RU2183150C2

RU2183150C2 - Process for electric erosion-electrochemical lapping of gear wheels

Info

Publication number: RU2183150C2
Application number: RU2000104212/02A
Authority: RU
Inventors: Е.В. Смоленцев
Original assignee: Воронежский государственный технический университет
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2002-06-10

Abstract

FIELD: machine engineering, possibly lapping of gear wheels. SUBSTANCE: process is realized by two stages. At first gear wheels are simultaneously treated with use of both generators until receiving zero electric current gradient while using large-diameter gear wheel as anode. Small-diameter gear wheel is remained connected with positive pole of electrochemical generator and it is worked until removing craters formed after electric erosion treatment. Then polarity is switched over and large-diameter gear wheel is worked by means of tool in the form of small-diameter gear wheel until removing craters from contact surfaces of teeth. Quantity of electricity generated by electrochemical generator is increased in proportion to relation of diameters of gear wheels. Process allows to increase contact degree of teeth of gear wheels up to 95-100%. EFFECT: enhanced kinematic accuracy of gear wheels. 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при доводке зубчатых колес. The invention relates to mechanical engineering and can be used for fine-tuning gears.

Известен способ притирки зубчатых колес с применением абразивных материалов [1] . Этот способ заключается в том, что между вращающимися колесами подают абразив с маслом, который возобновляют по мере удаления неровностей. Однако этот способ не позволяет обеспечить точность профиля из-за неравномерного контролируемого съема металла. A known method of grinding gears using abrasive materials [1]. This method consists in the fact that between the rotating wheels serves an abrasive with oil, which is renewed as roughness is removed. However, this method does not allow to ensure the accuracy of the profile due to the uneven controlled removal of metal.

Наиболее близким является способ доводки с применением электроэрозионной и электрохимической обработки [2] . Этот способ заключается в том, что на вращающиеся колеса подается одновременно ток от электроэрозионного и электрохимического источников питания. При этом в качестве анода обычно берется колесо большего диаметра. Недостатком этого способа является то, что при различных диаметрах происходит повышенный съем металла с одного из колес и нарушается точность всей пары. The closest is a refinement method using electroerosion and electrochemical treatment [2]. This method consists in the fact that current is supplied to the rotating wheels from electroerosive and electrochemical power sources. Moreover, a larger diameter wheel is usually taken as the anode. The disadvantage of this method is that with different diameters there is an increased removal of metal from one of the wheels and the accuracy of the entire pair is impaired.

Изобретение направлено на повышение точности поверхности зубчатых передач. The invention is aimed at improving the accuracy of the surface of gears.

Это достигается тем, что обработку осуществляют в два этапа: сначала обрабатывают колеса от обоих генераторов до получения нулевого градиента тока с использованием в качестве анода колеса большего диаметра, после чего оставляют подключенным к положительному полюсу электрохимического генератора колесо меньшего диаметра и ведут обработку до удаления лунок от предшествующего этапа, затем переключают полярность и ведут обработку до выравнивания поверхности, при этом количество электричества от электрохимического генератора регулируют пропорционально соотношениям диаметров зубчатых колес. This is achieved by the fact that the processing is carried out in two stages: first, the wheels from both generators are processed to obtain a zero current gradient using a larger diameter wheel as the anode, after which a smaller wheel is left connected to the positive pole of the electrochemical generator and processed until the holes are removed from of the previous step, then the polarity is switched and processing is carried out until the surface is leveled, while the amount of electricity from the electrochemical generator is regulated in proportion to the ratio of the diameters of the gears.

На чертеже представлена схема доводки зубчатых колес. The drawing shows a scheme for fine-tuning gears.

Зубчатое колесо большего диаметра 1 находится в контакте с зубчатым колесом меньшего диаметра 2. Электроэрозионный генератор 3 через регулятор тока 4 соединен с зубчатыми колесами 1 и 2. Электрохимический генератор 5 через переключатель полярности 6 и прибор для измерения количества электричества 7 соединен с зубчатыми колесами 1 и 2, которые в зависимости от полярности последовательно являются инструментами. A gear wheel of a larger diameter 1 is in contact with a gear wheel of a smaller diameter 2. An electroerosion generator 3 is connected to gears 1 and 2 through a current regulator 4 and an electrochemical generator 5 is connected to gears 1 via a polarity switch 6 and a device for measuring the amount of electricity 7 2, which, depending on the polarity, are sequentially tools.

Способ осуществляется следующим образом. Ток от генератора 3 подают на зубчатое колесо большего диаметра 1 и на зубчатое колесо меньшего диаметра 2 через регулятор тока 4. Положительный полюс подключен к колесу большего диаметра, при этом колесо меньшего диаметра является инструментом. Ток от генератора 5 поступает через переключатель полярности 6 на зубчатые колеса 1 и 2 и контролируется прибором для измерения количества электричества 7. Положительный полюс обоих генераторов 3 и 5 подключают на зубчатое колесо большего диаметра 1. Включают вращение зубчатых колес 1 и 2 в паре и оба генератора 3 и 5. Обработку ведут до стабилизации показаний амперметра на электрохимическом генераторе 5, то есть до получения нулевого градиента тока. Это показывает, что площадь контакта всех зубьев одинакова и степень контакта наибольшая, то есть достигнута доводка зубьев по профилю. Затем отключают электроэрозионный генератор 3, оставляя только электрохимический генератор 5. Переключают полярность переключателем 6 электрохимического генератора 5 так, чтобы колесо меньшего диаметра 2 стало анодом. При этом колесо большего диаметра становится инструментом. Обрабатывают колесо меньшего диаметра 2 до удаления лунок от предшествующего этапа обработки. Затем переключают полярность и ведут обработку в течение времени, при котором количество электричества от электрохимического генератора 5 регулируют пропорционально соотношениям диаметров зубчатых колес. The method is as follows. The current from the generator 3 is supplied to the gear wheel of larger diameter 1 and to the gear wheel of smaller diameter 2 through the current regulator 4. The positive pole is connected to the wheel of larger diameter, while the wheel of smaller diameter is a tool. The current from the generator 5 flows through the polarity switch 6 to the gears 1 and 2 and is controlled by the device for measuring the amount of electricity 7. The positive pole of both generators 3 and 5 is connected to the gear wheel of larger diameter 1. Turn on the rotation of gears 1 and 2 in pair and both generator 3 and 5. Processing is carried out until the ammeter readings are stabilized on the electrochemical generator 5, that is, until a zero current gradient is obtained. This shows that the contact area of all the teeth is the same and the degree of contact is greatest, that is, the finishing of the teeth along the profile is achieved. Then, the electroerosion generator 3 is turned off, leaving only the electrochemical generator 5. The polarity is switched by the switch 6 of the electrochemical generator 5 so that the wheel of a smaller diameter 2 becomes an anode. In this case, a larger diameter wheel becomes a tool. A wheel of smaller diameter 2 is processed until the holes are removed from the previous processing step. Then the polarity is switched and processing is carried out for a time at which the amount of electricity from the electrochemical generator 5 is regulated in proportion to the ratios of the diameters of the gears.

Пример реализации способа. An example implementation of the method.

Выбраны два колеса с модулем 3, диаметром примерно 80 и 20 мм, которые установлены на экспериментальную установку с вращением 9-12 об/мин с электроэрозионным генератором RC-схемы, электрохимическим генератором ВАКР 630. В качестве регуляторов тока выбраны реостаты. Сила тока измерялась амперметрами, время - с помощью реле времени. Был выбран режим электроэрозионной обработки: напряжение U = 35÷45 В, емкость конденсаторов С = 0,5÷0,7 мкФ. Ток на электрохимическом источнике составлял 0,8÷0,9 А при напряжении 3÷5 В. В качестве анода было выбрано колесо диаметром 80 мм. Примерно через 0,5 мин ток достиг величины 0,2-0,22 А и стабилизировался. Глубина лунок при этом составила 0,1-0,12 мкм. Генератор электроэрозионный отключили, а переключатель полярности на электрохимическом генераторе поставили в положение, при котором меньшее колесо стало анодом. Визуально наблюдали выравнивание поверхности малого колеса и фиксировали показания на приборе для измерения количества электричества, использованного на процесс. Полученное количество электричества умножали на соотношение D/d, переключили полярность и вели обработку до получения на приборе для измерения количества электричества приращения, равного расчетному количеству электричества, после чего электрохимический генератор отключили. Общий съем на сторону составил 0,15-0,17 мм, что находится в поле допуска на толщину зуба. Если допуск меньше, то при нарезке зубьев предусматривают припуск, равный съему материала при доводке. Two wheels with a module of 3, with a diameter of approximately 80 and 20 mm, were selected, which are mounted on an experimental setup with a rotation of 9-12 rpm with an electroerosive generator of the RC circuit, an electrochemical generator VAKR 630. Rheostats were chosen as current regulators. The current was measured with ammeters, time with a time relay. The EDM mode was selected: voltage U = 35 ÷ 45 V, capacitor capacitance C = 0.5 ÷ 0.7 μF. The current at the electrochemical source was 0.8–0.9 A at a voltage of 3–5 V. A wheel with a diameter of 80 mm was chosen as the anode. After about 0.5 min, the current reached 0.2-0.22 A and stabilized. The depth of the holes in this case was 0.1-0.12 microns. The electroerosive generator was turned off, and the polarity switch on the electrochemical generator was set to the position where the smaller wheel became the anode. Visually observed the alignment of the surface of the small wheel and recorded readings on the device to measure the amount of electricity used in the process. The obtained amount of electricity was multiplied by the D / d ratio, the polarity was switched and processing was performed until an increment equal to the calculated amount of electricity was obtained on the device for measuring the amount of electricity, after which the electrochemical generator was turned off. The total removal on the side was 0.15-0.17 mm, which is in the tolerance for the thickness of the tooth. If the tolerance is less, then when cutting teeth provide an allowance equal to the removal of material during fine-tuning.

Предлагаемый способ по сравнению с известными отличается повышением кинематической точности колес на 1-2 квалитета, повышением степени контакта зубьев до 95-100%. The proposed method in comparison with the known differs in increasing the kinematic accuracy of the wheels by 1-2 quality, increasing the degree of contact of the teeth to 95-100%.

Источники информации
1. В.В.Данилевский. Технология машиностроения. - М.: Высшая школа, 1977, с.410.Sources of information
1. V.V.Danilevsky. Engineering Technology. - M.: Higher School, 1977, p.410.

2. E.V.Smolenzev, V.P. Smolenzev. Improving quality of a linkage of cogwheels/ TWW-97, Konin, 97, p. 135. 2. E.V. Smolenzev, V.P. Smolenzev. Improving quality of a linkage of cogwheels / TWW-97, Konin, 97, p. 135.

3. Б.А.Артамонов и др. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. t.i. - M.: Высшая школа, 1983. 3. B. A. Artamonov and others. Electrophysical and electrochemical methods of processing materials. t.i. - M .: High school, 1983.

Claims

The method of electroerosive-chemical finishing of gears, carried out using electroerosive and electrochemical generators, gears as anodes, a polarity switch and a device for measuring the amount of electricity, characterized in that the processing is carried out in two stages: first, the wheels from both generators are processed to obtain zero current gradient using a larger diameter wheel as the anode, after which it is left connected to the positive pole of the electrochemical the generator wheel is smaller in diameter and are processed until the holes are removed from the previous stage, then the polarity is switched and processing is performed until the surface is level, while the amount of electricity from the electrochemical generator is regulated in proportion to the ratios of the diameters of the gears.