CC BY
31
УДК 621.83
А.А. Маликов, канд. техн. наук, доц., (4872) 33-23-10, tms@tsu.tula.ru ,
А.В. Сидоркин, асп., 920-753-30-63, alan-a@nail.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ШЕВИНГОВАНИЕМ-ПРИКАТЫВАНИЕМ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЕС С КРУГОВЫМИ ЗУБЬЯМИ
Рассмотрен новый запатентованный способ обработки шевингованием-прикатыванием цилиндрических колес с круговыми зубьями. Дана рациональная область применения рассматриваемого способа совместно с практическими рекомендациями по его применению на производстве.
Ключевые слова: шевер-прикатник, круговые зубья, точность, качество, зубчатые колеса.
Ранее предложен способ [1] нарезания круговых зубьев зубчатых колес инструментом в виде двух планшайб с равномерно расположенными по окружности выступами, на которых размещают по одинаково направленным спиралям режущие элементы, при этом планшайбам сообщают вращения в противоположном направлении с постоянным сдвигом фаз на угол
п
z ’
где z - число выступов каждой впадины.
Недостатком данного способа является то, что он позволяет обрабатывать только бочкообразные зубья, линия которых отличается от дуги окружности.
Также существует способ обработки круговых зубьев колес цилиндрических и винтовых передач методом непрерывного деления инструментом со спиральной формообразующей поверхностью, при этом угол скрещивания осей инструмента и заготовки равен 90о [2]. Инструмент или заготовку приводят в относительное прямолинейное движение в направлении, перпендикулярном оси заготовки или инструмента, либо в круговое движение вокруг оси производящего колеса и сообщают заготовке или инструменту дополнительное движение подачи вдоль оси инструмента. Недостатком этого способа является то, что он не позволяет обрабатывать круговые симметричные зубья.
Известны способы [3, 4] обработки цилиндрических зубчатых колес шевингованием-прикатыванием, включающие свободный обкат шевера-прикатника, имеющего режущие кромки, смещенные по винтовой поверхности, и обрабатываемого колеса, установленных на параллельных осях, при этом зацепление шевера-прикатника с обрабатываемым колесом выполняют внеполосным, а обработку ведут с периодической радиальной подачей после каждого из 2 - 4 рабочих циклов, включающих поворот шеве-ра-прикатника в прямом и обратном направлениях на количество оборотов, равное числу зубьев обрабатываемого колеса, и без радиальной подачи в течение 1 - 2 циклов выхаживания, включающих поворот шевера-
прикатника в прямом и обратном направлениях на количество оборотов, равное числу зубьев обрабатываемого колеса, при этом используют шевер-прикатник, число зубьев которого не имеет общих множителей с числом зубьев обрабатываемого колеса, кроме единицы.
Недостатком данного способа является ограничение минимального числа зубьев обрабатываемой заготовки. Это объясняется тем, что при малых числах зубьев заготовки невозможно обеспечить требуемое условие внеполюсного зацепления между инструментом и заготовкой из-за заострения зубьев инструмента.
Задачей рассматриваемого в данной статье способа [5] является расширение технологических возможностей способа обработки цилиндрических зубчатых колес шевингованием-прикатыванием, создание возможности обработки зубчатых колес с малым числом зубьев.
Поставленная задача решается за счет того, что обработка осуществляется шевингованием-прикатыванием, включающим свободный обкат инструмента - шевера-прикатника, имеющего режущие кромки, смещенные по винтовой поверхности и обрабатываемого колеса. При этом зацепление инструмента с обрабатываемой колесом выполняют внеполосным.
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, и без радиальной подачи в течении 1.2 циклов выхаживания, 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 устанавливают на пересекающихся под углом 90о 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.
На рисунке изображена схема способа обработки цилиндрических зубчатых колес шевингованием-прикатыванием.
Инструмент 5, выполнен в виде плоского производящего колеса, установленного на цилиндрическую оправку 3 и жестко закреплен на ней гайкой 4. Заготовка-колесо 1 установлена свободно на цилиндрическую оправку 2.
Способ обработки цилиндрических зубчатых колес шевинговани-ем-прикатыванием пригоден для обработки заготовки-колеса с предварительно формообразованными высокопроизводительными методами: литьём, пластическим деформированием, механической обработкой и др. Согласно способу инструмент 5 устанавливают на цилиндрическую оправку 3 и фиксируют гайкой 4. Заготовку-колесо 1 устанавливают свободно на цилиндрическую оправку 2 и вводят в плотное (беззазорное по боковым сторонам) зацепление с инструментом 5. После чего инструменту 5 сооб-
щают вращательное движение - движение обката в прямом и обратном направлениях с угловой скоростью в 0. При этом заготовка-колесо 3 вращается со скоростью в.
1 2 3 4 5 aw
Схема способа обработки шевингованием-прикатыванием цилиндрических колес с круговыми зубьями
Указанное движение является рабочим, потому что при нем осуществляется срезание тонких слоев стружки и выглаживание боковых поверхностей зубьев заготовки-колеса 1 за счет профильного скольжения режущих кромок инструмента 5 по боковым поверхностям зубьев заготовки-колеса 1. Обработка боковых поверхностей зубьев по всей их длине обеспечивается при соблюдении двух условий: во-первых, наличием режущих кромок, смещенных на соседних зубьях инструмента 5 относительно друг друга, образованных в результате пересечения боковых поверхностей его зубьев с винтовыми поверхностями стружечной канавки; во-вторых, отсутствием общих множителей чисел зубьев инструмента и обрабатываемой заготовки-колеса 1. Формообразование боковых поверхностей зубьев обрабатываемой заготовки-колеса 1 совершается за количество оборотов инструмента 5, равное числу зубьев обрабатываемой заготовки-колеса 1. Заготовка -колесо 1при этом совершает количество оборотов равное числу зубьев инструмента 5. Далее производят врезание - сближение пересекающихся под углом 90о осей инструмента 1 и заготовки-колеса 4, с прерывистой подачей 8вр на величину 0,03.0,05 мм. Так завершается один рабочий цикл. За полный цикл обработки для удаления всего припуска с боковых поверхностей зубьев заготовки-колеса 1 необходимо осуществить
188
от двух до пяти рабочих циклов. При достижении номинального межосе-
вого расстояния oW подачу врезания Sвр прекращают. Для улучшения качества обработки после окончания рабочих циклов осуществляют выхаживание - вращение инструмента в прямом и обратном направлениях на номинальном межосевом расстоянии и на пересекающихся под углом 90о осях.
Для обеспечения высоких параметров производительности и качества обработки число зубьев z0 инструмента 5 должно иметь наибольшее возможное значение, а также определяться рациональными размерами его внешнего диаметра d0. Диаметр начальной окружности заготовки колеса dW выбирается таким, чтобы он находился за пределами его активного участка профиля, т.е. чтобы обеспечивалось предполюсное или заполюсное зацепление Р. В этом случае на всем рабочем участке профиля зубьев будут отсутствовать точки, на которых скорость скольжения равна нулю.
Статья написана в результате исследования, проведенного при финансовой поддержке гранта РФФИ № 09-08-99004 «Разработка научных основ создания ресурсосберегающих технологий высокопроизводительной зубообработки закаленных цилиндрических зубчатых колёс».
Список литературы
1. Способ нарезания круговых зубьев зубчатых колес в условиях непрерывного деления: а.с. 1296327 СССР. № 3925893/31-08; заявл. 09.07.85; опубл. 15.03.87. Бюл. № 10. 2 с.
2. Способ обработки круговых зубьев колес цилиндрических и винтовых передач: а.с. 429909 сСсР. № 1758662/25-08; заявл. 14.03.72; опубл. 30.058.74. Бюл. № 20. 2 с.
3. Способ шевингования-прикатывания цилиндрических зубчатых
колес: пат. 2224624 Российская Федерация. №2001132029; заявл.
27.11.2002; опубл. 27.02.2004. Бюл. № 6. 7 с.ил.
4. Инструмент для чистовой обработки цилиндрических зубчатых
колес: пат. 75978 Российская Федерация. №2008107065/22; заявл.
27.02.2008; опубл. 10.09.2008. Бюл. № 25. 2 с.
5. Способ обработки цилиндрических зубчатых колес шевинговани-ем-прикатыванием: пат. 2369469 Российская Федерация. № 2008107066; заявл. 27.02.2008; опубл. 10.10.2009. Бюл. № 28. 4 с.
A. Malikov, A. Sidorkin
Processing shave-considered cylindrical wheels with circular teeths
In article it is considered processing new a patented way shave-considered cylindrical wheels with circular teeths. The rational scope of a considered way, together with practical recommendations about its application on manufacture is given.
Получено 07.04.09
