Способ задания режимов резания при шлифовании цилиндрических зубчатых колес Советский патент 1989 года по МПК B23F5/02 

31

фиг. - зависимость температуры шлифования от глубины снимаемого слоя в передней части пятна контакта.

При шлифовании цилиндрических зубчатых колес в условиях обката, на- пример, одним шлифовальным кругом, режущая кромка которого образует профильный угол, равный нулю, с быстрым движением обката и медленной продольной подачей, с определением расстояния от шлифуемой поверхности до граничной поверхности готового колеса и времени действия теплового источника, определяет максимально допустимые значения глубины резания и продольной подачи, при которых после одного продольного хода на обработанной поверхности отсутствуют дефекты поверхностного слоя зубьев, определяют при этих значениях режимов резания глубину снимаемого слоя на расстоянии от передней точки пятна контакта, равном значению продольной подачи на ход обката, по зависимости

1()1 Г Ош1111

W

50

t.

Ч

DJ

Затем определяют допустимые значения глубины снимаемого слоя в этой части пятна контакта при расстояниях от шлифуемой поверхности до граничной поверхности готового колеса, соответствующих каждому проходу, по зависимости-Аоп н

4iFierfcг а-гг

и устанавливают на каждом проходе значение продольной подачи на ход обката или подачи на врезание в соответствии с зависимостями

:

Ч (t tr )Kp V

Du,h

45

Aon Duihll WKp. .

tg - глубина снимаемого слоя на расстоянии от передней точки пятна контакта, рав- 50 ном значению продольной подачи на ход обката при значениях глубины резания и продольной подачи, равНЫХ tn и S

о

Sn соответственно глубина резания и продольная подача на ход обката, при ко10

15

0

5

0

5

0

5

0

1.

5

W

кр

h АОП

торых после одного про- /.ольного хода отсутствуют дефекты поверхностного слоя зубьев; длина пятна контакта в направлении продольной подачи при глубине резания

to

диаметр шлифовального круга;

длина общей нормали в охвате кругами в торцовом сечении зубчатого колеса; проглубление точки круга , наиболее близкой к оси колеса, относительно плоскости, касательной к его основному цилиндру; допустимое значение глубины снимаемого слоя на расстоянии от передней точки пятна контакта, равном значению продольной подачи на ход обката, соответствующее данному проходу; расстояние от шлифуемой поверхности до граничной поверхности готового изделия на данном проходе; время действия теплового источника на данном проходе;

коэффициент температуропроводности материала обрабатываемого изделия; устанавливаемое (расчетное) значение продольной подачи на ход обката на данном проходе; длина пятна контакта в направлении продольной подачи на данном проходе; заданная глубина резания на данном проходе; устанавливаемое (расчетное) значение подачи на врезание на данном проходе;чзаданная продольная подача на ход обката на данном проходе.

Исследования процесса зубошлифо- вания на станках, работающих, например, тарельчатыми кругами, режущие кромки которых образуют профильный угол, равный нулю, показывают, что в процессе резания образуется пятно контакта круга с профилем зуба в

X .а 5„ 1- t t s

форме криволинейного треугольника, вытянутого в направлении продольной подачи. Наиболее нагруженной является передняя часть пятна контакта, по длине равная текущему значению продольной подачи. Текущее значение продольной подачи в процессе движений обката и продольного перемещения колеса меняется от нуля в одном из крайних его положений в процессе обката до максимума в другом крайнем положении и равно среднему (нормируемому) значению в середине хода обката, где радиус кривизны эвольвенты равен половине длины общей нормали в торцовом сечении,

В передней части пятна контакта на расстоянии от передней точки пятна контакта, равном текущему значению продольной подачи, глубина снимаемого слоя имеет максимальное значение, уменьшающееся по закону, близкому к экспоненциальному, по мере приближения к профилирующей точке круга Температура шлифования при прочих равных условиях прямо пропорциональн глубине снимаемого слоя на расстояни от передней точки пятна контакта, равном текущему значению продольной подачи.

На фиг.1-4 приняты следующие обозначения: 1 - обрабатываемый профиль зуба; 2 - шлифовальный круг; ( - положение вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения круга на предыдущем ходе обката; - положение указанной плоскости на данном ходе обката; F - площадь плтна контакта круга с обрабатываемым профилем зуба при движении обката от ножки к головке; А - передняя точка пятна контакта; D(j-диаметр- шлифовального круга; S - продольная подача на ход обката; 1 - длина пятна контакта в направлении продольной подачи при глубине резания t; Ь - протяженность пятна контакта в направлении обката при глубине резания t; Ь - протяженность пятна контакта в направлении обката при глуби

не резания t с - ширина пятна контакта на расстоянии s от передней точки пятна контакта в направлении обката; h - проглубление точки круга, наиболее близкой к оси колеса, относительно плоскости, касательной к основному цилиндру; tg - глубина снимаемого слоя на расстоянии

10

15

20

25

половина длины общей нормали t - глубина реза530351

от передней точки пятна контакта, равном значению продольной подачи на ход обката; г - радиус основной окружности обрабатываемого колеса;

Wjc

2

в охвате кругами;

ния на данном проходе.

Обработке подвергается пробное колесо из партии зубчатых колес или осуществляется пробный проход на некотором колесе. Настройка станка (число ходов обката в минуту, число охватываемых зубьев, длина хода обката, характеристика кругов, проглубление нижних точек кругов относительно касательной к основному цилиндру) остается неизменной при обработке пробного колеса и всей партии.При обработке пробного колеса задают постоянную глубину резания на всех обрабатываемых зубьях и продольную подачу, изменяющуюся ступенчато от минимального до максимального значения. Каждый зуб шлифуют при заданной глубине резания и одном из значений продольной подачи за один продольный ход стела. Затем по принятой технологии пробное колесо подвергают контролю на наличие дефектов поверхностного слоя шлифуемых зубьев (например, подвергают травлению).

По результатам контроля определяют максимально допустимые значения

30

35

глубины резания t и продольной подачи Sg , при которых после одного

0

5

продольного хода на обработанной поверхности отсутствуют дефекты поверхностного слоя.

Затем для этих режимов резания определяют глубину снимаемого слоя Гд на расстоянии от передней точки пятна,контакта, равном значению продольной подачи на ход обката. Так как теку1 |ее значение продольной подачи на ход обката при движении колеса а процессе обката и продольной по0 дачи равно номинальному значению только в середине хода обката, значение tg определяют для середины хода обката, где текущий радиус кривизны эвольвенты равен значению по5 ловины длины общей нормали W в охвате кругами. Затем задается допустимое значение глубины снимаемого слоя

АО о

tg на расстоянии от передней точки пятна контакта, равном значению продольной подачи на ход обката, для расстояния х от шлифуемой поверхности до граничной поверхности обрабатываемого колеса, соответствующег данному проходу. Значение tg для первого прохода в качестве первого прближения задается произвольное, но дотаточно болыьое, например 0,1 мм. Затем рассчитывается время действия

для этого зназначения

теплового источника

чения tg° и при известных

W р и t (заданная глубина резания).

рассчитывается раность

/дог,

VCg

значение А

. дол

Зате

-t ) сравнивается

снорасчете разность (t ва сравнивается с 6 и при необходимости проводится новое уточнение. Итерация проводится до тех пор, пока не будет обеспечено соотношение ( )с е . Последнее значение tg принимается за t .

Для второго и последующих проходов в качестве первого приближения

I АОП

для t используется окончательное значение t найденное для предыдущего прохода.

Расстояние х от шлифуемой поверхности до граничной поверхности готового колеса определяют по зависимости

х Ь -Zt , где U - припуск на обработку на

данном зубе; Z.t - суммарная подача круга на

врезание на данном и предыдущем проходах.

При расчете температурных полей при шлифовании металлов используют закономерности развития одномерного температурного поля в полуограниченном теле при нагревании его постоянным тепловым потоком

заданным значением разности в,Если

окажется, что (t )&,то

проводится повторный расчет, вкото(I .ОО

ром значение t принимаетсяравным 0,95t,. . Полученная в повторн

кАоп АОП

,

ierfС-1плотность теплового потока; коэффициент температуропроводности обрабатываемого материала;

коэффициент теплопроводности; расстояние от шлифуемой поверхности до точки, в которой исследуют температуру;

х - время действия теплового источника.

При X О, т.е. на поверхности шлифования

1(0, :)

2q4a

-. 7 A-Jir

0

5

n

5

0

5

0

5

0

5

Таким образом,зная значение t, ;

VI. / ДОП50

XV ь , определяют t

Значение продольной подачи на ход обката для обеспечения бездефектного поверхностного слоя готового изделия для данного прохода рассчитывается при условии, что глубина резания t задана.

В случае задания продольной подачи « на данном проходе глубины t, производится в следующей последовательности. Как и в предыдущем случае, задаются произвольным, но достаточно большим значением t (для первого прохода, например, 1„ 0,3), рассчитывают значение 1 и t . Затем разность () сравнивается с заданным значением 6. Если окажется, что (), то проводится повторный расчет, в котором значение t принимается равным 0,95t|,. Полученная в повторном расчете разность ( ) снова сравнивается с и при необходимости проводится новое уточнение с„ . Итерация проводится до тех пор, пока не будет обеспечено COOT ноше ни e( ). Последнее значение t принимается за t. Л,ля второго и последующих проходов в качестве первого приближения для tfi используется окончательное значение t, найденное для предыдущего прохода.

Таким образом рассчитываются оптимальные значения продольной подачи на ход обката при известной глу- Сине резания для каяэдого прохода или оптимальные значения глубины резания для каждого прохода при заданной продольной подаче.

Указанная последовательность действий позволяет установить оптимальные режимы резания при условии получения наивысшей производительности и бездефектного поверхностного слоя граничной поверхности зубчатого колеса .

Формула изобретения

Способ задания режимов резания при шлифовании цилиндрических зубчатых

колес с учетом величины припуска на каждом проходе и параметров пятна контакта шлифовального круга с обрабатываемым колесом, отличаю щ и и с я тем, что, с целью повышения производительности за счет выбора режимов резания по критерию качества обработанной поверхности с учетом влияния неравномерности распределения температуры и глубины снимаемого слоя по длине пятна контакта, при пробном шлифовании определяют максимально допустимые значе ния глуСкны резания и продольной подачи по критерию отсутствия де53035110

фектов поверхностного слоя после выполнения одного продольного хода, затем при этих режимах определяют глубину снимаемого слоя в зоне возникновения максимальной температуры на расстоянии, равном значению продольной подачи на ход обката от передней точки пятна контакта, после

,Q чего с учетом заданной припуска определяют допустимое значение глубины снимаемого слоя по критерию распространения дефектов в пределах припуска, затем назначают режимы ре15 зания на каждом проходе.

Изобретение относится к металлообработке, в частности к шлифованию цилиндрических зубчатых колес на станках, работающих тарельчатыми кругами. Цель изобретения - повышение производительности за счет выбора режимов резания по критерию качества обработанной поверхности с учетом влияния неравномерности распределения температуры и глубины снимаемого слоя по длине пятна контакта. При пробном шлифовании определяют максимально допустимые значения глубины резания и продольной подачи по критерию отсутствия дефектов поверхностного слоя после выполнения одного продольного хода, а затем глубину снимаемого слоя в зоне возникновения максимальной температуры, которую определяют на расстоянии, равном значению продольной подачи на ход обката от передней точки пятна контакта. Полученное значение глубины резания принимают в качестве допустимого по критерию распространения дефектов поверхностного слоя в пределах снимаемого припуска на аналогичном участке пятна контакта инструмента с обрабатываемым колесом. После чего назначают режимы резания на каждом проходе. 4 ил.

Фие.2

Фие.З

фаеЛ