Способ обработки бочкообразных зубчатых колес

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1255(51) 4 В 23 Г 9 0 АНИЕ ИЗОБРЕТЕН астотой вращения в соответствии с завиимостью+ П 2 П 2 Л 2 -П 211П 2 П 2 + п 2 СР + Лсреднее значениетоты вращения;изменение часто ДЕ Л 2 СР -ременнои ча и еличина бочкоомодуль и числоубьев;время движения где Ъ т 1, ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Новополоцкий политехнический институт им. Ленинского комсомола Белоруссии(56) Авторское свидетельство СССР1161292, кл. В 23 Г 9/08, 1983,Б ОБРАБОТКИ БОЧКООБАТЫХ КОЛЕС в условр)ях щий результирующее враща е колеса и его подачу вдоль ия, отличающийся тем, что, ия точности обработки, враение колеса осуществляют ми, одно из которых зада- , а другое - с переменной(54) (57) СПОСО РАЗНЫХ ЗУБЧ обката, включаю тельное движени своей оси вращен с целью повышен щательное движ двумя движения ют с постоянной астота результирующего вращенбрабатываемого колеса;остоянная частота вращения;еременная частота вращения,ты вращения,1 с 16;Йбразности зубьев;обрабатываемых(2) 40 и-тг Ж изменение частоты врагцения заготовки;отклонение бочкообразного зуба от прямого;модуль и число зубьевобрабатываемого колеса. 50 т, 2(3) 55 Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть применено в частности при изготовлении цилиндрических зубчатых колес с бочкообразными зубьями.Цель изобретения - повышение точности обработки за счет исключения качательного, т. е. реверсированного движения для образования бочкообразных зубьев.На фиг. 1 изображено относительге расположение инструмента и колеса; на фиг. 2 - структурная схема станка, настроенного на нарезание колеса с бочкообразными зубьяДля обработки бочкообразных зубьев используют режущий инструмент 1, например, червячный (фрезу, шлифовальный крут). В процессе обработки инструментуи колесу 2 сообщают взаимосвязанные вра шательные движения В, и В. вокруг своих осей, обеспечивающие профилирование зубьев по методу обкатки. Для образования зубьев по длине инструменту сообщают относительно заготовки вдоль ее оси движения подачи П;.Формообразование бочкообразных зубьев осуществляется сочетанием равномерного вращения В инструмента с частотой и, неравномерного вращения Вр = В + В заготовки с частотой пр = и + п" (1) и движения подачи Пз вдоль оси заготовки. Составляющую В вращения В заготовки задают с постоянной частотой п , а составляющую В - с переменной частотой п. В зависимости от закона изменения частоты и" возможна обработка обеих сторон бочкообразных зубьев за один проход или за два прохода - вначале одной стороны всех зубьев, а затем другой их стороны.В обоих случаях минимальное зцачецис частоты пр задают таким, чтобы движениеВ имело постоянное направлеие, поэтомугде плср - среднее значение частоты пр неравномерного вращения В заготовки;Хп - изменение частоты этого вращения. Бочкообразность зубьев практически все. - да меньше 0,1 их модуля. Расчеты показывают, что изменение частоты вращения заготовки, необходимое для формообразования таких бочкообразных зубьев, пс превышает 0,03 - 0,05 среднего значения частоты врагцения заготовки пррр.Для упрощения настройки рекомендуется во всех случаях при- ниматьапср = 0,1 прср = 0,1 п --где а - число заходов инструмента;г - число нарезаемых зубьев.Изменение частоты Лп вращения заготовки зависит от формы (бочкообразности зубьев). При обработке колеса за два прохода на каждом из проходов отклонению зуба от прямого на величину э, соответствует дополнительный поворот заготовки на 5 6; угол , - , где т, г - модуль и число лтг нарезаемых зубьев. Так как величины о, и р; изменяются непрерывно, то изменение частоты вращения заготовки составитЛ = -- = - . -2 п й тт а 1(4) Значение 6; определяется формой зубат. е. 6 = 6 где 1 - расстояние от середины зуба до сечения, в котором отклопение зуба от прямого равно о, (фиг. ).Например, текущее значение отклонения о, бочкообразного зуба, очерченного радиусом Й, от прямого выражается зависимостью5 Р 20 о ф( ггсщ Р 2 й М (5) где ; = 5, -- перемещение инструмента отсерединь зуба;5, - минутная подача инструмента 25 1 - время движения.Для этого конкретного случая изменениечастоты вращения заготовки составит5Лп =+ (6)Рп пгДва знака перед выражением для Лп указывают на то, что при переходе инструмента через середину зуба направление Ъп меняется на противоположное.Таким образом врацение колеса осуществляют двумя нереверсивными вращательными движениями, одно из которых осуществляют с постоянной, а другое с переменной частотой согласно зависимости и = п 2 + и"п - частота результирующего вращения стола;и - частота постоянноговращательного движения заготовки;Пи, = пср + Лп - частота неравномерного вращения заготовкип,ср - среднее значение частоты неравномерного врацеция заготовки; Рассмотрим настройку станка (фиг. 2) на обработку колеса с бочкообразными зубьями по рассмотренному способу. Червячный, = 0,9 Сх - . 35 или П 2 срСх - Сх(р )П 1 инструмент 1 установлен на инструментальном шпинделе 3, который через орган 4 настройки, например гитару сменных колес, связан с двигателем 5. Заготовку 2 закрепляют на столе 6, который кинематически связан цепью обкатки через гитару 7 настройки и дифференциал 8 с инструментальным шпинделем 3, цепью подач через орган 9 настройки - с ходовым винтом 10 и через дифференциал 8 с приводом 11 механизма формообразования бочкообразных зубьев, ко торый содержит также систему 12 управления и датчик 13 положения. На заготовке 2 нарезаются бочкообразные зубья 14.Шпинделю 3 с инструментом 1 сообщают от двигателя 5 равномерное вращение В 1 с частотой п 1, а столу 6 с заготовкой 2 - два вращательных движения: равномерное В 2 с частотой п 1 посредством цепи обкатки и неравномерное В 2 с переменной частотой п 211 - механизмом формообразования бочкообразных зубьев.Для создания этих движений настраивают цепь вращения инструментального шпинделя, цепь обкатки, цепь подач и механизм формообргзова ния бочкообразных зубьев. Настройку этих кинематических цепей осуществляют органами 4, 7 и 9, а настройку механизма формообразования бочкообразных зубьев сообщает столу неравномерное вращение В 21, функционально связанное с движением подачи Пз в соответствии с заданной формой бочкообразности зубьев. При этом в зависимости от управляющей программы возможна обработки обеих бочкообразных сторон у всех зубьев за один проход или за два прохода.Частоту вращения инструментального шпинделя настраивают по допускаемой скорости резания сСп 1 = 1000 сс/лд (об/мин),где сс - скорость резания, м/мин;с 2 - диаметр инструмента, мм.Передаточное отношение с. органа настройки определяют по формуле настройки с = С, и;, где с. - постоянная кинематической цепи вращения инструментального шпинделя.Средняя частота вращения стола с заготовкой определяется зависимостью 1 ( х аСС 2 ср = П 2 + П 2 ср = ПСох Сх + П 2 ср = П 1 -- 1К ГДЕ Сх - ПЕРЕДатОЧНОЕ ОТНОШЕНИЕ ПОСтОЯНных ггередач цепи обката;с - настраиваемое передаточное отношение гитары обкатки.Следовательно, формула настройки гитары 7 имеет вид Сх = (П 1 СС/2 - П 2 ср) /П 1 Сох где сх - постоянная цепи обкатки.С учетом соотношения (3) имеет место удобная для пользования формула настройки гитары обкатки Передаточное отношение с, органа 9 настройки определяют по формуле настройки С, = Сх 5, ГДЕ Сх - ПОСтОЯННаЯ КИНЕМатИЧЕСО кой цепи между столом 6 и ходовым винтом10, 5 - оборотная подача (перемещение инструмента вдоль оси заготовки за время ее одного оборота).Механизм формообразования бочкообразных зубьев настраивают на сообщение столу неравномерного вращения В 2 со средней частотой п 2 ср согласно зависимости (3) при изменении частоты по зависимости (4).Пример настройки станка.Станок зубофрезерный специальный, постоянные цепей которого:с,=610 З; сх=24, с,=05.Параметры нарезаемого цилиндрическогоколеса: модуль пс = 2,5 мм; число зубьев г = 40; ширина колеса 30 мм; зубья бочкообразные, очерчены по окружности радиусом 25 375 мм и имеют максимальное отклонениеот прямолинейной формы 0,3 мм; материал колеса - сталь 45.Режущий инструмент: червячная фреза избыстрорежущей стали диаметром д = 80 мм; число заходов а = 1.Режим резания: скорость резания ц =Передаточное отношение гитары скорос- тей Сс=Сс Сг,=б 10 Х 100=06 4 О настраивают установкой в ней сменных зубчатых колес с числом зубьев 30 и 50.Передаточное отношение гитары подачс, = сх 5 = 0,5 х 2,0 = 1 настраивают установкой в ней сменных зубчатых колес с числом зубьев у каждой 48.45 Передаточное отношение гитары обкаткинастраивают согласно формулы.1 24 45С, = 0,9 Сх-- 0,9 24 40 40 50х 0 для чего устанавливают в ней имеюц 1 иесяв наборе сменные колеса с числами зубьев 24, 40, 45 и 50.Механизм формообразования бочкообразных зубьев настраивают на сообщение у столу неравномерного вращения В 2 со средней частотой п 9 ср 1 0,1 п 1- = 0,100 40 -- 0,25 об/мин.1255318 Составител о Техред И. В Тираж 1001 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Ж - 35,Филиал ППП Патент, г.Черни и изменением частоты по зависимости 252 1Лп - .-- , - 6,75 1 О"1. Яп тг 375 п 2,540 5 Следовательно, столу от механизма формообразования сообщают нереверсивное движение с частотой и" = 0,25-1-6,75 10 1 (об,/мин.)Таким образом, все механизмы станка за время одного прохода совершают нереверсивные движения. Благодаря этому исключается влияние зазоров в передаточных звень ях на точность формообразования нарезаемых зубьев и, следовательно, повышается качество их обработки. е КорректорПодписноеного комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/Ужгород, ул. Проектна