CC BY
30
УДК 621.83; 621.9.042
СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ
ЗУБЧАТЫХ ДЕТАЛЕЙ
Е.Н. Валиков, В. А. Белякова, Д.И. Благовещенский
Представлен новый способ комбинированной чистовой обработки зубчатых деталей, повышающий производительность и точность обработки. Процесс обработки основан на срезание припуска за счет суммирования скорости поперечного и продольного скольжения боковых поверхностей зубьев инструмента относительно боковых поверхностей зубьев обрабатываемого колеса.
Ключевые слова: точность, производительность, зубчатые детали, зубообра-
ботка.
Новый способ может быть использовано для чистовой обработки зубчатых деталей с прямыми, винтовыми, арочными, паллоидными, гипо-эпитрохоидными и другими формами зубьев в различных отраслях машиностроения.
Ранее известный способ [1] электроалмазной обработки зубьев зубчатых колес, заключающийся в непрерывном прокачивании электролита через межэлектродный зазор между зубчатой заготовкой (анодом) и инструментальным колесом (катодом), образованными на обрабатываемых поверхностях зубьев заготовки зубчатого колеса поверхностной пленки и последующим снятием ее инструментальным колесом. Недостатком указанного способа является невысокая производительность. Полный цикл обработки содержит 10...50 рабочих циклов с воздействием электрического тока и 2.4 цикла выхаживания без воздействия электрического тока.
Также известен способ обработки цилиндрических зубчатых колес с круговой или арочной формой зуба шевингованием-прикатыванием [2], включающий свободный обкат инструмента, имеющего режущие кромки, смещенные по винтовой поверхности, и обрабатываемого колеса, при этом зацепление инструмента с обрабатываемым колесом выполняют внепо-люсным, а обработку ведут с периодической радиальной подачей после каждого из 2-4 рабочих циклов, включающих поворот инструмента в прямом и обратном направлениях на количество оборотов, равное числу зубьев обрабатываемого колеса, при этом используют инструмент, число зубьев которого не имеет общих множителей с числом зубьев обрабатываемого колеса кроме единицы, инструмент и заготовку-колесо устанавливают на пересекающихся под углом 90° осях, обработку производят инструментом, линия зубьев которого имеет круговую или арочную форму, а режущие кромки круговых или арочных зубьев инструмента расположены на плоском производящем колесе. Недостатком такого способа является низкая производительность и точность обработки, невозможность обеспечения
предполюсного зацепления для зубчатых колес с угловым давления на вершине зубьев аа >28° по условиям заострения, а заполюсного зацепления из-за уменьшения коэффициента торцевого перекрытия до значений менее допустимого (1,2). Это приводит к снижению исходной (до обработки) точности профиля.
На основании этих недостатков была поставлена задача: разработать новый способ комбинированной чистовой обработки зубчатых деталей, повышающий производительность и точность обработки.
Поставленная задача решалась за счет способа комбинированной чистовой обработки зубчатых деталей, включающий свободный обкат инструмента, выполненного в виде плоского производящего колеса, образующего с обрабатываемым колесом плоскую зубчатую передачу (рис. 1, а, б, в), на боковых поверхностях которого выполнены режущие кромки, смещенные друг относительно друга, при этом зацепление инструмента с обрабатываемым колесом выполняют внеполюсным, причем обработку ведут с прерывистой подачей сближения до обеспечения номинального расстояния оси обрабатываемого колеса от производящей плоскости инструмента, при этом обрабатываемое колесо устанавливают относительно плоского производящего колеса с гипоидным смещением, осуществляют срезание припуска за счет суммирования скорости поперечного и продольного скольжения боковых поверхностей зубьев инструмента относительно боковых поверхностей зубьев обрабатываемого колеса.
2
3 6
а
б
Рис. 1. Гипоидная передача: 1 - шестерня с прямым зубом; 2 - плоское колесо с прямым зубом; 3 - шестерня с винтовым зубом; 4 - плоское колесо с винтовым зубом; 5 - шестерня с арочным зубом; 6 - плоское колесо с арочным зубом; С — гипоидное смещение; V0 — окружная скорость в контактной точке; Уск — скорость скольжения боковых поверхностей зубьев плоского колеса в контактной точке: а - с плоским колесом и прямозубой цилиндрической шестерней; б - с плоским колесом и цилиндрической шестерней с винтовым зубом; в - с плоским колесом и цилиндрической шестерней с арочным зубом
На боковых поверхностях зубьев инструмента выполнены режущие кромки, расположенные под углом к скорости поперечного проскальзывания боковых поверхностей зубьев инструмента и смещенными между соР
седними зубьями на величину А = —, где Р - смещение режущих кромок
z
при повороте на 360°, z - число зубьев плоского производящего колеса (инструмента). Срезание припуска с боковых поверхностей зубьев заготовки осуществляется за счет суммирования векторов скорости поперечного V поп и продольного скольжения V пр в заданной контактной точке, что
позволяет повысить режущие свойства инструмента производительность и точность обработки.
Скорость поперечного скольжения (рис. 2) в заданной контактной точке К может быть вычислена по зависимости
V попК = 0,5^Ь2 Ц + о>2 )^а к1 - tgа w), где ^ 2 - диаметр основной окружности обрабатываемой заготовки, ^1, Ф2 - угловые скорости вращения шестерни и плоского производящего колеса, а к - угол давления в контактной в контактной точке шестерни, а м - угол профиля плоской производящей рейки.
Рис. 2. Схема для определения скорости скольжения: 7- зуб плоского производящего колеса; 8- режущая кромка на зубе плоского
производящего колеса
Скорость продольного скольжения в заданной контактной точке может быть вычислена по зависимости
VпрК = с а>2,
где С - гипоидное смещение.
Боковые поверхности зубьев инструмента выглаживают боковые поверхности зубьев заготовки, снижают шероховатость поверхности и создают благоприятные сжимающие напряжения в поверхностном слое.
Способ комбинированной чистовой обработки зубчатых деталей осуществляется следующим образом (рис. 3).
'i/T7
i / р \ I /
т -
А
Рис. 3. Схема обработки прямозубой шестерни инструментом с плоским производящим колесом и гипоидным смещением
Инструмент 10 выполнен в виде плоского производящего колеса, устанавливают на цилиндрическую оправку и закрепляют на шпинделе станка. Обрабатываемую заготовку 9 устанавливают свободно на цилиндрическую оправку и закрепляют в суппорте станка. Производят быстрый подвод обрабатываемой заготовки 9 до обеспечения беззазорного зацепления с зубьями инструмента, включают вращение инструмента и реализуют цикл обработки, включающий в себя формообразование, выхаживание и быстрый отвод в исходное положение.
Предложенный способ позволяет повысить производительность и точность обработки.
Список литературы
1. Патент РФ 2212318. МПК7 В 23Н 5/06. Способ электроалмазной обработки зубьев зубчатых колес / Валиков E.H., Татаринов И.В., Тимофеев А.Ю.; заявитель и патентообладатель ОАО АК «Туламашзавод» - № 2002103632/02; заявл. 08.02.2002; опубл. 20.09.2003, Бюл. № 26, 7 с.
2. Патент РФ 2369469. МПК7 B 23F 19/06. Способ обработки цилиндрических зубчатых колес шевингованием-прикатыванием / Маликов А.А., Валиков Е.Н., Ямников А.В., Сидоркин А.В.; заявитель и патентообладатель Тульский государственный университет - № 2008107066/02; за-явл. 27.02.2008; опубл. 10.10.2009. Бюл. № 28, 7 с.
Валиков Евгений Николаевич, д-р техн. наук, проф., valikovenarambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Белякова Валентина Александровна, канд. техн. наук, доц., valentina. belyakova5@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Благовещенский Дмитрий Иванович, канд. техн. наук, val iko venaram bler. ru, Россия, Тула, ФБУ Тульский ЦСМ
WAY OF THE COMBINED FAIR PROCESSING OF GEAR DETAILS E.N. Valikov, V.A. Belyakova, D.I. Blagoveshensky
Presents a new method of combined finishing gear parts, improves productivity and machining accuracy. Process processing based on cutting allowance due to the summation of speed of transversal and longitudinal sliding of the side surfaces of tool teeth relative to side surfaces of the teeth machined wheels.
Key words: accuracy, performance, gear parts, gear manufacturing.
Valikov Evgeny Nikolaevich, doctor of technical science, professor, valiko-venarambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Belyakova Valentina Aleksandrovna, candidate of technical science, docent, valentina. belyakova5ayandex.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Blagoveshensky Dmitry Ivanovich, candidate of technical science, valiko-venarambler.ru, Russia, Tula, FBU Tula CSM
