Дисковый обкатник Советский патент 1986 года по МПК B21H5/02 

Изобретение,относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при чистопой обработке зубчатых колес поверхностным пластическим деформированием. Целью изобретения является повы шение точности обработки и улучшение ее качества, . На фиг, 1 схематически показ.ан дисковый обкатник; на фиг. 2 - зуб дискового обкатника в аксонометрии; на фиг. 3 - развертка на плоскость боковой стороны профиля зубьев дискового обкатника; на фиг. 4 - на развертке на плоскость боковой сторо ны профиля зуба дискового обкатника показана схема аппроксимации границ калибрующих участков его зубьев; на фиг, 5 - схема расположения калиб рующих участков зубьев дискового обкатника, предназначенного для работы с параллельными в станочном зацеплении осями вращения инструмента и детали; на фиг. 6 - схема станочного зацепления, Дисковый обкатник с диаметром цилиндра выступов диаметром сре него щ-1линдра dp, диаметром цилиндра впадин d и диаметром основного ци линдра d выполнен в виде зубчатого колада 1 с косыми зубьями 2. Зубья 2 имеют заходный 3, калибрующий А, предохранительный 5 участки. Калибрующие участки 4 зубьев 2 )зыполнены криволинейными. Границы 6 и 7 калибрующих участков 4.зубьев 2 для каждой из противоположных боковых сторон профиля зубьев дискового обкатника совпадают с линиями перес чения боковых эвольвентных винтовых поверхностей зубьев исходного колес ;(на фиг. 2 зуб исходного колеса пок . зан тонкими линиями) дискового обкатника поверхностью, образованной вращением вокруг его оси 0 основной линии 8 или 9 наклона его зубье Исходное колесо дискового обкатника представляет собой воображаемое зуб чатое колесо того же модуля с таким же наклоном и с тем же числом зубьев, на базе которого он проектируется, но без заходной и предохранительной частей. Как известно из теории зубчатых зацеплений;, основные линии наклона зубьев косозубого колеса касаются его винтовых основных линий подъема зубьев, а следовательно, и основного цилиндра на котором они расположены. По этой причине основные линии 8 и 9 наклона зубьев 2 касаются основного цилиндра 10 исходного колеса дискового обкатника, Гранин. 11 и 12 калибрующих участков могут быть аппроксимированы плоскими кривыми. Уравнения этих кривых можно получить при совместном решении уравне1п-1я эвольвентной винтовой боковой поверхности зуба исходного колеса дискового обкатника и уравнения плоскости 13, наклонное к оси его вращения под углом . Положение плоскости 13 относительно дискового обкатника определяется условием достижения заданной точности при аппроксимации пространственно криволинейных границ 6 и 7 плоскими границами 11 и 12. В частном, случае дисковый обкатник, предназначенн з1й для работы при параллельных в станочном зацеплении осях вращения инструмента и детали, имеет прямолинейные границы 14 и 15 калибрующих участков 4. При этом границы 14 и 15 калибрующих участков 4 наклонены к оси 0 инструмента и совпадают с .основными линиями 8 и 9 наклона зубьев исходного колеса дискового обкатника. На фиг. 3, 4 и j пунктиром показаны границы .калибрующих участков противоположной боковой стороны профиля зубьев 2 дискового обкатника они имеют наклон в противоположном направлении. Для упрочнения зубчатых колес дисковый обкатник вводят в зацепление с деталью, нагружшот их в радиальном направлении усилием F и вращают вокруг своих осей 0 и Од крутящим оментом . При этом точка контакта дискового обкатника с упрочняемой поверхностью зуба детали еремещается по линии 16 для одной стороны профиля зубьев и по линии 17 - для противоположной стороны проиля. Линии 16 и I7 можно представить как линии пересечения боковых эвольвентных винтовых поверхностей зубьев исходного косозубого колеса искового обкатника поверхностью, бразованной вращением вокруг оси Од инструмента, соответствующей лиии станочного зацепления. Калибрующие участки 4 дисковога бкатника выполнены монотонно переенной ширины: калибрующий участок ыходящей (ведущей) стороны профиля зубьев выполнен монотонно расширяющимся в направлении от ножки зуба и к его головке (фиг. 2-5), а калибрующий участок входящей (ведомой стороны профиля выполнен монотонно сужающимся в том же направлении (фиг. 2 - 5 ). При этом текущее зна чение ширины 5 калибрующего участка 4 удовлетворяет условию: с s( S, S( ) , где S - исходная щирина калибрующего участка 4 дискового обка ника на его средней окружности диаметром г - радиус средней окружности дискового обкатника () г - текущий радиус дискового об катника (на котором измеряют ширину Sy), изменяющийся от TQ до Гр г - радиус окружности выступов дискового обкатника; г - радиус окружности впадин ди кового обкатника; - для выходящей (ведущей) сто роны профиля зубьев дисково го обкатника); - для входящей (ведомой) сторо ны профиля зубьев дискового обкатника. Дисковый обкатник работает следующим образом. Крутящим моментом дисковый обкатник 1 вращают вокруг его оси Од с .угловой скоростью ,. Обрабатываемая деталь 18, находящаяся в станочном зацеплении с дисковым обкатником 1 и поджимаемая к нему рабочим усилием F, вращается вокруг оси GO с угловой скоростью uig . В станочном зацеплении с углом запего1ен-ияо1 движение от обкатника 1 к детали 18 передается вдоль .линий станочного зацепления 8 и 9, пе ресекающихся друг с другом в полюсе Р станочного зацепления. При постоянном крутящем моменте и пере менном плече (:плечо-радиус г у) пропорционально изменению величины плеча в станочном зацеплении изменяется и величина рабочего усилия упрочнения в зоне контакта зубьев обкатника 1 и детали 18. Для компен сации изменения плеча, г ширина калибрующих участков 4 выполнена переменной в соответствии с формулой (2). Для ведущей стороны профиля зубьев дискового обкатн1-1ка (рабочая сторона 19) точка контакта зубьев детали 18 и обкатника 1 перемещается вдоль линии станочного зацепления 8. При этом увеличивается плечо (радиус ГУ текущей точки на линии станочного зацепления или расстояние от текущей точки контакта до оси 0 ) . Пoэтo fy ширина упрочняющего участка 4 дискового обкатника для рабочей поверхности 19 уменьшается в направлении к головке зуба. Этим компенсируется изменение плеча и стабилизируется величина давления в зоне упрочнения. Аналогично для ведомой стороны профиля зубьев дискового обкатника (рабочая сторона 20) точка контакта зубьев детали 18 и обкатника 1 перемещаются вдоль линии станочного зацепления 9. При этом плечо уменьшается (уменьшается радиус г„ теку щей точки на линии станочного зацепления 9 или, что то же самое расстояние от текущей точки контакта до оси 0). Поэтому ширина упрочняющего участка 4 дискового обкатника для рабо:-ей по верхности 20 увеличивается в направ.лении к головке зуба. Этим компенсируется изменение плеча и стабилизируется величина давления в зоне упрочнения. Применение дискового обкатника позволит повысить точность и улучшить качество упрочнения рабочих поверхностей зубьев цилиндрических зубчатых колес. ормула изобретения Дисковый обкатник по авт.св. № 1177016, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки и улучшения качества, калибрующий участок одной стороны профиля зубьев выполнен монотонно сужающимся в направлении от ножки зуба к его головке, а калибрующий участок противоположной стороны профиля этого зуба выполнен монотонно расширяющимся .в том же направлении или калибрующий участок одной стороны профиля зубьев выполнен монотонно расширяющимся в направлении от ножки зуба к его головке, а калибрующий участок ПРОТ1ШОПОЛОЖНОЙ стороны профиля того же зуба - монотонио сужающимся R том же наипавлении, при этпм текущее значение ширины 5., капиГ)руюг1его участка удовлетворяет условии

S, S() ,

где S исходная ширина калибрующего участка дискового обкатника на его средней окружности;

г - радиус средней окружности дискового обкатника;

- текущии радиус дискового

обкатника, изменяющийся от

г„ до г - радиус окружности выступов

дискового обкатника;

г . - радиус окружности впадин

дискового обкатника;

1 - для выходящей стороны профиля зубьев дискового обкатника;

1 - для входящей стороны проф1тя зубьев дискового обкатника.

Изобретение является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1177016 и может быть использовано в обработке зубьев зубчатых колес поверхностным пластическим деформированием. Устройство позволяет повысить точность и качество обработки. Для этого дисковый обкатчик должен быть установлен на станок, позволяющий обкатывать зубья, нагружать находящиеся в зацеплении обрабатываемое колесо с обкатчиком и сообщать им относительное перемещение. Для упрочнения зубчатых колес дисковый обкатчик вводят в зацепление с обрабатываемым зубчатым колесом, нагружают их в радиальном направлении и сообщают инструменту вращательное и поступательное движение. При этом за счет выполнения калибрующего участка инструментом переменным по ширине обеспечивается равномерная толщина пластически деформированноiP го слоя. 6 ил. (Л

фиг.З Yr. фиг.(Фиг. 6