CC BY
45
УДК 621.83
А.А. Маликов, канд. техн. наук, доц., (4872) 33-23-10, tms@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
A.В. Сидоркин, асп., (4872) 33-23-10, tms@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
B.Ю. Легейда, асп., (4872) 33-23-10, tms@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ КОМБИНИРОВАННОГО РЕЖУЩЕ-ДЕФОРМИРУЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЁС С АРОЧНЫМИ ЗУБЬЯМИ
Рассмотрены особенности новой запатентованной конструкции комбинированного инструмента - шевера-прикатника - для чистовой обработки цилиндрических колес с арочными зубьями.
Ключевые слова: шевер-прикатник, зубчатый венец, точность, цилиндрические зубчатые колеса, арочный зуб.
Ранее в ТулГУ был разработан инструмент в виде дискового шевера, имеющего режущие кромки на боковых эвольвентных винтовых поверхностях зубьев и выполненного со смещением исходного контура рейки, режущие кромки образованы пересечением винтовых поверхностей зубьев шевера Z с винтовыми поверхностями стружечных канавок, при этом Zc = Z ± 1, где Zc - число стружечных канавок [1].
Недостатками такого инструмента являются узкие технологические возможности, а также то, что его конструктивные особенности накладывают ограничения, не позволяющие использовать инструмент за пределами ограниченной области его применения - обработки цилиндрических колес с винтовыми зубьями.
Предлагаемая конструкция инструмента - шевера-прикатника [2] -для чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес представляет собой цилиндрическое зубчатое колесо, на боковых поверхностях круговых зубьев которого выполнены режущие кромки, образованные пересечением поверхностей зубьев с винтовыми поверхностями стружечной канавки трапецеидального профиля, смещенные в осевом направлении друг отно-
P
сительно друга на величину Л — —, где Р - шаг винтовой стружечной ка-
z
навки, z - число зубьев инструмента, и наклоненные к торцам под угла-
Q
ми ± . Инструмент образует с обрабатываемой заготовкой-колесом зуб-
2
чатую пару внеполюсного зацепления.
Конструктивно инструмент представляет собой цилиндрическое зубчатое колесо, линией зуба которого является дуга окружности. Боковые поверхности 1 зубьев инструмента являются эвольвентными. Режущие кромки 2 инструмента образованы пересечением винтовой поверхности
стружечной канавки 3 трапецеидального профиля и боковых поверхностей 1 зубьев инструмента. За счет такого решения режущие кромки 3 смещены в осевом направлении относительно друг друга на величину А.
Такое конструктивное решение позволяет:
во-первых, исключить зависимость конструкции инструмента от формы линии зуба. Это объясняется тем, что за счет расположения стружечной канавки на винтовой поверхности режущие кромки всегда оказываются смещенными не величину А, вне зависимости от характера линии зуба, что расширяет технологические возможности инструмента;
во-вторых, число заходов стружечной канавки инструмента может быть любым (от одного до нескольких заходов) и не иметь зависимости от числа зубьев инструмента;
в-третьих, за счет открывшейся возможности варьирования числом заходов стружечной канавки появляется возможность варьировать число режущих кромок, приходящихся на один зуб инструмента, а следовательно, влиять на процессы резания, происходящие в зонах контакта режущих кромок инструмента и обрабатываемой заготовки-колеса и управлять шероховатостью обрабатываемых поверхностей - одном из важнейших показателей качества обработки;
в-четвертых, за счет заявленной геометрии поперечного сечения стружечной канавки трапецеидальной формы и изменения его основного
± в
геометрического параметра - угла наклона режущих кромок ±--------также
2
открывается прямая возможность управления процессами резания с непосредственным влиянием на качество обработки.
На рисунке изображено осевое сечение и аксонометрическое изображение инструмента для чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес с арочными зубьями.
Инструмент работает следующим образом. Заготовка-колесо с предварительно формообразованными методом литья, пластического деформирования, механической обработки и др. зубьями вводится в плотное (беззазорное по боковым сторонам) зацепление с инструментом, образуя предполюсное > йа0, где ^ - диаметр начальной окружности инструмента, йа0 - диметр окружности вершин инструмента, или заполюсное зацепление йк0 < йр0, где йр0 - диаметр окружности нижних точек активного профиля зуба. Обработка осуществляется способом свободного обката. Срезание припуска осуществляется за счет создания по всей высоте боковых поверхностей 1 зубьев инструмента скорости скольжения в контактных точках режущих кромок 2 и зубьев заготовки-колеса, имеющей значение больше нуля. Обработка боковых поверхностей зубьев заготовки-колеса по всей их длине обеспечивается при соблюдении двух условий: во-первых, наличием на инструменте винтовой поверхности стружечной ка-
навки 3; во-вторых, отсутствием общих множителей чисел зубьев инструмента и обрабатываемой заготовки-колеса. При этом обработка осуществляется при параллельном положении осей инструмента и заготовки-колеса, без дополнительного движения подачи в осевом направлении. После совершения инструментом количества оборотов, равного или кратного числу зубьев обрабатываемой заготовки-колеса, для обеспечения одинаковых условий резания на противоположных боковых поверхностях зубьев заготовки-колеса производится реверсирование направления вращения зубчатой пары инструмент - заготовка-колесо. На этом заканчивается один проход. После каждого прохода необходимо произвести врезание - сближение осей инструмента и обрабатываемой заготовки-колеса вплоть до достижения номинального межосевого расстояния. Для улучшения качества обработанной поверхности на конечном этапе цикла обработки осуществляется выхаживание - вращение пары инструмент - заготовка-колесо в прямом и обратном направлениях при номинальном межосевом расстоянии.
Инструмент для чистовой обработки цилиндрических колёс
с арочными зубьями
Проведенные ТулГУ совместно с ОАО «АК «Туламашзавод» испытания подтвердили возможность обработки заявленным инструментом цилиндрических колес с арочными зубьями, что позволяет наглядно показать расширение его технологических возможностей и улучшение качества обработки.
Статья написана в результате исследования, проведенного при финансовой поддержке гранта РФФИ № 09-08-99004 «Разработка научных
В
основ создания ресурсосберегающих технологий высокопроизводительной зубообработки закаленных цилиндрических зубчатых колёс».
Список литературы
1. Дисковый шевер: Пат. 2230635 Российская Федерация.
№ 2001132030/02; заявл. 27.11.2001; опубл. 20.06.2004. Бюл. № 17. 2 с.
2. Инструмент для чистовой обработки цилиндрических зубчатых
колес: Пат. 75978 Россиская Федерация. №2008107065/22; заявл.
27.02.2008; опубл. 10.09.2008. Бюл. № 25. 2 с.
A. Malikov, A. Sidorkin, V. Legejda
Features of the design of the combined rezhushche-deforming toolfor processing of cylindrical wheels with arch teeths
The features of the new patented design of the combined tool - shave-considered for fair processing cylindrical wheels with arch teeths are considered.
Получено 07.04.09
УДК 621.91.002
В.В. Истоцкий, канд. техн. наук, гл. конструктор (Россия, Серпухов, СИЗ),
В.Б. Протасьев, д-р техн. наук, проф., (4872) 33-25-38, imstulgu@pochta.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗУБЬЕВ В ОСЕВОЙ ЗОНЕ КОНЦЕВЫХ ФАСОННЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
Рассматриваются ограничения и особенности выбора геометрических параметров зубьев в полюсной зоне фасонных концевых инструментов, связанные с недостатком места для их размещения.
Ключевые слова: фасонный инструмент, фреза, профилирование
Проектирование зубьев концевых фасонных инструментов является извечной проблемой конструкторов режущего инструмента.
Затруднения вызваны следующими причинами:
- в осевой зоне скорость резания минимальна, а на оси инструмента она вообще отсутствует;
- схождение большого числа зубьев на оси приводит к уменьшению глубины стружечных канавок;
- при малой глубине стружечных канавок затруднительно обеспечивать рациональные значения передних и задних углов, поскольку на дне впадины всегда имеется радиус округления, зависящий от остроты вершины шлифовального круга, используемого для формирования зубьев и параметров его установки относительно обрабатываемой заготовки.
