ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС Российский патент 1997 года по МПК B23F19/06 

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано для чистовой обработки зубчатых колес, в частности крупномодульных.

При обработке зубьев крупномодульных зубчатых колес возникает необходимость удаления значительного слоя металла, поэтому технологические процессы изготовления таких деталей содержат большее число операций зубообработки, чем для мелко- и среднемодульных колес. В ходе выполнения предварительных операций на зубчатом венце накапливаются значительные по величине погрешности размеров, формы и расположения зубьев. По этим причинам для чистовой обработки венца устанавливаются увеличенные припуски и для снижения трудоемкости отделки зубчатых колес необходимо применение инструментов повышенной производительности.

Известны инструменты для обработки зубчатых колес: дисковый шевер и головка с независимым приводом режущих элементов (Бушуев В.В. и Налетов С.П. Тяжелые зубообрабатывающие станки. М. Машиностроение, 1976, с. 226-227, 302; Моисеенко О. И. и др. Головка для нарезания зубчатых колес; Авт.св. 346043, кл. В 23 F 21/16, 28.07.72).

Дисковые шеверы (Бушуев В.В. и Налетов С.П. Тяжелые зубообрабатывающие станки. М. Машиностроение, 1976, с. 226-227, 302) обеспечивают высокую точность и низкую шероховатость обработки зубчатых колес. Однако, вследствие незначительного съема металла за каждый ход инструмента шевингование крупномодульных зубчатых колес имеет большую трудоемкость. Кроме того, шевингование таких зубчатых колес проводится, как правило, по однопрофильной схеме (последовательная обработка левых и правых профилей), что также снижает производительность операции.

Существенным недостатком дисковых шеверов является невозможность изменения скорости резания независимо от скорости обкатки детали и инструмента. При шевинговании крупномодульных зубчатых колес, имеющих большую массу, скорости вращения детали имеют небольшие значения, поэтому соответственно малы и скорости резания, что отрицательно сказывается на производительности операции. Указанные недостатки дисковых шеверов устраняются в предлагаемой конструкции инструмента.

В качестве прототипа выбрана наиболее близкая по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому инструменту головка для нарезания зубчатых колес (авт. св. N 346043, кл. В 23 F 21/16, 28.07.72). Головка состоит из корпуса, с установленными по винтовой линии режущими элементами в виде пальцевых фрез, и системы зубчатых передач для передачи движения к режущим элементам. При нарезании зубчатого колеса корпус инструмента приводится в согласованное с деталью вращение, а режущие элементы имеют независимый от корпуса привод. Преимуществом данной головки является возможность независимого установления скорости резания, что позволяет достигать оптимальной производительности операции в соответствии с конкретными условиями обработки. Однако инструмент, выбранный в качестве прототипа, имеет существенный недостаток.

По принципу работы и схеме формообразования профилей зубьев он не отличается от обычной червячной фрезы. По этим причинам данный инструмент не может обеспечить уровня показателей точности и шероховатости, достигаемых при шевинговании зубчатых колес. Этот недостаток устраняется в предлагаемой конструкции инструмента.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый инструмент отличается тем, что режущие элементы с эвольвентным профилем расположены по окружности в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения инструмента, образующей угол скрещивания с осью вращения обрабатываемого зубчатого колеса.

Целью изобретения является повышение производительности и расширение технологических возможностей чистовой обработки зубчатых колес путем интенсификации процесса резания.

Цель достигается тем, что инструмент выполнен из корпуса и режущих элементов с эвольвентным профилем, расположенных по окружности в плоскости, перпендикулярной оси вращения инструмента, которая образует с осью вращения обрабатываемого зубчатого колеса угол скрещивания.

На чертеже изображена схема предлагаемого инструмента.

Инструмент содержит корпус 1, в котором в плоскости, перпендикулярной оси его вращения 2, по окружности установлены режущие элементы 3 эвольвентного профиля. Для приведения во вращение режущих элементов 3 применены зубчатые передачи 4. Ось вращения 2 корпуса инструмента 1 наклонена относительно оси вращения 5 обрабатываемого зубчатого колеса 6 на угол скрещивания Φ.

Предложенный инструмент работает следующим образом.

Корпус инструмента 1 через кинематическую цепь обката деления станка, например зубофрезерного, приводится в согласованное вращение с обрабатываемым зубчатым колесом 6. Для осуществления процесса резания вращательное движение от независимого привода через зубчатые пары 4 передается режущим элементом 3. В процессе обработки корпус 1 режущего инструмента со скоростью подачи S перемещается вдоль оси 5 колеса 6, чем обеспечивается удаление припуска вдоль длины зубьев. Наличие угла скрещивания v между осями 2 и 5 корпуса инструмента 1 и обрабатываемого зубчатого колеса 6 создает дополнительно продольное скольжение профилей режущих элементов 3 по боковым поверхностям зубьев детали, осуществляемое при шевинговании зубчатых колес.

Предлагаемый инструмент позволяет с высокой производительностью и точностью проводить чистовую обработку зубчатых колес, например крупномодульных. Повышение производительности изготовления обеспечивается за счет установления оптимальной скорости резания и одновременной обработки обоих профилей зубьев. Высокая точность обработки достигается путем создания условий осуществления процесса шевингования, т. е. продольного скольжения режущих кромок инструмента вдоль зубьев детали при определенном угле скрещивании их осей. Кроме того, данный инструмент позволяет существенно снизить трудоемкость обработки деталей, так как применение комплекта многолезвийных режущих элементов с независимым приводом обеспечивает возможность значительного увеличения глубины резания за каждый проход инструмента и, тем самым, исключения операции чистового зубофрезерования. Совмещение операций чистового зубофрезерования и шевингования при одной установке обрабатываемого зубчатого колеса позволяет устранить погрешности, связанные с перебазированием детали, и повысить общую точность обработки зубчатого венца. Данный инструмент может быть использован для чистовой обработки зубчатых колес, например крупномодульных, с использованием зубофрезерных станков.

Изобретение может быть использовано для чистовой обработки зубчатых колес, например крупномодульных. Сущность изобретения: инструмент содержит корпус 1, в котором в плоскости, перпендикулярной оси вращения 2, по окружности установлены режущие элементы 3 с эвольвентным профилем. Для приведения во вращение режущих элементов 3 использованы зубчатые передачи 4. Ось вращения 2 корпуса инструмента 1 образует с осью вращения 5 обрабатываемого зубчатого колеса угол скрещивания Φ. 1 ил.

Инструмент для чистовой обработки зубчатых колес, выполненный в виде инструментальной головки, ось вращения корпуса которой предназначена для кинематической связи с приводом вращения шпинделя станка, а режущие элементы установлены с возможностью вращения вокруг своих осей от независимого привода, причем оси вращения режущих элементов размещены перпендикулярно оси вращения корпуса, отличающийся тем, что режущие элементы выполнены в виде пальцевых фрез с эвольвентным профилем, а ось вращения корпуса инструментальной головки предназначена для размещения под углом скрещивания с осью центров станка, предназначенной для ориентации средств установки и закрепления обрабатываемого зубчатого колеса.