Дисковой инструмент для обкатки зубьев зубчатых колес

 

Союз Советских

Социалмстнчесммк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >869924 (6l ) Дополнительное к ввт. свид-ву (5I ) JVL. Кл.

В 21 Н S/02 (22)Заявлено 04.0).80 (2i) 2864908/25 27 с прмсоедимемием заявки № (оеудареткикыН кемитет (23) Прмормтет

СССР вв делам изабретений к аткрыткк

Опубликовано 07.! 0.8) Бммлетень ¹ 37

Дата опубликования описания 07.l0.8l (53) УДК 62177l, .07 (088.8) (72) Авторы изобретемня

А. В. Криво йея и М. Г. Сторчак г . т

Ордена Трудового Красного Знамени институт сверх вердык., материалов АН Украинской CCP (7l ) Заявитель (54) ДИСКОВЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБКАТКИ

ЗУБЬЕВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес.

Известен инструмент для чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес, на боковых понерхпостях которого выполнслы пазы с тупыми кромками, проходящие от головки к ножке зуба и смещенные на соседних зубьях один относительно другого fl).

Пазы с тупыми кромками, выполненные на боковой поверхности зубьев, инструмента, уменьшают площадь контакта и тем самым снижают необходимое усилие деформнрования, однако в этой конструкции площадь контакта инструмента с деталью пе может быть значительно снижена, так как расстояние между пазами (ширина выступов) должно быть таким, чтобы обеспечить необходимую прочность инструмента.

Наиболее близкой к изобретению является коиструкпля накатника, имеющего корпус и закреплснные на его периферии зубья, каждая из боковых поверхностей которых имеет заборный, калибрующнй и предохранительный участки, причем ширина калибрующих участков на всех боковых поверхностях выполне..а одинаковой (2).

Такой инструмент значительно снижает усилие в системе "инструмент — деталь при одинаковом объеме деформации по сравнению с описанными и обеспечивает болсе высокую точность обработки.

Однако такой инструмент с одинаковой шириной калибрующих участков не может значительно улучшить точность обработки цилиндрических зубчатых колес, имеющих синусоидальный характер радиальных погрешностей.

А такой характер радиальных погрешностей имеют практически все зубчатые колеса, прошедшие предварительное формообразование зубьев на опер.дии зубофрезероваиие одного оборота зубчатого колеса.

В результате синусоидального характера радиальных погрешностей обраСлтываемого зубчатого колеса при обработке инструментом с одинаковой шириной калмбрующих участков, прииуск, площадь контакта и радиальное уси.

8699 г3 пие также будут иэмснятъся по синусоидальному закону со значительным диапазоном колебания и, следовательно, характер погрешности после обработки останется таким же, как и до обработки.

Целью изобретения является повышение точности обработки 1тутем уменьшения диапазона колебаний радиальных усилий в процессе обкатки.

Поставленная цель достигается тем, что в

10 дисковом инструменте для обкатки, содержащем расположенные по периферии корпуса зубья, боковые поверхности каждого иэ которых образованы заборным, калибруюшим и предохранительным участками, зубья располо. жены группами, число боковых поверх гостей

35 зубьев в каждой группе равно числу боковых поверхностей зубьев обкатываемого колеса, а в пределах каждой группы все боковые поверх-. ности зубьев выполнены с разной шириной калнбрующих участков, изменяющейся от первого зуба в группе к последнему по скнусокде, а ширина калибрующего участка каждой боковой поверхности определена из соотношения а!i = а + Ь (1 + sin (х †-)), Я. где ак — ширина калибруюшего участка к-ой боковой поверхности зуба инструмента в каждой группе; а — ширина калибрующего участка пер1 вой боковой поверхности зуба ннст. румснта в каждой группе;

Ь -- половина максимальной величины изменения ширины калнбрующего участка боковых поверхностей зубьев инструмента в каждой группе; и

3$

Х= (к — !)

Zy где к — ), 2, 3 .... 2 г,! -- порядковый номер боковой поверхности зубьев инструмента . в каждой группе;

z число зубьев обрабатываемого зубчато. го колеса. !!оловина максимальнои величины изменения ширины калибруюшего участка боковых поверхностей зубьев инструмента в каждом группе выбрана из соотношения

Ь -. (0,5-2) а4., Все калнбрующие участки инструмента расположены одним из своих торцов иа равном расстоянии от соответствующего торца инструмента.

На фиг. показан обгций вид инструмента, на фиг. 2 — сечение А-А фкг. !; на фиг. 3 и 4 — развертка сечения инструмента делительным цилиндром в случае расположения калиб. рующего участка симметрично и ассиметрично относи1елъно >îðöîâ соответственно.

Инструме п состоит иэ корпуса и закрепленных на его периферии зубьях 2. Каждая

24 4 боковая йоверхность зубьев инструмента имеет заборный (В), калибрующий (C) и предохранительный (Л) участки. Боковые поверхности зубьев кнстру"лента составляют группы Е и К.

В пределах каждой группы ширина калибрующих участков боковых поверхностей зубьев инструмента изменяется по синусоидальному закону.

На фиг. 3 показано сечение инструмента, калибрующий участок которого расположен симметрично относительно торцов инструмента, а на фиг. 4 — сечение инструмента, в котором одноименные концы (левые и правые) расположены на одинаковом расстоянии от любого из торцов, инструмента, т. е. на прямой а — а).

Число боковых поверхностей зубьев составляет одну или несколько групп, каждая из которых по количеству боковых поверхностей равна числу боковых поверхностей обрабатываемого зубчатого колеса, причем в пределах каждой группы калибруюшие участки боковых поверхностей зубьев инструмента имеют ширину удовлетворяющую соотношению

a„= а + Ь f 1 + sin (x — )), где аК вЂ” ширина калибруюшего участка к-ой боковой поверхности зуба инструмента в каждой группе; а„— ширина калнбрующего участка первой боковой поверхности зуба инструмен. та в каждой группе;

Ь вЂ” половина максимальной величины изменения ширины калибрующего участка боковых поверхностей зубьев инструмента в каждой группе, x =- (к — !) —, Ж

К у( где к — !, 2, 3 ... 27„— порядковый комер боковой поверхности зубьев инструмента в каждой группе;

2! — число зубьев обрабатываемого зубчато. го колеса.!!!ирина калкбруюших участков боковых поверхностей зубьев инструмента в группе выбрана иэ указанного соотношения является ординатами синусоиды, а следовательно, по синусоидальному закону будет изменяться плошадь коитак та системы "инструмент — деталь" и радиальные усилия при обработке в случае абсолютно точно обрабатываемого зубчатого колеса. Но, как указывалось, реальные колеса имеют синусокдальиый характер радиальных погрешностей, Следовательно, совместив реальную боковую поверхность. обрабатываемого зубчатого колеса с минимальным радиальным биением с боковой поверхностью зуба инструмента в группе, имеющего максимальную ширину калибрующего участка (т. е. в противофазе), тем самым стабилизируем площадь контакта и радиальные усилия в системе "инструмент-деталь™ прк об869924

5 работке реального зубчатого колеса, При обработке таким инструментом реального зубчатого колеса припуск будет деформироваться неравномерно, т. е. там, rile он больший, оН будет на болыиую величину и деФормироваться и тем самым значительно повысится точность обработки.

Для обеспечения контакта боковых поверхностей зубьев инструмента, имеющих одинаковую ширину калибрующих участков с одной и той же боковой поверхностью обрабатываемого зубчатого колеса инструмент выполнен с количеством зубьев, число боковых поверхностей которых состоит из одной или нескольких групп и число боковых поверхиостсй в каждой группе равно числу боковых поверхностей обрабатывавмого зубчатого колеса. Известно, что для колес

8-ой, 9-ой степеней точности необязательно соб. людать условие, чтобы число зубьев инструмента не было кратно числу зубьев обрабатываемо20 го зубчатого колеса, ис имело с ним общих

l ° множителей. Можно обрабатывать таким инстру- ментом зубчатыс колеса и более высоких. степе . ней точности, ио для этого необходимо изготавливать инструмент с высокой точностью.

Ширина калибрующего участка первой боковой поверхности зуба инструмента в группе обычно ир иимается 0,5-1,5 мм для чистовой обработки исзакалсиных цилиндрических зубчатых колес с твердостью боковгих поверхностей 30 зубьев до НВ 280... 302. Такая 1иирина калиб. рующего участка позволяет проводить чистовую обработку цилиндрических.зубчатых колес 7-8 и 9-ой степеней точности ио ГОСТ l643 — 72с усилиями в системе "инструмент-деталь"

600 — 1200 кг и применять для обработки обычные зубошевииговальные станки мод. 5702 и др.

Половина максимальной величины изменения ширины калибрующсго участка боковых зубьев инструмента в каждой группе. выбирается из соотношения Ь = (0,5. + 2) А .

При обработке зацепляют боковую поверхность обрабатываемого зубчатого колеса с мак симальным биением с первой боковой поверхностью зуба инструмента одной иэ групп, имеющей минимальную ширину калибрующего участка (участок С на фиг. 2).

При дальнейшей обкатке в зацепление входят последовательно боковые поверхности обрабатываемого зубчатого колеса, радиальные погрешности которых сначала -уменьшаются, а затем увеличиваются по синусоидальному закону и боковые поверхности одной иэ групп инструмента, в которых на каждой последующей боковой поверхности ширина калибрующего участка (С) сначала увеличивается, а затем уменьшается также по синусондальному закону.

В результате изменения радиального биения боковых поверхностей зубьев обрабатываемого зубчатого колеса будет находиться в -противофазе изменения ширин калибрующих участков (С) боковых поверхностей зубьев инструмента, что приведет к стабилизации радиальных усилии в системе "инструмент-деталь" и повышению точности обработки.

Использование предлагаемого зубчатого дискового обкатного инструмента даст возможность улучшить точность обработки цилиндрических зубьев колес на одну степень точности по

ГОСТ 1643-72 по сравнению с обработкой инструментом, взятым эа прототип, что увеличит долговечность обрабатываемых зубчатых колес.

Ожидаемый экономический эффект составит от

50 до l00 руб. на тысячу обрабатываемых зуб. чатых колес. формула изобретения

l. Дисковый инструмент для обкатки зубьев зубчатых колес, содержащий расположенные по периферии корпуса зубья, боковые поверхс ности каждого из которых образованы заборным, калибрующим и предохранительным участками, Такая величина (Ь) обеспечивает максимальное увеличение ширины калибрующего участка относительно ширины калибрующего участка 4s первой боковой поверхности (которая изменяеэся в пределах а = (0,5 + l,5) мм) до

10 раэ, что вполне достаточно для стабилизации усилий в системе "инструмент — деталь". Каждый калибрующий участок в таком инструменте зо может быть расположен симметрично относительно торцов инструмента (фиг, 2).

С целью уменьшения динамических нагрузок при обработке путем устранения размыкания контакта при заходе или выходе инструмента в описанном инструменте левые илн правые концы всех калибрующнх участков расположены на одинаковом расстоянии от любого иэ торцов инструмента. о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности обкатки путем уменьшения диапазона колебаний радиальных усилий в процессе обкатки, зубья расположены группами, причем число боковых поверхностей зубьев в каждой группе равно числу боковых поверхиостей зубьев обкатываемого колеса, а в пределах каждой группы все боковые поверхности зубьев выполнены с разной шириной калибрующих .. участков, изменяющейся от первого зуба в группе к последнему о синусоиде, а ширина калибрующего участка каждой боковой. поверхности определена иэ соотношения а< a„+ 6 (1 + sin (х — « )l,.

K где а — ширина калибрующего участка к-ой боковой поверхности зуба инструмента в каждой группе;

7 869924 8 а — ширина калнбрующего участка первой вых поверхностей зубьев инструмента в каждой боковой поверхности зуба инструмен- группе выбрана из соотношения та в каждой группе; Ь (0,5+ 2)а

Ь вЂ” половина максимальной величины иэ. Инструмент по п. 1, о т л и ч а ю щ и йменения ширины калибрующего участс я тем, что все калибруюшие участки инка боковых поверхностей зубьев инструмента расположены одним иэ своих торцов струмента в каждой группе на равном расстоянии от соответствующего торх (к-1)Й/Я< ца инструмента. к ! ! где к — 1, 2, 3... 2 Z„— порядковый номер боковой поверхности зубьев, инстру- Источники информации, мента в каждой группе; принятые во внимание при экспертизе у число зубьев обрабатываемого эубчато- l. Патент СССР N 364146, кл. В 21 Н 5/02, ro колеса. 29.09.70.

2. Инструмент по и. 1, о т л и ч а ю щ ий- . 2. Сборник "Производство зубчатых передач

IS

S с я тем, что половина максимальной величины и вопросы надежности . Под ред. 10.HСухору изменения ширины калибрующего участка боко- кова, Омск. 1974, с,112 (прототип).

®nr Р

Ae. <

ВНИИПИ Зэка.. 87! 6/16 1нряж 743 Поллисное

Филиал ППП "11ятент", r. Ужторол, ул. 11унъектная, 4