Способ чистовой зубообработки цилиндрических зубчатых колес Российский патент 2017 года по МПК B23F19/06 

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

Известен способ зубообработки цилиндрических зубчатых колес резцовой головкой (см. патент РФ 2445195 МПК⁸ B23F 21/12), состоящей из двух полуголовок, в радиально расположенных пазах которых в двух плоскостях на расстоянии длины общей нормали установлены резцы в одной полуголовке с монотонно возрастающим шагом, а в другой - с монотонно уменьшающимся шагом.

Основным недостатком этого способа зубообработки является отсутствие универсальности применения резцовых головок, так как для зубообработки колес одного модуля с различным числом зубьев требуются резцовые головки с разной закономерностью изменения шага установки резцов.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является способ чистовой зубообработки цилиндрических зубчатых колес, включающий последовательное формообразование профиля сторон зубьев вращающейся двухрядной резцовой головкой, выполняющей резы при согласованных поступательном и вращательном движениях обката в противоположных направлениях заготовки обрабатываемого зубчатого колеса в пределах каждого цикла зубообработки с последующим делением на зуб, при этом в каждом цикле зубообработки вращательное движение обката заготовки осуществляют с угловой скоростью, возрастающей от минимального значения в начале до максимального значения в конце формообразования профиля на стороне зуба (RU 2013125204, B23F 19/06, 10.12.2014).

Основным недостатком этого способа зубообработки является невысокое качество зубчатых передач по нормам плавности обработанных зубчатых колес из-за неравномерной огранки профиля обрабатываемых зубьев колеса.

Задачей изобретения является повышение качества зубчатых передач за счет уменьшения погрешности профиля зубьев обрабатываемых колес путем уменьшения и стабилизации величины огранки профиля зубьев.

Поставленная задача решается тем, что в предложенном способе чистовой зубообработки цилиндрических зубчатых колес, включающем последовательное формообразование профиля сторон зубьев вращающейся двухрядной резцовой головкой, выполняющей резы при согласованных поступательном и вращательном движениях обката в противоположных направлениях заготовки обрабатываемого зубчатого колеса в пределах каждого цикла зубообработки с последующим делением на зуб, при этом в каждом цикле зубообработки вращательное движение обката заготовки осуществляют с угловой скоростью, возрастающей от минимального значения в начале до максимального значения в конце формообразования профиля на стороне зуба, упомянутое вращательное движение осуществляют в соответствии со следующей зависимостью:

,

где ω₁ - угловая скорость вращательного движения обката заготовки (с^-1);

Rz=const - высота профильной огранки (мм);

ρ_i - текущий радиус кривизны эвольвенты (мм), изменяется от до ;

r_a, r_b, r_l - соответственно радиусы окружности вершин зубьев обрабатываемого зубчатого колеса, основной окружности, окружности низших точек активных эвольвентных профилей (мм);

Δt - время между двумя последовательными резами (с).

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, где представлена схема взаимного расположения двухрядной резцовой головки и заготовки обрабатываемого зубчатого колеса.

Двухрядную резцовую головку 1 устанавливают на цилиндрическую оправку 2, закрепленную в шпинделе станка. Заготовку обрабатываемого зубчатого колеса 3 устанавливают на оправку изделия 4.

Чистовую зубообработку цилиндрического зубчатого колеса осуществляют по методу z-кратного обката (z - число зубьев обрабатываемого колеса). Чистовую зубообработку цилиндрического зубчатого колеса начинают с момента включения главного движения резания - вращения двухрядной резцовой головки 1 на цилиндрической оправке 2 с частотой ω и согласованных поступательного и вращательного движений обката заготовки обрабатываемого зубчатого колеса 3, установленного на оправке изделия 4, в одном направлении с монотонно возрастающей скоростью, при котором правый ряд резцов двухрядной резцовой головки 1 формирует одну боковую сторону зуба цилиндрического зубчатого колеса. После этого следует возврат заготовки обрабатываемого зубчатого колеса 3 в исходное положение. Затем согласованные поступательное и вращательное движения обката осуществляют в противоположном направлении также с монотонно возрастающей скоростью, в результате чего левый ряд резцов двухрядной резцовой головки 1 формирует противоположную сторону другого зуба цилиндрического зубчатого колеса. При этом вращательные движения заготовки осуществляют в соответствии с вышеприведенной зависимостью. Далее следует возврат заготовки обрабатываемого зубчатого колеса 3 в исходное положение и деление ее на один зуб. Затем цикл повторяют до тех пор, пока не будут обработаны все зубья цилиндрического зубчатого колеса.

Анализ предложенного способа чистовой зубообработки цилиндрических зубчатых колес показал реальную возможность повышения качества зубчатых передач за счет уменьшения погрешности профиля зубьев обрабатываемых колес путем уменьшения и стабилизации величины огранки профиля зубьев.

Обработка цилиндрического зубчатого колеса включает вращение двухрядной резцовой головки и согласованные поступательное и вращательное движения обката заготовки обрабатываемого колеса в одном направлении с монотонно возрастающей по приведенной зависимости скоростью, при котором правый ряд резцов двухрядной резцовой головки формирует одну боковую сторону зуба цилиндрического колеса. После этого следует возврат заготовки в исходное положение. Затем согласованные поступательное и вращательное движения обката осуществляют в противоположном направлении также с монотонно возрастающей скоростью, в результате чего левый ряд резцов двухрядной резцовой головки формирует противоположную сторону другого зуба цилиндрического зубчатого колеса. Далее следует возврат заготовки в исходное положение и деление ее на один зуб. Затем цикл повторяют до тех пор, пока не будут обработаны все зубья цилиндрического колеса. Достигается повышение качества зубчатых передач за счет уменьшения погрешности профиля зубьев обрабатываемых колес путем уменьшения и стабилизации величины огранки профиля зубьев. 1 ил.

Способ чистовой зубообработки цилиндрических зубчатых колес, включающий последовательное формообразование профиля сторон зубьев вращающейся двухрядной резцовой головкой, выполняющей резы при согласованных поступательном и вращательном движениях обката в противоположных направлениях заготовки обрабатываемого зубчатого колеса в пределах каждого цикла зубообработки с последующим делением на зуб, при этом в каждом цикле зубообработки вращательное движение обката заготовки осуществляют с угловой скоростью, возрастающей от минимального значения в начале до максимального значения в конце формообразования профиля на стороне зуба, отличающийся тем, что упомянутое вращательное движение осуществляют в соответствии со следующей зависимостью:

,

где ω₁ - угловая скорость вращательного движения обката заготовки (с^-1);

Rz=const - высота профильной огранки (мм);

ρ_i - текущий радиус кривизны эвольвенты (мм), изменяется от до ;

r_a, r_b, r_l, - соответственно радиусы окружности вершин зубьев обрабатываемого зубчатого колеса, основной окружности, окружности низших точек активных эвольвентных профилей (мм);

Δt - время между двумя последовательными резами (с).