СПОСОБ ЗУБОНАРЕЗАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЕС Российский патент 2013 года по МПК B23F5/26 

Предлагаемое изобретение относится к области обработки резанием и может быть использовано в производстве цилиндрических зубчатых колес.

Известен способ зубонарезания цилиндрических колес дисковыми резцовыми головками большого диаметра (D₀>200 мм) (см. статью Коганова И.А. и Федорова Ю.Н. «Нарезание зубьев цилиндрических зубчатых колес твердосплавными резцовыми головками» в журнале «Станки и инструменты», 1966 г., №9, с.18-20).

Сущность этого способа зубонарезания состоит в том, что нарезание зубьев цилиндрических колес осуществляют по методу z-кратного обката заготовки вдоль оси вращающегося инструмента с последовательным делением на один зуб.

Одним из существенных недостатков этого способа является неизбежность образования винтообразных боковых поверхностей зубьев нарезаемых цилиндрических колес, что наряду с другими недостатками ограничивает его технологические возможности обработкой зубчатых колес не выше 8-й степени по ГОСТ 1643-81 под последующее шевингование.

Наиболее близким по технологической сущности (прототипом) является способ зубонарезания цилиндрических колес по методу z-кратного зубопротягивания дисковыми резцовыми головками (см. статью Ю.Н.Федорова, В.Д.Артамонова, О.Л.Золотухиной «Обкатывающее зубопротягивание цилиндрических колес» в журнале СТИН, 2005 г., №5, с.24-26), реализуемый при скоростях резания значительно меньше по сравнению с процессом зубонарезания дисковыми твердосплавными резцовыми головками. Для его реализации, например, на модернизированном горизонтально-фрезерном станке заготовку устанавливают и закрепляют на оправке изделия обкатно-делительного устройства 3 (приспособления) и перемещают в свободный от резцов сектор резцовой головки.

Несмотря на такое снижение скорости резания процесс обкатывающего зубопротягивания по производительности не только не уступает, но и превосходит способ зубонарезания твердосплавными головками за счет реализации возможности значительного увеличения нагрузки на режущие кромки резцов из быстрорежущей стали.

Однако основным недостатком этого способа зубонарезания является снижение точности нарезаемых зубчатых колес вследствие образования винтообразности зубчатых поверхностей нарезаемого колеса.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности нарезаемых зубчатых колес за счет устранения винтообразности боковых поверхностей зубьев.

Поставленная задача решается тем, что в предложенном способе зубонарезания цилиндрических колес резцовую головку наклоняют под углом наклона линии зуба нарезаемого колеса (µ), определяемым по следующему соотношению:

где V_Sобк. - скорость движения подачи обката, м/мин;

V - скорость резания, м/мин;

α - угол профиля зуба производящей рейки.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показано взаимное расположение резцовой головки и обрабатываемой заготовки при использовании, например, модернизированного горизонтально-фрезерного станка и обкатно-делительного устройства, на фиг.2 - взаимное расположение осей резцовой головки и обрабатываемой заготовки.

Установка для реализации предложенного способа зубонарезания, включающая серийный фрезерный станок при оснащении его обкатно-делительным устройством 3 (см. Патент РФ RU 2280544 c1, B23F 23/00 от 27.07.2006, Бюл. №21), обеспечивающим заготовке 2 согласованные движения обката. На шпинделе станка закрепляется переходная оправка для установки резцовой головки 1, вращение которой кинематически согласовано с движениями обката заготовки 2.

Перед обработкой заготовку 2 устанавливают на полную высоту зуба в свободном от резцов секторе резцовой головки. При этом обеспечивают совпадение середины нарезаемого зубчатого венца с осевой плоскостью резцовой головки, которую затем наклоняют под углом µ, определяемым по следующему соотношению:

где µ - угол наклона линии зуба нарезаемого колеса;

V_Sобк. - скорость движения подачи обката, м/мин;

V - скорость резания, м/мин;

α - угол профиля зуба производящей рейки.

Способ зубонарезания цилиндрических колес начинают с момента врезания первого резца резцовой головки 1 в заготовку 2 при ее обкате вдоль оси инструмента, в результате чего вырезают одну впадину зубчатого венца. Затем следует деление заготовки на один зуб и цикл зубонарезания повторяют до полного формообразования зубчатого венца.

Предложенный способ зубонарезания позволяет увеличить точность нарезаемых зубчатых колес на две и более степени точности по ГОСТ 1643-81 по показателю плавности зубчатой передачи.

Способ включает обработку резцовой головкой большого диаметра по методу обката. Для повышения точности обработки за счет устранения винтообразности зубьев резцовую головку устанавливают под углом наклона линии зуба нарезаемого колеса, определяемым по приведенному соотношению в зависимости от скорости движения подачи обката, скорости резания и угла профиля зуба производящей рейки. 2 ил.

Способ зубонарезания цилиндрических колес, включающий обработку резцовой головкой большого диаметра по методу обката, отличающийся тем, что резцовую головку устанавливают под углом наклона линии зуба нарезаемого колеса (µ), определяемым по следующему соотношению:

где V_Sобк. - скорость движения подачи обката, м/мин;
V - скорость резания, м/мин;
α - угол профиля зуба производящей рейки.