RO129154A2

RO129154A2 - Metodă de prelucrare a melcilor

Info

Publication number: RO129154A2
Application number: ROA201200447A
Authority: RO
Inventors: Alexandru Pozdîrcă; Paul Sebastian Cheţan
Original assignee: Universitatea ''petru Maior'' Din Târgu Mureş
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2014-01-30
Also published as: RO129154B1

Abstract

Invenţia se referă la o metodă de prelucrare a melcilor, destinată fabricării melcilor arhimedici. Metoda conform invenţiei este aplicată în centre de prelucrare prin strunjire, echipate cu un cap de frezare, în patru axe (B, Z, X şi C), faza de finisare a celor două flancuri (b) fiind realizată prin aşezarea unei alte freze (4) tangenţială la un flanc (b), în vederea reducerii erorilor de profil fiind introduse corecţii asupra unghiului de înclinare al acestei freze (4), şi corecţii de deplasare în lungul celei de-a doua axe (Z) amintite.

Description

Invenția se referă la o metodă de prelucrare a melcilor, destinată fabricării melcilor arhimedici.

Este cunoscută o metodă de prelucrare a melcilor, compusă din trei faze: degroșare, prefinisare, finisare (Maros D., ș.a., Angrenaje melcate, Editura Tehnică, București, 1966). La degroșare se urmărește îndepărtarea unui volum cât mai mare de material în condiții cât mai economice, în scopul obținerii unei danturi apropiate de cea finală Pe flancul dintelui melcului se lasă un adaos de formă și dimensiuni corespunzătoare din punct de vedere tehnologic pentru finisare. Datorită productivității ridicate, cele mai frecvente procedee tehnologice de degroșare practicate sunt: Frezarea prin copiere cu freză disc, Prelucrarea prin rostogolire cu cuțit-roată, Prelucrarea prin rostogolire cu freză melc (Elekes C , Scule pentru melci și roți melcate, Editura LITERA, 1985). După degroșare urmează un tratament termic, apoi finisarea Finisarea se execută prin strunjire sau rectificare. Conform unei reguli tehnologice generale, melcii confecționați din oțel de îmbunătățire se finisează prin strunjire, iar cei confecționați din oțel de cementare se finisează prin rectificare. Finisarea prin strunjire este aplicabilă melcilor ZA, ZE și ZN. în general valoarea rugozității suprafețelor realizate prin strunjire variază între limitele: R_a=6,3 0.8 pm (Litvin F.L., Fuentes A., Geometria angrenajelor și teorie aplicată, Ediția a doua, Editura Dacia, Cluj Napoca, 2009 - traducere după Gear Geometry and Applied Theory, Second Edition, Litvin F.L., Fuentes A., Cambridge University Press, 2004)

Metoda cunoscută prezintă următoarele dezavantaje:

Apelează la un itinerar tehnologic de durată, în care degroșarea și finisarea au loc pe utilaje diferite, folosind scule diferite, tratamentul termic fiind interpus.

Procedeele productive de degroșare presupun utilizarea unor scule cu preț de cost ridicat, care nu se justifică în cazul seriilor de execuție ale troliilor în cadrul finisării prin strunjire, este necesar un timp relativ ridicat de prelucrare pentru obținerea unei rugozități corespunzătoare a suprafeței flancului melcului.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția este aceea de a realiza degroșarea și finisarea dinților melcilor în cadrul aceleiași operații pe un strung echipat cu cap de frezare, folosind doar freze cilindro-frontale standard, pentru un semifabricat tratat apriori. Metoda de prelucrare a melcilor conform invenției înlătură dezavantajele amintite mai înainte prin aceea că este alcătuită din următoarea succesiune de operații efectuate pe un singur utilaj: degroșarea golului semifinisare a celor două flancuri semifinisare a fundului finisare la picior a dintelui flancului finisare a celor două flancuri

Pentru degroșarea golului unui melc se utilizează o freză cilindro-frontală de diametru mare Degroșarea se compune dintr-o succesiune de faze care realizează așchierea cu o adâncime de așchiere calculată. Fiecare fază constă din două treceri, determinate astfel încât muchia frezei să fie în contact cu câte un flanc al golului. Ultima fază constă dintr-o singură trecere, muchia frezei fiind în contact simultan la ambele flancuri După finalizarea ultimei treceri a ultimei faze a operației de degroșare, se execută o semifinisare a flancurilor prin netezirea treptelor rezultate prelucrând întâi un flanc și apoi pe celălalt cu freza așezată cu fața cilindrică tangențial la flancul respectiv și lăsând un adaos de prelucrare pentru finisarea finală Diametrul frezei permite ca aceeași sculă să poată fi utilizată atât la operația de degroșare, cât și la operația de semifinisare a flancurilor îndepărtarea adaosului de prelucrare rămas pe fundul golului se face în cadrul operației de degroșare la fundul golului Pentru această operație se alege o freză care are un diametru mai mic decât distanța la bază, în secțiunea axială, între 2 dinți consecutivi în prima fază a operației se îndepărtează un adaos astfel ales încât raza de colț a frezei să ajungă tangentă la flancurile profilului, freza fiind centrată pe axa de simetrie a golului. Tot cu această freză se execută și operația următoare, cea de finisare: la picior a dintelui melcului ^“2012-00447-1 8 -06- 2012

Operația este compusă din trei faze: prima fază cu freza centrată pe axa de simetrie a golului, dar coborâtă la cota finală a adâncimii golului, a doua și a treia fază cu freza rămasă la aceeași cotă dar deplasată față de axa golului în stânga respectiv dreapta Ultima operație este cea de finisare a celor două flancuri. Pentru această operație se alege o freză care are un diametru mediu ca mărime. Finisarea flancurilor se execută prelucrând întâi un flanc și apoi pe celălalt cu freza așezată cu fața cilindrică tangențial la flancul respectiv. Degajarea realizată de raza frezei de semifinisare a fundului determină protejarea muchiei frezei de finisare a flancurilor. Metoda se aplică pe centre de prelucrare prin strunjire, echipate cu cap de frezare, în 4 axe. Faza de finisare este realizată prin așezarea frezei tangențială la flanc In vederea reducerii erorilor de profil, se introduc corecții asupra unghiului de înclinare al frezei și corecții de deplasare axială.

Metoda de prelucrare a melcilor conform invenției prezintă următoarele avantaje:

Elimină timpii intermediari de transport, pregătire și încheiere între degroșare și finisare, asigurînd o bună precizie geometrică a profilului axial.

Asigură un preț de cost scăzut, datorită timpului de prelucrare mic (timpi de prelucrare mai scăzuți cu cca. 400% în cazul producțiilor de serie mică și mijlocie) și a utilizării unor freze cilindro-frontale standard, neprofilate.

Permite prelucrarea melcilor direct din material îmbunătățit și asigură o calitate foarte bună a suprafeței, evitându-se astfel rectificarea melcilor.

In cele ce urmează se dă un exemplu de realizare a obiectului invenției în legătură și cu Figurile 1 ... 7 care reprezintă:

Fig. 1 Schema degroșării golului.

Fig 2 Schema semifinisării pe flancuri

Fig. 3 Schema degroșării la fundul golului Fig 4 Schema finisării la picior a dintelui Fig. 5 Schema finisării pe flancuri Fig 6 Detaliul din Fig. 5

Fig. 7 Prelucrarea melcului pe strungul CNC

Metoda de prelucrare a melcilor conform invenției este alcătuită din succesiunea de operații:

Degroșare a golului

Semifinisare pe flancuri Degroșare la fundul golului Finisare la picior a dintelui Finisare pe flancuri

Pentru degroșarea golului unui melc (1) se utilizează o freză cilindro-frontală (2) de diametru mare, D₍ = 1.2/Modului melcului. Degroșarea se compune dintr-o succesiune de faze care realizează așchierea cu o adâncime de așchiere calculată respectivă, (a) Fiecare fază constă din două treceri, determinate astfel încât muchia frezei (2) să fie în contact cu câte un flanc (b). Ultima fază constă dintr-o singură trecere, muchia frezei (2) fiind în contact simultan la ambele flancuri (b) După finalizarea ultimei treceri a ultimei faze a operației de degroșare, se execută semifinisarea celor două flancuri (b) prin netezirea treptelor rezultate prelucrând întâi un flanc (b) și apoi pe celălalt cu freza (2) așezată cu fața cilindrică tangențial la flancul respectiv și lăsând un adaos de prelucrare pentru finisarea finală Diametrul frezei (2) permite ca aceeași sculă să poată fi utilizată atât la operația de degroșare, cât și la operația de semifinisare a flancurilor (b) îndepărtarea adaosului de prelucrare rămas pe fundul golului se face în cadrul operației de degroșare la fundul golului Pentru această operație se alege o freză (3) care are un diametru mai mic decât distanța la bază, în secțiunea axială, între 2 dinți consecutivi, D? = 0 8^xModulul în prima fază a operației se îndepărtează un adaos astfel ales încât raza de colț a frezei (3), R = 0.2/Modulul, să ajungă tangentă cu flancurile (b) ale profilului, freza (3) fiind centrată pe axa de simetrie a golului Tot cu această freză (3) se execută și operația următoare, cea de finisare la picior a dintelui Operația este compusă din trei faze: prima fază cu freza (3)

'“2012-00447-1 8 -0δ- 2012

centrată pe axa de simetrie a golului, dar coborâtă la cota finală a adâncimii golului, a doua și a treia fază cu freza (3) rămasă la aceeași cotă dar deplasată față de axa golului în stânga respectiv dreapta. Ultima operație este cea de finisare a celor două flancuri (b). Pentru această operație se alege o freză (4) care are un diametru mediu ca mărime, = 1 > Modulul. Finisarea flancurilor (b) se execută prelucrând întâi un flanc (b) și apoi pe celălalt cu freza (4) așezată cu fața cilindrică tangențial la flancul (b) respectiv. Raza de racordare (R) a frezei (3) determină o protecție a muchiei frezei (4) la finisarea flancurilor (b). Metoda se aplică pe centre de prelucrare prin strunjire, echipate cu cap de frezare, cu minimum 4 axe: (B), (Z), (X), (C). In vederea reducerii erorilor de profil, se introduc corecții asupra unghiului de înclinare ai frezei (4) - controlul axei de mișcare (B) - și corecții de deplasare în lungul axei (Z) care să determine grosimea dintelui. Profilul axial al melcului generat de freza cilindrică diferă de profilul teoretic arhimedic. Tabelul l prezintă abaterile profilului axial real față de lina dreaptă a profilului arhimedic pentru două valori ale unghiului de înclinare al frezei, pentru un melc cu următoarele caracteristici: modul axial = 10 mm coeficient diametral = 7.6 parametru elicoidal = 7.6 raza frezei cilindrice = 5 mm

Tabelul 1

a [mm]	a= 20°	oî= 20.35°
0	0.000	0.000
5	-0.022	0.011
10	-0.053	0.013
15	-0.098	0.000
19	-0.152	-0.027

Abaterile din tabel sunt măsurate la diferite diametre ale melcului. Față de melcul arhimedic teoretic, cel generat cu freza cilindrică prezintă un flanc ușor convex, ceea ce poate conduce la o localizare mai bună a contactului pe înălțimea dintelui.

Corectarea erorilor trebuie să țină seama de posibilitățile oferite de utilajul cu comandă numerică folosit. în exemplul prezentat s-a utilizat un strung cu comandă numerică în 4 axe, la care axele controlate numeric sunt: (X), (Z), (B), (C). Controlul axei (Z) permite translatarea profilului axial în lungul axei melcului (1). Controlul axei (B) permite corectarea unghiului a. în exemplul prezentat, s-a ales ca axa sculei (4) să fie concurentă cu axa melcului (1), deci excentricitatea să fie zero - caz în care nu este necesar un control asupra unei axe Y Prin aplicarea corecțiilor pe axele (Z) și (B) se caută reducerea erorilor profilului axial realizat față de cel arhimedic ales ca referință. Pentru melcul și scula aleasă, Tabelul 1 prezintă abaterile profilului axial în lungul axei melcului, la corectarea înclinației frezei de ia 20° la 20.35°. Se observă reducerea abaterilor maxime la nivelul 0.027 mm. Semnul abaterii indică dacă punctul profilului real este la stânga (minus) sau la dreapta (plus) profilului nominal Regimul tehnologic aplicat pentru un melc cu modul axial m=10 mm, la utilizarea unor freze cilindro-frontale cu plăcuțe din carbură metalică, produse de EMUGE-FRANKEN, este indicat în Tabelul 2.

^2012-00447¹ θ '06- 2012

Tabelul 2

Nr. Crt.	Operația	Scula	Regim	Timp [min]
1	Degroșare pe flancuri 5 treceri	Diametru: 012	Viteza de așchiere: 120 m/min	9
Lungime: 16/73	Turația: 3200 rot/min
Cod sculă: 2897A.012	Avansul pe dinte: 0.08 mm/dinte
Cod portsculă: 6563.12080	Viteza de avans: 1024 mm/min
2	Seminifisare pe flancuri 2 treceri	Diametru: 012	Viteza de așchiere: 140 m/min	2.5
Lungime: 16/73	Turația: 3800 rot/min
Cod sculă: 2897A.012	Avansul pe dinte: 0.10 mm/dinte
Cod portsculă: 6563.12080	Viteza de avans: 1520 mm/min
3	Degroșare la fundul golului 2 treceri	Diametru: 08; Colț: R2	Viteza de așchiere: 80 m/min	6
Lungime: 19/63	Turația: 3200 rot/min
Cod sculă: 2673A.008020	Avansul pe dinte. 0.03 mm/dinte
Cod portsculă: 6563.08065	Viteza de avans: 400 mm/min
4	Finisare la picior a dintelui 2 treceri	Diametru: 08; Colț: R2	Viteza de așchiere: 100 m/min	5
Lungime: 19/63	Turația: 4000 rot/min
Cod sculă: 2673A.008020	Avansul pe dinte: 0.04 mm/dinte
Cod portsculă: 6563.08065	Viteza de avans: 640 mm/min
5	Finisare pe flancuri 2 treceri	Diametru: 08	Viteza de așchiere: 90 m/min	4
Lungime: 16/68	Turația: 3400 rot/min
Cod sculă: 2887A.008	Avansul pe dinte. 0.028 mm/dinte
Cod portsculă: 6563.08065	Viteza de avans: 760 mm/min
Timp de bază total [minute]:	26.5

Claims

REVENDICARE

1 Metodă de prelucrare a melcilor caracterizată prin aceea că constă, într-o primă fază, dintr-o degroșare a golului unui melc (1) cu o freză cilindro-frontală (2) până când muchia frezei (2) ajunge tangentă simultan la ambele flancuri (b) ale golului, într-o a doua fază dintr-o semifinisare pe flancurile (b) utilizând aceeași freză cilindro-frontală (2) așezată cu fața cilindrică tangențial la flancul respectiv și lăsând un adaos de prelucrare pentru finisarea finală, într-o a treia fază dintr-o degroșare la fundul golului cu o freză cilindro-frontală (3) astfel aleasă încât raza de colț a frezei (3) să ajungă tangentă cu flancurile (b) ale profilului, freza (3) fiind centrată pe axa de simetrie a golului, într-o a patra fază dintr-o finisare la picior a dintelui cu aceeași freză (3) care ajunge coborâtă la cota finală a adâncimii golului și într-o a cincea fază dintr-o finisare a celor două flancuri (b) cu o freză (4) așezată cu fața cilindrică tangențial la flancul (b) respectiv.
2. Metodă de prelucrare a melcilor conform revendicării 1 caracterizată prin aceea că permite prelucrarea integrală a melcilor folosind ca scule așchietoare doar freze cilindro - frontale neprofilate.
3 Metodă de prelucrare a melcilor conform revendicării 1 caracterizată prin aceea că permite prelucrarea melcilor într-o singură prindere pe o singură mașină unealtă.
4. Metodă de prelucrare a melcilor conform revendicării 1 caracterizată prin aceea că se realizează o protecție a muchiei frezei (4) utilizată la finisarea flancurilor (b) prin prevederea unei raze de racordare (R) la freza (3) utilizată la finisarea la picior a dintelui melcului (1).