Способ изготовления зубчатого колеса

Изобретение относится к области машиностроения. В способе вначале при электроэрозионной обработке заготовки формируют требуемый профиль зубчатого колеса, а после путем его электрохимической обработки обеспечивают требуемые параметры поверхности. Электроэрозионную обработку осуществляют на проволочно-вырезном станке с числовым программным управлением, обеспечивающим по чертежу детали получение заданного профиля зубчатого колеса с припуском на последующую электрохимическую обработку. При электрохимической обработке зубчатое колесо вводят в зацепление с электрод-инструментом и по вольтметру осуществляют проверку отсутствия короткого замыкания, после чего включают вращение шпинделя и повторно проверяют отсутствие короткого замыкания, затем подают на одну из электродных поверхностей электролит со скоростью истечения из сопла, равной окружной скорости взаимообкатываемых электродных поверхностей, подают напряжение на электроды и производят обработку зубчатого колеса в течение времени t с вращением сначала в одну сторону, после чего включают вращение в противоположную сторону и производят обработку зубчатого колеса в течение такого же периода времени t. Изобретение обеспечивает получение зубчатых колес с требуемыми параметрами точности и шероховатости поверхности. 9 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке и изготовлению зубчатых колес.

Известно удаление металла заготовки электроэрозионной обработкой в среде диэлектрика за счет микроразрядов, расплавляющих часть металла [Артамонов Б.Α., Волков Ю.С., Дрожалова В.И. и др.: «Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов». Учеб. пособие (в 2-х томах), т. 1: «Обработка материалов с применением инструмента» / Под ред. В.П. Смоленцева. - М.: Высш. Шк., 1983. - 247 с. Часть 1, стр. 7].

Недостатком данного способа является состояние поверхностного слоя, по-разному влияющее на эксплуатационные характеристики деталей. Поверхностный слой состоит из множества перекрывающихся произвольно расположенных микролунок и в процессе обработки претерпевает физико-химические изменения. В результате чего он может содержать трещины, растягивающие напряжения, а также недостатком является трудность получения поверхностей с малой шероховатостью [Артамонов Б.Α., Волков Ю.С., Дрожалова В.И. и др. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Учеб. пособие (в 2-х томах). Т. 1: Обработка материалов с применением инструмента / Под ред. В.П. Смоленцева. - М.: Высш. Шк., 1983. - 247 с. Часть 1, стр. 23-26].

Для устранения указанных недостатков используют электрохимическую обработку (например, «Способ электрохимической обработки» по А.С. 222136 от 01.01.1968 г.), при которой удаление металла заготовки происходит под действием электрического тока в среде электролита без непосредственного контакта между инструментом и заготовкой. В основе процесса лежит явление анодного растворения металлов. Под действием тока в электролите материал анода растворяется и в виде продуктов обработки выносится из промежутка потоком электролита [Артамонов Б.Α., Волков Ю.С., Дрожалова В.И. и др. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Учеб. пособие (в 2-х томах). Т. 1: Обработка материалов с применением инструмента / Под ред. В.П. Смоленцева. - М.: Высш. Шк., 1983. - 247 с. Часть 2, стр. 99].

Задачей изобретения является повышение производительности обработки термообработанных или труднообрабатываемых механически материалов при изготовлении зубчатых колес.

Данный технический результат достигается тем, что обработку производят немеханическими способами вначале электроэрозионную в электроискровом или электроимпульсном режиме непрофилированным инструментом (проволокой), при данной обработке формируется требуемый профиль зубчатого колеса, а после электрохимическую обработку, что позволяет устранить указанные недостатки электроэрозионной обработки и достичь требуемых параметров точности и шероховатости поверхности.

Способ изготовления зубчатого колеса характеризуется тем, что вначале осуществляют электроэрозионную обработку заготовки, при которой формируют требуемый профиль зубчатого колеса, а после путем его электрохимической обработки обеспечивают требуемые параметры поверхности, при этом электроэрозионную обработку заготовки осуществляют на проволочно-вырезном станке с числовым программным управлением, обеспечивающим по чертежу детали получение заданного профиля зубчатого колеса с припуском на последующую электрохимическую обработку, а затем осуществляют электрохимическую обработку полученного зубчатого колеса, при которой колесо вводят в зацепление с электрод-инструментом и по вольтметру осуществляют проверку отсутствия короткого замыкания, после чего включают вращение шпинделя и повторно проверяют отсутствие короткого замыкания, затем подают на одну из электродных поверхностей электролит со скоростью истечения из сопла, равной окружной скорости взаимообкатываемых электродных поверхностей, подают напряжение на электроды и производят обработку зубчатого колеса в течение времени t с вращением сначала в одну сторону, после чего включают вращение в противоположную сторону и производят обработку зубчатого колеса в течение такого же периода времени t.

Заготовку устанавливают на стол проволочно-вырезного станка. По чертежу детали задают профиль зубчатого колеса. Система программирования устройства числового программного управления (ЧПУ), например, Heart NC UTY ЧПУ генерирует (определяет) режимы обработки: длину импульса, длину паузы между импульсами, основной текущий ток, напряжение искрового зазора, напряжение источника питания генератора, верхний предел скорости обработки, величину натяжения проволоки, скорость промотки проволоки. Далее запускают программу обработки в устройстве ЧПУ и производят рез профиля зубчатого колеса электрическими искровыми разрядами, протекающими через проволоку, получая необходимый профиль. Далее зубчатое колесо устанавливают на установку для электрохимической обработки зубчатых колес на базе статико-гидродинамического электролиза, принципиальная схема которой описана в [Федоров, А.А. Электрохимическая обработка зубчатых колес: учеб. пособие / А.А. Федоров, А.В. Телевной. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2012. - 92 с. Стр. 20-21] и производят электрохимическую обработку, для чего колесо вводят в зацепление с электрод-инструментом (АС 248411 от 01.01.1969 г.). По вольтметру проверяют, нет ли короткого замыкания. Затем включают вращение шпинделя и повторно проверяют, нет ли короткого замыкания, подают на одну из электродных поверхностей электролит со скоростью истечения из сопла, равной окружной скорости взаимообкатываемых электродных поверхностей, и подают напряжение на электроды, и производят обработку в течение времени t, которое определяется на основе эмпирических данных в зависимости от материала детали, либо на основе расчетов согласно источнику:

где индексы i, j - классы шероховатости рабочих поверхностей до и после обработки в пределах от 4-го до 10-го. tэхо - время соответствующей обработки [Телевной А.В. Повышение ресурса и совершенствование машин криогенной техники с помощью технологии на основе объемной микропластичности и статико-гидродинамического электролиза [Текст]: дис. … д-ра. техн. наук: 05.04.03: защищена 06.10.2000: утверждена 01.06.2001 / Телевной Алексей Васильевич. - Омск, 2000. - 341 с. - Библиогр.: с. 342-381. Стр. 195] с вращением в одну сторону, после чего включают вращение в противоположную сторону и производят обработку в течение такого же периода времени t, для обеспечения равномерного съема металла.

На Фиг. 1 представлен стол электроэрозионного станка SODICK VZ300L с закрепленным изделием для обработки.

На Фиг. 2 - Фиг. 8 представлены фотографии, которые представлены как дополнение к графическим изображениям.

На Фиг. 2 представлено меню функции автоматического разворота системы координат («РАЗВОРОТ СК АВТО») в режиме «РУЧНОЙ».

На Фиг. 3 представлено меню функции поиска центра отверстия («ЦЕНТР ОТВЕРСТИЯ») в режиме «РУЧНОЙ».

На Фиг. 4 представлен вид профиля зубчатого колеса, заданный в редакторе «Heart NC UTY».

На Фиг. 5 представлен выбор траектории движения проволоки в меню «WIRECUTDEFS».

На Фиг. 6 представлена таблица определения параметров «DEFINITION PARAMETERS)) (PUNCH).

На Фиг. 7 представлена таблица выбора режимов обработки на экране.

На Фиг. 8 представлен внешний вид установки для электрохимической обработки.

На Фиг. 9 изображен электрод-инструмент для электрохимической обработки.

Рассмотрим конкретный пример реализации обработки заготовок в процессе изготовления зубчатых колес.

Берем заготовку 1 (Фиг. 1) и устанавливаем на стол 2 проволочно-вырезного станка, например SODICK VZ 300L. С помощью прижима 3 и винта 4 закрепляем заготовку на столе 2 станка.

Определяем положение заготовки 1 на столе 2 станка (Фиг. 2). Для того чтобы не выверять заготовку на столе станка индикатором, разворачиваем систему координат по одной из граней. Для этого в режиме «РУЧНОЙ» выбираем функцию автоматического разворота координат «РАЗВОРОТ СК АВТО» (Фиг. 2). В поле «НАПРАВЛЕНИЕ ST» указываем направление, в котором проволока должна коснуться заготовки. В нашем случае - «Х+». В поле «РАССТОЯНИЕ ДО ДРУГИХ ТОЧЕК» указываем максимально отдаленную точку (например, 100 мм при длине заготовки 110 мм). После нажатия клавиши «ENTER» станок автоматически разворачивает систему координат по грани заготовки. Далее определяем положение заготовки относительно системы координат станка. Для этого в режиме «РУЧНОЙ» выбираем функцию «ЦЕНТР ОТВЕРСТИЯ» (Фиг. 3) В поле подача устанавливаем величины холостого хода по осям X и Υ, если это необходимо (в нашем случае оставляем 0), далее указываем число измерений (1), величину отскока проволоки после измерения (1), диаметр используемой проволоки в мм (0,25) и выбираем присвоить найденному центру 0 включено («ΟΝ»).

После нажатия клавиши «ΕΝΤΕR», расположенной на стойке ЧПУ, проволока автоматически касается отверстия в заготовке в 4-х точках, ЧПУ станка вычисляет координаты центра и «запоминает» их, присваивает «нулевое значение» для того чтобы точно определить положение заготовки на столе. Таким образом, положение заготовки на станке корректируется автоматически относительно системы координат станка касаниями проволоки 5.

Далее задаем профиль зубчатого колеса (Фиг. 4) по чертежу детали, оставляя припуск на последующую электрохимическую обработку в системе программирования «Heart NC» (UTY) устройства ЧПУ.

Выбираем траекторию движения. В меню «WIRE CUT DEFS» (Фиг. 5) выбираем тип траектории обработки «PUNCH» (пуансон). При этом появляется таблица определения параметров «DEFINITION PARAMETERS» (PUNCH) (Фиг. 6). В таблице задаем длину стартового вреза «Starting С ut Length» - 7 мм. На стартовом врезе станок занижает режимы обработки для уменьшения вероятности обрыва проволоки.

Подтверждаем выбранные параметры кнопкой «ОK» (Фиг. 6). На мониторе появляется изображение таблицы выбора режимов (Фиг. 7). В ней задаем диаметр проволоки, которая установлена на станке. В конкретном примере реализации - 0,25 мм, материал заготовки - сталь, толщина заготовки - 30 мм, позиция сопла - «Open», количество проходов - 1. Подтверждаем выбранные параметры кнопкой «ПОИСК».

Указываем курсором контур, который необходимо вырезать, и задаем стартовую точку, от которой производим рез профиля зубчатого колеса электрическими искровыми разрядами, протекающими через проволоку. Нажимаем кнопу «Gen NC Data». После этого набираем имя программы: например, «KOLESO», под которым она будет храниться на жестком диске. Устройство ЧПУ автоматически генерирует программу и определяет оптимальные режимы реза: длину импульса (ON), длину паузы между импульсами (OFF), основной текущий ток (IP), напряжение искрового зазора (SV), напряжение источника питания генератора (V), верхний предел скорости обработки (SF), величину натяжения проволоки (WT), скорость промотки проволоки (WS), основываясь на введенных данных. По сгенерированной программе производят рез профиля зубчатого колеса электрическими искровыми разрядами, протекающими через проволоку и получают готовый профиль колеса.

Далее полученное зубчатое колесо устанавливаем на установку для электрохимической обработки (Фиг. 8), вводим в зацепление с электрод-инструментом (Фиг. 9), представляющим собой зубчатое колесо, состоящее из двух частей - 6 и 7, диагональной диэлектрической проставки 8, соединенных между собой винтами 9 и штифтом 10. Далее по вольтметру проверяем, нет ли короткого замыкания. Затем включаем вращение шпинделя и повторно проверяем, нет ли короткого замыкания, подаем на одну из электродных поверхностей электролит, в нашем случае 15-ти процентный водный раствор NaCl, со скоростью истечения из сопла, равной окружной скорости взаимообкатываемых электродных поверхностей, и подаем напряжение V от 5 до 25 В (в данном случае U=15 В) на электроды, и производим обработку в течение требуемого времени t (в данном случае t=5 мин), с вращением сначала в одну сторону, после чего включаем вращение в противоположную сторону и производим обработку в течение такого же периода времени t, для обеспечения равномерного съема металла.

Последовательное применение данных методов обработки, без использования механической обработки обеспечивает производительность, не зависящую от механических свойств материала, таких как, например, твердость и вязкость, благодаря чему достигается более высокая технологичность при обработке изделий в процессе изготовления зубчатых колес из твердых или термообработанных (например, закаленных) материалов, в сравнении с обработкой изделий механической обработкой. Также важной особенностью данного способа является отсутствие деформаций от сил резания, так как отсутствуют силы резания. Такой способ изготовления зубчатых колес может быть использован для изготовления зубчатых колес из труднообрабатываемых механически материалов или предварительно термообработанных заготовок.

Способ изготовления зубчатого колеса, характеризующийся тем, что вначале осуществляют электроэрозионную обработку заготовки, при которой формируют требуемый профиль зубчатого колеса, а после путем его электрохимической обработки обеспечивают требуемые параметры поверхности, при этом электроэрозионную обработку заготовки осуществляют на проволочно-вырезном станке с числовым программным управлением, обеспечивающим по чертежу детали получение заданного профиля зубчатого колеса с припуском на последующую электрохимическую обработку, а затем осуществляют электрохимическую обработку полученного зубчатого колеса, при которой колесо вводят в зацепление с электрод-инструментом и по вольтметру осуществляют проверку отсутствия короткого замыкания, после чего включают вращение шпинделя и повторно проверяют отсутствие короткого замыкания, затем подают на одну из электродных поверхностей электролит со скоростью истечения из сопла, равной окружной скорости взаимообкатываемых электродных поверхностей, подают напряжение на электроды и производят обработку зубчатого колеса в течение времени t с вращением сначала в одну сторону, после чего включают вращение в противоположную сторону и производят обработку зубчатого колеса в течение такого же периода времени t.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки для изготовления статоров с равномерной толщиной обкладки из эластомера, применяемых в винтовых героторных гидравлических двигателях для бурения нефтяных скважин.

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля внутренней поверхности в отверстии трубчатой заготовки для изготовления статоров с равномерной толщиной обкладки из эластомера, применяемых в винтовых героторных гидравлических двигателях для бурения нефтяных скважин.

Изобретение относится к электрохимической обработке отверстий. Установка содержит камеру, внутри которой установлена стойка с держателем для крепления электрода в зажимном устройстве с возможностью линейного перемещения электрода по горизонтальной оси, корпус, стол для закрепления детали и источник питания.

Изобретение относится к получению турбулизаторов на ребрах и в донной части охлаждающих каналов теплонапряженных машин. Способ включает электрохимическую обработку канала электродом-инструментом, имеющим гибкий шаблон из эластичного материала со сквозными окнами по профилю донной части и ребер обрабатываемого канала, причем электрод-инструмент с шаблоном без зазора вводят до упора в канал, фиксируют его положение, затем к концам шаблона прикладывают растягивающие усилия до образования между шаблоном и каналом заданного зазора, фиксируют положение электрода-инструмента и шаблона, подают в образованный зазор электролит и путем электрохимической обработки в местах, противолежащих окнам шаблона, формируют углубления.

Изобретение относится к электроискровому легированию и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий повышенной толщины.

Изобретение относится к электроискровым методам обработки материалов и может быть использовано в машиностроении для получения износостойких покрытий на поверхности деталей.

Изобретение относится к электрохимической импульсной обработке изделий. Способ включает выполнение в изделии выемок удалением из него объема материала за один проход электрода, при этом перед обработкой каждой текущей выемки осуществляют компенсацию износа геометрии электрода.

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки. В качестве контролируемых электрических параметров при обработке выбираются амплитуды импульсов напряжения и тока, которые выделяются в межэлектродном промежутке.

Изобретение относится к системе для выполнения калибровочных отражателей на трубе. Переносная система электроэрозионной обработки для выполнения калибровочных отражателей на трубе содержит основание, монтируемое на трубу, режущий инструмент, электродвигатель, функционально соединенный с режущим инструментом для перемещения режущего инструмента в соответствии предварительно выбранной схемой, электрод, функционально соединенный с режущим инструментом, источник питания, функционально соединенный с электродом и функционально соединяемый с трубой, при этом источник питания выполнен с возможностью электрической подачи напряжения от электрода на трубу для удаления материала с трубы, источник диэлектрической текучей среды, находящийся во взаимодействии по текучей среде с трубой для удаления материала, удаляемого с трубы, при этом электродвигатель и источник питания и/или источник диэлектрической текучей среды установлены на основании.
Изобретение относится к области ремонта деталей машин и может быть использовано на ремонтно-технических предприятиях, машинно-технологических станциях, в мастерских хозяйства для восстановления постелей коренных опор блоков двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области электроэрозионной обработки. Электроэрозионный проволочно-вырезной станок, управляемый блоком числового программного управления (ЧПУ), содержит блок общего электропитания, генератор импульсов рабочего тока, токосъемники, подключаемые к началу и концу активного участка режущей проволоки, блоки механического перемещения обрабатываемой детали относительно неподвижной части станка по координатам X, Y, Z, U и W, блок перемотки и натяжения рабочей режущей проволоки, блок охлаждающей системы, обеспечивающий температурный режим в зоне резания, причем на выходе всех перечисленных выше блоков установлены контрольные элементы, связанные с блоком ЧПУ.

Изобретение относится к обработке металлов, в частности к электроэрозионной резке непрофилированным электродом, и может быть использовано для получения фасонного резца, предназначенного для изготовления, например, формообразующих частей пресс-форм.

Изобретение относится к области электроэрозионной обработки и может быть использовано при электроэрозионной разрезке заготовки проволочным электродом-инструментом с электроэрозионным и термическим воздействиями на зону обработки.

Изобретение относится к области электроэрозионной обработки (ЭЭО) сложнопрофильных изделий повышенной точности, например изделий матричной и штамповой оснастки, копиров, шаблонов, лекал, инструментов для высадки и выдавливания с поверхностями практически любой конфигурации и из любых токопроводящих материалов.

Изобретение относится к области обработки металла, в частности к устройствам для электроэрозионной резки металла проволочным электродом-инструментом. .
Изобретение относится к электроэрозионной обработке металлов, в частности к изготовлению сложнопрофилированных изделий из фольги, применяемых в конструкциях электронной техники, таких как рамочные контактные элементы для корпусов микросхем, экраны СВЧ-блоков, элементы антенно-щелевых решеток.

Изобретение относится к способам резки хрупких кристаллических неметаллических материалов, используемых, в частности, для получения ветвей термоэлементов. .
Изобретение относится к способам резки хрупких неметаллических материалов, в частности к способам электроискровой резки полупроводниковых пластин типа (BixSb1-x)2(Te ySe1-y)3, обладающих низкой электропроводностью (порядка 1000 Ом·см-1).

Изобретение относится к области машино-, приборостроения, в частности к электроэрозионной обработке (ЭЭО) сложнопрофильных изделий из токопроводящих материалов проволочным электродом-инструментом (ЭИ) на электроэрозионных вырезных станках с ЧПУ, и может быть использовано при изготовлении цилиндрических эвольвентных нереверсивных, малонагруженных зубчатых колес (ЗК) с наружными зубчатыми венцами (ЗВ).

Способ относится к области машиностроения, в частности к термоэрозионной обработке металлических материалов, и может быть использован при электроэрозионной и комбинированной электроэрозионно-химической обработке металлических материалов в жидкой среде.

Изобретение относится к области машиностроения. В способе вначале при электроэрозионной обработке заготовки формируют требуемый профиль зубчатого колеса, а после путем его электрохимической обработки обеспечивают требуемые параметры поверхности. Электроэрозионную обработку осуществляют на проволочно-вырезном станке с числовым программным управлением, обеспечивающим по чертежу детали получение заданного профиля зубчатого колеса с припуском на последующую электрохимическую обработку. При электрохимической обработке зубчатое колесо вводят в зацепление с электрод-инструментом и по вольтметру осуществляют проверку отсутствия короткого замыкания, после чего включают вращение шпинделя и повторно проверяют отсутствие короткого замыкания, затем подают на одну из электродных поверхностей электролит со скоростью истечения из сопла, равной окружной скорости взаимообкатываемых электродных поверхностей, подают напряжение на электроды и производят обработку зубчатого колеса в течение времени t с вращением сначала в одну сторону, после чего включают вращение в противоположную сторону и производят обработку зубчатого колеса в течение такого же периода времени t. Изобретение обеспечивает получение зубчатых колес с требуемыми параметрами точности и шероховатости поверхности. 9 ил., 1 пр.

Наверх