RU2147976C1 - Method of machining spur wheels with circular teeth - Google Patents
Method of machining spur wheels with circular teeth Download PDFInfo
- Publication number
- RU2147976C1 RU2147976C1 RU99104350A RU99104350A RU2147976C1 RU 2147976 C1 RU2147976 C1 RU 2147976C1 RU 99104350 A RU99104350 A RU 99104350A RU 99104350 A RU99104350 A RU 99104350A RU 2147976 C1 RU2147976 C1 RU 2147976C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tool
- grinding tool
- axis
- grinding
- tooth
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано в производстве цилиндрических зубчатых колес с круговыми зубьями. The invention relates to metalworking and can be used in the production of cylindrical gears with circular teeth.
Известен способ шлифования круговых зубьев колес чашечным цилиндрическим кругом [1], при котором, как и при нарезании круговых зубьев, осуществляются следующие движения: вращение шлифовального круга, являющееся главным движением, и обкат, сообщаемый заготовке. Преимуществом этого способа является сравнительная простота движений, а следовательно, и простота конструкции станка. A known method of grinding the circular teeth of the wheels with a cup cylindrical circle [1], in which, as when cutting circular teeth, the following movements are carried out: the rotation of the grinding wheel, which is the main movement, and the run-in communicated to the workpiece. The advantage of this method is the comparative simplicity of the movements, and therefore the simplicity of the design of the machine.
Однако способ имеет и существенный недостаток. При шлифовании широковенцовых колес увеличивается зона контакта круга с заготовкой, возрастает сила резания и ухудшаются условия подвода охлаждающей жидкости в зону резания. В результате возникают прижоги и трещины на поверхности зубьев, а также снижается точность зубообработки. Вследствие этого приходится снижать интенсивность процесса. However, the method has a significant drawback. When grinding wide-wheel wheels, the contact zone of the wheel with the workpiece increases, the cutting force increases, and the conditions for supplying coolant to the cutting zone deteriorate. As a result, burns and cracks occur on the surface of the teeth, and the accuracy of the toothwork is also reduced. As a result, it is necessary to reduce the intensity of the process.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки цилиндрических колес с круговыми зубьями шлифовальным инструментом, спрофилированным на базе исходной рейки, который реализуют в условиях обката, где при прямом и обратном ходе обрабатывают различные впадины зубьев колес [2]. Во время обработки в зацепление с инструментом дополнительно вводят вторую заготовку, ось которой параллельна оси первой заготовки, а расстояние между осями заготовок равно номинальному диаметру инструмента. При прямом ходе заготовок обрабатывают впадину первой заготовки, а при обратном - впадину второй заготовки. В случае двусторонней обработки профиля впадины зуба в конце прямого и обратного ходов заготовок инструмент поворачивают вокруг оси, проходящей через точку пересечения осей вращения инструмента и боковой поверхности зуба исходной рейки, и расположенной перпендикулярно этим осям. The closest in technical essence and the achieved result is a method of machining cylindrical wheels with circular teeth with a grinding tool, profiled on the basis of the original rack, which is implemented under rolling conditions, where various cavities of the teeth of the wheels are machined in the forward and reverse stages [2]. During processing, a second workpiece is additionally introduced into engagement with the tool, the axis of which is parallel to the axis of the first workpiece, and the distance between the axes of the workpieces is equal to the nominal diameter of the tool. In the forward course of the workpieces, the cavity of the first workpiece is treated, and in the reverse, the cavity of the second workpiece is treated. In the case of two-sided processing of the tooth cavity profile at the end of the forward and backward strokes of the workpieces, the tool is rotated around an axis passing through the intersection point of the tool rotation axes and the tooth tooth lateral surface of the original staff, and located perpendicular to these axes.
Недостатком этого способа является значительная сложность движений, а следовательно, сложность конструкции станка и сложность настройки. Кроме того, при шлифовании широковенцовых колес из легированных, трудношлифуемых сталей и сплавов увеличивается зона контакта круга с заготовкой, возрастает сила резания и ухудшаются условия подвода охлаждающей жидкости в зону резания. В результате возникают внутренние растягивающие напряжения, приводящие к прижогам и трещинам на поверхности зубьев, а также снижается точность зубообработки. Вследствие этого приходится снижать интенсивность процесса. The disadvantage of this method is the significant complexity of the movements, and therefore, the complexity of the design of the machine and the complexity of the settings. In addition, when grinding wide-crowned wheels from alloyed, hard-grinding steels and alloys, the contact zone of the circle with the workpiece increases, the cutting force increases, and the conditions for supplying coolant to the cutting zone worsen. As a result, internal tensile stresses arise, leading to burns and cracks on the surface of the teeth, and the accuracy of the toothwork is also reduced. As a result, it is necessary to reduce the intensity of the process.
Задачей изобретения является повышение производительности зубошлифования и предотвращения прижогов путем использования "бегущей" вдоль оси инструмента зоны резания, т. е. изменения высоты боковой поверхности зуба исходной рейки за оборот инструмента. The objective of the invention is to increase the productivity of gear grinding and prevention of burns by using the "cutting" along the tool axis of the cutting zone, ie, changing the height of the side surface of the tooth of the original rack per revolution of the tool.
Поставленная задача решается предлагаемым способом обработки цилиндрических колес с круговыми зубьями шлифовальным инструментом, спрофилированным на базе исходной рейки, в условиях обката, при котором при прямом и обратном ходах обрабатывают различные впадины зубьев колес, инструментом, повернутым на инструментальном шпинделе вокруг точки пересечения оси вращения шпинделя, которая перпендикулярна направлению обката, с осью инструмента и расположена в плоскости средней линии зуба исходной рейки на угол φ , который обеспечивает прерывание зоны контакта инструмента и боковой поверхности кругового зуба колеса за счет изменения высоты наружной и внутренней производящих поверхностей инструмента за один его оборот, при этом угол φ должен быть не более величины, определяемой из формулы
φ ≤ arctg(3m/2D),
где m - модуль обрабатываемого колеса;
D - номинальный диаметр инструмента.The problem is solved by the proposed method of machining cylindrical wheels with circular teeth with a grinding tool profiled on the basis of the initial rail, under rolling conditions, in which, for forward and reverse strokes, various cavities of the teeth of the wheels are machined with a tool rotated on the tool spindle around the intersection of the axis of rotation of the spindle, which is perpendicular to the direction of the run-in, with the axis of the tool and located in the plane of the midline of the tooth of the original rack at an angle φ, which provides the contact zone of the tool and the lateral surface of the circular tooth of the wheel due to changes in the height of the outer and inner producing surfaces of the tool in one revolution, while the angle φ should not be more than the value determined from the formula
φ ≤ arctan (3m / 2D),
where m is the module of the machined wheel;
D is the nominal diameter of the tool.
На фиг. 1 показана схема обработки шлифованием круговых зубьев чашечным цилиндрическим кругом, установленным под углом φ относительно оси шпинделя инструмента; на фиг. 2 - положение шлифовального круга, повернутого на 180o относительно положения, показанного на фиг. 1; на фиг. 3 - изменение высоты наружной и внутренней производящих поверхностей инструмента за один его оборот; на фиг. 4 - схема двусторонней обработки шлифованием круговых зубьев чашечным цилиндрическим кругом, установленным под углом φ относительно оси шпинделя инструмента; на фиг. 5 - положение шлифовального круга, повернутого на 180o относительно положения, показанного на фиг. 4, при обработке шлифованием круговых зубьев двух заготовок чашечным цилиндрическим кругом.In FIG. 1 shows a processing diagram for grinding circular teeth with a cup cylindrical wheel mounted at an angle φ relative to the axis of the tool spindle; in FIG. 2 - the position of the grinding wheel rotated 180 o relative to the position shown in FIG. 1; in FIG. 3 - changing the height of the outer and inner producing surfaces of the tool in one revolution; in FIG. 4 is a diagram of a double-sided treatment by grinding circular teeth with a cup cylindrical wheel mounted at an angle φ relative to the axis of the tool spindle; in FIG. 5 - the position of the grinding wheel rotated 180 o relative to the position shown in FIG. 4, when processing grinding of circular teeth of two workpieces with a cup cylindrical circle.
Обработку цилиндрических колес с круговыми зубьями по предлагаемому способу осуществляют инструментом, выполненным, например, в виде чашечного цилиндрического шлифовального круга 1, ось O1 вращения которого со скоростью ω перпендикулярна направлению обката заготовки 2 (фиг. 1 и 2) и в случае двусторонней обработки двух заготовок 2 и 3 (фиг. 4 и 5). При этом для предотвращения прижогов на рабочих поверхностях зубьев зону контакта инструмента 1 с заготовкой 2 плавно прерывают путем установки чашечного цилиндрического шлифовального круга 1 с осью O2 под углом φ к оси O1. Причем инструмент поворачивают на инструментальном шпинделе вокруг точки О пересечения оси вращения шпинделя O1, которая перпендикулярна направлению обката, с осью O2 инструмента и расположена в плоскости средней линии зуба исходной рейки на угол φ.
Круг профилируют, как при традиционном способе зубошлифования круговых зубьев колес чашечным цилиндрическим кругом на базе исходной рейки в условиях обката [1].The processing of cylindrical wheels with circular teeth according to the proposed method is carried out by a tool made, for example, in the form of a cup
The circle is profiled, as in the traditional method of gear grinding of the circular teeth of the wheels with a cup cylindrical circle on the basis of the initial rack under the conditions of rolling [1].
Благодаря такой установке круга его наружная H и внутренняя B производящие поверхности изменяются по высоте за оборот инструмента (фиг. 3). За каждый угол, например, π/4 поворота главного движения инструмента относительно оси O1 высоты наружной H и внутренней B производящих поверхностей изменятся на величину, равную - 1/4 (3/2 m), при угле φ установки круга, определяемом по формуле:
φ ≤ arctg(3m/2D),
где m - модуль обрабатываемого колеса;
D - номинальный диаметр инструмента.Due to this setting of the circle, its outer H and inner B producing surfaces change in height per revolution of the tool (Fig. 3). For each angle, for example, π / 4 of the rotation of the main tool movement relative to the axis O 1, the heights of the outer H and inner B of the producing surfaces will change by an amount equal to - 1/4 (3/2 m), with the angle φ of setting the circle, determined by the formula :
φ ≤ arctan (3m / 2D),
where m is the module of the machined wheel;
D is the nominal diameter of the tool.
За пол-оборота круга (с положения см. фиг. 1 до положения - фиг. 2) высоты H и B уменьшатся на полную расчетную величину - (3/2 m), произойдет плавное прерывание контакта заготовки с инструментом и зоны резания; за вторые пол-оборота высоты H и B увеличатся на полную расчетную величину (3/2 m) - резание продолжится. Over a half-turn of the circle (from the position, see Fig. 1 to the position - Fig. 2), the heights H and B will decrease by the full calculated value - (3/2 m), the contact between the workpiece and the tool and the cutting zone will be gradually interrupted; in the second half turn, the heights H and B will increase by the full calculated value (3/2 m) - cutting will continue.
Таким образом, предлагаемый способ обработки цилиндрических колес с круговыми зубьями позволяет производить шлифование с определенными интервалами, которые снижают температуру в рабочей зоне. Причем продолжительность резания между этими интервалами равно времени разрыва процесса. Тепловое насыщение металла прекращается, и за время разрыва поверхность заготовки охлаждается. Под тепловым насыщением понимается такое состояние поверхности, когда ее температура достигает максимума и сохраняется определенное время. При этом состоянии возможно образование дефектов, ухудшающих эксплуатационные свойства деталей. За счет интервалов разрыва процесса удается заметно снизить температуру в зоне резания и избежать появления дефектов шлифования. Thus, the proposed method of processing cylindrical wheels with circular teeth allows grinding at certain intervals, which reduce the temperature in the working area. Moreover, the cutting time between these intervals is equal to the time the process breaks. The thermal saturation of the metal ceases, and during the break the surface of the workpiece is cooled. By thermal saturation is meant a state of the surface when its temperature reaches a maximum and a certain time is retained. In this condition, the formation of defects that degrade the operational properties of parts is possible. Due to the intervals of the process rupture, it is possible to significantly reduce the temperature in the cutting zone and to avoid the occurrence of grinding defects.
Подобный процесс осуществляют традиционными прерывистыми кругами, состоящими из отдельных сегментов, закрепленных на планшайбе. Однако эти круги имеют существенный недостаток. Обусловленные наличием впадин, резко уменьшаются: виброустойчивость, прочность и площадь рабочей поверхности инструмента, что снижает размерную стойкость инструмента, качество и производительность обработки. A similar process is carried out by traditional intermittent circles, consisting of individual segments fixed on the faceplate. However, these circles have a significant drawback. Due to the presence of depressions, they sharply decrease: vibration resistance, strength and the area of the working surface of the tool, which reduces the dimensional stability of the tool, the quality and productivity of processing.
Предлагаемый способ выгодно отличается повышенной виброустойчивостью, благодаря плавному и безударному входу и выходу режущей абразивной поверхности в зону резания, высокой прочностью инструмента в виду отсутствия впадин и выступов на рабочей поверхности, хотя сам процесс прерывистый, что повышает размерную стойкость инструмента, предотвращает поломку и выкрашивание абразива, а снижение температуры в зоне шлифования позволяет повысить интенсивность процесса, производительность и качество обработки. The proposed method compares favorably with increased vibration resistance, due to the smooth and shockless entry and exit of the cutting abrasive surface into the cutting zone, high tool strength due to the absence of depressions and protrusions on the working surface, although the process itself is intermittent, which increases the dimensional stability of the tool, prevents breakage and chipping of the abrasive , and lowering the temperature in the grinding zone allows you to increase the intensity of the process, productivity and quality of processing.
Пример. Обработка цилиндрических колес с круговыми зубьями по предлагаемому способу осуществлялась на модернизированном зубошлифовальном станке типа "Niles" мод. ZSTZ 315х6C (ГДР). Модернизация заключалась в развороте оси шлифовального шпинделя перпендикулярно направлению обката. Были отшлифованы зубья партии роторов шестеренных насосов Ш20-16 с числом зубьев 12, модулем 6 мм и шириной венца 80 мм. Шлифование проводилось чашечным цилиндрическим абразивным кругом с номинальным ⌀130 мм, установленным на шпинделе под углом
φ = arc tg (3m/2D) = arc tq (3•6/2•130) = 3o57'36''.Example. The processing of cylindrical wheels with circular teeth by the proposed method was carried out on a modernized gear grinding machine of the type "Niles" mod. ZSTZ 315x6C (GDR). The upgrade consisted in turning the axis of the grinding spindle perpendicular to the direction of rolling. The teeth of a batch of rotors of gear pumps Ш20-16 were polished with the number of teeth 12, a module of 6 mm and a crown width of 80 mm. Grinding was carried out with a cup cylindrical abrasive wheel with a nominal ⌀130 mm mounted at an angle on the spindle
φ = arc tg (3m / 2D) = arc tq (3 • 6/2 • 130) = 3 o 57'36 ''.
Характеристика круга: марка абразивного зерна - 24A; зернистость - 40; твердость - C1; структура - 7; связка - бакелитовая. Припуск на зубошлифование на толщину зуба - 0,3 мм; допуск припуска на толщину зуба (в тело) - 0,07 мм. Режимы зубошлифования: подача при обкатке - 0,65 мм/дв.ход; подача на глубину шлифования: предварительная - 0,10 мм/ход; окончательная - 0,02 мм/ход. Circle characteristics: grade of abrasive grain - 24A; granularity - 40; hardness - C1; structure - 7; Ligament - Bakelite. Tooth grinding allowance for tooth thickness - 0.3 mm; the allowance for the allowance for the thickness of the tooth (in the body) is 0.07 mm. Gear grinding modes: feed at run-in - 0.65 mm / dv.hod; feed to the grinding depth: preliminary - 0.10 mm / stroke; final - 0.02 mm / stroke.
Контроль круговых зубьев осуществлялся в среднем сечении колеса на универсальном зубоизмерительном приборе фирмы Zeiss (ГДР), эвольвентомере типа КЭУ и биенемере мод. Б-10М. Точность шлифованных роторов по всем параметрам (отклонение и накопленная погрешность шага, радиальное биение зубчатого венца, колебание длины общей нормали, погрешность профиля зуба) была не ниже 7 степени точности по ГОСТ 1643-81. Расположение пятна контакта проверялось по краске. Оно занимало середину зуба и не выходило на торцы. Длина пятна контакта и приведенные зазоры, замеренные щупом на торце зуба, соответствовали расчетным приведенным зазорам. Применение предлагаемого способа повысило производительность обработки в 1,4 раза, позволило исключить операцию получистового шлифования благодаря улучшению шероховатости на 1-2 класса. При этом расход абразивного инструмента снизился на 25%. Circular teeth were monitored in the middle section of the wheel on a Zeiss universal gear measuring instrument (GDR), an involute gauge of the KEU type and a bienamer mode. B-10M. The accuracy of the polished rotors in all respects (deviation and accumulated pitch error, radial runout of the ring gear, fluctuation of the length of the common normal, tooth profile error) was not less than 7 degrees of accuracy according to GOST 1643-81. The location of the contact spot was checked by paint. It occupied the middle of the tooth and did not go to the ends. The length of the contact spot and reduced clearances measured with a probe at the end of the tooth corresponded to the calculated clearances. The application of the proposed method increased the processing productivity by 1.4 times, eliminated the operation of semi-grinding due to improved roughness by 1-2 classes. At the same time, the consumption of an abrasive tool decreased by 25%.
Преимуществом способа обработки цилиндрических колес с круговыми зубьями чашечным цилиндрическим кругом, установленным под углом, является сравнительная простота движений, а следовательно, простота конструкции станка и простота настройки. При шлифовании широковенцовых колес, с увеличенной зоной контакта круга с заготовкой, зона резания прерывается, возрастает сила резания, но снижается теплонапряженность процесса и улучшаются условия подвода охлаждающей жидкости в зону резания. В результате гарантируется бесприжоговая обработка поверхности зубьев и повышение точности зубообработки. Вследствие этого появляется возможность интенсивности процесса. The advantage of the method of processing cylindrical wheels with circular teeth with a cylindrical cylindrical wheel mounted at an angle is the comparative simplicity of movements, and therefore, the simplicity of the design of the machine and ease of setup. When grinding shirokoventsovyh wheels, with an increased contact zone of the circle with the workpiece, the cutting zone is interrupted, the cutting force increases, but the heat stress of the process decreases and the conditions for supplying coolant to the cutting zone are improved. As a result, a toothless surface treatment of the teeth and an increase in the accuracy of tooth treatment are guaranteed. As a result, the possibility of the intensity of the process.
Claims (1)
φ ≤ arctg(3m/2D),
где m - модуль обрабатываемого колеса;
D - номинальный диаметр шлифовального инструмента.A method of processing cylindrical wheels with circular teeth with a grinding tool, including processing under rolling conditions with forward and reverse stroke of various tooth cavities with a grinding tool mounted on a tool spindle, the axis of which is perpendicular to the rolling direction, characterized in that the grinding tool is rotated around the point of intersection of its axis with the axis of rotation of the tool spindle located in the plane of the midline of the tooth of the original rack at an angle φ to interrupt the contact zone tool and the lateral surface of the circular tooth of the wheel due to changes in the height of the outer and inner producing surfaces of the grinding tool for one of its rotation, while the angle φ is selected by the formula
φ ≤ arctan (3m / 2D),
where m is the module of the machined wheel;
D is the nominal diameter of the grinding tool.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99104350A RU2147976C1 (en) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | Method of machining spur wheels with circular teeth |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99104350A RU2147976C1 (en) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | Method of machining spur wheels with circular teeth |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2147976C1 true RU2147976C1 (en) | 2000-04-27 |
Family
ID=20216671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99104350A RU2147976C1 (en) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | Method of machining spur wheels with circular teeth |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2147976C1 (en) |
-
1999
- 1999-03-02 RU RU99104350A patent/RU2147976C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Кедринский В.Н. и др. Станки для обработки конических зубчатых колес. Издание 2-е.-М.: Машиностроение, 1967, с.513-515. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101746078B1 (en) | Machine tool and method for producing gearing | |
| KR100291167B1 (en) | Method of machining gears during indexing | |
| KR101445546B1 (en) | Full profile dressing roll for dressing multi-start cylindrical grinding worms | |
| US20200391313A1 (en) | Chamfering tool, chamfering system, gear-cutting machine and method for chamfering toothings | |
| US11179788B2 (en) | Method for producing a removal of material on a tooth end edge and device designed therefor | |
| US20140223707A1 (en) | Method and device for finishing work pieces | |
| JP5518310B2 (en) | Discontinuous contour polishing tool and method | |
| CS277172B6 (en) | Method of cutting a spur gear and apparatus for making the same | |
| US20140223708A1 (en) | Method and device for finishing work pieces | |
| US20080008550A1 (en) | Method for Machining Shaft Bearing Seats | |
| KR20100116530A (en) | Method and device for removing a secondary burr on end-cut work piece wheel | |
| CN108591421B (en) | Tool basic tooth profile of generated involute pin gear tooth profile | |
| US4650378A (en) | Method for machining a gear by means of a rotating gear-type tool | |
| EP3243588B1 (en) | Method of machininga groove portion | |
| JPS5923930B2 (en) | Gear grinding method and wheel used for this purpose | |
| US20230158591A1 (en) | Method for machining a tooth flank region of a workpiece tooth arrangement, chamfering tool, control program having control instructions for carrying out the method, and gear-cutting machine | |
| RU2147976C1 (en) | Method of machining spur wheels with circular teeth | |
| US20040005843A1 (en) | Method for dressing or profiling of an essentially cylindrical grinding worm | |
| RU2147977C1 (en) | Method of noncontinuous grinding of round-tooth spur gears | |
| CN112276501B (en) | Machining process of gear with hard tooth surface | |
| CN115609251A (en) | Manufacturing process of high-precision small-modulus small-diameter centering composite slender broach | |
| CN115194259A (en) | Method for producing a torsion on the tooth surface of an internally toothed workpiece | |
| RU2147268C1 (en) | Slit grinding wheel for grinding gear wheels with circular teeth | |
| JP2008240739A (en) | Scroll machining method and device thereof | |
| RU2146995C1 (en) | Grinding device for fastening of wheel for working of wheels with round teeth |