RU2322329C1 - Method for making cylindrical wheels with arch teeth - Google Patents
Method for making cylindrical wheels with arch teeth Download PDFInfo
- Publication number
- RU2322329C1 RU2322329C1 RU2006120727/02A RU2006120727A RU2322329C1 RU 2322329 C1 RU2322329 C1 RU 2322329C1 RU 2006120727/02 A RU2006120727/02 A RU 2006120727/02A RU 2006120727 A RU2006120727 A RU 2006120727A RU 2322329 C1 RU2322329 C1 RU 2322329C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutting
- teeth
- axis
- plane
- tool
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Milling Processes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу изготовления цилиндрических колес с криволинейными зубьями, преимущественно к изготовлению арочных зубчатых цилиндрических колес, у которых рабочие поверхности зубьев представляют собой поверхности, описываемые эвольвентой, расположенной в плоскости, перпендикулярной оси колеса, которая перемещается вдоль и поворачивается относительной этой оси.The invention relates to a method for manufacturing cylindrical wheels with curved teeth, mainly to the manufacture of arched gears, in which the working surfaces of the teeth are surfaces described by an involute located in a plane perpendicular to the axis of the wheel, which moves along and rotates relative to this axis.
Известен способ изготовления цилиндрических колес с арочными зубьями (аналог), включающий последовательное нарезание выпуклой и вогнутой сторон зубьев режущим инструментом, формирующим их эвольвентный профиль (Авторское свидетельство СССР №785569, кл. B23F 9/02).A known method of manufacturing a cylindrical wheel with arched teeth (analogue), including sequential cutting of the convex and concave sides of the teeth with a cutting tool that forms their involute profile (USSR Author's Certificate No. 785569, class B23F 9/02).
Недостатком аналога является необходимость применения в качестве режущего инструмента различных резцовых головок для нарезания выпуклых и вогнутых рабочих поверхностей зубьев. Вследствие этого обеспечивается возможность нарезания только арочных колес, у которых основная окружность и окружность впадин находятся в непосредственной близости, что снижает универсальность технологии резания и уменьшает возможность использования способа для нарезания зубьев арочных колес специального назначения.A disadvantage of the analogue is the need to use various cutting heads as a cutting tool for cutting convex and concave working surfaces of the teeth. As a result, it is possible to cut only arched wheels in which the main circumference and the circumference of the depressions are in close proximity, which reduces the versatility of cutting technology and reduces the possibility of using the method for cutting teeth of arched wheels for special purposes.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ изготовления арочных колес, включающий нарезание выпуклой и вогнутой сторон зубьев режущим инструментом, формирующим их эвольвентный профиль (Патент РФ 2049608, МПК 6 B23F 9/02, 1995).The closest technical solution (prototype) is a method of manufacturing arched wheels, including cutting the convex and concave sides of the teeth with a cutting tool, forming their involute profile (RF Patent 2049608, IPC 6 B23F 9/02, 1995).
В отличие от аналога в прототипе резцовые головки при нарезании зубьев перемещаются в станочном зацеплении возвратно-поступательно с одновременной ступенчатой или непрерывной подачей по нормали к поверхности станочного зацепления от цилиндра вершин до цилиндра впадин арочных зубьев.In contrast to the analogue in the prototype, the cutting heads during tooth cutting move in the machine engagement reciprocating with simultaneous stepwise or continuous feeding along the normal to the surface of the machine engagement from the tops cylinder to the cylinder of hollows of arched teeth.
Это позволяет повысить производительность нарезания зубьев. Однако и при таком способе нарезания невозможно нарезать арочные колеса, у которых диаметр делительного цилиндра меньше диаметра цилиндра начала эвольвентной части зуба, что также ограничивает возможность широкого применения этого способа.This improves the cutting performance of the teeth. However, even with this method of cutting, it is impossible to cut arched wheels in which the diameter of the dividing cylinder is less than the diameter of the cylinder of the beginning of the involute part of the tooth, which also limits the possibility of widespread use of this method.
Общим недостатком аналога и прототипа является невозможность нарезания зубьев арочных колес с радиусом заданной линии смещения исходного контура на развертке делительного цилиндра меньше минимального радиуса резцовых головок, ограниченного диаметром окружности выступов нарезаемого колеса (Журнал «Вестник машиностроения», 1999, №1, с.3-7). Развертка линии смещения исходного контура на делительном цилиндре в аналоге и прототипе принята в виде дуги окружности. Поэтому для нарезания эвольвентных боковых поверхностей арочного зуба в аналоге и прототипе применяются резцовые головки с различными радиусами размещения резцов для выпуклой и вогнутой боковых поверхностей зубьев, у которых профилирующая точка совершает движение по окружности радиусом, равным радиусу развертки линии смещения исходного контура на делительном цилиндре. В связи с этим для нарезания эвольвентных поверхностей зубьев колеса другого радиуса требуется применения других резцовых головок.A common drawback of the analogue and the prototype is the impossibility of cutting the teeth of the arched wheels with a radius of the predetermined line of displacement of the original contour on the reamer of the dividing cylinder is less than the minimum radius of the cutter heads, limited by the diameter of the circumference of the protrusions of the cut wheel (Journal of Engineering, 1999, No. 1, p.3- 7). The scan of the displacement line of the original contour on the dividing cylinder in the analogue and prototype is adopted in the form of an arc of a circle. Therefore, to cut the involute lateral surfaces of the arch tooth in the analogue and prototype, cutter heads with different cutter radii are used for the convex and concave side surfaces of the teeth, in which the profiling point moves in a circle with a radius equal to the radius of the sweep of the offset line of the original contour on the dividing cylinder. In this regard, for cutting the involute surfaces of the tooth teeth of a wheel of a different radius, the use of other cutting heads is required.
Для исключения кромочного эффекта в аналоге и прототипе предлагается изменение радиуса размещения резцов в инструментальных головках на небольшую величину от заданного. Такая модификация резцовых головок позволяет выполнить арочные зубья бочкообразными. Однако бочкообразность арочных зубьев за счет такой модификации не позволяет оптимально распределить контактные напряжения по всей длине арочных зубьев. Это приводит к увеличению контактных напряжений в зубьях, снижению их износостойкости и нагрузочной способности арочного зацепления.To eliminate the edge effect in the analogue and prototype, a change in the radius of the incisors in the tool heads by a small amount from a given value is proposed. This modification of the cutting heads allows you to make arched teeth barrel-shaped. However, the barrel-shaped arched teeth due to this modification does not allow optimal distribution of contact stresses along the entire length of the arched teeth. This leads to an increase in contact stresses in the teeth, a decrease in their wear resistance and load bearing capacity of the arch gearing.
В аналоге и прототипе не решены вопросы нарезания цилиндрической поверхности впадины между арочными зубьями.In the analogue and prototype, the issues of cutting the cylindrical surface of the cavity between the arched teeth are not resolved.
Целью настоящего изобретения является повышение универсальности технологии изготовления цилиндрических колес с арочными зубьями, износостойкости и нагрузочной способности арочного зацепления.The aim of the present invention is to increase the versatility of the technology for the manufacture of cylindrical wheels with arched teeth, wear resistance and load capacity of arch gearing.
Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления цилиндрических колес с арочными зубьями, включающем последовательное нарезание выпуклой и вогнутой сторон зубьев режущим инструментом, формирующим их эвольвентный профиль при обкатке инструментом заготовки с его подачей к заготовке под углом исходного реечного профиля условной инструментальной рейки, нарезание зубьев выполняется пальцевой фрезой, которая при нарезании боковой поверхности зуба расположена перпендикулярно плоскости станочного зацепления и совершает сложное движение вдоль оси нарезаемого колеса и перпендикулярно этой оси, при нарезании эвольвентного участка боковой поверхности профилирующая точка фрезы совершает движение в плоскости станочного зацепления, при нарезании криволинейного участка боковой поверхности, расположенного ниже эвольвентного участка, профилирующая точка фрезы расположена в плоскостях параллельных плоскости станочного зацепления, при нарезании цилиндрической поверхности впадины между зубьями ось фрезы расположена по нормали к этой поверхности, а профилирующая точка - на этой поверхности.This goal is achieved by the fact that in the method of manufacturing cylindrical wheels with arched teeth, including sequential cutting of the convex and concave sides of the teeth with a cutting tool, forming their involute profile when running the workpiece tool with its feed to the workpiece at an angle of the original rack profile of the conditional tool rack, cutting teeth is performed by a finger mill, which, when cutting the tooth lateral surface, is perpendicular to the plane of the machine engagement and makes a layer movement along the axis of the cut wheel and perpendicular to this axis, when cutting the involute section of the side surface, the milling cutter point moves in the plane of the machine engagement, when cutting the curved section of the side surface below the involute section, the milling cutter point is located in planes parallel to the plane of the machine engagement, when cutting the cylindrical surface of the cavity between the teeth, the axis of the cutter is normal to this surface, and profiling The second point is on this surface.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:
Фиг.1. Относительное положение зуба условной инструментальной рейки и пальцевой фрезы при нарезании.Figure 1. The relative position of the tooth of the conventional tool rail and the finger mill when cutting.
Фиг.2. Линия смещения исходного контура и ее развертка на развертке делительного цилиндра.Figure 2. The displacement line of the original contour and its sweep on the scan of the dividing cylinder.
Фиг.3. Станочное зацепление пальцевой фрезы с арочным зубом, идентичное зацеплению условной инструментальной рейки при нарезании эвольвентного участка боковой поверхности зуба.Figure 3. Machine engagement of a finger mill with an arched tooth, identical to the engagement of a conditional tool rail when cutting an involute portion of the tooth lateral surface.
Фиг.4. Поперечное сечение арочных зубьев, проходящее через профилирующую точку пальцевой фрезы, идентичную точке касания зуба условной инструментальной рейки при нарезании криволинейного участка боковой поверхности зуба, расположенного ниже эвольвентного.Figure 4. The cross section of arched teeth passing through the profiling point of the finger mill, identical to the point of contact of the tooth of the conditional tool rail when cutting a curved section of the side surface of the tooth below the involute.
Способ изготовления цилиндрических колес с арочными зубьями включает последовательное нарезание выпуклой и вогнутой сторон зубьев пальцевой фрезой 1 (Фиг.1). Эвольвентный профиль зуба формируется при нарезании методом обкатки фрезой заготовки с подачей фрезы параллельно прямолинейному поперечному сечению боковой поверхности 2 условной инструментальной рейки 3. Направление подачи на фиг.1 показано стрелкой. Условная рейка 3 соответствует заданным кривизне арки, модулю нарезаемого колеса и радиусу Ra (Фиг.2) развертки линии смещения исходного контура 4 на развертке 5 делительного цилиндра 6 нарезаемого колеса 7 (Фиг.3). При нарезании фреза 1 касается боковой поверхности условной арочной инструментальной рейки 3 и боковой поверхности нарезаемого арочного зуба.A method of manufacturing a cylindrical wheel with arched teeth includes sequential cutting of the convex and concave sides of the teeth with a finger mill 1 (Figure 1). An involute tooth profile is formed when cutting a workpiece by rolling the mill with a cutter feed parallel to a rectilinear cross-section of the side surface 2 of the
При нарезании эвольвентного участка 8 боковой поверхности арочного зуба профилирующая точка 9 фрезы 1 совершает сложное движение в плоскости станочного зацепления 10 вдоль оси нарезаемого колеса и перпендикулярно этой оси (направления движения на Фиг.3 показаны стрелками). При этом профилирующая точка 9 находится на пространственной линии контакта 11 нарезаемой поверхности арочного зуба с зубом условной инструментальной рейки.When cutting the
При нарезании криволинейного участка 12 боковой поверхности, расположенного ниже эвольвентного участка 8, ось пальцевой фрезы 1 также расположена перпендикулярно плоскости станочного зацепления 10 и совершает такое же сложное движение вдоль оси нарезаемого колеса и перпендикулярно этой оси. В процессе нарезания радиус-вектор Rп (Фиг.4) профилирующей точки 9 относительно оси колеса уменьшается, и точка располагается в плоскости, параллельной плоскости станочного зацепления 10. При нарезании криволинейного участка 12 боковой поверхности, расположенного ниже эвольвентного участка 8, плоскость 13, проходящая через центр сферического профиля фрезы, расположена выше профилирующей точки 9 параллельно плоскости станочного зацепления 10 и проходит через точку В, расположенную в поперечном сечении зуба условной инструментальной рейки 3 в месте сопряжения ее верхнего прямолинейного 14 и нижнего криволинейного 15 участков. Криволинейный участок 15 в этом сечении представляет собой дугу окружности.When cutting a
При нарезании цилиндрической поверхности на окружности впадин 16 между криволинейными участками 12 зубьев ось фрезы 1 расположена по нормали к этой поверхности и совершает движение вдоль оси нарезаемого колеса и перпендикулярно этой оси с подачей к центру колеса, при этом профилирующая точка 9 находится на этой поверхности.When cutting a cylindrical surface on the circumference of the
После нарезания вогнутой и выпуклой боковых поверхностей зубьев и цилиндрической поверхности впадины между ними производится поворот заготовки относительно своей оси на один или несколько угловых шагов и процесс нарезания боковых поверхностей и цилиндрических поверхностей впадин арочных зубьев повторяется. Последовательность процесса деления, операций при нарезании выпуклой и вогнутой боковых поверхностей зубьев и цилиндрических поверхностей впадин между зубьями может быть различной. Эта последовательность зависит от особенностей станка с ЧПУ, на котором нарезают цилиндрические колеса с арочными зубьями.After cutting the concave and convex side surfaces of the teeth and the cylindrical surface of the cavity between them, the workpiece is rotated about its axis by one or more angular steps and the process of cutting the side surfaces and cylindrical surfaces of the hollows of the arched teeth is repeated. The sequence of the division process, operations when cutting convex and concave lateral surfaces of the teeth and the cylindrical surfaces of the depressions between the teeth can be different. This sequence depends on the features of the CNC machine, on which cylindrical wheels with arched teeth are cut.
Для выполнения всех операций могут быть использованы 5-координатный станок с ЧПУ или 4-координатный станок с ЧПУ, позволяющие совмещать необходимые движения при нарезании зубьев.To perform all operations, a 5-coordinate CNC machine or a 4-coordinate CNC machine can be used to combine the necessary movements when cutting teeth.
Сложное движение вдоль оси нарезаемого колеса и перпендикулярно этой оси, которое совершает фреза при нарезании боковой поверхности арочного зуба в плоскости станочного зацепления или в параллельных ей плоскостях, определяется формой линии смещения исходного контура 4 нарезаемого колеса, которая задается радиусом Rа на развертке 5 делительного цилиндра 6 колеса (Фиг.2). В предлагаемом способе изготовления цилиндрических колес с арочными зубьями, в отличие от известных способов, нарезание выпуклой и вогнутой эвольвентных поверхностей зубьев выполняется одной пальцевой фрезой при заданной кривизне линии смещения исходного контура на развертке делительного цилиндра. При изменении заданной кривизны в некоторых случаях, определяемых соотношением ширины нарезаемого колеса и диаметра фрезы, может потребоваться только замена стандартной фрезы одного диаметра на фрезу другого диаметра. Это обеспечивает широкую универсальность технологии нарезания цилиндрических колес с арочными зубьями по предлагаемому способу и его применение для нарезания колес различного назначения.The complex movement along the axis of the cut wheel and perpendicular to this axis, which the cutter performs when cutting the lateral surface of the arched tooth in the plane of the machine engagement or in parallel planes, is determined by the shape of the displacement line of the
Предлагаемый способ позволяет изготовить цилиндрические колеса с бочкообразными арочными зубьями, которые обеспечивают оптимальное распределение контактных напряжений по всей длине арочных зубьев и повышают износостойкость и нагрузочную способность арочного зацепления.The proposed method allows the manufacture of cylindrical wheels with barrel-shaped arched teeth, which provide an optimal distribution of contact stresses along the entire length of the arched teeth and increase the wear resistance and load capacity of the arch gearing.
Предлагаемым способом можно также нарезать цилиндрические колеса с обычными или криволинейными зубьями, у которых заданная линия смещения исходного контура на развертке делительного цилиндра отлична от дуги окружности, а также эвольвентные колеса с различным смещением условной инструментальной рейки и с различным углом ее исходного профиля. Это обеспечивает широкую универсальность применения предлагаемого способа.The proposed method can also cut cylindrical wheels with conventional or curved teeth, for which the predetermined displacement line of the original contour on the reamer of the dividing cylinder is different from the circular arc, as well as involute wheels with different displacement of the conditional instrumental rail and with a different angle of its original profile. This provides wide versatility of the application of the proposed method.
Для сокращения времени обработки при черновом нарезании целесообразно использовать существующие пальцевые фрезы разных диаметров. При этом диаметр фрезы должен уменьшаться с очередным врезанием к центру заготовки и с учетом припуска на черновое фрезерование.To reduce the processing time for rough cutting, it is advisable to use existing finger mills of different diameters. In this case, the diameter of the cutter should decrease with the next cutting to the center of the workpiece and taking into account the allowance for rough milling.
Для чистовой обработки цилиндрического колеса с арочными зубьями целесообразно использовать фрезу с твердосплавным наконечником.For finishing machining a cylindrical wheel with arched teeth, it is advisable to use a carbide tip milling cutter.
Таким образом, предлагаемый способ изготовления цилиндрических колес с арочными зубьями позволяет повысить универсальность технологии изготовления, износостойкость, нагрузочную способность арочного зацепления и достигнуть цели, поставленной в настоящем изобретении.Thus, the proposed method for the manufacture of cylindrical wheels with arched teeth allows to increase the versatility of the manufacturing technology, wear resistance, load bearing capacity of the arch gearing and to achieve the goal set in the present invention.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006120727/02A RU2322329C1 (en) | 2006-06-14 | 2006-06-14 | Method for making cylindrical wheels with arch teeth |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006120727/02A RU2322329C1 (en) | 2006-06-14 | 2006-06-14 | Method for making cylindrical wheels with arch teeth |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006120727A RU2006120727A (en) | 2007-12-20 |
RU2322329C1 true RU2322329C1 (en) | 2008-04-20 |
Family
ID=38916913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006120727/02A RU2322329C1 (en) | 2006-06-14 | 2006-06-14 | Method for making cylindrical wheels with arch teeth |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2322329C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105108241A (en) * | 2015-09-11 | 2015-12-02 | 武汉理工大学 | Gear-milling processing method of arc-tooth noncircular bevel gears |
RU2593882C2 (en) * | 2011-04-18 | 2016-08-10 | Либхерр-Ферцантехник Гмбх | Gear-milling cutter, end milling cutter and routing method |
RU2717870C1 (en) * | 2019-07-19 | 2020-03-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» | Cylindrical gear wheel |
RU2776458C1 (en) * | 2021-12-14 | 2022-07-21 | Геннадий Федорович Прокофьев | Spur gear |
-
2006
- 2006-06-14 RU RU2006120727/02A patent/RU2322329C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2593882C2 (en) * | 2011-04-18 | 2016-08-10 | Либхерр-Ферцантехник Гмбх | Gear-milling cutter, end milling cutter and routing method |
US9573210B2 (en) | 2011-04-18 | 2017-02-21 | Liebherr-Verzahntechnik Gmbh | Gear cutting machine, end mill and method of form milling |
CN105108241A (en) * | 2015-09-11 | 2015-12-02 | 武汉理工大学 | Gear-milling processing method of arc-tooth noncircular bevel gears |
RU2717870C1 (en) * | 2019-07-19 | 2020-03-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» | Cylindrical gear wheel |
RU2776458C1 (en) * | 2021-12-14 | 2022-07-21 | Геннадий Федорович Прокофьев | Spur gear |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006120727A (en) | 2007-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102176657B1 (en) | Process for Machining a Workpiece | |
CN102256735B (en) | Machine tool and method for producing gearing | |
JP6721223B2 (en) | Spherical involute tooth profile spiral bevel gear cutting method | |
JP5562344B2 (en) | Method of machining the tooth surface of a substantially cylindrical gear with a modified crowning by the oblique generation method | |
CN102791410B (en) | The method of the flank of hard finishing gear | |
KR20140106486A (en) | Manufacturing method of a workpiece for hard finishing modified gears | |
JPH09510404A (en) | Threaded wheel, dressing method and grinding of work pieces with a wheel | |
KR20120033961A (en) | Method for milling a bevel gear tooth system in the continuous milling process | |
CN108591421B (en) | Tool basic tooth profile of generated involute pin gear tooth profile | |
US9144837B2 (en) | Rolling tool, apparatus and method for the production of crowned teeth, and gear | |
RU2322329C1 (en) | Method for making cylindrical wheels with arch teeth | |
CN110614407A (en) | Method for topologically generating a grinding wheel workpiece and corresponding grinding machine | |
CN104907897A (en) | Method for finishing gear shaper cutter by diagonal contour evolution of conical worm grinding wheel | |
US6190241B1 (en) | Method and an internally toothed tool for the precision machining of gear-wheels, and a method and dressing wheel for dressing the tool | |
CN107649847A (en) | A kind of processing method of ultra-narrow undercut herringbone gear suitable for high-speed overload machinery | |
CN106735612B (en) | A method of improving gear honing processing | |
CN106660143B (en) | The processing method of ditch portion | |
CN113399752B (en) | Gear turning cutter structure with wear-resistant cutter tip and cutter feeding method | |
CN101342619B (en) | Accurate hob cutter with inserted tooth | |
RU2404030C1 (en) | Method of producing spur gears with arched teeth | |
CN115194259A (en) | Method for producing a torsion on the tooth surface of an internally toothed workpiece | |
US20220331891A1 (en) | Method for producing a rotor of a screw compressor or a workpiece with a helical profile | |
KR102382441B1 (en) | Complex Serration Machining Unit for Roughing and Finishing | |
US20190176253A1 (en) | Method for gear cutting a workpiece | |
RU75978U1 (en) | TOOL FOR CLEANING CYLINDRICAL GEAR WHEELS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140615 |