную подачу по стрелке У. Профильные винтовые поверхности В фрезы 1 снова вступают в контакт с боковыми поверхностями Е зубьев, так как поворот по стрелке

Рменьше,,чем по стрелке О. Фреза снимает припуск 0,01-0,02 мм с боковых поверхностей зубьев на всем протяжении до сечения

N. Для избежания врезания при реверсировании подачи, а также для получения лунок заданной глубины, при наладке станка производят выравнивание люфтов в цепях привода колеса 2.

В сечении N продольную подачу по стрелке У прекращают. Колесу 2 автоматически сообщают поворот по стрелке О.

Профильные винтовые поверхности В фрезы 1 на 0,04 — 0,05 мм врезаются в боковые поверхности Е зубьев. Колесо 2 при этом совершает 6-10 оборотов. Колесу 2 сообщают поворот по стрелке Р, но на 0,01-0,02 мм больший, чем в первый раз.

Далее описанные переходы повторяют столько раз, сколько требуется до полного снятия заданного припуска. Все движения автоматизированы.

После снятия заданного припуска вращающуюся фрезу 1 выводят из впадин зубьев вращающегося колеса 2 по стрелке Ж.

Фрезе 1 сообщают перемещение по стрелке Ф на величину, кратную осевому шагу винтовой ее линии. чтобы ввести в резание чистовые мелкозернистьуе витки. Фрезу 1 по стрелке М снова вводят в резание и выполняютдва или несколько циклов чистовой обработки для получения заданной шероховатости и точности, аналогичных черновым циклам.

Шероховатость обработанной поверхности зависит от величины зерна абразива чистовой части червячной фрезы 1 и может бите получена е пределах 1,25-0,1б Рта. алмазного щупа 9, контактирующего с рабочей поверхностью шлифовального круга 6.

При износе правящего шлифовального круга 6 более 0,003 — 0,005 мм и прекращении контакта с алмазным щупом 9, круг 6 автоI

55 матически перемещают вдоль его оси вращения, восстанавливая контакт с алмазным щупом 9 — компенсируют износ. Компенсация износа правящего шлифовального круга

6 производится непрерывно в течение правПеремещения фреэы 1 по стрелке Ф могут применяться и при черновых проходах для введения в резание свежих участков витков фрезы 1 (главным образом при сре5 зании больших припусков).

Для продольной модификации боковых поверхностей врезных зубьев колеса 2 ей при продольной подаче сообщают дополнительные к описанным выше медленные и

"0 связанные с движением S повороты.

Для модификации боковых поверхностей Г поворот вначале по стрелке О, а затем — по стрелке P. Для модификации боковых поверхностей Е колесу сообщают дополни"5 тельные и связанные с движением У повороты вначале по стрелке Р, а затем по стрелке О.

В процессе фрезерования осуществляют периодическую правку витков абразив20 ной режущей части червячной фрезы 1 по винтовым поверхностям Б и В и наружному цилиндру профильным шлифовальным кругом 6 с непрерывными контролем и компенсацией его износа и смещением его вдоль оси по стрелке Ш. В результате правки затупившиеся абразивные зерна удаляются с винтовых поверхностей Б и В фрезы 1, а точность винтовых поверхностей, нарушившаяся вследствие износа поверхностей, восстанавливается.

Для образования необходимого профиля правящего шлифовального круга 6, формирующего как исходный, так и модифицированный профиль абразивной

35 режущейчастичервячнойфрезы 1, периодическую правку шлифовального круга 6 производят алмазами 7. Траектория движения алмазов 7 устанавливается сменными шаблонами 8 из листового материала. Профиль

40 сменных шаблонов 8 соответствует исходному контуру червячной фрезы 1, если не применяется модификация и модифицированному — если применяется профильная модификация, Для поддержания точности

45 винтовой линии абразивной режущей части червячной фреэы 1 правку ее винтовых поверхностей производят сначала по правым, а затем по левым винтовым поверхностям, Поло>кение шлифовального круга 6 вдоль

50 его оси вращения фиксируют с помощью

1819195 ки абразивной режущей части червячной фрезы 1.

Пример конкретного выполнения.

Способ был опробован в частности для обработки вал-шестерни гп = 6 мм, z = 20,P=

=9 22; радиус закругления впадин г = 62 мм, ширина зубчатого венца Ь = 120 мм, степень точности 7В. материал — сталь

2ОХНЗА, термообработка — цементация на глубину 0,8-1,2 мм с последующей закалкой и отпуском, Твердость зубьев 55 — 62 НВСэ.

Режущая часть червячной фрезы выполнена из электрокорунда белого 25А. Черновая ее часть — из зерна 25, чистовая — 8 с плавным переходом между ними из смеси зерна 1б и зерна 10. Радиус фразы B = 56 мм. Режимы фрезарования следующие: частота вращения и = 1400 1/мин. Скорость резания 500 м/мин. Подача черновая и чистовая — 3,0 мм/об. Глубина срезаемого за проход слоя — 0,015 мм. Глубина лунки 0,05 мм. Шлифовальный круг для правки червячной фрезы из карбида кремния 63С, зерно

40"25, Формула изобретения

1. Способ фрезерования врезных зубьев колеса червячной фрезой в условияк обката и осевой подачи одного из элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и производигельности за счет уменьшения площади контакта фрезы с обрабатываемой поверхностью и cG вмещения черновой и чистовой обработки, используют абразивную фрезу с плавно уменьшающейся по виткам зернистостью и радиусом вершин зубьев меньше радиуса дна впадин колеса за концами зубьев, последовательно производят обработку одноименных профилей зубьев, при этом на концах зубьев пс длине отключают осевую подачу, сообщают колесу дополнительный доворот, внедряя фрезу в тело зуба íà 0,040,05 мм на протяжении 6-10 оборотов коле5 са, затем колесо разворачивают в обратном направлении до контакта фрезы с другими одноименными профилями и сообщают в этом же направлении доворот на 0,04„.0,05 мм на протяжении 6-10 оборотов колеса, 10 колесу сообщают доворот в противоположном направлении на 0,03-0,04 мм, включают осевую подачу в противоположном направлении и производятобработкуследующего профиля, повторяют на концах зубь15 ев довороты до снятия чернового припуска, затем абразивную червячную фрезу выводят из впадин колеса, перемещают ее вдоль оси на величину, кратную ее осевому шагу, вводят во впадины ее мелкозернистую часть

20 и осуществляют чистовую обработку аналогично черновой, после чего фрезу выводят иэ впадин колес и осуществляют правку ее витков.

2. Способ по п,1, отличающийся

25 тем, что, с целью снижения себестоимости процесса за счет исключения применения крупных алмазов и многопроходной правки абразивной червячной фрезы, в процессе правки используют профильный шлифо30 вальный круг с непрерывным контролем его износа, по результатам которого производят его смещение вдоль оси вращения на величину износа.

3. Способпоп.1,отличающийся:

35 тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет получения продольной модификации зубьев, колесу сообщают продольную подачу и согласованный с ней дополнительный доворот.

1819195

1819195

Составитель БЯшин

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор

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

Заказ 1947 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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