Устройство для моделирования процесса накатки эвольвентного профиля

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ())) 742О19 (6l ) Дополнительное к авт. с вид-ву (51)M. Кл. (22) Заявлено27.1 2.77 (21) 2560431/25-27 с присоединением заявки ¹

В 21 Н 5/00

Гооудерстеенный комитет (53) УДК 621 771.67 (088.8) (23) Приоритетио лелем изобретений и открытий

Опубликовано 25.06.80. Бк)ллетень № 23

Дата опубликования описания 27.06.80 (72) Авторы изобретения

Э.Ш. Суходрев, Л. А. Желтонога, А, А. Ластовенко и В. А. Тиманюк

Физико-механический институт АН Белорусской СССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА НАКАТКИ ЭВОЛЬВЕНТНОГО

ПРОФИЛЯ

Изобретение касается обработки метал— лов давлением и может быть использовано для моделирования и исследования процеосов накатки и обкатки эвольвентных профилей.

Известно устройство для накатывания зубчатых колес, содержащее две зубчатые рейки, закрепленные на каретках, перемещаемых по направляющим корпуса, причем каретки выполнены в виде ползуна, с обеих сторон которого закреплены рейки сим10 метрично его продольной оси 111 .

Однако при накатке с помощью этого устройства в зацеплении участвуют как минимум три элемента: например, левая и

15 правая. стороны одного зуба и одна сторона соседнего зуба. Кроме того, известное устройство имеет недостаточную жесткость, что вносит дополнительные погрешности при изучении механизма накатки.

Это не позволяет использовать извес » ное устройство для исследования основных, общих для процессов накатки и обкатки закономерностей, создания математических

2 моделей таких процессов, разработки методов расчета геометрии накатных инстру ментов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для модели- рования процессов накатки эвольвентного профиля; содержащее установленное в корцусе звено, имитирующее инструмент, и звено, имитирующее заготовку, а также привод их перемещении 12) . Это устройство обеспечивает демонстрацию характера измененияразмеров детали и механику образования профилей при накатывании.

Основным недостатком известного ус т ройства является невозможность выявления и исследовании отдельных основных параметров процессов накатки (обкатки) и их функциональных взаимосвязей, так как при работе устройства в зацеплении одновременно участвует несколько смеменых накатываемых (демонстрируемых) зу бьев. Кроме того, конструкция устройст»ва не обеспечивает необходимую точность

742019 кинематической связи привода с имитирующими звеньями (отсутствует синхрони зация перемещения звеньев), что приводит к большим погрешностям при моделировании процесса накатки (обкатки).

Целью изобретения является обеспечение возможности исследования основных параметров процесса накатки эвольвентного профиля.

Это достигается тем, что устройство tp снабжено имеющим эвольвентный профиль копиром, жестко связанным со звеном, имитирующим заготовку, .роликом, контактирующим с копиром, закрепленным на звене, имитирующем инструмент, и механизмом нагружения, связанным с копиром, при этом звено, имитирующее заготовку, установлено с возможностью поворота относительно оси, проходящей через центр основной окружности эвольвентного профиля копира, а ролик установлен с возможностью перемещения по касательной к основной окружности эвольвентного профиля копира.

Согласно одному из вариантов исполнения устройства, звено, имитирующее за- g5 готовку, выполнено в виде рычага с накладкой из пластичного материала.

Звено, имитирующее инструмент, может быть выполнено в виде ползуна, имеющего наклонную рабочую поверхность, контакти- рр руюшую со звеном, имитирующим заготовку, при этом угол наклона рабочей поверхности ползуна равен углу наклона рабочей поверхности имитирующего инструмента.

На фиг. 1 представлена схема устройст55 ва; на фиг. 2 — установка датчиков на рабочей поверхности ползуна.

Устройство состоит из копира 1 и жест ко связанного с ним звена, имитирующего

4О инструмент, выполненного и виде рычага

2 с пластической накладкой 3, установленных на оси 4 устройства. Ось устройства является центром основной окружности эвольвентной поверхности копира. К кониру 1 через блок 5 на гибкой нити 6 прикреплен груз 7. В направляющих 8 корпуса установлен ползун 9 с упором 10, на оси 11 которого установлен ролик 12.

Угол наклона деформирующей поверхности

50 полэуна соответствует углу наклона рабочей поверхности имитируемой накатной рейки.

Для определения усилия деформирования и et о составляющих используются датчи55 ки 13 и 14., установленные на траверсе

15. Для измерения площадки контакта между заготовкой и инструментом может быть установлен датчик 16. ф

Устройство работает следующим образом.

Под действием силы Р ползун 9, перемешаясь вправо, деформирует пластичес кую накладку 3 элемента зубчатого колеса 2 до тех пор, пока поверхность ролика 12 упора 10 не достигнет поверхности копира 1. Затем под действием наклонной плоскости и ползуна 9 элемент зубчатого колеса и жестко связанных с ним копир вместе с ползуном перемешаются по закону, обеспечивающему накатку эвольвентного профиля на пластической накладке 3.

Это достигается тем, что центр основной окружности с эвольвентной поверхности копира 1 лежит на оси устройства, а линия 0-0 перемещения оси ролика качения 1 2 является касательной к основной окружности эвольвентной поверхности копира. Линия 0-0 и окружность A z образуют полоидную пару.

Во время деформации на заданную глубину и накатки эвольвентного профиля на пластической накладке вращающий момент

N, возникающий под действием груза 7, через блок 5 и гибкую, закрепленную на копире нить 6 создает необходимое для деформации противодавление силе P.

Эвольвентный копир и опора качения расположены и взаимодействуют так, что линия перемещения оси опоры качения (касательная к основной окружности копира). с основной окружностью копира образуют полоидную пару. С помощью устройства можно имитировать процесс накатки и обкатки эвольвентного профиля с различной скоростью на пластичной (например, из свинца) накладке. Устанавливая различные по форме и размерам пластичные накладки,- можно изменять степень деформации процесса накатки или обкатки.

Устройство позволяет регистрировать величину и направление тангенциальной

Р - и нормальной Р„, составляю1пих усилия деформирования с помощью датчиков

13 и 14, встроенных в ползун и воспринимающих нагрузку через траверсу 15.

По показаниям датчиков строят графики корреляционных связей .нормальных и тангенциальных составляющих усилия, скорости и степени деформации.

Устройство позволяет определить величину и характер изменений площадки контакта в процессе деформации и зависимости от скорости и степени деформации. Для этого вместо траверсы 15 необходимо уотановить датчик 16, предназначенный для измерения площадки контакта непосредст5 7420 венчаю в процессе деформации. По данным датчика строят графики изменения площадки контакта в зависимости от скорости и степени деформации, а также определяют ее расположение в пространстве. 5

Предлагаемое устройство позволяет выявить причины возникновения погрешнос= тей, образующихся при накатке или обкатке левого и правого профилей зубьев. цля этого деформирование производят в первом iO ,случае от точки А к точке Б, а во второмI от Б к А, моделируя таким образом д формацию левого и правого профиля зуба.

По данным строят графики изменений усилия и площадок контакта для левого и пра 5 вого профилей зубьев.

Формула изобретения

1. Устройство для моделирования процесса накатки эвольвентного профиля, содержащее установленное в корпусе звено, имитирующее инструмент, и звено, имитирующее заготовку, а также привод их пе- >> ремещения, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности исследования основных параметров процесса накатки эвольвентного профиля, оно снабжено имеющим эвольвентный профиль ко- ЗО пиром, жестко связанным со звеном, имиTHp IllHM Заготовку pOJIHKOM КОНТ& кти»

l9 6 руюшим с копиром, закрепленным на звене,. имитирующем инструмент, и механизмом нагружения, связанным с копиром, при этом звено, имитирующее заготовку, уста=новлено с возможностью поворота относительно оси, проходящей через центр основной окружности эвольвентного профиля кс пира, а ролик установлен с возможностью перемещения по касательной к основной окружности эвольвентного профиля копира.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что звено, имитирующее заготовку, выполнено в виде рычага с накладкой из пластичного материала.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что звено, имитирующее инструмент, выполнено в виде ползуна, имеющего наклонную рабочую поверхность, контактирующую со звеном, имитирующим заготовку, при этом угол наклона рабочей поверхности ползуна равен углу наклона рабочей поверхности имитируемого инст:=. румента.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 341572, кл. В 21 Н 5/02, 24,05.71.

2. Авторское свидетельство СССР

Хе 504602, кл. В 21 Н 5/00, 23.08.74 (прототип) .

742019

Составитель В. Ионова

Редактор Л. Народнаи ТехредЖ.Кастелевич Корректор Н. Стен

Заказ 3359/9 Тираж 986 Подписное

UHMNIIN Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д, 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектнаи, 4