Способ нарезания круговых зубьев цилиндрических шестерен

(5) 5 ИДЕТЕЛЬС ВТОРСКО оительныи заводкий политехниче бков, В.Н.Ананьев, рин и Б.Г.Шейнинство СССР, опубл. 1974НИЯ КРУГОВЫХ я к обработке меет быть испольортогональных ередач. Сущность ОО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(57) Изобретение относитталлов резанием и можзовано в производствсмешанных конических и изобретения: поскольку при обработке круговых зубьев линия 1 зуба производящего колеса 2 - окружность - симметрична относительно оси 01 вращения зуборезной головки 3, вращение головки 3 вокруг оси 02 производящего колеса 2 (движение обката) заменить таким перемещением заготовки 4, при котором ее ось вращения 03 движется поступательно. Замена вращательного движения обката на поступательноепозволяет использовать для обработки шестерен, сопряженных плоским колесам ортогональнцх полуобкатных смешанных конических передач, вертикально-фрезерные станки с ЧПУ с тремя управляющими координатами, из которых одна - круговая, 1 ил.Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано в производстве ортогональных смешанных конических передач.Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа нарезания круговых зубьев цилиндрических шестерен за счетобработки шестерен, сопряженных плоским колесам ортогональных полуобкатных смешанных конических передач,На чертеже представлена схема обработки шестерни.Поскольку при обработке круговых зубьев линия 1 зуба производящего колеса 2 окружность симметрична относительно оси 01 вращения зуборезной головки 3, вращение головки 3 вокруг оси 02 производящего колеса 2 (движение обката) можно заменить таким перемещением заготовки 4, при котором ее ось вращения 03 движется поступательно, При этом точка С оси 03 заготовки 4, расположенная при номинальном (исходном) положении заготовки 4 на расстоянии гот оси 02 производящего колеса 2, перемещается по окружности 5(г - У)+= ,где г- расстояние от оси 02 производящего колеса 2 до точки С заготовки 4;й- расстояние от оси 02 производящего колеса 2 до оси 01. вращения головки 3.Центр 04 окружности.5 лежит на оси У, проходящий через ось 01 инструмента 3 параллельно оси 03 заготовки 4, При этом расстояние от оси 01 до центра 04 равно г. Поскольку движение заготовки 4 поступательное, все остальные ее точки будут также двигаться по окружностям радиуса Й,Движение точки С по окружности 5 со скоростью Ч 1 будет складываться из движения со скоростью Ч 2 в направлении, перпендикулярном оси 03 заготовки 4, и движения со скоростью Ч вдоль оси 03, Определим значение составляющей Ч скорости движения точки С,Скоростьгде а 2 - угловая скорость движения точки Сшестерни 4 относительно центра 04,Поскольку И -а 1 М 71О 72оВ 1 71 ЯЧ 1 =.72где а - угловая скорость вращения заготовки 4 вокруг ее оси 03; 0 - передаточное число; 71 - число зубьев шестерни 4, 72- число зубьев производящего колеса 2, Так как Ч = Ч 1 зи р, то с учетом выражения (1) 10 Ч= зи р В 1 71 В 72(2) ф - фас =Ж 21 и займет расчетное положение С 1. Поэтомуфазовый угол А где р, = агсз 1 и - ,(4) А- расстояние между осью 03 заготовки шестерни 4 и осью 01 вращения торцовой эуборезной головки 3 при их номинальном (исходном) положении.Преобразуя выражение (2) с учетом зависимостей (3) и (4), получим 35 а 1 71 Й в 1 71 т А зи 1 агсзи -72 72 ЙВ ряде случаев при работе зубчатых пе редач требуется неравномерность передаточного отношения 1, изменяющегося по определенному закону. При использовании предлагаемого метода зубонарезания с применением станков с ЧПУ это сравни тельно легко достижимо. Достаточно лишьсоставить управляющую программу таким образом, чтобы передаточное отношение в станочном зацеплении изменялось по заданному закону в зависимости от фазового 50 угла р в станочном зацеплении, т,е.=(р)Замена вращательного движения обката на поступательное позволяет использовать для обработки шестерни 4 весьма 55 распространенные вертикально-фрезерныестанки с ЧПУ с тремя управляющими координатами, из которых одна - круговая, При этом не требуется никакой модернизации станка. Кроме того, могут использоваться станки с ЧПУ типа "Обрабатывающий За время у обработки точка С повернется из номинального (исходного) положения 15на угол= Р+(0,5 464,865 мм йг 1 зЕп Коо мм, что опускан бочего Ско мостиной 120койпри 4 рдината А была исключало конт ии инструмента ода.рость Ч изменя ринятакт с загоперед н 1 г 1 т+ агсзи ом ра- ависиовая скорость з где ш терни; товки шесглас 3 16 865зи 160 центр" ОЦ). Большее колесо пары также может быть нарезано на станке с ЧПУ типа ОЦ,П р и м е р. В экспериментальном производстве Тульского машиностроительного завода была нарезана партия зубчатых колес ортогональной полуобкатной смешанной конической передачи с круговыми зубьями. Параметры пары:число зубьев шестерни г 1 = 16 число зубьев колеса г 2 = 160модуль е = 5,5 ммОбработка осуществлялась торцовой зуборезной головкой с номинальным диа- метром Оо = 300 мм.Колесо нарезалось на обрабатывающем центре СИ 1000. Параметры процесса; подача на резец Яг = 0,07 мм, число резцов в головке - 10 (5 наружных и 5 внутренних), частота вращения инструментального шпинделя и = 40 мин ", что соответствует скорости резанияЧо = л Оопо/1000 = л 300 40/1000 ==37,7 м/мин.Шестерня нарезалась по предлагаемому моменту на вертикально-фрезерном станке с ЧПУ ВМ 67,Заготовка шестерни вращалась с частотой п 1 = 0,4 мин, что соответствует угловой скорости в = л п 1 = 2 л 0,4 = 2,513 рад/мин,Линия зуба производящего колеса располагалась симметрично относительно точки С, находящейся на радиусег = в г 2/2 = 5,5 160/2 = 440 мм.Расстояние между осями головки и производящего колеса 2,513 161 120+ агсзи 464 илиЧ 116,834 зп(0,2511+ 0,261).Например, в номинальном (исходном оложении (1 = О) Ч - 116,834 зп 0,261 - 30,15 мм/мин.При т 0,5 минЧ - 116,834 зи (0,2513 0.5 + 0,261)- =44,057 мм/мин.5 В конце рабочего хода (1 - 1,45 мин)Ч = 68,396 мм/мин,Черновая обработка осуществляласьдвусторонней головкой, чистовая - односторонними головками. Припуск на чистовую10 обработку принимался равным 0,3 мм насторону. После каждого цикла инструментотводился вдоль оси вращения, осуществлялся делительный поворот на пять зубьеви цикл обработки повторялся. Это поэволи 15 ло формировать впадины в следующем порядке: 1,611, 16,5, 10, 15,4,9, 14, 13,8, 13,2, 7, 12 и исключить реверсирование шпинделя заготовки, т.е. исключить влияние реверса на точность деления.20 После обработки зубчатая пара испытывалась на стенде в рабочем режиме. Пятноконтакта, шум и плавность работы были впределах допусков 25 Формула изобретенияСпособ нарезания круговых зубьев цилиндрических шестерен в условиях обката с единичным делением торцевой. зубореэной головкой, материализующей зуб производя щего колеса, которую вращают в плоскости,касательной к образующей заготовки, о тл ич а ю щи й с я тем,что.с целью расширения технологических возможностей за счет обработки цастерен, союрзжеющк 35 плоским колесажю ортагенальных полуобкатных смешанных конических передач, шестерне сообщают прямолинейное перемещение вдоль ее оси вращения в плоскости, параллельной плоскости производящего ко леса, со скоростью, которую задают в соответствии с зависимостью А расстояние между осью вращения заготовки шестерни и осью вращения торцевой зубореэной головки при их номинальном положении;2 - число зубьев нареэаемой шестерни; Ег - число зубьев парного колеса;- время перемещения шестерни из номинального положения в расчетное;й - . расстояние от оси производящего колеса до оси вращения головки.