Способ шлифования зубьев цилиндрических зубчатых изделий

(19) (11) СПУБЛ В 23 УО 6 ОС ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ О" ВСЕ 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБ 3(71.) Московский завод шлифовальнь станков(53). 621.9,04:621833(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР И 251354, кл. В 23 Р 5/Об, 1967,. (54) СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ЗУБЬЕВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к маши строению,в частности к шлифованию зтых иэделий тарельчатыми кругами. Ц изобретения " повышение производит ности и качества обработки за счет к пенсации упругих деформаций систе СПИД в каждой фазе обката В проц ;продольной:подачи и обката опреде для каждой из сторон обрабатываемыхзубьев значения составляющих сил резания Р и Р, направленных по нор)х мали к обрабатьваемой поверхности,разницу Р -Р между значениями этихсоставляющих для данной и противопо"ложной сторон, моменты начала и окончания обработки каждой из сторон соответствующих зубьев на окружности выступов зубчатого изделия и моментыобработки каждой иэ сторон зубьев внижних точках Е., В их активного проно- . филя, и в соответствии с приведенныубча" ми зависимостями перемещают каждый ель из шлифовальных кругов по нормали к ель- обрабатываемой поверхности на вели- с 2ф ом" чины Ь Ь и Атекущее значение мы которых определяют иэ условия компенессе сации упругих деформаций системы СПИДляют в каждой фазе обката. 7 ип.55 Изобретение относится к машиностроению, в частности к эубошлифованию тарельчатыми кругами,Цель изобретения - повышение про 5изводительности и точности обработкиза счет компенсации упругих деформаций системы СПИД в каждой фазе обката,На фиг. 1 представлена схема взаимного расположения кругов и зубчатого изделия в фазе однопрофильногообката, когда один круг при обкате,от головки к ножке находится вне зацепления с зубчатым изделием, а другой на том же ходе обката обрабатывает зуб в нижней точке его активного профиля 1 на фиг. 2 - то же, вфазе двухпрофильного обката, когдаоба круга находятся в зацеплении сзубчатым, изделиемф на фиг. 3 - то 20же, в фазе однопрофильного обката,когда один круг обрабатывает зуб внижней точке его активного профиля,а другой находится вне зацепленияс обрабатываемым изделием на фиг.4 - 25схема усилий, действующих на круги иизделие в процессе одного хода обката,когда один круг движется относительно зубаот головки к ножке, а дру. гой - от ножки к головке, на фиг.5 - 30схема деформации системы одного иэкругов, системы. изделия и суммарнаядеформация данных систем под действием усилий согласно фяг. 4 (направление деформаций показано в соответ" ствии с увеличением или уменьшением.,номинальной глубины резания при воз,никновении соответствующей деформации), на фиг. 6 - схема суммарнойдеформация системы одного из кругов 40и системы изделия и перемещений этого круга в направлении нормали к обрабатываемой поверхности для исправления погрешностей профиля; на фиг.7 -схема расчета расстояния от входного 45торца зубчатого венца до вертикальной плоскости, проходящей через нижние точки кругов в момент начала определения составляющих сил резания,50На чертежах приняты следующие обозначения: 1 - обрабатываемое зубчатое изделие,2 - правый шлифовальный круг 3 - левый шлифовальный круг;В, Е - нижние точки активных профилей зубьев; Р - составляющая усилил резания для правой стороны обрабатываемого зубаР- составляющая усилия резаМния для левой стороны обрабатываемого зуба,. Р, Р- алгебраическая разницамежду составляющими усилия резания,- приведенная к зоне резанияжесткость системы изделия,то же, системы кругаф4 - кривая значений составляющейусилия резания, направленной по нормали к обрабатываемой поверхности,действующей на правый круг при направлении обката для правой стороны отголовки к ножке зуба,5 - то же, составляющей, действующей на левый круг при направленииобката для левой стороны от ножкизуба к головке;6 - кривая значений разницы междусоставляющими усилий резания, действующих на изделия в процессе одногохода обката7 - кривая значений упругих деформаций системы правого круга в соответствии со схемами на фиг, 1-4,8 - кривая значений упругих деформаций изделия в соответствии со схемами на фиг. 1-4;9 - кривая суммарной деформациисистемы СПИД, приведенных к зоне резания в соответствии со схемами нафиг, 1-4;т, - припуск на данном проходе приобработке данного зуба,- отрезок времени от моментаобработки левой стороны обрабатывае.мого левым кругом зуба в нижней точке его активного профиля до моментаначала обработки правой стороны зуба на окружности выступов.,- то же, от момента начала обработки правойстороны зуба на окружности выступов колеса до моментаокончания обработки левой сторонызуба на окружности выступов;.Р- то же, от момента окончанияобработки левой стороны зуба на окружности выступов до момента обработки правой стороны зубча в нижней точке его активного профиля,/%ь - время одного хода обката;- максямальное значение упругой деформации системы изделия в течение времени ; , когда в зацеплении30 50 3 4267с колесом находится один левый круг(однопрофильное зацепление с левымкругом);- максимальное значение упру 2 5гой деформации системы правого кругав течение временио-максимальное значение упругойдеформации системы изделия в течение времени , когда в зацеплении на Оходятся оба круга (двухпрофильноезацепление)34- то же, в течение времени Гкогда в зацеплении находится одинправый круг (однопрофильное зацепление с правым кругом)( 8 + Рэ ) - максимальное суммарноезначение упругой деформации системыСПИД, приведенное к зоне резания втечение времени г 20( +4) - то же, в течение времени1 О - кривая текущих значений перемещения правого круга в течениеодного хода обката для исправления 25погрешностей профиля,- максимальное текущее значение перемещения правого круга в течение времени Т,лЬ - то же, в течение времениД. - то же, в течение времени ,Зубчатое изделие 1 обрабатываетсяшлифовальными кругами 2 и 3 в условиях обката и единичного деления спродольной подачей изделия, которое 35попеременно находится в однопрофильной и двухпрофильной фазе зацепления.На фиг. 1 изображена фаза обката,при которой правый круг 2 при направленин движения обката, соответствующем его движению относительно зубаот головки к ножке, еще не вступилв контакт с обрабатываемым зубом,а левый круг 3 при относительномдвижении от ножки к головке обрабатывает левую сторону соответствующего зуба в нижней точке В его активного профиля, На круг 3 и изделиедействуют равные по величине и противоположно направленные усилия Р,При дальнейшем движении обката вступает в резание круг 2, н обработкаосуществляется одновременно двумякругами (фиг. 2). На круг 2 действует составляющая усилия резания Ра на иэделие - разница Р -Р . ПриЮмерно в среднем положении обкатапри прочих равных условиях изделие находится в состоянии равновеси,так как Р -Р= О. Круг 3 при,относи 7 1тельном движении от ножки к головке выходит из зацепления с зубом, а круг 2 обрабатывает правую сторону соответствующего зуба в нижней точке Е его активного профиля. На круг 2 и иэделие действуют равные по величине и противоположные по направлению усилия Р . В течение одного обката на круг 2 действует переменное усилие Р, (кривая 4 на фиг, 4). а на изделие - разница усилий Р -Р (кривая 6 на фиг. 4). Для упрощения приФ нято, что нижние точки В и Е активных профилей зубьев совпадают с началом обработки профиля при относительном движении кругов 2 и 3 в процессе обката из выкружки у ножки зуба к головке с концом обработки профиля при обкате от головки к ножке.На фиг, 5 изображена схема деформаций круга 2 (кривая 7), изделия (кривая 8)и суммарная деформация системы СПИД (кривая 9), приведен- ных к зоне резания, В процессе обката от точки О, соответствующей крайнему положению изделия в процессе обката, до точки В (нижняя точка активного профиля левой стороны зуба) оба круга находятся вне зацепления с изделием, усилия и деформации отсутствуют. В точке В вступает в резание левый круг 3 при относительном движении от ножки к головкеВ точке С (фиг. 5) круг 2 при относительном движении от головки к ножке вступает в резание на окружности выступов колеса. В течение времени , изделие испытывает деформацию, мак симальо Р ное значение которой равно о, =-;"-,д,ф 1где,1 - жесткость системы изделия. В точке С происходит резкое уменьшение деформации изделия, так как жесткость системы изделия суммируется с жесткостью системы круга 2,вступив шего в контакт, с изделием. Деформация изделия в течение временит.е. когда оба круга находятся в эаР - Рцеплении, равна 3 = 3 Д-, а де 1 +) Рформация круга 2 о =, где,1,жесткость системы круга, Суммарнаядеформация системы СПИД, приведеннаяк зоне резания круга 2, в течение5 142 б 7 времени ь равна 8 + о , При дальнейшем движении обката, когда круг 3 доходит до точки Д на окружности выступов колеса, он выходит из зацепления с кольцом, круг 2 обрабатывает правую сторону зуба до точки Е, В точке Д (фиг. 5) происходит резкое увеличение деформации изделия, максимальное значение которой 84 = 10 -А. В течение времени оз деформация РРЬДсистемы СПИД, приведенная к зоне ре- . зания круга 2, в течение времени с йзменяется от значения 3+ 34 в точ Б ке Д до нуля в точке Е. Деформации на фиг. 5 изображены без учета запаздывания реакции системы на резкое изменение усилий и жесткостей соотВетствующих частей системы СПИД, 20На фиг. 6 кривая 10 изображает текущее значение перемещений круга 2 В течение одного обката для устранения искажений профиля от идеального,лсовпадающего с осью О-ь. Рассмотрим 25%сечение зуба на участкев месте возникновения максимальных деформа 3, 38 О Об э К -т означим чере 30 г 4 е т обратный знача припуска.ть: и 1 1 аа,нижнеи точки круьно касательной т- диамет проглу га отн к осно того кфициенх значева ко ен мене5 осител вномУ цилиндру эубчолеса,Ь +Ь )1 с:2 аф1 а (1-М,4 В .процессе обкат точка а занимает как у ножки. зуба т такта круга, т.е. рнет, Обработка нижн го профиля зуба с р ны о; начинается и 1 1 в точке Ь , где 1при уменьшении1 положение а, так меньше оа и конзания ножки еще й точки активноадиусом кривизри значении 1 т = тку ныне э илия езания иавленияесообраэ е алогично(т +5)Ь1 тс олько ч Обраб етению про ия перемещений круенирассчитывают но, т.е,водитс ие знач ение вр аналогатывается ого делеубчат словия где Е - кббффициент,нию коэффициента съемДалее можно записГ,+3, = 1 Ы.При условии постоянста К при небольших иния глубины резания В течение времени с так как круг2 находится вне зацепления с изделием и резания не происходит, перемещения круга рассчитываются согласно выражению,ь,= -3,Знак "-" перед 3, означает, что перемещение круга направлено в сторону уменьшения толщины снимаемого слоя металла на данном участке зуба.На фиг. 7 изображена схема, показывающая взаимное расположение изделия 1 и круга 2 в процессе продольной подачи 8 и обката 7,Круг 2 в процессе продольной подачи и обката вступает в контакт в профилем зуба в точке а на окружности выступов колеса, где радиус кривизны профиля максимален. Расстояние от вертикальной плоскости, проходящей через нижние точки кругов О-О до входной торцовой плоскости зубчатого венца А-А как известно равно текущий радиус кривизны про"филя в точке контакта, причем на окружности выступов го момента измерятьперемещать круги дляогрешностей профиляо, так как обрабататть зуба йо высоте,ка согласно изобрследующим образоме изделие 1 обрабобката и единичн142.б 711- текущее значение составляющей силы резания, направленной по нормали к обрабатываемой поверхности,к одной из сторон зуба,текущее значение составляющей силы резания, направленной по нормали к обраба 1 Отываемой поверхности к другой стороне зуба,- приведенная к збне резанияжесткость системы иэделия,- приведенная к зоне резания 2жесткость системы шлифовального круга,12, Тираж 880 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, РаушскаяПодписно тета СССР рытий наб., д. 4/5