RU2273552C1 - Toothed diamond-abrasive tool with impregnator - Google Patents

Toothed diamond-abrasive tool with impregnator Download PDF

Info

Publication number
RU2273552C1
RU2273552C1 RU2004127294/02A RU2004127294A RU2273552C1 RU 2273552 C1 RU2273552 C1 RU 2273552C1 RU 2004127294/02 A RU2004127294/02 A RU 2004127294/02A RU 2004127294 A RU2004127294 A RU 2004127294A RU 2273552 C1 RU2273552 C1 RU 2273552C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tool
diamond
abrasive
discs
gear
Prior art date
Application number
RU2004127294/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004127294A (en
Inventor
Юрий Сергеевич Степанов (RU)
Юрий Сергеевич Степанов
Борис Иванович Афанасьев (RU)
Борис Иванович Афанасьев
Андрей Александрович Катунин (RU)
Андрей Александрович Катунин
Александр Валентинович Катунин (RU)
Александр Валентинович Катунин
Дмитрий Сергеевич Фомин (RU)
Дмитрий Сергеевич Фомин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ)
Priority to RU2004127294/02A priority Critical patent/RU2273552C1/en
Publication of RU2004127294A publication Critical patent/RU2004127294A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2273552C1 publication Critical patent/RU2273552C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

FIELD: machine engineering, possibly manufacture of gear wheels of materials having trend to occurring flaws such as burning and cracking at depth electric-contact gear polishing with application of active impregnators.
SUBSTANCE: tool includes boss, toothed rim and lead for supply of electric current with safe low voltage. Toothed rim is divided by portions inclined by acute angle relative to plane normal to lengthwise axis of tool. Portions of toothed rim are in the form of discs having diamond-abrasive coating on lateral faces of teeth and joined with boss through elastic members. Impregnated toothed discs of copper-graphite alloy whose height is no less than height half of diamond-abrasive toothed discs are mounted with possibility of changing their position relative to tool axis and adjacent disc between said diamond-abrasive discs. Electric current is supplied to diamond-abrasive toothed discs and to worked blank. In description of invention formula is given for calculating inclination angle of discs to plane normal relative to lengthwise axis of tool.
EFFECT: enhanced efficiency and accuracy of polishing gear wheels without burnings at lowered thermal stresses of process.
5 dwg

Description

Изобретение относится к использованию метода совмещенных технологий на основе обработки металлов резанием и может быть использовано в производстве зубчатых колес из материалов, предрасположенных к дефектообразованию в виде прижогов и трещин при глубинном зубошлифовании с нанесением активных импрегнаторов с целью совершенствования структуры поверхностного слоя.The invention relates to the use of the method of combined technologies based on metal cutting and can be used in the manufacture of gears from materials predisposed to defect formation in the form of burns and cracks in deep gear grinding with the application of active impregnators in order to improve the structure of the surface layer.

Известен прерывистый алмазно-абразивный круг чашечной цилиндрической формы для обработки колес с круговыми зубьями, выполненный с впадинами и выступами, имеющими две образующие поверхности для одновременного профилирования выпуклых и вогнутых сторон зубьев, причем он снабжен прерывистым токосъемником для подвода электрического тока безопасного низкого напряжения к кругу и обрабатываемому колесу и осуществления электроконтактной обработки, а впадины заполнены импрегнатором в виде медно-графитового сплава, при этом длина впадины составляет половину длины выступа [1].Known discontinuous diamond-abrasive wheel cup cylindrical shape for machining wheels with circular teeth, made with hollows and protrusions having two forming surfaces for simultaneously profiling the convex and concave sides of the teeth, and it is equipped with intermittent current collector for supplying an electric current of safe low voltage to the circle and the machined wheel and the implementation of electrical contact processing, and the cavities are filled with an impregnator in the form of a copper-graphite alloy, while the length of the cavity with puts half the length of the protrusion [1].

Недостатком данного инструмента являются обусловленные наличием впадин уменьшение виброустойчивости, прочности и площади рабочей поверхности инструмента, что в свою очередь снижает размерную стойкость круга, качество и производительность обработки. При этом узкая специализация (только для колес с круговым зубом) ограничивает применение инструмента для чистовой обработки широко используемых колес с прямым и косым зубом.The disadvantage of this tool is due to the presence of depressions, a decrease in vibration resistance, strength and the area of the working surface of the tool, which in turn reduces the dimensional stability of the circle, the quality and productivity of processing. At the same time, narrow specialization (only for wheels with a circular tooth) limits the use of the tool for the finishing of widely used wheels with straight and oblique teeth.

Формирование при изготовлении алмазно-абразивного круга впадин требует дополнительной операции, оснастки и оборудования, что удорожает себестоимость инструмента и не позволяет использовать стандартные круги без доработок. Впадины прерывистого круга той или иной известной формы, заполненные импрегнатором, хотя и создают эффект целостной формы, но все-таки по механической прочности уступают сплошным традиционным кругам. Следовательно, данные круги обладают низкой механической прочностью и не позволяют развивать максимальные режимы резания (скорость, подачи, глубина резания).The formation of depressions in the manufacture of a diamond-abrasive wheel requires additional operations, tooling and equipment, which increases the cost of the tool and does not allow the use of standard wheels without modifications. The hollows of an intermittent circle of one or another known shape, filled with an impregnator, although they create the effect of a holistic shape, are nevertheless inferior to solid traditional circles in mechanical strength. Therefore, these circles have low mechanical strength and do not allow to develop maximum cutting conditions (speed, feed, cutting depth).

Кроме того, потери рабочего слоя велики из-за первоначальной небольшой площади контакта инструмента с заготовкой и значительного времени приработки алмазно-абразивного круга.In addition, the losses of the working layer are large due to the initial small contact area of the tool with the workpiece and the significant running-in time of the diamond-abrasive wheel.

Задачей изобретения является повышение производительности зубошлифования колес из материалов, предрасположенных к дефектообразованию в виде прижогов и трещин при глубинном зубошлифовании с нанесением активных импрегнаторов и получением обновленной оболочки с особыми свойствами, играющей роль упрочненного каркаса, что позволяет улучшить качественные и эксплуатационные свойства поверхностного слоя материалов, а также повышение виброустойчивости и стойкости круга с использованием стандартного инструмента. Кроме того, повышение производительности обработки путем увеличения площади контакта сопрягаемых профилей инструмента и обрабатываемых зубьев.The objective of the invention is to increase the performance of gear grinding wheels made of materials predisposed to defect formation in the form of burns and cracks during deep gear grinding with application of active impregnators and obtaining an updated shell with special properties that plays the role of a hardened frame, which improves the quality and performance properties of the surface layer of materials, and also increase vibration and circle resistance using a standard tool. In addition, increasing processing productivity by increasing the contact area of the mating tool profiles and the machined teeth.

Поставленная задача решается с помощью зубчатого алмазно-абразивного инструмента, который содержит ступицу, зубчатый венец и токосъемник для подвода электрического тока безопасного низкого напряжения и обеспечения электроконтактной обработки, причем зубчатый венец выполнен с разделением на части, размещенные под острым углом к плоскости, перпендикулярной продольной оси инструмента, и представляющие собой соединенные со ступицей посредством упругих элементов диски с алмазно-абразивным покрытием боковых поверхностей зубьев, между которыми установлены импрегнированные зубчатые диски из медно-графитового сплава, высотой не менее половины высоты алмазно-абразивных зубчатых дисков, при этом диски установлены с возможностью изменения своего положения относительно оси инструмента и соседнего диска, электрический ток подведен к алмазно-абразивным зубчатым дискам и обрабатываемой заготовке, а угол α наклона дисков к плоскости, перпендикулярной продольной оси, определен по формуле:The problem is solved with the help of a gear diamond-abrasive tool, which contains a hub, gear ring and a current collector for supplying an electric current of safe low voltage and providing electrical contact processing, and the gear ring is divided into parts placed at an acute angle to a plane perpendicular to the longitudinal axis tools, and representing disks with diamond-abrasive coating of tooth flanks connected to the hub by means of elastic elements, between impregnated gear discs made of copper-graphite alloy are installed which are at least half the height of the diamond-abrasive gear discs, and the discs are mounted with the possibility of changing their position relative to the axis of the tool and the adjacent disc, an electric current is supplied to the diamond-abrasive gear discs and the workpiece to be machined , and the angle α of the inclination of the disks to a plane perpendicular to the longitudinal axis is determined by the formula:

α=arctg[(Вз+2ВА)-Ви]/D,α = arctan [(B s + 2B A ) -B and ] / D,

где Вз - высота обрабатываемой заготовки зубчатого колеса;where In s - the height of the workpiece gear;

ВА - высота единичного абразивно-алмазного диска;In A - the height of a single abrasive-diamond disk;

Ви, D - соответственно высота и наружный диаметр инструмента.In and , D - respectively, the height and outer diameter of the tool.

На фиг.1 показана конструкция предлагаемого зубчатого алмазно-абразивного инструмента с импрегнатором, частичный продольный разрез; на фиг.2 - общий вид инструмента, повернутого относительно продольной оси на 180° относительно положения, показанного на фиг.1; на фиг.3 - схема способа алмазно-абразивной обработки предлагаемым инструментом при положении зубчатого венца инструмента в крайнем левом положении относительно обрабатываемой заготовки; на фиг.4 - схема способа алмазно-абразивной обработки предлагаемым инструментом при положении зубчатого венца инструмента в крайнем правом положении относительно обрабатываемой заготовки; на фиг.5 - схема способа алмазно-абразивной обработки предлагаемым инструментом.Figure 1 shows the design of the proposed gear diamond abrasive tool with an impregnator, a partial longitudinal section; figure 2 - General view of the tool, rotated relative to the longitudinal axis by 180 ° relative to the position shown in figure 1; figure 3 - diagram of the method of diamond abrasive machining of the proposed tool when the position of the gear rim of the tool in the leftmost position relative to the workpiece; figure 4 - diagram of the method of diamond abrasive machining of the proposed tool when the position of the gear of the tool in the extreme right position relative to the workpiece; figure 5 - diagram of the method of diamond abrasive processing of the proposed tool.

Предлагаемый зубчатый алмазно-абразивный инструмент состоит из ступицы 1 с кольцевыми канавками К на наружной поверхности, зубчатых дисков 2 с кольцевыми канавками на внутренней поверхности отверстия и рабочим алмазно-абразивным слоем 3 на боковых поверхностях зубьев, импрегнированных зубчатых дисков 4 из медно-графитового сплава, расположенных между зубчатых алмазно-абразивных дисков 2, и упругих элементов 5, расположенных между ступицей 1 инструмента и зубчатыми дисками 2. Наличие кольцевых канавок К, заполненных материалом, из которых выполнены упругие элементы 5, предохраняет зубчатые диски от осевого перемещения. Благодаря упругим элементам 5 диски установлены с возможностью изменения своего положения относительно оси инструмента и относительно соседнего диска.The proposed gear diamond abrasive tool consists of a hub 1 with annular grooves K on the outer surface, gear discs 2 with annular grooves on the inner surface of the hole and a working diamond abrasive layer 3 on the side surfaces of the teeth, impregnated gear discs 4 made of copper-graphite alloy, located between the gear diamond abrasive discs 2, and the elastic elements 5, located between the hub 1 of the tool and the gear discs 2. The presence of annular grooves K filled with material, of which made elastic elements 5, protects the gear discs from axial movement. Thanks to the elastic elements 5, the disks are mounted with the possibility of changing their position relative to the axis of the tool and relative to the adjacent disk.

Импрегнированные зубчатые диски по высоте взяты не менее половины высоты алмазно-абразивных зубчатых дисков и расположены между зубчатых алмазно-абразивных дисков таким образом, что с торцов инструмента располагаются алмазно-абразивные зубчатые диски.Impregnated gear discs are taken with a height of at least half the height of the diamond-abrasive gear discs and are located between the gear diamond-abrasive discs in such a way that diamond-abrasive gear discs are located at the ends of the tool.

Все диски размещены на ступице под острым углом α к плоскости, перпендикулярной продольной оси, который определяется по формуле:All discs are placed on the hub at an acute angle α to a plane perpendicular to the longitudinal axis, which is determined by the formula:

α=arctg[(Bз+2BA)-Bи]/D,α = arctan [(B s + 2B A ) -B and ] / D,

где α - острый угол к плоскости, перпендикулярной продольной оси, угол установки дисков на ступице;where α is an acute angle to a plane perpendicular to the longitudinal axis, the angle of installation of the disks on the hub;

Вз - высота обрабатываемой заготовки зубчатого колеса;In h - the height of the workpiece gear;

ВА - высота единичного абразивно-алмазного диска;In A - the height of a single abrasive-diamond disk;

Ви, D - соответственно высота и наружный диаметр инструмента.In and , D - respectively, the height and outer diameter of the tool.

Инструмент снабжен токосъемником 6 для подвода электрического тока безопасного низкого напряжения (например, U=12 В) к алмазно-абразивным зубчатым дискам 2 и обрабатываемому колесу 7 с целью осуществления электроконтактной обработки.The tool is equipped with a current collector 6 for supplying an electric current of safe low voltage (for example, U = 12 V) to the diamond-abrasive gear disks 2 and the machined wheel 7 in order to carry out electrical contact processing.

При введении в зацепление с обрабатываемым колесом инструмента, выполненного в виде, например, абразивного или алмазного зубчатого хона, каждый из зубчатых дисков имеет возможность самоустанавливаться по впадине зуба колеса за счет перемещения друг относительно друга в окружном и радиальном направлении и изменения осей каждого диска относительно оси инструмента. При этом каждый зубчатый диск имеет с обрабатываемым колесом свое поле зацепления и площадь контакта, соответствующую этому полю зацепления. При этом суммарная площадь контакта инструмента с обрабатываемым колесом существенно увеличивается, что повышает производительность обработки. Одновременно существенно (до 3...4 раз) снижаются потери рабочего алмазно-абразивного слоя, что особенно важно при применении дорогостоящих алмазно-абразивных материалов, например синтетических алмазов. Так, при износе алмазно-абразивного слоя зубчатого хона, равномерно расположенного на боковых поверхностях его зубьев, значительная его часть (до 20...40%) остается неиспользованной, при этом потери тем больше, чем больше ширина зубчатого венца хона, угол скрещивания осей и меньше диаметр обрабатываемых колес. При применении предложенной конструкции инструмента эти потери резко снижаются, а также становится возможным увеличение ширины зубчатого венца инструмента и угла скрещивания осей детали и хона с целью повышения стойкости и производительности обработки.When a tool made in the form of, for example, an abrasive or diamond gear hon is introduced into engagement with the machined wheel, each of the gear disks has the ability to self-align along the cavity of the tooth of the wheel by moving relative to each other in the circumferential and radial direction and changing the axes of each disc relative to the axis tool. Moreover, each toothed disk has a gearing field and a contact area corresponding to this gearing field with the machined wheel. At the same time, the total contact area of the tool with the machined wheel increases significantly, which increases the processing productivity. At the same time, the losses of the working diamond-abrasive layer are significantly (up to 3 ... 4 times), which is especially important when using expensive diamond-abrasive materials, for example synthetic diamonds. So, when the diamond-abrasive layer of the tooth hon is worn evenly located on the lateral surfaces of its teeth, a significant part (up to 20 ... 40%) remains unused, the loss is the greater, the greater the width of the tooth gear crown, the angle of intersection of the axes and smaller diameter machined wheels. When applying the proposed design of the tool, these losses are sharply reduced, and it also becomes possible to increase the width of the toothed rim of the tool and the angle of intersection of the axes of the part and hone in order to increase the resistance and productivity of processing.

Одним из преимуществ предложенной конструкции инструмента является возможность уменьшения величины продольного хода инструмента, так как каждый из зубчатых дисков осциллирует в продольном направлении, а также за счет радиального смещения обрабатывает весь активный профиль колеса. Продольное перемещение инструмента достаточно производить на величину ширины одного зубчатого диска. Расстояние между соседними дисками с целью исключения возможности упирания их друг в друга должно быть не менее произведения радиуса величины диска на тангенс угла поворота его оси относительно оси соседнего диска, а количество дисков в инструменте нечетное и может быть 3...11 и определяется технологическими соображениями.One of the advantages of the proposed tool design is the ability to reduce the longitudinal stroke of the tool, since each of the gear discs oscillates in the longitudinal direction, and also processes the entire active profile of the wheel due to radial displacement. It is sufficient to longitudinally move the tool by the width of one gear disc. The distance between adjacent disks in order to exclude the possibility of abutting them against each other should be at least the product of the radius of the disk value by the tangent of the angle of rotation of its axis relative to the axis of the adjacent disk, and the number of disks in the tool is odd and can be 3 ... 11 and is determined by technological considerations .

Для более полной обработки всей поверхности зубьев колеса при значительных углах скрещивания осей инструмента и колеса, а также для достижения поставленной цели при меньших деформациях упругих элементов зубчатые диски целесообразно выполнять с разными диаметрами вершин зубьев, увеличивающимися от середины инструмента к его торцам (не показаны). Указанную цель можно также достигнуть применением прокладок различной толщины, увеличивающейся от торцов иинструмента к его середине и др.For a more complete treatment of the entire surface of the teeth of the wheel at significant angles of intersection of the axes of the tool and the wheel, as well as to achieve the goal with smaller deformations of the elastic elements, it is advisable to perform toothed disks with different diameters of the tips of the teeth increasing from the middle of the tool to its ends (not shown). This goal can also be achieved by using gaskets of various thicknesses, increasing from the ends of the tool to its middle, etc.

С целью повышения качества и изменения свойств обрабатываемой поверхности часть дисков выполнены из медно-графитового сплава, играющего роль активного импрегнатора [2].In order to improve the quality and change the properties of the treated surface, some of the disks are made of copper-graphite alloy, which plays the role of an active impregnator [2].

Благодаря наклону дисков и осцилляции зоны контакта инструмента с заготовкой микронеровности обрабатываемых боковых поверхностей заполняются импрегнатором.Due to the inclination of the discs and the oscillation of the contact zone of the tool with the workpiece, the microroughness of the processed side surfaces is filled with an impregnator.

На практике как бы не шлифовали зубчатые поверхности, контактирование под нагрузкой зубчатых колес при эксплуатации, из которых хотя бы одно - полукристаллическое, приводит к увеличенному образованию шероховатости поверхности и быстрому износу вследствие неоднородности деформации [2]. Различные структурные составляющие большинства сплавов не однородны по поверхности и имеют разную ориентировку кристаллических зерен, выходящих на поверхность. В результате на отдельных площадках фактического контакта, даже при малых нагрузках, происходит внедрение твердых составляющих и кристаллов, обращенных к поверхности «сильными» гранями, в менее твердые структурные составляющие и «слабые» грани кристаллов. Глубина внедрения усугубляется с увеличением времени эксплуатации и зависит от физико-механических свойств материалов, шероховатости поверхности и нагрузки.In practice, as if gear surfaces were not ground, contacting under load of gears during operation, of which at least one is semi-crystalline, leads to increased formation of surface roughness and rapid wear due to non-uniformity of deformation [2]. The various structural components of most alloys are not uniform on the surface and have different orientations of the crystal grains emerging on the surface. As a result, at separate sites of actual contact, even at low loads, solid components and crystals are introduced, facing the surface with “strong” faces, into less solid structural components and “weak” crystal faces. Depth of penetration is aggravated with increasing operating time and depends on the physical and mechanical properties of materials, surface roughness and load.

С целью улучшения качественных и эксплуатационных свойств поверхностного слоя материала в предлагаемой конструкции круга применен метод абразивно-алмазного электроконтактного избирательного шлифования с подводом напряжения в зону резания с помощью токосъемника 6, обеспечивающего контакт только абразивно-алмазных дисков с обрабатываемым материалом. По знаку потенциалы внешнего источника совпадают с поверхностными потенциалами импрегнаторов и обрабатываемого материала.In order to improve the quality and operational properties of the surface layer of the material in the proposed design of the wheel, the method of abrasive-diamond electrocontact selective grinding was applied with voltage applied to the cutting zone using a current collector 6, which provides contact only abrasive-diamond disks with the processed material. In sign, the potentials of the external source coincide with the surface potentials of the impregnators and the material being processed.

В системе абразивно-алмазное зерно - связка - импрегнатор - СОТС (смазочно-охлаждающие технологические средства) - обрабатываемая деталь касающиеся шлифуемой поверхности зерна, связка и импрегнатор испытывают упругую деформацию, вследствие чего площадь контакта с обрабатываемым материалом увеличивается. При отсутствии импрегнатора поверхности зерен круга и обрабатываемой детали контактируют на очень малой площади, составляющей 0,01...0,0001 номинальной площади сопряженной поверхности. От режущих зерен и импрегнатора, у которого коэффициент температуропроводности выше, чем у обрабатываемого материала, в деталь поступает небольшая доля тепла. Кроме того, дополнительное внезонное охлаждение и очистка (не показаны) импрегнированного алмазно-абразивного инструмента снижают температуру рабочей поверхности круга, тем самым уменьшая температуру в зоне контакта с импрегнатором и с обрабатываемым материалом. Остальное тепло, поступающее в результате поверхностного трения скользящих зерен, связки, импрегнатора и стружки, приводит к непроизвольному разогреву металла.In the system abrasive-diamond grain - binder - impregnator - COTS (lubricant-cooling technological means) - the workpiece touching the grinding surface of the grain, the binder and impregnator experience elastic deformation, as a result of which the contact area with the processed material increases. In the absence of an impregnator, the surface of the grains of the circle and the workpiece are contacted on a very small area of 0.01 ... 0.0001 of the nominal area of the mating surface. From the cutting grains and the impregnator, in which the thermal diffusivity is higher than that of the processed material, a small fraction of the heat enters the part. In addition, additional off-season cooling and cleaning (not shown) of the impregnated diamond-abrasive tool reduces the temperature of the working surface of the wheel, thereby reducing the temperature in the contact zone with the impregnator and the material being processed. The rest of the heat resulting from the surface friction of the sliding grains, ligaments, impregnator and chips, leads to the involuntary heating of the metal.

Таким образом, работающий импрегнированный инструмент можно представить как сплошной источник тепла со всеми особенностями, характерными для подвижного контакта.Thus, a working impregnated tool can be represented as a continuous source of heat with all the features characteristic of a moving contact.

При обработке материалов импрегнированными инструментами, которая отличается от обработки традиционным кругом тем, что тепло от тока выделяется избирательно в зоне резания и именно в тех местах, где дефектность (или плотность дислокации) выше, чем в среднем по объему, крупные карбиды растворяются в связи с образованием микроучастков высоких температур. Это объясняется тем, что локальная температура у какой-либо точки может быть в тысячи раз больше, чем на соседнем микроучастке, но это, как раз, приводит к тому, что среда нормализуется, а большие карбиды замещаются меньшими и притом «знающими свое место». Благодаря такой короткой обработке мелкие карбиды соединяются с металлической решеткой по правилам той самой последовательности когерентной связи, которая не разрушает структуру, а, напротив, заставляет ее упрочняться: карбиды «вплетаются» в решетку.When processing materials with impregnated tools, which differs from the traditional circle processing in that heat from the current is selectively released in the cutting zone and precisely in those places where the defectiveness (or dislocation density) is higher than the average volume, large carbides dissolve due to the formation of micro-areas of high temperatures. This is explained by the fact that the local temperature at any point can be thousands of times higher than on the neighboring micro-site, but this, in fact, leads to the fact that the medium is normalized, and large carbides are replaced by smaller ones and, moreover, “knowing their place” . Thanks to such a short treatment, small carbides are connected to the metal lattice according to the rules of the same coherent bond sequence, which does not destroy the structure, but, on the contrary, forces it to harden: carbides are “woven” into the lattice.

В результате применения активных импрегнаторов при обработке поверхность металла получает обновленную оболочку с особыми свойствами. На поверхности образуется слой, который играет роль упрочняющего каркаса, что улучшает качественные и эксплуатационные свойства поверхностного слоя материалов.As a result of the use of active impregnators during processing, the metal surface receives an updated shell with special properties. A layer forms on the surface, which plays the role of a reinforcing cage, which improves the quality and performance properties of the surface layer of materials.

Изменение направления вращения инструмента (как это делается при традиционном зубохонинговании) положительно влияет на качество обработки, поэтому при зубо-алмазно-абразивной обработки реверс инструмента используем 4...6 раз за все время обработки детали.Changing the direction of rotation of the tool (as is done with traditional gear honing) has a positive effect on the quality of processing, therefore, when using a tooth-diamond-abrasive treatment, we use the reverse tool 4 ... 6 times for the entire processing time of the part.

Предлагаемый инструмент и способ позволяет уменьшить параметр шероховатости поверхности в 2...2.5 раза (до Ra=0,32...0,16 мкм), удалить забоины и заусенцы размером до 0,25 мм, снизить уровень звукового давления на 2...4 дБ и повысить долговечность зубчатой передачи.The proposed tool and method allows to reduce the surface roughness parameter by 2 ... 2.5 times (to Ra = 0.32 ... 0.16 μm), remove nicks and burrs up to 0.25 mm in size, and reduce the sound pressure level by 2. ..4 dB and increase gear life.

В процессе обработки погрешности в элементах зацепления устраняются незначительно при съеме металла порядка 0,01...0,03 мм на сторону зуба. Частота вращения зубчатого колеса, а следовательно, инструмента - 180...200 мин-1.During processing, errors in the engagement elements are eliminated slightly when removing metal of the order of 0.01 ... 0.03 mm on the tooth side. The frequency of rotation of the gear, and therefore the tool is 180 ... 200 min -1 .

Время обработки зубчатого колеса коробки передач автомобиля 30...60 с. Срок службы монокорундовых инструментов при обработке этих колес - 1500...3000 деталей.The processing time of the gear wheel of a car gearbox is 30 ... 60 s. The service life of monocorundum tools in the processing of these wheels is 1500 ... 3000 parts.

Проведенный рентгеноструктурный анализ поверхностных слоев показал, что происходит нагрев в зоне их обработки. В результате применения активных импрегнаторов при обработке поверхность металла получила обновленную оболочку с особыми свойствами. На поверхности образовался слой в виде упрочняющего каркаса, что улучшает качественные и эксплуатационные свойства обработанных шестерен.The X-ray diffraction analysis of the surface layers showed that there is heating in the zone of their processing. As a result of the use of active impregnators during processing, the metal surface received an updated shell with special properties. A layer was formed on the surface in the form of a reinforcing carcass, which improves the quality and operational properties of the machined gears.

Применение предлагаемого инструмента повысило производительность обработки в 1,5 раза, позволило исключить операцию получистового шлифования благодаря улучшению шероховатости на 1,5-2 класса. При этом расход алмазно-абразивного инструмента снизился на 20%.The use of the proposed tool increased the processing productivity by 1.5 times, eliminated the operation of semi-grinding due to the improvement of roughness by 1.5-2 classes. At the same time, the consumption of diamond-abrasive tools decreased by 20%.

На основании проведенных опытов с применением материалов, предрасположенных к прижогам и к появлению шлифовочных трещин, установлено, что разработанный осциллирующий инструмент с импрегнатором:Based on the experiments using materials prone to burns and the appearance of grinding cracks, it was found that the developed oscillating tool with an impregnator:

- снижает температуру в зоне контакта на 25-35%;- reduces the temperature in the contact zone by 25-35%;

- позволяет шлифовать колеса с более форсированными режимами, не вызывая появления прижогов и микротрещин. За счет этого производительность обработки возрастает в 2...3 раза;- allows you to grind wheels with more forced modes, without causing burns and microcracks. Due to this, processing productivity increases by 2 ... 3 times;

- сохраняет длительное время хорошую режущую способность зерен (работающие в режиме самозатачивания). Общая стойкость инструмента возрастает в 2...3 раза;- Maintains good cutting ability of grains (working in self-sharpening mode) for a long time. The total tool life increases by 2 ... 3 times;

- в результате применения активных импрегнаторов при обработке поверхность металла получает обновленную оболочку с особыми свойствами, на поверхности образуется слой, который играет роль упрочняющего каркаса, что улучшает качественные и эксплуатационные свойства поверхностного слоя материалов.- as a result of the use of active impregnators during processing, the metal surface receives an updated shell with special properties, a layer forms on the surface, which plays the role of a reinforcing frame, which improves the quality and performance properties of the surface layer of materials.

Обработка предлагаемым абразивно-алмазным импрегнированным инструментом выгодно отличается повышенной виброустойчивостью благодаря плавному и безударному входу и выходу режущей абразивной поверхности в зону резания, высокой прочностью инструмента, что повышает размерную стойкость инструмента, предотвращает поломку и выкрашивание абразива, а снижение температуры в зоне шлифования позволяет повысить интенсивность процесса, производительность и качество обработки, улучшить эксплуатационные свойства поверхностного слоя материалов.The processing of the proposed abrasive-diamond impregnated tool 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, which increases the dimensional stability of the tool, prevents breakage and chipping of the abrasive, and lowering the temperature in the grinding zone allows to increase the intensity process, productivity and quality of processing, improve the operational properties of the surface layer of material .

Преимуществом обработки зубчатых колес предлагаемым импрегнированным инструментом 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, и хотя сила резания возрастает, но снижается теплонапряженность процесса и улучшаются условия подвода охлаждающей жидкости в зону резания. В результате гарантируется бесприжоговая обработка поверхности зубьев, повышение производительности и точности зубообработки. Вследствие этого появляется возможность интенсивности процесса и получения на поверхности обновленной оболочки с особыми свойствами, которая играет роль упрочняющего каркаса.The advantage of machining gears by the proposed impregnated tool is the comparative simplicity of the movements, and therefore, the simplicity of the design of the machine and ease of setup. When grinding wide-crown wheels with an enlarged zone of contact between the wheel and the workpiece, the cutting zone is interrupted, and although the cutting force increases, the heat stress of the process decreases and the conditions for supplying coolant to the cutting zone improve. As a result, non-burr treatment of the tooth surface, increase in productivity and accuracy of tooth treatment are guaranteed. As a result, it becomes possible to intensify the process and obtain on the surface an updated shell with special properties, which plays the role of a reinforcing frame.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ 2230634, МКИ В 23 F 21/02. Прерывистый алмазно-абразивный круг для электроконтактной обработки колес с круговым зубом / Степанов Ю.С., Харламов Г.А., Афанасьев Б.И., Фомин Д.С. 2002133567/02; 11.12.2002; 20.06.2004, Бюл.№17.1. RF patent 2230634, MKI B 23 F 21/02. Intermittent diamond-abrasive wheel for electric contact machining of wheels with a circular tooth / Stepanov Yu.S., Kharlamov GA, Afanasyev B.I., Fomin D.S. 2002133567/02; 12/11/2002; 06/20/2004, Bull. No. 17.

2. Чирков Г.В. Расчет теплового баланса при алмазном шлифовании с нанесением активных импрегнаторов. Техника машиностроения. 2000 г., №3 (25), с.76-79.2. Chirkov G.V. Calculation of the heat balance in diamond grinding with the application of active impregnators. Engineering Engineering. 2000, No. 3 (25), pp. 76-79.

Claims (1)

Зубчатый алмазно-абразивный инструмент, содержащий ступицу, зубчатый венец и токосъемник для подвода электрического тока безопасного низкого напряжения и обеспечения электроконтактной обработки, отличающийся тем, что зубчатый венец выполнен с разделением на части, размещенные под острым углом к плоскости, перпендикулярной продольной оси инструмента, и представляющие собой соединенные со ступицей посредством упругих элементов диски с алмазно-абразивным покрытием боковых поверхностей зубьев, между которыми установлены импрегнированные зубчатые диски из медно-графитового сплава, высотой не менее половины высоты алмазно-абразивных зубчатых дисков, при этом диски установлены с возможностью изменения своего положения относительно оси инструмента и соседнего диска, электрический ток подведен к алмазно-абразивным зубчатым дискам и обрабатываемой заготовке, а угол α наклона дисков к плоскости, перпендикулярной продольной оси, определен по формуле:A serrated diamond-abrasive tool comprising a hub, a ring gear and a current collector for supplying an electric current of safe low voltage and providing electrical contact processing, characterized in that the ring gear is divided into parts placed at an acute angle to a plane perpendicular to the longitudinal axis of the tool, and representing disks with diamond-abrasive coating of tooth flanks connected to the hub by means of elastic elements, between which impregnation gear discs made of copper-graphite alloy with a height of not less than half the height of the diamond-abrasive gear discs, while the discs are mounted with the possibility of changing their position relative to the axis of the tool and the adjacent disc, an electric current is supplied to the diamond-abrasive gear discs and the workpiece being processed, and the angle α of the inclination of the disks to a plane perpendicular to the longitudinal axis is determined by the formula: α=arctg[(BЗ+2BА)-BИ/D,α = arctan [(B Z + 2B A ) -B AND / D, где ВЗ - высота обрабатываемой заготовки зубчатого колеса;where In Z - the height of the workpiece gear; ВА - высота единичного абразивно-алмазного диска;In A - the height of a single abrasive-diamond disk; ВИ, D - соответственно высота и наружный диаметр инструмента.In And , D - respectively, the height and outer diameter of the tool.
RU2004127294/02A 2004-09-13 2004-09-13 Toothed diamond-abrasive tool with impregnator RU2273552C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004127294/02A RU2273552C1 (en) 2004-09-13 2004-09-13 Toothed diamond-abrasive tool with impregnator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004127294/02A RU2273552C1 (en) 2004-09-13 2004-09-13 Toothed diamond-abrasive tool with impregnator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004127294A RU2004127294A (en) 2006-02-20
RU2273552C1 true RU2273552C1 (en) 2006-04-10

Family

ID=36050667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004127294/02A RU2273552C1 (en) 2004-09-13 2004-09-13 Toothed diamond-abrasive tool with impregnator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2273552C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004127294A (en) 2006-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220055184A1 (en) Machining segment for the dry machining of concrete materials
RU2273552C1 (en) Toothed diamond-abrasive tool with impregnator
RU2273551C1 (en) Abrasive-diamond tool for electric contact gear honing with use of impregnator
EP1347856B1 (en) Bandsaw blade for metal and a method for manufacturing a bandsaw blade with teeth
JP4196636B2 (en) Method for manufacturing rolling element for traction drive
CN112139775A (en) Method for producing a toothed part and gear grinding machine
RU2230634C1 (en) Intermittent diamond-abrasive disc for electric contact working of gear wheels with circular tooth
RU2228822C1 (en) Method for abrasive-diamond intermittent electric-contact working of gear wheels with circular tooth
JP2007168048A (en) Working method of taper surface of part for continuously variable transmission
RU2270087C1 (en) Lengthwise-intermittent wheel with impregnator for diamond-abrasive working
RU2231426C1 (en) Method of abrasive-diamond electric-contact working of gear wheels with circular tooth
RU2231427C1 (en) Abrasive-diamond tool for electric contact working of gear wheels with circular tooth
RU2372182C1 (en) Composite grinding wheel for face grinding
RU2270748C1 (en) Process of longitudinally intermittent impregnated diamond-abrasive working
RU2129952C1 (en) Builtup grinding wheel
RU2205100C1 (en) Intermittent grinding method
RU2147268C1 (en) Slit grinding wheel for grinding gear wheels with circular teeth
RU2203172C2 (en) Method for combination abrasive treatment by means of lengthwise-intermittent grinding discs
RU2230650C1 (en) Method for intermittent electric-contact diamond-abrasive working
RU2273550C1 (en) Method for oscillation type finishing of teeth
RU2265502C1 (en) Elastic tool for gear honing
RU2205743C1 (en) Builtup intermittent grindng wheel with axially shifted cutting layer
JPH0223284B2 (en)
RU2203174C2 (en) Buildup lengthwise-intermittent grinding wheel
RU2230653C1 (en) Intermittent disc for electric-contact diamond-abrasive working

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060914