СПОСОБ ЗУБООБРАБОТКИ РЕГУЛИРУЕМЫМ КОМПЛЕКТНЫМ ДОЛБЯКОМ Российский патент 2005 года по МПК B23F5/16 

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к производству зубчатых колес зубообрабатывающим регулируемым по ширине зуба комплектным инструментом.

Известен способ зубообработки долбяком, для восстановления исходной толщины зубьев которого после переточек по передней поверхности осуществляется поворот одной части долбяка относительно другой. При обработке зубчатого колеса части долбяка предохраняются от взаимного проворота рифлениями на базовых поверхностях. По этим же рифлениям обе части долбяка базируются друг относительно друга. Такое базирование не может обеспечить высокой точности инструмента [1].

Недостатками известного способа зубодолбления являются низкая точность установки его частей, а также невозможность использования стандартных долбяков без доработки, что усложняет и удорожает изготовление инструмента и обрабатываемых колес.

Известен способ зубодолбления долбяком, состоящим из двух соосно установленных частей с возможностью их взаимного поворота на фиксированные углы, причем на каждой из частей выполнены шлицевые пазы, окружной шаг которых на каждой части выполнен постоянным и отличным от шага на другой части, а разность окружных шагов определяется по приведенной зависимости [2].

Недостатками известного способа зубодолбления являются сложная и дорогостоящая доработка стандартного инструмента с целью получения шлицевых пазов с весьма точными окружными шагами, при неточном изготовлении которых нет возможности регулировки их, отсюда низкая точность установки его частей.

Задачей изобретения является повышение стабильности параметров профилей нарезаемых зубчатых колес, повышение точности установки комплектного долбяка, увеличение стойкости и ресурса работы инструмента за счет реализации схемы раздельного резания и плавного регулирования угла взаимного поворота частей.

Поставленная задача решается предлагаемым способом обработки зубчатых колес регулируемым долбяком по методу обкатывания, воспризводящего зацепление пары зубчатых колес, при котором одному элементу, обрабатываемому колесу, сообщается вращательное движение, а другому - круглому сборному комплектному долбяку, состоящему из двух соосно установленных верхней и нижней частей с возможностью их поворота относительно друг друга на некоторый угол, а также их демонтажа и раздельной переточки, сообщаются вращательное и возвратно-поступательное движения, реализующие схему разделения срезаемых слоев, причем после каждой переточки производится взаимный поворот частей на угол α_в, определяемый по формуле:

α_в=360·ΔS_o/(π-d_o),

где ΔS_o - величина уменьшения толщины зубьев инструмента по делительному диаметру после переточки;

d_o - делительный диаметр долбяка;

причем угол α_в устанавливается по лимбу, принадлежащему штифту-фиксатору, расположенному между частями, где соосно размещены две разъемные шайбы с внутренним диаметром, равным посадочному диаметру частей, в одной из которых завальцован с возможностью поворота эксцентриковый штифт-фиксатор с лимбом, входящий в радиальный паз, выполненный в другой шайбе, при этом шайбы приклеиваются к новым неизношенным частям при совпадении осей зубьев.

Особенности предлагаемого способа обработки зубчатых колес регулируемым комплектным долбяком поясняются чертежами.

На фиг.1 показан сборный комплектный долбяк, продольный разрез; на фиг.2 - элемент А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.2; на фиг.6 - вид Д на фиг.1; на фиг.7 - кинематическая схема долбления комплектным долбяком по методу обката.

Предлагаемый способ служит для обработки зубчатых колес регулируемым долбяком по методу обкатывания, при котором воспризводится зацепление пары зубчатых колес, причем одному элементу, обрабатываемому колесу, сообщается вращательное движение, а другому - круглому сборному комплектному долбяку, сообщаются вращательное и возвратно-поступательное движения, реализующие схему разделения срезаемых слоев.

Регулируемый комплектный долбяк, реализующий способ, имеет возможность восстанавливать толщину зуба, которая уменьшается при переточках по передней поверхности и отрицательно влияет на точность и стабильность нарезаемых зубчатых колес.

Регулируемый долбяк состоит из двух соосно установленных верхней 1 и нижней 2 частей, представляющих собой стандартные дисковые долбяки, взятые, например, по ГОСТ 9323-79.

С целью быстрого демонтажа комплектного долбяка и раздельной переточки каждой части 1 и 2 между ними соосно установлены две разъемные шайбы 3 и 4 с внутренним диаметром, равным посадочному диаметру частей.

Части 1 и 2 имеют возможность плавного поворота друг относительно друга на требуемые углы.

В одну из шайб, например верхнюю 3, завальцован с возможностью поворота эксцентриковый штифт-фиксатор 5 (см. фиг.2), который имеет три ступени: верхнюю 6, среднюю 7, служащую в качестве лимба для отсчета величины угла поворота частей 1 и 2 друг относительно друга, и нижнюю 8, эксцентрично расположенную с эксцентриситетом е относительно верхней ступени 6. В средней части 7 имеется фаска 9, в которой располагается развальцованный металл шайбы 3, не позволяющий выпадать штифту-фиксатору 5 из шайбы 3 и фиксировать его.

Величина эксцентриситета е определяется максимальной суммарной величиной ∑ΔS_o уменьшения толщины зубьев инструмента по делительному диаметру после полного износа и всех переточек частей 1 и 2.

Нижняя часть 8 штифта-фиксатора входит в радиальный паз 10, выполненный в нижней шайбе 4. Величина длины паза 10 определяется удвоенной величиной эксцентриситета е и размерами нижней части 8 штифта-фиксатора.

Шайбы 3 и 4 приклеиваются к новым неизношенным частям при совпадении осей O₁ и O₂ зубьев вне станка на оправке (например, шпиндельная цилиндрическая оправка ГОСТ 19667-74), наружный диаметр которой равен посадочному диаметру долбяков. Чтобы исключить случайное приклеивание долбяков 1 и 2 и шайб 3 и 4 к поверхности оправки, ее предварительно смазывают машинным маслом. При установке на оправке штифт 5 шайбы 3 своей нижней частью 8 должен войти в паз 10 шайбы 4, после чего весь комплект предварительно стягивается гайкой оправки (не показано). Прежде чем произойдет схватывание склеиваемых поверхностей, необходимо с помощью индикатора, закрепленного в индикаторной магнитной стойке, добиться требуемого взаимного положения осей O₁ и O₂ зубьев долбяков комплекта, установив оправку в центра, а затем осуществить окончательный поджим комплекта гайкой и дать возможность высохнуть клею. Для лучшего склеивания в шайбах 3 и 4 на стороне, прилегающей к долбякам 1 и 2, выполнены глухие канавки 11, в которые затекает клей и, затвердевая образует шипы. После того как клей подсох, части комплекта снимают с оправки и устанавливают на посадочной шейке штосселя 12 зубодолбежного станка и закрепляют винтом 13. В качестве клея может использоваться эпоксидная смола, клей УП-5-207, клеи полиуретанового класса и др.

После каждой переточки производится взаимный поворот частей с шайбами на угол α_в, определяемый по формуле:

α_в=360·ΔS_o/(π-d_o),

где ΔS_o - величина уменьшения толщины зубьев инструмента по делительному диаметру после переточки;

d_o - делительный диаметр долбяка.

Угол α_в устанавливается путем поворота лимба 7, принадлежащего штифту-фиксатору 5, и отсчитывается по отметке 14 и шкале 15.

Таким образом, работающий по предлагаемому способу регулируемый комплектный долбяк состоит из двух частей 1 и 2, разделенных шайбами 3 и 4. Зубья каждой из частей 1 и 2 имеют одну рабочую сторону профиля - противоположная сторона профиля зубьев может быть нерабочей. Это позволяет придать боковой режущей кромке зубьев каждой из частей задние углы требуемой величины независимо от геометрических параметров режущей кромки противоположной стороны профиля зубьев.

При работе новым комплектным долбяком части 1 и 2 устанавливаются на штосселе 12 зубодолбежного станка без смещения относительно друг друга, отметка 14 против “0” шкалы 15. После переточки долбяка части 1 и 2 устанавливаются со смещением на угол α_в, чем обеспечивается компенсация изменения ширины зубьев долбяка после переточки. По мере переточек лимб плавно поворачивают на определенный угол α_в и части 1 и 2 будут разводиться в противоположные стороны соответственно углу α_в, при этом после каждой регулировки лимб фиксируется чеканкой.

Регулируемый комплектный долбяк выполнен из двух частей, каждая из которых является стандартным долбяком, величины геометрических параметров которых у боковых режущих кромок далеки от рациональных значений (по условиям резания), стойкость и ресурс такого инструмента будут увеличены.

Это достигается следующим. Разделение срезаемого припуска между зубьями разных частей уменьшает количество встречающихся потоков стружки, а это существенно увеличивает стойкость инструмента. Компенсация ширины зубьев долбяка по мере переточек осуществляется путем взаимного поворота его частей друг относительно друга на определенный угол. После затупления долбяка части 1 и 2 можно поменять местами. При этом поворот их друг относительно друга направлен в противоположную сторону и до переточки долбяка можно работать неизношенными противоположными сторонами зубьев. У комплектного долбяка части 1 и 2 базируются друг относительно друга по торцу - это повышает точность базирования по сравнению с базированием по рифлениям. Плавное регулирование угла поворота частей друг относительно друга позволяет экономно расходовать ресурс выработки комплектного долбяка по сравнению со ступенчатым регулированием, при этом повышается точность инструмента.

Использование в качестве нижней и верхней частей частично отработанных и переточенных с разной степенью изношенности долбяков также свидетельствует об экономической эффективности предлагаемого способа зубообработки регулируемым комплектным долбяком.

Пример. На зубодолбежном станке 5122 нарезали комплектным регулируемым долбяком прямозубое зубчатое колесо модуля m=4 мм с числом зубьев z=45 и шириной венца b=35 мм. Обработка комплектным долбяком - окончательная. Параметр шероховатости поверхности Ra=2 мкм. Материал заготовки - сталь 20Х твердостью НВ 170.

Долбяки в комплекте прямозубые из быстрорежущей стали Р6 М5. Угол заточки по передней поверхности зубьев верхнего и нижнего долбяков γ_з=5°. Круговая подача (подача обката) s=0,2 мм/дв.ход. Радиальная подача (подача при врезании) s_paд=0,036 мм/дв.ход. Число двойных ходов k=400 дв.ход/мин. Скорость резания v=34,4 м/мин (0,57 м/с). Основное время, затрачиваемое на обработку Т_о=7,2 мин, что в два раза быстрее, чем при зубодолблении в два прохода черновым и чистовым долбяками. Технический ресурс комплектного долбяка, определяемый отношением полной стойкости к основному времени [3], повысился в 1,4...1,45 раза.

Предлагаемый способ зубообработки регулируемым комплектным долбяком может быть использован на зубодолбежных станках, серийно выпускаемых промышленностью, для зубообработки одновенцовых 16 и особенно многовенцовых зубчатых колес с применением универсальных с ручным зажимом 17, так и специальных с автоматизированным закреплением приспособлений. Применение регулируемого комплектного долбяка позволяет повысить экономическую эффективность, точность и стабильность параметров нарезаемых зубьев. Комплект шайб со штифтом-фиксатором многократно используется после исчерпания ресурса работы очередных верхней и нижней частей комплектного долбяка.

Источники информации

1. Лашнев С.И. и др. Расчет и конструирование металлорежущих инструментов с применением ЭВМ. М.: Машиностроение, 1975. С.139.

2. А.с. СССР 1039657, МКИ В 23 F 21/10. Долбяк. С.П.Радзевич. 3408079, 16.03.82; 07.09.83. Бюл. №33 - прототип.

3. Тарапанов А.С., Харламов Г.А. Управление процессом зубодолбления. - М.: Машиностроение, 1999. - С.120-125.

Изобретение относится к области технологии машиностроения, производству зубчатых колес. Способ осуществляют по методу обкатывания, воспроизводящему зацепление пары зубчатых колес, при котором одному элементу, обрабатываемому колесу, сообщают вращательное движение, а другому - круглому сборному комплектному долбяку, состоящему из двух соосно установленных верхней и нижней частей с возможностью их поворота относительно друг друга на некоторый угол, демонтажа и раздельной переточки, сообщают вращательное и возвратно-поступательное движения, реализующие схему разделения срезаемых слоев. Для повышения стабильности параметров нарезаемых зубчатых колес после каждой переточки производят взаимный поворот частей на угол α_в, определяемый по приведенной формуле. При этом угол α_В устанавливают по лимбу, принадлежащему эксцентриковому штифту-фиксатору, расположенному между упомянутыми частями, где соосно размещены две разъемные шайбы с внутренним диаметром, равным посадочному диаметру частей, в одной из которых завальцован с возможностью поворота упомянутый эксцентриковый штифт-фиксатор с лимбом, входящий в радиальный паз, выполненный в другой шайбе. При этом шайбы приклеивают к новым неизношенным частям при совпадении осей зубьев. 7 ил.

Способ обработки зубчатых колес регулируемым долбяком по методу обкатывания, воспроизводящему зацепление пары зубчатых колес, при котором одному элементу - обрабатываемому колесу сообщают вращательное движение, а другому - круглому сборному комплектному долбяку, состоящему из двух соосно установленных верхней и нижней частей с возможностью их поворота относительно друг друга на некоторый угол, демонтажа и раздельной переточки, сообщают вращательное и возвратно-поступательное движения, реализующие схему разделения срезаемых слоев, отличающийся тем, что после каждой переточки производят взаимный поворот частей на угол α_в, определяемый по формуле

α_в=360·ΔS₀/(π·d₀),

где ΔS₀ - величина уменьшения толщины зубьев инструмента по делительному диаметру после переточки;

d₀ - делительный диаметр долбяка;

причем угол устанавливают по лимбу, принадлежащему эксцентриковому штифту-фиксатору, расположенному между упомянутыми частями, где соосно размещены две разъемные шайбы с внутренним диаметром, равным посадочному диаметру частей, в одной из которых завальцован с возможностью поворота упомянутый эксцентриковый штифт-фиксатор с лимбом, входящий в радиальный паз, выполненный в другой шайбе, при этом шайбы приклеивают к новым неизношенным частям при совпадении осей зубьев.