Способ обработки зубчатых изделий с бочкообразным зубом и устройство для его реализации Советский патент 1989 года по МПК B23F19/00 

Изобретение относится к маиино- строению и может быть использовано при чистовой обработке зубчатых изделий для получения пространственно- мод1 фицированной поверхности зубьев, например зубчатых муфт.

Цель изобретения - повышение точности за счет равномерных формообразующих движений за весь период обработки.

Ма фиг. 1 представлено изображение устройства.

Зубчатое изделие 1 находится в зацеплении с инструментом 2, охватывающим все зубья изделия 1. Инструмент 2 установлен в стакане 3, смонтированном на валу 4, размещенном в опорах 4 поворотной гшиты 6, которая опирается на основание 7. Ось 8 поворотной плиты 6 расположена в плоскости симмет-.

рии зубчатого венца обрабатываемого изделия I, которое закрепляется на оправке 9 в шпинделе 10 передней бабки I I токарного станка, а само устройство размещено на его продольном суппорте 12, смонтированном в направляющих станины 13.

На станине 3 выполнен профш ьный паз 14, с которыми взаимодействует ролик 15, Ролик 15 совместно с пазом 1А образует привод возвратно-поступательного движения инструмента 2, при этом вал 4 имеет возможность, вращаясь, перемещаться вдоль оси вращения в опорах 5 поворотной плиты 6.

Торможение инструмента 2 производится нагружателем посредством ременной передачи 16, шкива 17, вала 4 и стакана 3.

QO СП

о со .

го

3149

Оправка 9 связана с поворотной плитой 6 посредством дополнительной кинематической передачи, имеющей зубчатые колеса 18 и 19, гитару 20 наст- ройки, червяк 21 и зубчатый сектор 22

На основании 7 и поворотной плите 6 установлены шкалы 23 и 2l, образующие нониус отсчета угла поворота плиты 6.

Способ о суще стал нет ся следующим образом.

Зубчатое изделие 1, закрепленное на оправке в шпинделе 10 передней бабки П токарного станка, совместно врацается с зубчатым инструментом 2, установленным в стакане 3 на валу 4. Обработка ведется за счет того, что охватывающему все зубья инструменту 2 сообщают притормаживание нагружате- лам посредством ремней 16 шкива 17, вала 4 и стакана 3 и возвратно-поступательные движения за счет привода. Дпя получения бочкообразной поверхности зубьев вал 4, установленный в опорах 5 на плите 6, доворачивается совместно с инструментом 2 вокруг оси 8 относительно основания 7. Ин- струментом 2 охватывают все зубья обрабатываемого изделия 1 , при этом его притормаживают и перемещают возвратно-поступательно относительно изделия 1. Подачу инструмента 2 на обрабатываемые зубья ведут за счет одновременного доворота инструмента 2 и его притормаживания.

Для обеспечения равномерности формообразующих движений изделия 1 относительно инструмента 2 за весь период обработки, доворот инструмента 2 вокруг оси 8 производится согласованно с вращением вокруг своей продольной оси изделия 1 в соответствии со следующей зависимостью:

,..

Ы

(1)

где U - угловая скорость доворота инструмента; .

у - угловая скорость вращения изделия ; kjj - коэффициент пропорциональности, зависящий от режимов обработки, физико-механических свойств материала изделия и режущих свойств инструмента, который выбирается из следующих пределов К у «2 - 90, Коэффициент пропорциональности Kjj позволяет определить и обеспечить угловую скорость доворота инструмента, необходимую для качественного получения пространственно-модифицированной формы зубьев в зависимости от режимов обработки, физико-механических свойств материала изделия и режущих свойств инструмента. Экспериментальные исследования показали, что при Кц,2 инструмент доворачивается быстрее, чем производится окончательное формообразование боковой поверхности зубьев, поэтому инструмент дополнительно поворачивается вокруг своей продольной оси в обратную сторону от направления вращения и при этом обрабатывается всего несколько зубьев, находящихся у оси наибольших перекосов. Это ведет к тому, что боковая поверхность зубоев обрабатывается только у торцов. Если , то производится повторное формирование боковой поверхности, при этом происходит утонение зуба, повышенный износ инструмента и увеличиваются затраты времени на обработку. Задание коэффициента пропорциональности в пределах - 90, обеспечивает равномерное формирование боковой поверхности зубьев за весь период обработки в зависимости от режимов обработки, физико-механических свойств материала изделия и режущих свойств инструмента. В конечном счете повышается производительность и точность обработки зубчатых изделий.

Согласование доворота инструмента 2 и вращения изделия 1 выполняется дополнительной кинематической передачей, содержащей зубчатые колеса 18 и 19, гитару 20 настройки, червяк 21 и зубчатый сектор 22. Контроль доворота плиты 6 относительно основания 7 осуществляется визуально по шкапам 23 и 24.

Дпя получения одинаковой бочкооб- разности на обеих сторонах зуба изделия 1 направление вращения и торможения инструмента 2 изменяют на противоположное при его переходе через исходное положение за время полного цикла доворота инструмента,2.

Вследствие того, что зубья вращающегося изделия 1 охватывают зубчатым инструментом 2, выполняют согласованный с вращением изделия 1 доворот инструмента 2 вокруг оси 8 и обеспечивают притормаживание инструмента 2, равномерно обрабатывают все зубья изделия 1 за счет равномерных формооб- разуюцнх движений за весь период обработки, что позволяет реализовать точную пространственно-модифицированную форму зубьев.

За счет изменения направления вращения инструмента на противоположное при его переходе через исходное положение за время полного цикла доворот инструмента 2 при обработке получается одинаковая бочкообразность на обеих сторонах зуба изделия 1,

Снятие и установка изделия 1 с оправки 9 выполняется при отводе устройства, установленного на суппорте 12 по направляющим 13 вправо от передней бабки 11 токарного станка.

Передаточное отношение дополнительной кинематической передачи, сое диняющей оправку зубчатого изделия и поворотную плиту, определяется по следующей формуле:

(2)

V

и -г. tJ

Используя выражение (1) формула (2) имеет следующий вид:

и 10000 К U,Uj, (3) где и, 10000 - постоянная часть пере

0

Так, при эксперимеит;1льиых исследованиях установлено, что коэффициент пропорциональности К 15,55 при скорости резания м/с, нагрузке на зубе инструмента Р 71,5 Н, ширине . зубчатого венца изделия мм, инструменте, изготовленном из зеленого карбида кремния 63С с яернисто- стью основной фракции 16. Геометрические параметры зубчатого изделия следующие: модуль зубьев ,5 мм, число зубьев , ширина зубчатого венца мм, угол зацепления . 5 Скоро сть резания при пространственном хонинговании может быть определен на ЭВМ ЕС-1020. Используя выражение (7), время обработки одной стороны зуба при об/мин cJ (0,0172 рад) составляет

t 1,2 .lO fTKji 673 с (ll,2i.oiH).

Доворот инструмента вокруг оси, перпендикулярной оси обрабатываемого 5 изделия и лежащей в его диаметральной плоскости, выполняемой согласованно с вращением изделия вокруг своей продольной оси в соответствии с зависимостью (I), позволяет обеспечить

Изобретение относится к машиностроению ,в частности, к чистовой обработке зубчатых изделий, например зубчатых муфт, с пространственно-модифицированными зубьями. Цель изобретения - повышение точности за счет равномерных формообразующих движений за весь период обработки. Для этого доворот инструмента вокруг оси, перпендикулярной оси обрабатываемого изделия и лежащей в его диаметральной плоскости, производят согласованно с вращением изделия вокруг своей продольной оси в соответствии с предложенной зависимостью, а устройство дополнительно снабжено кинематической передачей, соединяющей оправку зубчатого изделия и поворотную плиту. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

и„ К

Ы

даточного отношения; ЗОравномерные формообразующие движечасть передаточного от-ния за весь период.обработки и таношения кинематическойким образом производить съем необхопередачи, которое наст-димого равновеликого объема металла

раивается гитарой 20с рабочей поверхностью зубьев за

(фиг. 1) в зависимо- gкаждый оборот инструменга. В резульсти от режимов обработ-тате повышается производительность

ки, физико-механических свойств материала изделия и режущих свойств инструмента. Время обработки одной стороны зубьев изде;и1я определяется из выраже1НИЯ

ы

U7

где

00- угол максимального поворота

изделия при обработке. Используя формулу (1) будем иметь

t

Здесь

ш К - у

п

(

60-2ГГ

где п - частота вращения изделия в

минуту.

Подставляя (6) в (5), проделав соответствующие преобразования, получим

t 1,2 .(7)

и точность изделий, а также повышается долговечность изделий при эксплуатации за счет точного соответст- 40 ВИЯ обрабатываемых зубьев теоретической пpoctpaнcтвeннoй модифицированной форме.

Формула изобретения

45

формообразующих движений за весь период обработки, доворот инструмента выполняют согласованно с вращением колеса в соответствии с зависимостью V

55

и;

Кц -югде (У - угловая скорость доворота инструмен1а;

2Q

Ю 21 22

/2