Устройство для моделирования процесса накатки эвольвентного профиля

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И 1 742 О 19(23) Приоритетпо лелем изобретений и открытийОпубликовано 25.06.80. Беллетень23 Дата опубликования описания 27.06.80(72) Авторы изобретения Э,Ш, Суходрев, Л, А. Желтонога, А, А, Ластовенкои В. А, Тиманюк физико-механический институт АН Белорусской СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯПРОЦЕССА НАКАТКИ ЭВОЛЬВЕНТНОГОПРОФИЛЯ 1Изобретение 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 симто метрично его продольной осиОднако при накатке с помощью этого устройства в зацеплении участвуют как минимум три элемента; например, левая ит 5 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 известное устройство для исследования основных, общих для процессов накатки и обкатки закономерностей, создания математических 2моделей таких процессов, разработки методов расчета геометрии накатных инструментов,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для модели- рования процессов накатки эвольвентного профиля; содержащее установленное в корпусе звено, имитирующее инструмент, и звено, имитирующее заготовку, а также привод их перемещении 2 . Это устройство обеспечивает демонстрацию характера измененияразмеров детали и механику образования профилей при накатывании.Основным недостатком известного усгройства 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 смежных накатываемых (демонстрируемых) зу . бьев. Кроме того, конструкция устройства не обеспечивает необходимую точность742019 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 10 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 готовку, выполнено в виде рычага с накладкой из пластичного материала.Звено, имитирующее инструмент, может быть выполнено в виде ползуна, имеющего наклонную рабочую поверхность, контакти О рующую со звеном, имитирующим заготовку, при этом угол наклона рабочей поверхности ползуна равен углу наклона рабочей поверхности имитирующего инструмента.На фиг, 1 представлена схема устройст 35 ва; на фиг. 2 - установка датчиков на рабочей поверхности ползуна. Устройство состоит из копира 1 и жест- ко связанного с ним звена, имитирующего4 О 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 поверхности50 полэуна соответствует углу наклона рабочей поверхности имитируемой накатной рейки,Для определения усилия деформирования и его составляющих используются датчи 55 ки 13 и 14, установленные на траверсе 15, Для измерения площадки контакта между заготовкой и инструментом может быть установлен датчик 16. фУстройство работает следующим образом.Под действием силы Р ползун 9, перемещаясь вправо деформирует пластичес- кую накладку 3 элемента зубчатого колеса 2 до тех пор, пока поверхность ролика 1 2 упора 1 0 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 б 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 С( образуют полоидную пару.Во время деформации на заданную глубину и накатки эвольвентного профиля на пластической накладке вращающий момент М, возникающий под действием груза 7, через блок 5 и гибкую, закрепленную на копире нить 6 создает необходимое для деформации противодавление силе Р.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, составляющих 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 установить 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, 5Предлагаемое устройство позволяет выявить причины возникновения погрешностей, образующихся при накатке или обкатке левого и правого профилей зубьев. Для этого деформирование производят в первом О ,случае от точки А к точке Б, а во второмот Б к А , моделируя таким образом деформацию левого и правого профиля зуба. По данным строят графики изменений усилия и площадок контакта для левого и пра 15 вого профилей зубьев. Формула изобретения 201. 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 щ 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, имитирующим заготовку, роликом, контакти 19 6руюшим с копиром, закрепленным на звене,.имитирующем инструмент, и механизмомнагружения, связанным с копиром, приэтом звено, имитирующее заготовку, уста=новлено с возможностью поворота относительно оси, проходящей через центр основной окружности эвольвентного профиля кспира, а ролик установлен с возможностьюперемещения по касательной к основнойокружности 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 рычагас накладкой из пластичного материала.3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что звено, имитирующееинструмент, выполнено в виде ползуна,имеющего наклонную рабочую поверхность,контактирующую со звеном, имитирующимзаготовку, при этом угол наклона рабочей поверхности ползуна равен углу наклона рабочей поверхности имитируемого инст:=румента,Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМц 341572, кл. В 21 Н 5/02,24,05.71,2. Авторское свидетельство СССРХо 504602, кл. В 21 Н 5/00, 23,08.74аз 3359/9 ТиражЦНИИПИ Государственногоно делам изобретений13035, Москва, Ж, Рауш 6 Подписноеомитета СССРоткрытийскан наб., д, 4/5 илиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектнаи Составитель В. Ионова р Л. Народнаи ТехредЖ,Кастелевич Корректор Н. Сте