Способ задания режимов резания при шлифовании цилиндрических зубчатых колес

(504 В 235/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТ А ВТОРСКОМУ С 8 И 2чества обработанной поверхности с учетом влияния неравномерности рас" пределения температуры и глубиныснимаемого слоя по длине пятна контактаПри пробном шлифовании определяют максимально допустимые значения глубины резания и продольной подачи по критерию отсутствия дефектов поверхностного слоя после вы полнения одного продольного хода, а затем глубину снимаемого слоя в зоне возникновения максимальной тем пературы, которую определяют на рас стоянии, равном значению продольной порачи на ход обката от передней точки пятна контакта . Полученное дине ние ьный эа Серебрян правлениении.7, Ь 9 значение глубины резания принимаютв качестве допустимого по критериюраспространения дефектов поверхностного слоя в пределах снимаемого припуска на аналогичном участке пятнаконтакта инструмента с обрабатываемым колесом, после чего назначаютрежимы резания на каждом проходе.4 ил.(57) Изобретение отно лообработке, в частно нию цилиндрических эу на станках, работающи кругами. Цель иэобрет ние производительност ра режимов резания по ится к металти к шлифовачатых колес тарельчатыми ния - повышеза счет выбо критерию каглубины сни а контакта. го ния температурыслоя по длине пя к металло- шлифованию относит стности Изобретенобработке, в с н илиндрических зубчатыхтанках, работающих тарругами,Ьчдтым изводижимовобрабовлияни ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ П 1 НТ СССР(56) Судариков А,С, и др.съемом припуска при шлифовВестник машиностроения 19с, 55-58.(54) СПОСОБ ЗАДАНИЯ РЕЖИИОВ РЕЗАНИЯПРИ ЫЛИФОВАНИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЬХ КОЛЕС изобретения - повышение и ельности за счет выбора ре еэания по критерию качеств анной поверхности с учетом неравномерности распредел1 На фиг. пока тельных положени ваемого колеса в продольной подач обката; на фиг.2 ния глубины сним пературы по длин направлении прод фиг.3 - сечениезана схема относий круга и оЬрабатыпроцессе обката и и в середине ходасхема распределе аемого слоя и теме пятна контакта в ольной подачи; на А-А на фиг.1; на1530351фиг.4 - зависимость температуры шлифования от глубины снимаемого слояв передней части пятна контакта.При шлифовании цилиндрических зубчатых колес в условиях обката, например, одним шлифовальным кругом,режущая кромка которого образует профильный угол, равный нулю, с быстрымдвижением обката и медленной продольной подачей, с определением расстояния от шлифуемой поверхности до граничной поверхности готового колесаи времени действия теплового источника, определяет максимально допустимые значения глубины резания и продольной подачи, при которых послеодного продольного хода на обработанной поверхности отсутствуют дефекты поверхностного слоя зубьев, определяют при этих значениях режимоврезания глубину снимаемого слоя нарасстоянии от передней точки пятнаконтакта, равном значению продольнойподачи на ход обката, по зависимости(1 )2 Р 1250 ОЗатем определяют допустимые значения глубины снимаемого слоя в этой 30части пятна контакта при расстоянияхот шлифуемой поверхности до граничнойповерхности готового колеса, соответствующих каждому проходу, по зависимости35доп 15 5 о . х,УегГс- - Ли устанавливают на каждом проходезначение продольной подачи на ходобката или подачи на врезание в соответствии с зависимостямиторых после одного про,ольного хода отсутствуютдефекты поверхностногослоя зубьев;длина пятна контакта внаправлении продольной подачи при глубине резанияОдиаметр шлифовапьного круга;длина общей нормали в охКвате кругами в торцовомсечении зубчатого колеса;Ь - проглубление точки круга,наиболее близкой к оси колеса, относительно плоскости, касательной к егоосновному цилиндру; дОп- допустимое значение глубины снимаемого слоя на расстоянии от передней точкипятна контакта, равномзначению продольной подачина ход обката, соответствующее данному проходу;х - расстояние от шлифуемо,поверхности до граничнойповерхности готового иэделия на данном проходе;время действия тепловогоисточника на данном проходе;а - коэффициент температуропроводности материала обрабатываемого иэделия;в - устанавливаемое (расчетное) значение продольнойподачи на ход обката наданном проходе;1 - длина пятна контакта вонаправлении продольнойподачи на данном проходе;- заданная глубина резанияна данном проходе;(1 52 Р1 чк р,глубина снимаемого слоярасстоянии от переднейточки пятна контактном значению продолдачи на ход обкатазначениях глубины ри продольной подачи а, равьной попри езанияравыхи в - соответственно глубинарезания и продольная под ца на ход обката, при коольная подаата на данно устанавливаемое (расчетное) значение подачи наврезание на данном проходе;я - заданная продча на ход обк мпроходе.Исследования процесса зубошлифоания на станках, работающих, наприер, тарельчатыми кругами, режущие ромки которых образуют профильный гол, равный нулю, показывают, что процессе резания образуется пятно онтакта круга с профилем зуба в15303516от передней точки пятна контакта, равном значению продольной подачи на ход обката; г - радиус основной окружности обрабатываемого колеса; 10 форме криволинейного треугольника,вытянутого в направлении продольнойподачи. Наиболее нагруженной является передняя часть пятна контакта, подлине равная текущему значению продольной подачи. Текущее значениепродольной подачи в процессе движений обката и продольного перемещенияколеса меняется от нуля в одном изкрайних его положений в процессе обката до максимума в другом крайнемположении и равно среднему (нормируемому) значению в середине хода обката, где радиус кривизны эвольвенты равен половине длины общей нормали в торцовом сечении,В передней части пятна контактана расстоянии от передней точки пятна контакта, равном текущему эначе Онию продольной подачи, глубина снимаемого слоя имеет максимальное значение, уменьшающееся по закону, близкому к экспоненциальному, по мере прИближения к профилирующей точке круга.Температура шлифования при прочихравных условиях прямо пропорциональнаглубине снимаемого слоя на расстоянииот передней точки пятна контакта,равном текущему значению продольной 30подачи.На фиг.1-4 приняты следующие обозначения; 1 - обрабатываемый профильзуба; 2 - шлифовальный круг; О, О,положение вертикальной плоскости,35проходящей через ось вращения кругана предыдущем ходе обката; 00 -положение указанной плоскости на данном ходе обката; Г - площадь пятнаконтакта круга с обрабатываемым про Офилем зуба при движении обката отножки к головке; Л - передняя точкапятна контакта; Пш - диаметр шлифовального круга; в - продольная подача на ход обката; 1 - длина пятна 45контакта в направлении продольной подачи при глубине резания т; Ьпротяженность пятна контакта в направлении обката при глубине резанияЬ - протяженность пятна контакта в направлении обката при глубине резания т - г ; с - ширина пятна контакта на расстоянии я от передней точки пятна контакта в направлении обката; Ь - проглубление точкикруга, наиболее близкой к оси колеса, относительно плоскости, касательной к основному цилиндру; гв - глубина снимаемого слоя на расстоянии 4 ку- половина длины общей нормали 2в охвате кругами; с - глуби на резания на данном проходе . Обработке подвергается пробное колесо иэ партии зубчатых колес или осуществляется пробный проход на некотором колесе, Настройка станка (число ходов обката в минуту, число охватываемых зубьев, длина хода обката, характеристика кругов, проглубление нижних точек кругов относительно касательной к основному цилиндру) остается неизменной при обработке пробного колеса и всей партии.При обработке пробного колеса задают постоянную глубину резания на всех обрабатываемых зубьях и продольную подачу, изменяющуюся ступенчато от минимального до максимального значения. Каждый зуб шлифуют при заданной глубине резания и одном из значений продольной подачи эа один продольный ход стола. Затем по принятой технологии пробное колесо подвергают контролю на наличие дефектов поверхностного слоя шлифуемых зубьев (например, подвергают травлению).По результатам контроля определяют максимально допустимые значения глубины резания со и продольной подачи 8 , при которых после одного продольного хода на обработанной поверхности отсутствуют дефекты поверхностного слоя.Затем для этих режимов резания определяют глубину снимаемого слояна расстоянии от передней точки5 опятна, контакта, равном значению продольной подачи на ход обката. Так как текущее значение продольной подачи на ход обката при движении колеса в процессе обката и продольной подачи равно номинальному значению только в середине хода обката, значение Св определяют для серединыохода обката, где текущий радиус кривизны эвольвенты равен значению половины длины общей нормали Ъ в охвате кругами. Затем задается допустимое значение глубины снимаемого слоя Аоона расстоянии от передней точки пятна контакта, равном значению про 1530351дольной подачи на ход обката, для расстоя ния х от шлифуемой поверхности до граничной поверхности обрабатываемого колеса соответствующего данному проходу. Значениев длядоппервого прохода в качестве первого приближения задается произвольное, но достаточно большое, например 0,1 мм. Затем рассчитывается время действия теплового источника для этого значения с и при известных значенияхдоп1 У и г (заданная глубина резания),рассчитывается значение г. , Затем1 оодо о доораност ь (с в -г) сравйивается с заданным значением разности с Если окажетсячто (э г ) ) Е ТО проводится повторный расчет, в котором значение г " принимается рав Аооным 0,95 г. э . Полученная в повторномдОП Р Ой расчете разность (с, -т) снова сравнивается с Я и при необходимости проводится новое уточнение. Итерация проводится до тех пор, пока не будет обеспечено соотношение 25(гд -г" Ао" )( Я . Последнее значениеАоо в доон доо доопринимается за г"в вДля второго и последующих проходов в качестве первого приближенияДоодля с используется окончатель- З 0ное зйачение г в, наиденное длядоопредыдущего прохода.Расстояние х от шлифуемой поверхности до граничной поверхности готового колеса определяют по эа 35 висимостигде 6 - припуск на обработку наданном зубе;суммарная подача круга на 40вреэание на данном и предыдущем проходах.При расчете температурных полей при шлифовании металлов используютзакономерности развития одномерноготемпера 1 урного поля в полуограниченном теле при нагревании его постоянным тепловым потоком2 а а. ХТ(Х ь) = -егйс2 аС50 где ц - плотность теплового потока;а - коэффициент температуропроводности обрабатываемогоматериала;Ъ - коэффициент теплопроводности;Х - расстояние от шлифуемой поверхности до точки, в которой исследуют температуру; время действия теплового источника.При Х = О, т.е. на поверхности шлифованияТ(О,ь ) э 7Таким образом,зная значение г, Лг доп е фХ, о, определяютЗначение продольной подачи на ходобката для обеспечения бездефектногоповерхностного слоя готового иэделиядля данного прохода рассчитываетсяпри условии, что глубина резаниязадана .В случае задания продольной подачие на данном проходе глубиныпроизводится в следующей последовательности. Как и в предыдущем случае,задаются произвольным, но достаточно большим значением(для первогопрохода, например, г. = 0,3), рассчитывают значение 1 и с , Затем1о иразность (г.-г) сравнивается с заданным значением 1 Если окажется(1что (г-е) ъ й, то проводится повторный расчет, в котором значениеИ (г. принимается равным 0,95 с. Полученная в повторном расчете разностьо(г-г) снова сравнивается с С ипри необходимости проводится новоеуточнение г , Итерация проводитсядо тех пор, пока не будет обеспечено соотношение (с-г )Й . Последи онее значение с принимается заРля второго и последующих проходове качестве первого приближения для1г. используется окончательное значение г, найденное для предыдущего прохода .Таким образом рассчитываются оптимальные значения продольной подачи на ход обката при известной глуСине резания для каждого прохода илиоптимальные значения глубины резаниядля каждого прохода при заданнойпродольной подаче.Указанная последовательность действий позволяет установить оптимальфные режимы резания при условии получения наивысшей производительностии бездефектного поверхностного слояграничной поверхности зубчатого колеса,формула и э о б р е т е н и я Способ задания режимов резания при шлифовании цилиндрических зубчатыхЭ 1530351 10колес с учетом величины припуска на фектов поверхностного слоя после каждом проходе и параметров пятна выполнения одного продольного хода, контакта шлифовального круга с об- затем при этих режимах определяют рабатываемым колесом, о т л и ч а ю - глубину снимаемого слоя в зоне возщ и й с я тем, что, с целью повы- никновения максимальной температуры шения производительности эа счет на расстоянии, равном значению провыбора режимов резания по критерию дольной подачи на ход обката от пекачества обработанной поверхности с редней точки пятна контакта, после учетом влияния неравномерности Рас-,0 чего с учетом заданной величины припределения температуры и глубины пуска определяют допустимое значение снимаемого слоя по длине пятна кон- глубины снимаемого слоя по критерию такта, при пробном шлифовании опре- распространения дефектов в пределах деляют максимально допустимые эначе- припуска, затем назначают режимы рения глуСины резания и продольной 15 зания на каждом проходе,подачи по критерию отсутствия де1530351 е. Составитель И.КузнецовТехред Л,Сердюкова актор С.Пека Подписное по изобретениям и открытиям пр Ж, Раушская наб., д. 1/5 Тиражго комит5, Моска КНТ С а, 101 омбинат "Патент", г.ужгород, ул.Га Производственно-иэдатель Заказ 7810/13ВНИИПИ Государстве Корректор М.Самборская