Способ фрезерования врезных зубьев колеса

(21) 4814756/ 8, радиусом вершин меньше радиуса дна впа- (22) 05.01.90 . дин колеса за концами зубьев, и последова- (46) 30.05.93. Бюл. М 20 . тельно производят обработку одноименных .(71) Производственное объединение "Элек- . профилей. На концах зубьев по длине оттростальтяжмаш" ключают осевую подачу, сообщают колесу (72) Б.И.Яшин,Л.И.Яшина, Е.Б.Яшина . дополнительный поворот, внедряя фрезу в (73) Производственноеобьединение "Элек-тело зуба на 0,040,05 мм на расстоянии тростальтяжмаш" 610 оборотов колеса, затем колесо разво- -. (56) Производствозубчатых колес. Справоч- рачивают в обратном направлении до конник/Под ред. Б,АТайца. М.: Машинострое- такта фрезы с другими одноименными ние, 1975, с.75. профилями и сообщают в этом же направлеСпособ фрезерования врезных зубьев. нии поворотна 0,040,05 мм на протяжении колеса. М.: ПО "Электростальтяжмаш", - 6 10 оборотов колеса, сообщают колесудо;ворот в противоположном направлении на (54) СПОСОБ ФРЕЗЕРОВАНИЯ ВРЕЗНЫХ 0,030,04 мм, включают осевую подачу в ЗУБЬЕВ КОЛЕСА, противоположном направлении и произво- (57) Применение: изобретение относится к дят обработку одноименных профилей, пообласти обработкиметалловрезанием, вча- вторяют. на концах зубьев довороты.стности к способам фрезерования закален- . Аналогичные переходы повторяют до сняных врезных зубьев зубчатых колес тия чернового припуска. Абразивную чер- а Сущность изобретения: фрезерование врез. вячную фрезу выводят из впадин колеса, (р ных зубьев колеса осуществляется червяч-. перемещаютее вдоль оси на величину, кратной фрезой в условиях обката и осевой нуюееосевомушагу, вводятво впадины ее подачи одного иэ элементов, При этом ис- . мелкозернистую часть и осуществляют чиспольэуют абразивную червячную фрезу стовую обработку аналогично черновой, поыеей . абразивными зернами, плавно уменьшаю- . сле чего фрезу выводят иэ впадин колеса и 0щимися от одного конца фрезы к другому, иосуществляют правку ее витков. 2 з. и. ф-лы, О Изобретение относится к области обра-. - . Цель из ботки металлов резанием, вчастности кспо- ва и произв собам фрезерования закаленных врезных Счет уменьш зубьев зубчатых колес, .изготовлейных из 1, с обрабатыв твердых материалов, склонных.к снижению щения черн механической прочности при местных на- Благода гревах (прижогах) поверхности в процессе: уменьшаетс резания.рабатываемчерновая и ч обретения - повышение качестодительности фрезерования за ения площади контакта фрезы аемой поверхностью и совмеовой и чистовой обработки. ря такому выполнению способа я площадь контакта фрезы с обой поверхностью, совмещается истовая обработка, что позво 1819195лит повысить качество и производительность обработки врезных зубьев колес, изготовленных из твердых материалов, Сохраняется прочность и твердость закаленных зубьев(исключаются прижоги и т.п.), что повышает долговечность обрабатываемых колес, В процессе правки червячной фрезы используют профильный шлифовальный круг с непрерывным контролем его износа и смещением вдоль оси вращения на величину износа, что позволяет исключить необходимость применения крупных алмазов и многопроходной правки абразивной червячной Фреэы,Кроме того, колесу в процессе продольной подачи сообщают связанный с перемещением подачи дополнительный доворот, Это позволяет расширить технологические возможности способа за счет обеспечения продольной модификации врезных зубьев,На фиг.1 изображена червячная фреэа, находящаяся в станочном зацеплении с врезными зубьями колеса; на фиг,2 - вид А на фиг.1; на фиг,З - путь одной из точек, лежащих на делительном цилиндре обрабатываемого колеса, проходимый в течение одного цикла обработки по заявляемому способу; на фиг,4 - форма концов зубьев, получающаяся при обработке заявляемым способом (размеры лунок увеличены); на фиг.5 - шлифовальный круг дпя правки абразивных витков червячной фрезы и устройство для его правки; на фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.5,Способ фреэеровачия врезных зубьев колеса осуществляют вращающейся червячной фрезой 1 в условиях обката с врезными зубьями колеса 2, вращающегося вокруг своей оси, Колесо 2 и червячная фреза 1 кинематически связаны между собой и совершают относительно движение подачи. Зубья 3 червячной фрезы 1 имеют сплошные винтовые. профильные поверхности Б и В, причем радиус В вершин ее зубьев меньше радиуса г впадин на концах зубьев 4 колеса 2, т.е. диаметр фрезы 1 меньше диаметра окружности С закругления дна впадин врезных зубьев 4 колеса 2 у их концов, образованных при предшествующей обработке. Режущая часть червячной фрезы 1 выполнена иэ абразивного материала, имеющего зернистость, плавно уменьшающуюся от крупной к мелкой по мере перехода от черновых к чистовым виткам. Червячная фреза 1 и колесо 2 находятся .в станочном зацеплении на протяжении всей обработки, Червячная фреза 1 вращается по стрелке Р, а колесо 2 - по стрелке К, т.е. осуществляется движение обкатки, Обработка включает следующие переходы. Вращающуюся червячную фрезу 1 в начальном сечении й колеса 2 вводят по стрелке М во впадины врезных зубьев колеса 2 до контакта наружной поверхности фрезы 1 с дном впадины колеса 5 2, а затем отводят на 0,04-0,08 мм. При этомпрофильные винтовые поверхности витков Б и В червячной фреэы 1 с боковыми поверхностями Г и Е зубьев и дном впадины колеса 2 не контактируют, Линейную скорость 10 червячной фрезы 1 на наружном диаметревыбирают равной 240-600 м/мин.Затем вращающемуся по стрелке К ко-лесу 2 от руки сообщают медленный дополнительный к вращению но стрелке К 15 поворот по стрелке Р. В результате этогоповорота витки червячной фрезы 1 профильными винтовыми поверхностями Б врезаются на 0,04 - 0,05 мм в боковые гговерхности Г врезных зубьев (отсчет по лимбу) колеса 2, 20 Вращаясь в движении обкатки колесо 2 совершает требуемое число оборотов (устанавливается на практике). При этом червячная фреза 1 на всех зубьях колеса 2 вырезает в сечении й лунки 5 на боковых 25 поверхностях Е. Колесу 2 сообщают поворотпо стрелке О, отводя боковые поверхности Г зубьев на 0,03-0,04 мм от профильных винтовых поверхностей Б червячной фрезы.1. В этом положении контакта междучервяч ной фрезой 1 и колесом 2 нет, После этогочервячной фрезе 1 сообщают продольную подачу в направлении Я 1-5 мм/об, При этом движении контакт между фрезой 1 и колесом 2 восстанавливается, так как вели-, З 5 чина поворота колеса 2 по стрелке О меньшеврезания по стрелке Р. Профильные винтовые поверхности Б фрезы 1 снимают припуск 0,01-0,02 мм на проход на всем протяжении боковых поверхностей Г врез ных зубьев колеса 2 до сечения Т. В сеченииТ продольную подачу автоматически прекращают. Колесу 2 автоматически сообщают поворот по стрелке Р. Те же профильные винтовые поверхности Б червячной фрезы 1 45 врезаются на 0,04-0,05 мм в боковые поверхности Г зубьев колеса 2, Колесо 2 автоматически совершает при выключенной подаче 6-10 полных оборотов, формируя лунку 5 на боковых поверхностях зубьев те перь уже в сечении Т. Благодаря тому, чтопо проФилю Г на концах зубьев сформированы лунки, площадь контакта абразивной режущей части червячной фрезы 1 при последующем проходе при обработке профи лей Г зубьев между лунками 5 (междусечениями й и Т остается постоянной. Сечения й и Т являются концами зубьев, Между сечениями й и Т - рабочая часть зуба.Постоянно усилие резания и деформации колеса 2 и инструмента, что обеспечивает, 1819195высокую точность профиля и продольной.формы зубьев. При этом улучшается и интенсивность резания, так как обеспечивается выход червячной фрезы 1 в лунки 5.Колесу 2 автоматически сообщают поворотпо стрелке О. При этом профильные винтовые поверхности Б фрезы 1 отходят от боковых поверхностей Г зубьев, а профильныевинтовые поверхности В фрезы 1 врезаютсяв боковые поверхности Е зубьев на 0,040,05 мм. Колесо 2 совершает при выключенной подаче 6-10 оборотов, формируютсялунки 5 глубиной 0,04-0,05 мм на боковыхповерхностях Е зубьев в сечении Т. Затемколесо 2 поворачивают по стрелке Р и отводят на 0,03 - 0,04 мм боковые поверхности Езубьев от профильных винтовых поверхностей В фреэы 1.Червячной фрезе 1 сообщают продольную подачу по стрелке У. Профильные винтовые поверхности В фрезы 1 сновавступают в контакт с боковыми поверхностями Е зубьев, так как поворот по стрелкеР меньше, чем по стрелке О. Фреза снимаетприпуск 0,01-0,02 мм с боковых поверхностей зубьев на всем протяжении до сеченияй. Для избежания врезания при реверсировании подачи, а также для получения лунокзаданной глубины, при наладке станка производят выравнивание люфтов в цепях привода колеса 2.В сечении Й продольную подачу пострелке У прекращают. Колесу 2 автоматически сообщают поворот по стрелке О.Профильные винтовые поверхности В фрезы 1 на 0,04 - 0,05 мм врезаются в боковыеповерхности Е зубьев. Колесо 2 при этомсовершает 6-10 оборотов. Колесу 2 сообщают поворот по стрелке Р, но на 0,01-0,02 ммбольший, чем в первый раз.Далее описанные переходы повторяютстолько раз, сколько требуется до полногоснятия заданного припуска. Все движенияавтоматизированы.После снятия заданного припуска вращающуюся фрезу 1 выводят из впадин зубьев вращающегося колеса 2 по стрелке Ж,Фрезе 1 сообщают перемещение по стрелке Ф на величину, кратную осевому шагувинтовой ее линии, чтобы ввести в резаниечистовые мелкозернистьее витки. Фрезу 1по стрелке М снова вводят в резание и выполняютдва или несколько циклов чистовойобработки для получения заданной шероховатости и точности, аналогичных черновымциклам,Шероховатость обработанной поверхности зависит от величины зерна абразивачистовой части червячной фрезы 1 и можетйцте получена е пределах 1,25-0,16 йа.алмазного щупа 9, контактирующего с рабочей поверхностью шлифовального круга 6. При износе правящего шлифовального круга 6 более 0,003 - 0,005 мм и прекращении контакта с алмазным щупом 9, круг 6 автоI 55матически перемещают вдоль его оси вра. щения, восстанавливая контакт с алмазным щупом 9 - компенсируют износ. Компенсация износа правящего шлифовального круга 6 производится непрерывно в течение правПеремещения фрезы 1 по стрелке Ф могут применяться и при черновых проходахдля введения в резание свежих участковвитков фрезы 1 главным образом при сре 5 зании больших припусков),Для продольной модификации боковыхповерхностей врезных зубьев колеса 2 ейпри продольной подаче сообщают дополнительные к описанным выше медленные и"0 связанные с движением Я повороты.Для модификации боковых поверхностей Г поворот вначале по стрелке О, а затем- по стрелке Р. Для модификации боковыхповерхностей Е колесу сообщают дополни"5 тельные и связанные с движением У повороты вначале по стрелке Р, а затем пострелке О,В процессе фрезерования осуществляют периодическую правку витков абразив 20 ной режущей части червячной фрезы 1 повинтовым поверхностям Б и В и наружномуцилиндру профильным шлифовальным кругом 6 с непрерывными контролем и компенсацией его износа и смещением его вдольоси по стрелке Ш. В результате правки затупившиеся абразивные зерна удаляются свинтовых поверхностей Б и В фрезы 1, аточность винтовых поверхностей, наоушившаяся вследствие износа поверхностей,восстанавливается.Для образования необходимого профиля правящего шлифовального круга 6, формирующего как исходный, так имодифицированный профиль абразивной35 режущей части червячной фрезы 1, периодическую правку шлифовального круга 6 производят алмазами 7, Траектория движенияалмазов 7 устанавливается сменными шаблонами 8 из листового материала. Профиль40 сменных шаблонов 8 соответствует исходному контуру червячной фрезы 1, если неприменяется модификация и модифицированному - если применяется профильнаямодификация, Для поддержания точности45 винтовой линии абразивной режущей частичервячной фреэы 1 правку ее винтовых поверхностей производят сначала по правым,а затем по левым винтовым поверхностям,Полокение шлифовального круга 6 вдоль50 его оси вращения фиксируют с помощьюки абразивной режущей части червячной фрезы 1,Пример конкретного выполнения.Способ был опробован в частности для обработки вал-шестерни гп = 6 мм, г = 20,/3= =9 22; радиус закругления впадин г = 62 мм, ширина зубчатого венца Ь = 120 мм, степень точности 7 В. материал - сталь 2 ОХНЗА, термообработка. - цементация на глубину 0,8-1,2 мм с последующей закалкой и отпуском, Твердость зубьев 55 - 62 НВСэ.Режущая часть червячной фрезы выполнена из электрокорунда белого 25 А. Черновая ее часть - из зерна 25, чистовая - 8 с плавным переходом между ними из с 1 еси зерна 1 б и зерна 10. Радиус фразы В =. 56 мм, Режимы фрезерования следующие: частота вращения и = 1400 1/мин. Скорость резания 500 м/мин. Подача черновая и чистовая - 3,0 мм/об. Глубина срезэемого за проход слоя - 0,015 мм. Глубина лунки 0,05 мм. Шлифовальный круг для правки червячной фрезы из карбида кремния 63 С, зерно 40"25,Фо р мул а изобретения 1. Способ фрезерования врезных зубьев колеса червячной фрезой в условияк обката и осевой подачи одного из элементов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества и производигельности за счет уменьшения площади контакта фрезы с обрабатываемой поверхностью и совмещения черновой и чистовой обработки, используют абразивную фрезу с плавно уменьшающейся по виткам зернистостью и радиусом вершин зубьев меньше радиуса дна впадин колеса за концами зубьев, последовательно производят обработку одноименных профилей зубьев, при этом на концах зубьев пс длине отключают осевую подачу, сообщают колесу дополнительный доворот, внедряя фрезу в тело зуба на 0,04- 0,05 мм на протяжении 6-10 оборотов коле са, затем колесо разворачивают в обратномнаправлении до контакта фрезы с другими одноименными профилями и сообщают в этом же направлении доворот на 0,04.0,05 мм на протяжении 6-10 оборотов колеса, 10 колесу сообщают доворот в противоположном направлении на 0,03-0,04 мм, включают осевую подачу в противоположном направлении и производятобработкуследующего профиля, повторяют на концах зубь ев довороты до снятия чернового припуска,затем абразивную червячную фрезу выводят из впадин колеса, перемещают ее вдоль оси на величину, кратную ее осевому шагу, вводят во впадины ее мелкозернистую часть 20 и осуществляют чистовую обработку аналогично черновой, после чего фрезу выводят иэ впадин колес и осуществляют правку ее витков.2. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я 25 тем, что, с целью снижения себестоимостипроцесса за счет исключения применения крупных алмазов и многопроходной правки абразивной червячной фрезы, в процессе правки используют профильный шлифо вальный круг с непрерывным контролем егоизноса, по результатам которого производят его смещение вдоль оси вращения на величину износа.3. Способ по п.1, отл и ча ющи йс я: 35 тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет получения продольной модификации зубьев, колесу сообщают продольную подачу и согласованный с ней дополнительный доворот.1819195 КНТ ССС Гагарина,Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго РедакторЗаказ 1947ВНИИП оставитель Б.Яшинехред М,Моргентал Корректор Л.Пилипенко Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5