Способ обработки зубчатых изделий с пространственно модифицированными зубьями

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 691 19) 1 И) 4 В 23 Г 9/00 ИСАНИ СВИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСК 4/25-088789. Ьюл.онское патомног 42728 29.05 30.03 Волго инени(21 (22 (46 (71 объ оизводственное энергетическо томмашго машиностро им. Л.И.Брежн филиал Новоче кого институт олгодонскииго политехнич асско )и. С джони 1 кидзе)1 133348 Г 1.МахмутовМихайлов, иков и С.Ф .914. 7: 621. орское свид 6, кл. В 23. Го 5 (088.8) ство СССР /00, 1983. тел Р 1 ИЗ- ЦИти к изготовлеи ост анствен тельные попож обработке; на ия осеи изделия при иг.З - структурная я осуществления споэубчатых изделий с ема станка д ба обработки остранственн ди ицированными ледующие обойм - угловые ецессии иэдехпараметри работки зубьев ским .огибанием, На фиг.1 изобр уб ьями.На фиг.З приначения: Й 4/д няты и с 1 и и ино исходное отение инструмент орости нута носительное распол ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ ДЕЛИИ С ПРОСТРАНСТВЕННО-МОДИФИ РОВАННЫГ)И ЗУБЬЯМИ(57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к изготовлению зубчатых изделий пространственного зацепления. Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет обработки зубьев с двухпараметрическим огибани Изобретение относится к маши строению, в частноснию зубчатых иэделии р рного зацепления.Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет ем. Обработка зубчатых изделий с пространственно-модифицированными зубьями осуществляется Инструментом, одновременно охватывающим все зубья изделияПри этом изделию сообщают поворот вокруг неподвижной оси, лежащей в диаметральной плоскости перпендикулярно своей продольной оси, и прецессиональное качание по конической поверхности, вершина которой расположена в диаметральной плоскости изделий, а инструмент доворачивают вокруг своей продольной оси и перемещают возвратно-поступательно. Зубчатое изделие поворачивают вокруг оси нутации, которой сообщают вращение вокруг оси прецессии, при этом поворот изделия и вращение его оси нутации производится согла". сованно. Доворот инструмента производится до поворота изделия, причем выполняется непрерывно на величину, не превышающую суммарные накопленные угловые погрешности шагов зубьев из- д делий и инструмента, 1 з.п, ф-лы, СЬ 2 зделия; на фиг.2 - последовЙО фмакс ЙР Йе 25 и т Йт(4) Ррлсок = 27 и С,лия; м, и ы - углы нутации соответственно ва один и два полных прецессиональных качания изделия ЙМ/ /ЙС - угловая скорость непрерывного доворота инструмента вокруг своей продольной оси 3 Йу/ЙС - скорость возвратно-поступательного движения инструмента, ЙЯ/ЙС и Й/ЙТ - угловые скорости вращения верхнего и нижнего кулачков; с(и с/, - углы наклона верхнего и нижнего кулачков.Для обработки пространственно- модифицированных зубьев используют инструмент 1 внутреннего зацепления, например .зубчатый хон или зубчатый шевер, одновременно охватывающий все зубья изделия 2. В процессе обработки зубчатый инструмент 1 доводрачивают вокруг его продольной оси Й, /ЙТ на величину, обеспечивающую рабочую нагрузку, и перемещают возвратно-поступательно со скоростью Йу/Й, а обрабатываемое изделие 2 поворачивают Йм/ЙГ. вокруг оси нутации 3, которой сообщают вращение Й/Й вокруг оси прецессии 4, причем изделие 2 Остается постоянно неподвижным относительно оси 5. При этом для обеспечения равномерного припуска от формообразующих движений изделия 1 за весь период обработки должно выполняться следующее условие: где Ки К 2 - коэффициенты пропорциональности;ы, - углы нутации и прецессии изделия соответственно.Коэффициенты пропорциональности К, и К 2 определяются по следующим Формулам: где ыи а- максимальные углынутации и прецессии соответственно.Для обеспечения простоты расчетовможно записать где и - частота вращения оси прецессии; время обработки изделия 2. 35 40 45 50 55 Учитывая формулы (2), (3) и (4) и дифференцируя (1), получим выражение, при котором поворот изделия 1 и вращение его оси нутации производится согпасованно в соответствии со следующей зависимостью; Для исключения влияния неточности доворота Йу/Йг. инструмента 1 на формообразующие движения и в итоге на точность формы зубьев изделия 2 доворот инструмента 1 производится до поворота Йо/Йс изделия 2, причем выполняется непрерывно на величину, не превышающую суммарные накопленные угловые погрешности шагов зубьев изделия 2 и инструмента 1.Лнализ относительных движений изделия и инструмента показал что за счет того, что зубчатое изделие поворачивают вокруг оси нутации, которой сообщают вращение вокруг оси прецессии, обеспечиваются все движения, необходимые для обработки пространственно-модифицированных зубьев, при этом повышается производительность и точность обработки,Предлагаемый способ может быть реализован на стачке, имеющем следующую структурную схему.Зубчатый инструмент 1 (фиг. 3) внутреннего зацепления установлен посредством шпоночного соединения в инструментальном стакане, который через червячное зацепление и орган 6 настройки, например гитару сменных колес, связан с двигателем 7, Причем инструмент 1 смонтирован с возможностью возвратно-поступательного движения Йу/Й относительно инструментального стакана, который расположен на вертикальном суппорте 8 с возможностью доворота ЙУ/Й 1. Обрабатываемое иэделие 2 закрепляется на подшипниковой опоре 9 эа счет поджатия шарнира 10. Подшипниковая опора 9 установлена на верхнем торцовом кулачке 11, расположенном на нижнем торцовом кулачке 12 с возможностью поворота ЙЙ/Й, при этом поверхности кулачков 11 и 12 наклонены друг к другу под угламиЫ . Нижний кулачок 12 смонтирован на столе 13 с возможностью поворота Й 1,/Й и имеет окружной паз 14, взаимодействующий с пальцем 15(7) 5 1468 верхнего кулачка 11. Окружной паз 14 и палец 15 представляют собой привод подъема верхнего кулачка 11 относительно нижнего 12 при взаимном пово 5 роте. Окружной паз 14 имеет криволинейный профиль, представляющий собой огибающую цилиндра, образованную при движении его оси по линии, описанной уравнением 10 величина подъема верхнего кулачка 11 относительно нижнего 12;расстояние от оси шарнира 10до поверхности верхнего кулачка 11 при и=О,Ь- толщина верхнего кулачка 11 по оси инструмента 1прим =О,расстояние от оси шарнира 10до поверхности нижнего кулачка 12 по оси инструмента 1;угол перекоса оси изделия 8относительно инструмента 1. где М - угол поворота верхнего кулачка 11 относительно нижнего12, соответствующий требуемому углу перекоса ы осей изделия 8 и инструмента 1.Верхний кулачок 11 кинематически связан с нижним кулачком 12 цепью 40 поворота изделия 8 вокруг оси нутации через шпиндель 16, дифференциалы 17 и 18, гитару 19 настройки и кинематическую цепь 20. Цепь поворота изделия вокруг оси нутации содержит также датчик 21 положения, систему 22 управления и двигатель 23 переменной скорости вращения, связанный с дифференциалами 17 и 18 через коробку 24 скоростей, предназначенную для изменения направления вращения. Кроме того, верхний кулачок 11 посредством кинематической цепи 16, 17 и нижний кулачок 12 посредством кинематической цепи 20, 19, 18 через гитару 25 настройки связаны с двигателем 6 постоянной скорости вращения. Муфты 26 и 27 сцепления предназначены для включе 691 6ния и Отключения кинематических цепей при обработке пространственно- модифицированных зубьевВ процессе обработки изделия 2 зубчатому инструменту 1, установленному на шпонке в инструментальном стакане, сообщают возвратно-поступа - тельные движения Йу/Й 1, осуществляемые, например, пневмоцилиндром, и равномерный доворот ЙГдйй, выполняемый на величину, не превышаю щую суммарные накопленные угловые погрешности шагов зубьев изделия и инструмента 1, который производитсядвигателем 7 через шпонку, инструментальный стакан, червячное зацепление гитару 6 настройки и муфту26 сцепления. После чего муфта сцепления 26 отключается и включаютсямуфта 27 сцепления и двигатель 23привода поворота изделия 8 вокругоси нутации. При этом обрабатываемое изделие поворачивается й 4 Й 1вокруг оси нутации (фиг.2), а осьнутации вращается Й/Й 1 вокруг оси прецессии (фиг.2), причем поворотд 4 иЯС и вращение Йр/Й выполняютсясогласованно в соответствии с зависимостью (5).Поворот на угол у вокруг осинутации зубчатого. изделия 2 (фиг.3), установленного на подшипниковой опоре 9 и поджатого шарниром 10, производится за счет поворота верхнего кулачка 11 относительно стола 13 и противоположного поворота нижнего кулачка 12 относительно стола 13на углы Дифференцируя выражение (7), получим формулу для определения угловойскорости поворота Йу/Й кулачков11 и 12 относительно стола 13 д 7 1 йю(8)41-Противоположное переменное вращение й/с 1 кулачков 11 и 12 производится двигателем 23 переменной скорости вращения за счет системы 22 управления и датчика 2 1 положения, посредством кинематических цепей 17.16 и 24, 18, 19, 20. Сигнал от датчика 21 положения к системе 22 управления поступает в зависимости от угла поворота кулачка 11 относитель 1468691но кулачка 12, при этом система 22 управления изменяет угловую скорость поворота йу/й кулачков 11 и 12 в зависимости от угла ы перекоса осей5 изделия относительно инструмента 1, который определяется следующей зависимостью: ы = 2 с соэ у 1 О При повороте кулачка 11 относительно кулачка 12 за счет приводаподъема верхнего кулачка 11, выполненного в виде пальца 15, закрепленного на верхнем кулачке 11, взаимодействующего с окружным пазом 14,изготовленным на нижнем кулачке 12в соответствии с зависимостью (6),производится постоянное поджатиеподшипниковой опоры 9 к изделию 8Вращение Йр/Йг. оси нутации изделия 8 вокруг оси прецессии производится за счег однонаправленяогоравномерного вращения кулачков 11и 12 с равными угловыми скоростямиЙИ 1, которые выполняются от двигателя 6 постоянной скорости вращения через муфту 27 сцепления гитарунастройки, кинематические цепи 17,16 верхнего кулачка 11 и 18, 19, 20нижнего кулачка.Для обеспечения согласованногоповорота Ы/Й иэделия 2 вокруг осинутации и вращения Йр/Й оси нутации вокруг оси прецессии в соответствии с зависимостью (5) система 22управления связана с двигателем 20 25 30 35 с 1 Я йр 1 саумЙс д 1 Д.Ж55- (10)д Й 42 Таким образом, поворот Йш/Йг, зубчатого изделия 2 вокруг оси нутации 40 и вращение Й/Й его оси нутации вокруг оси прецессии происходит эа счет суммарных вращений верхнего ЙЙ/Й 1 и нижнего Й,И 1 кулачков 11 и 12, выполняемых двигателями 7, 23 и суммируемых дифференциалами 17, 18 их кинематических цепей, При этом суммарные вращения ЙЯ/Й верхнего 11 и йр/йг. нижнего 12 кулачков складываются из постоянного вращения Й/ЙС50 и переменного д/с 1 в зависимости от его направления и определяются по формулам: Доворот инструмента может производиться до поворота изделия, причем выполняется непрерывно на величину, не превышающую суммарные накопленные угловые погрешности шагов зубьев иэделия и инструмента.Вследствие того, что зубчатое иэделие поворачивают вокруг оси нутации которой сообщают вращение вокруг оси прецессии, исключается возможность противоположного доворота инструмента, возникающего от поворота изделия вокруг неподвижной оси, лежащей в диаметральной плоскости перпендикулярно своей продольной оси. При этом снижаются отклонения формы зубьев изделий и повьшается их точность. Вследствие того, что изделие поворачивают вокруг оси нутации и согласованно производят прецессиональное его качание, выполняемое в соответствии с представленной зависимостью, обеспечивается обработка зубьев с двухпараметрическим огибанием рабочих поверхностей, предназначенных для изделий, эксплуатирующихся при измеряющемся перекосе осей, Кроме того, эа счет согласованного поворота и качания изделия реализуется равномерный припуск и его съем. инструментом при обработке. В связи с этим расширяются технологические возможности способа и увеличивается производительность обработки. Так как доворот инструмента при обработке производится до поворота изделия, причем выполняется непрерывно на величину, соответствующую суммарным накопленным угловым погрешностям шагов зубьев изделия и инструмента, снижаются технологические погрешности формы зубьев, возникающие ввиду противоположного доворота инструмента в период поворота изделия вокруг оси кутации. Кроме того, повышается пРоизводительность обработки, так как исключается съем лишнего металла в повернутом состоянии изделия ввиду неравномерного доворота инструмента. Съем припуска выполняется за счет накопленных погрешностей шага, затем при повороте изделия производится модификации зубьев эа счет только формообразующих движений.Формула и э обретения1. Способ обработки зубчатых изделий с пространственно-модифициро 1468 б 91 1 О1 О ванными зубьями одновременно охватывающим все зубья изделия инструментом, исходное положение которогосоосно с изделием, ось которого совпадает с осью прецессии, притом обработку осуществляют в условиях возвратно-поступательного перемещенияи согласованных поворотов инструмен.та вокруг своей продольной оси иизделия вокруг оси нутации, расположенной в плоскости центральногопоперечного сечения зубчатого вен- .ца изделия перпендикулярно его продольной оси, о т л и ч а ю щ и й - 15с я тем, что, с целью расширениятехнологических возможностей за счетобработки зубьев с двухпараметрическим огибанием, зубчатому изделиюсообщают дополнительный поворот во О круг осеи нутации и прецессии в соотношении с зависимостьюЫ ымхкс Фс 1 Е 29 п Е ЙС где - и -- угловые скорости прес 1 С с 1 Сцессии и нутации .соответственно;мс,кс - максимальныи угол поворота изделияи - частота вращения осипрецессии;1 - время обработки зубчатого изделия,2. Способ по п. 1, о т л и - ,ч а ю щ и й с я тем, что величина дополнительного доворота не превышает допускаемые суммарные накопленные угловые погрешности щагов зубьев изделия и инструмента.14 б 8691 иг.2 Составитель И.КузнецоТехред Л,Сердюкова Корректор И.Муска Редактор Л.Веселовская аказ 1299/ 14 Тираж 831 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина, 1 О