RU2597933C2

RU2597933C2 - Methods of processing hyperboloid worms and worm gear-cutting tools and device for their implementation

Info

Publication number: RU2597933C2
Application number: RU2012138947/11A
Authority: RU
Inventors: Валентин Алексеевич Настасенко
Original assignee: Валентин Алексеевич Настасенко
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2016-09-20
Also published as: RU2012138947A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: group of inventions relates to a method of processing hyperboloid worm, device allowing to implement the said method and ways of processing a worm gear-cutting tool, the generating surface of which is formed by main hyperboloid worm. Method of processing hyperboloid worm means longitudinal feed of the cutting tool in horizontal plane and inclination of the worm rotation axis at the angle equal to its helical line angle due to the use of front and rear centres with ball tops and the rear center shift relative to the front centre of the machine with a shift of the generating profile installation plane relative to the axis of the front centre of the machine. Methods of processing a worm gear-cutting tool means processing of the main surfaces of hyperboloid worm gear-cutting tools - helical surface of the main worm, their chip groove, the front surface of teeth and their relief rear surface.

EFFECT: simplified worms processing.

21 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области производства червяков червячных передач, в частности гиперболоидных, и к производству червячных зуборезных инструментов, в частности гиперболоидных червячных фрез, шеверов и шлифовальных кругов.The invention relates to the production of worms of worm gears, in particular hyperboloid, and to the production of worm gear cutting tools, in particular hyperboloid worm cutters, shavers and grinding wheels.

Известен способ обработки гиперболоидных червяков и червячных колес, входящих с ним в зацепление, у которого зубья адекватны виткам данного червяка, а сам червяк сформирован винтовым движением начальной зубчатой рейки, которая содержит полный ряд зубьев, входящих в станочное зацепление с червячным колесом, и развернута к оси этого червяка под углом наклона, равным углу подъема его витков на начальном цилиндре, при этом винтовое движение образующей его профиля сформировано вращением и косой подачей, перпендикулярной к линии подъема витков червяка на начальном цилиндре, которую выполняют под наклоном ω_ω к оси червяка, равным углу подъема его витков на начальном цилиндре диаметра d_ω, (см. патент Российской Федерации на изобретение №2200262, МПК 7 F16h 1/16, F16h 55/22, B23f 21/16, B23f 13/00 Червячная передача, способ ее изготовления, оборудование и инструмент для ее выполнения. Заявка №98116838/28 от 1998.09.08, авт. изобрет. В.А. Настасенко, Опубл. 2003.03.10).A known method of processing hyperboloidal worms and worm wheels that engage with it, in which the teeth are adequate to the turns of the worm, and the worm itself is formed by the helical movement of the initial gear rack, which contains a complete series of teeth that are engaged in machine engagement with the worm wheel, and is deployed to the axis of this worm at an angle equal to the angle of elevation of its turns on the initial cylinder, while the helical movement of its forming profile is formed by rotation and oblique feed perpendicular to the line of the turn revolution in the initial worm cylinder, which is performed at an angle _ω ω to the worm axis equal to the angle of its lifting cylinder turns the initial diameter d _ω, (See. Patent of the Russian Federation for the invention №2200262, IPC7 F16h 1/16, 55/22 F16h , B23f 21/16, B23f 13/00 Worm gear, method of its manufacture, equipment and tools for its implementation (Application No. 98116838/28 of 1998.09.08, authored by V.A. Nastasenko, Publish. 2003.03.10) .

Недостатком данного способа является потребность в существенной переделке базового оборудования и оснастки для производства гиперболоидных червяков при косой подаче формирующего витки червяка инструмента.The disadvantage of this method is the need for a substantial alteration of the basic equipment and equipment for the production of hyperboloid worms with an oblique feed of the forming worm of the tool worm.

Известен также червячный инструмент для обработки гиперболоидных червячных колес, у которого образующая винтовая поверхность выполнена гиперболоидной, а в сечении, нормальном к витку, его профиль полностью копирует профиль зубьев исходной зубчатой рейки при любой точности и любом количестве заходов червяка, при этом передняя поверхность его зубьев выполнена плоской в сечении, нормальном к витку, их профиль повторяет профиль начальной рейки при любой точности и любом количестве заходов, а затылованная поверхность зубьев сформирована без дополнительного поворота, необходимого для объединения плоскости затылования с осью вращения червячного инструмента (см. там же).A worm tool for processing hyperboloid worm wheels is also known, in which the forming helical surface is hyperboloid, and in a section normal to the turn, its profile completely copies the tooth profile of the initial gear rack for any accuracy and any number of worm strokes, while the front surface of its teeth made flat in the section normal to the turn, their profile repeats the profile of the initial rail for any accuracy and any number of approaches, and the backed surface of the teeth is formed b Without additional rotation necessary to combine the backing plane with the axis of rotation of the worm tool (see ibid.).

Для их обработки также используют сложные станки и оборудование при косой подаче инструмента, формирующего витки основного червяка и зубья гиперболоидных червячных инструментов.For their processing, complex machines and equipment are also used for oblique feeding of the tool forming the turns of the main worm and the teeth of the hyperboloid worm tools.

Известно также, что движение инструмента под углом ω_ω к оси червяка можно обеспечить при смещении заднего центра в вертикальном или в горизонтальном направлении (см. книгу Резание конструкционных материалов, режущие инструменты и станки / В.А. Кривоухов, П.Г. Петруха, Б.Е. Бруштейн и др. Под общ. ред. П.Г. Петрухи. - М.: Машиностроение, 1974, с.359-360).It is also known that the movement of the tool at an angle ω _ω to the axis of the worm can be achieved by shifting the rear center in the vertical or horizontal direction (see the book Cutting of construction materials, cutting tools and machines / V.A. Krivoukhov, P.G. Petruha, B.E.Brushtein et al. Under the general editorship of P.G. Petrukh. - M.: Mechanical Engineering, 1974, p. 359-360).

Однако такие варианты неприемлемы для обработки гиперболоидных червяков, поскольку не учитывают сдвига формирующих их инструментов.However, such options are unacceptable for the treatment of hyperboloid worms, since they do not take into account the shift of the tools that form them.

Задачей данной заявки на изобретение является устранение указанных недостатков известных способов обработки гиперболоидных червяков путем выполнения продольной подачи режущего инструмента в горизонтальной плоскости и наклона оси вращения червяка под углом ω_ω, равным углу γ_ω подъема его винтовой линии, за счет использования переднего и заднего центров с шариковой вершиной и сдвига заднего центра в задней бабке станка в вертикальной и горизонтальной плоскостях, в т.ч. с помощью приспособлений для расширения диапазона этого сдвига, при аналогичном сдвиге плоскости установки профиля инструмента, формирующего витки или впадины витков такого червяка, а также путем выполнения обработки основных поверхностей гиперболоидных червячных зуборезных инструментов - винтовой поверхности основного червяка, их стружечной канавки, передней поверхности зубьев и их затылованной задней поверхности. Учитывая, что большинство червяков имеет не более 4-х заходов, поэтому угол наклона их витков не превышает ω_ω=12°, что приемлемо для перекоса на шариковых центрах.The objective of this application for the invention is to eliminate these drawbacks of known methods of processing hyperboloid worms by performing a longitudinal feed of the cutting tool in a horizontal plane and tilting the axis of rotation of the worm at an angle ω _ω equal to the angle γ _{ω of} lifting its helix, due to the use of the front and rear centers with ball top and rear center shear in the tailstock of the machine in the vertical and horizontal planes, incl. using devices to expand the range of this shift, with a similar shift of the plane of installation of the profile of the tool forming the turns or troughs of the turns of such a worm, and also by processing the main surfaces of the hyperboloid worm gear cutting tools - the helical surface of the main worm, their chip grooves, the front surface of the teeth and their buttered back surface. Given that most worms have no more than 4 runs, therefore, the angle of inclination of their turns does not exceed ω _ω = 12 °, which is acceptable for skewing on ball centers.

Примеры решения поставленной задачи показаны на чертежах.Examples of solving the problem are shown in the drawings.

На фиг.1 показан гиперболоидный червяк 1, имеющий витки 2, которые формируют винтовым движением начальной зубчатой рейки, содержащей ряд зубьев, входящих с ним в станочное зацепление, и развернутой к оси OZ червяка по винтовой линии 3 под углом наклона ±ω_ω, равным углу ±γ_ω подъема витков червяка на его начальном цилиндре. Червяк может быть цельным или установлен на оправке 4 с упором в ее буртик и с зажимом втулкой 5 и гайкой 6 с возможностью вращения ω червяка или оправки зажимным поводковым устройством 7 и поводком 8. При этом установку червяка на станке выполняют под углом наклона ±ω_ω вводом в центровые отверстия переднего 9 и заднего 10 центров станка с шариковыми вершинами диаметра d_ц, которые адекватны диаметру этих центровых отверстий, путем сдвига заднего центра относительно переднего центра на величину ±h_ц=(l_ц-d_ц)sinω_ω, где l_ц - расстояние, полученное измерением, выполненным перед установкой червяка в центрах станка, между введенными в центровые отверстия шариками, диаметр которых равен диаметру d_ц шаровых конечностей переднего и заднего центров станка, с вычетом из этого расстояния величины одного диаметра d_ц.Figure 1 shows a hyperboloidal worm 1 having turns 2, which are formed by the helical movement of the initial gear rack containing a series of teeth included in the machine engagement with it, and deployed to the axis OZ of the worm along a helical line 3 at an inclination angle ± ω _ω equal to the angle ± γ _{ω of} lifting the turns of the worm on its initial cylinder. The worm can be integral or mounted on the mandrel 4 with an emphasis in its shoulder and with a clamp sleeve 5 and a nut 6 with the possibility of rotation ω of the screw or mandrel clamping device 7 and the lead 8. In this case, the installation of the worm on the machine is performed at an angle ± ω _ω by introducing into the center holes of the front 9 and rear 10 centers of the machine with ball vertices of diameter d _c , which are adequate to the diameter of these center holes, by shifting the rear center relative to the front center by ± h _c = (l _c -d _c ) sinω _ω , where l _t is the distance obtained the measurement performed before installing the worm in the centers of the machine, between the balls inserted into the center holes, the diameter of which is equal to the diameter d _{c of the} ball extremities of the front and rear centers of the machine, minus one diameter d _c from this distance.

Подачу s_u формирующего червяк инструмента, например, резца с левым α_б.л. и правым α_б.п. боковыми задними углами, выполняют продольным ходом суппорта станка, при сдвиге плоскости установки производящего профиля резца относительно переднего центра станка на величину ±h_u=(l_ou-0,5d_ц)sinω_ω, где l_ou - расстояние, полученное измерением перед установкой червяка на станке, между начальным поперечным сечением винтового участка червяка, в котором диаметры d_ω его начального цилиндра и начального гиперболоида едины, и между введенным в переднее центровое отверстие червяка шариком, диаметр которого равен диаметру d_ц шаровой конечности переднего центра станка, с вычетом из этого расстояния половины величины диаметра d_ц.The feed s _u forming the worm tool, for example, a cutter with left α _bp and right α _bp lateral rear angles, perform a longitudinal stroke of the machine support, when shifting the installation plane of the producing profile of the cutter relative to the front center of the machine by ± h _u = (l _ou -0.5d _c ) sinω _ω , where l _ou is the distance obtained by measuring before installing the worm on the machine, between the initial cross-sectional area of the worm screw, wherein the diameters d _ω its initial cylinder and primary hyperboloid united and inserted between a front center hole of the worm ball, whose diameter is equal to the diameter d _i ne ball limb the middle center of the machine, minus from this distance, half the diameter d _c .

Для обработки правозаходного червяка продольную подачу s_u выполняют по направлению к переднему центру, при этом возможны 4 варианта сдвига заднего центра и установки инструмента: 1) сдвиг заднего центра выполняют вверх в вертикальной плоскости на высоту +h_ц, а инструмент для обработки червяка устанавливают на суппорте станка за червяком со сдвигом вверх на высоту +h_u; 2) сдвиг заднего центра выполняют вниз в вертикальной плоскости на высоту -h_ц, а инструмент для обработки червяка устанавливают на суппорте станка перед червяком со сдвигом вниз на высоту -h_u; 3) сдвиг заднего центра станка выполняют на величину +h_ц в горизонтальной плоскости (ось ОХ в системе координат OXYZ) поперек продольной подачи суппорта в направлении от его фартука, а инструмент для обработки червяка устанавливают на суппорте станка под червяком снизу вверх в вертикальной плоскости со сдвигом его в горизонтальном направлении на величину +h_u; 4) сдвиг заднего центра станка выполняют на величину -h_ц в горизонтальной плоскости поперек продольной подачи суппорта в направлении к фартуку, а инструмент для обработки червяка устанавливают на суппорте станка над червяком сверху вниз в вертикальной плоскости со сдвигом его в горизонтальном направлении на величину -h_u.To process the right-handed worm, the longitudinal feed s _{u is} performed towards the front center, and there are 4 options for shifting the back center and installing the tool: 1) the back center is shifted upward in the vertical plane to a height of + h _c , and the worm processing tool is set to the machine support behind the worm with a shift up to a height + h _u ; 2) the rear center is shifted downward in a vertical plane to a height of -h _c , and the worm processing tool is mounted on the machine support in front of the worm with a downward shift of -h _u ; 3) the rear center of the machine is shifted by + h _c in the horizontal plane (the OX axis in the OXYZ coordinate system) across the longitudinal feed of the support in the direction from its apron, and the worm processing tool is installed on the machine support under the worm from bottom to top in a vertical plane with shifting it in the horizontal direction by + h _u ; 4) the rear center of the machine is shifted by a value of -h _c in the horizontal plane across the longitudinal feed of the caliper towards the apron, and the worm processing tool is mounted on the machine support above the worm from top to bottom in a vertical plane with horizontal shift by -h _u .

На фиг.2 показана схема для обработки левозаходного червяка, основные элементы которой аналогичны схеме на фиг.1. При этом продольную подачу s_u выполняют по направлению к заднему центру станка, а при обработке также возможны 4 варианта сдвига заднего центра и установки инструмента: 1) сдвиг заднего центра станка выполняют вверх в вертикальной плоскости на высоту +h_ц, а инструмент для обработки червяка устанавливают на суппорте станка перед червяком со сдвигом вверх на высоту +h_u; 2) сдвиг заднего центра станка выполняют вниз в вертикальной плоскости на высоту -h_ц, а инструмент для обработки червяка устанавливают на суппорте станка за червяком со сдвигом вниз на высоту -h_u; 3) сдвиг заднего центра станка выполняют на величину +h_ц в горизонтальной плоскости поперек продольной подачи суппорта в направлении от фартука, а инструмент для обработки червяка устанавливают на суппорте станка над червяком сверху вниз в вертикальной плоскости со сдвигом его в горизонтальном направлении на величину +h_u; 4) сдвиг заднего центра станка выполняют на величину -h_ц в горизонтальной плоскости поперек продольной подачи суппорта в направлении к фартуку, а инструмент для обработки червяка устанавливают на суппорте станка под червяком снизу вверх в вертикальной плоскости, со сдвигом его в горизонтальном направлении на величину -h_u.Figure 2 shows a diagram for processing left-handed worm, the main elements of which are similar to the scheme in figure 1. In this case, the longitudinal feed s _{u is} performed towards the rear center of the machine, and during processing 4 options for shifting the rear center and setting the tool are also possible: 1) the rear center of the machine is shifted upward in the vertical plane to a height of + h _c , and the tool for processing the worm set on the machine support in front of the worm with a shift up to a height + h _u ; 2) the rear center of the machine is shifted downward in a vertical plane to a height of -h _c , and the worm processing tool is mounted on the machine support behind the worm with a downward shift of -h _u ; 3) the rear center of the machine is shifted by a value of + h _c in the horizontal plane across the longitudinal feed of the caliper in the direction from the apron, and the worm processing tool is installed on the machine support above the worm from top to bottom in a vertical plane with a horizontal shift of + h _u ; 4) the rear center of the machine is shifted by a value of -h _c in the horizontal plane across the longitudinal feed of the caliper towards the apron, and the worm processing tool is installed on the machine support under the worm from the bottom up in the vertical plane, with a horizontal shift by h _u .

Аналогичные варианты установки червяка и смещения инструмента на высоту ±h_u возможны при обработке гиперболоидных червячных зуборезных инструментов - червячных фрез, шеверов и шлифовальных кругов, у которых образующая поверхность сформирована гиперболоидным основным червяком по схемам, показанным на фиг.1 и 2. При этом стружечную канавку выполняют винтовой по нормали к виткам основного червяка и нарезают ее дисковой угловой фрезой или коническим шлифовальным кругом при их вращении и продольной подаче s_u, а согласованное с этой подачей вращение ω основного червяка выполняют вокруг его оси, которая развернута к направлению этой подачи под углом наклона ω_ω, равным углу γ_ω подъема винтовой линии основного червяка на его начальном цилиндре в начальном сечении диаметра d_ω. Переднюю поверхность зубьев червячных фрез также выполняют винтовой по нормали к витку основного червяка и затачивают профилем конического шлифовального круга при его вращении и продольной подаче, а согласованное с ней вращение ω основного червяка выполняют вокруг его продольной оси, которая развернута к направлению этой подачи под углом наклона ω_ω, равным углу γ_ω подъема винтовой линии основного червяка на его начальном цилиндре в его начальном сечении диаметра d_ω. Затылование зубьев гиперболоидных червячных инструментов выполняют лезвийным инструментом, установленным по нормали к витку или впадине основного червяка при радиальной возвратно-поступательной и продольной подаче, или абразивным шлифовальным кругом, установленным по нормали к витку, или ко впадине, или к боковым сторонам профиля витка основного червяка, при вращении шлифовального круга и его радиальной возвратно-поступательной и продольной подачах, а согласованное с этими подачами вращение основного червяка выполняют вокруг его продольной оси, которая развернута к направлению продольной подачи инструмента под углом наклона ω_ω, равным углу γ_ω подъема винтовой линии основного червяка на его начальном цилиндре в его начальном сечении диаметра d_ω.Similar options for installing the worm and shifting the tool to a height of ± h _{u are} possible when machining hyperboloid worm gear cutting tools - worm cutters, shavers and grinding wheels, in which the forming surface is formed by the hyperboloid main worm according to the schemes shown in figures 1 and 2. In this case, the chip the helical groove is performed along the normal to the windings of the primary worm and its cut corner cutter disc or a conical grinding wheel during their rotation and longitudinal feeding s _u, and consistent with this feed increment ω operate the main screw around its axis, which is deployed to the direction of flow at an angle of inclination ω _ω, equal to the angle γ _ω lifting screw the core of the worm in its initial section of the cylinder in the initial diameter d _ω. The front surface of the teeth of the worm cutters is also screwed normal to the turn of the main worm and is ground with a profile of a conical grinding wheel during its rotation and longitudinal feed, and the rotation ω of the main worm coordinated with it is performed around its longitudinal axis, which is turned to the direction of this feed at an angle of inclination ω _ω equal to the angle γ _ω of the helix rise of the main worm on its initial cylinder in its initial diameter cross section d _ω . The backing of the teeth of hyperboloid worm tools is performed with a blade tool installed normal to the turn or trough of the main worm with a radial reciprocating and longitudinal feed, or with an abrasive grinding wheel set normal to the turn or to the trough or to the sides of the profile of the turn of the main worm , during rotation of the grinding wheel and its radial reciprocating and longitudinal feeds, and the rotation of the main worm, coordinated with these feeds, is performed around its a single axis, which is rotated to the direction of the longitudinal feed of the tool at an inclination angle ω _ω equal to the angle γ _ω of the helical line of the main worm on its initial cylinder in its initial diameter d _ω .

Для расширения диапазона регулирования величины ±h_ц смещения заднего центра станка его выполняют укороченным, а сдвиг на величину ±h_ц выполняют путем установки его в каретке и движения ее по направляющей, закрепленной на пиноли задней бабки станка, или на втулке, введенной в эту пиноль, которые имеют возможность поворота и установки в вертикальной или горизонтальной плоскостях.To expand the range of regulation of the magnitude of ± h _{c the} displacement of the rear center of the machine is shortened, and a shift of ± h _{c is} performed by installing it in the carriage and moving it along the guide fixed to the pins of the tailstock of the machine, or on the sleeve inserted into this pin that have the ability to rotate and install in vertical or horizontal planes.

Реализация всех предлагаемых способов обеспечивается совокупностью следующих действий: 1) введением до начала обработки в центровые отверстия червяка или оправки, на которую он установлен, шариков, диаметр которых равен диаметру d_ц шаровых вершин центров станка; 2) измерением расстояния l_ц между этими шариками; 3) измерением расстояния l_ou между введенным в переднее центровое отверстие шариком и начальным поперечным сечением винтового участка червяка, в котором диаметры d_ω его начального цилиндра и начального гиперболоида едины, (для упрощения этого измерения возможно измерение расстояния l_m до торца червяка и прибавление к нему половины длины l_om винтовой части червяка); 4) расчетом величины смещения заднего центра по зависимости ±h_ц=(l_ц-d_ц)sinω_ω; 5) расчетом величины смещения инструмента по зависимости ±h_u=(l_m+l_om-0,5d_ц)sinω_ω, где ω_ω - угол наклона винтовой линии основного червяка на его начальном цилиндре диаметра d_ω; 6) смещение заднего центра станка на величину ±h_ц и инструмента на величину ±h_u. Далее обработка гиперболоидного червяка не отличается от обработки аналогичных известных цилиндрических червяков.The implementation of all the proposed methods is ensured by the combination of the following actions: 1) introducing balls into the center holes of the worm or mandrel on which it is mounted, the diameter of which is equal to the diameter d _{c of the} ball tops of the machine centers; 2) by measuring the distance l _C between these balls; 3) by measuring the distance l _ou between the ball inserted into the front center hole and the initial cross section of the screw section of the worm, in which the diameters d _{ω of} its initial cylinder and the initial hyperboloid are the same (to simplify this measurement, it is possible to measure the distance l _m to the end of the worm and add to half the length l _{om of the} screw part of the worm); 4) by calculating the displacement of the posterior center according to the dependence ± h _c = (l _c -d _c ) sinω _ω ; 5) by calculating the tool displacement value according to the dependence ± h _u = (l _m + l _om -0.5d _c ) sinω _ω , where ω _ω is the angle of inclination of the helical line of the main worm on its initial cylinder of diameter d _ω ; 6) the offset of the rear center of the machine by ± h _c and the tool by ± h _u . Further, the processing of the hyperboloid worm does not differ from the processing of similar known cylindrical worms.

На фиг 3 показано устройство для обработки гиперболоидных червяков по любому из приведенных выше способов, у которого укороченный задний центр 10 закреплен на корпусе 11 с возможностью его вращения на полуоси 12, закрепленной на подвижной каретке 13, установленной на направляющей 14, закрепленной на пиноли 15 задней бабки станка, например, шпонками 16, или на втулке, которая введена в пиноль, а эта направляющая имеет продольную канавку 17, ось которой по нормали пересекает ось пиноли, с возможностью их поворота и установки в вертикальной или горизонтальной плоскостях. На торце по краям подвижной каретки на оси, которая пересекает ось заднего центра, закреплены пальцы 18, диаметр которых равен ширине канавки (исполнение 1), выполненной на направляющей, в которую они введены с возможностью продольного движения, а для закрепления подвижной каретки на направляющей, на ней выполнены продольные боковые пазы 19 и адекватные им отверстия 20 выполнены по бокам на основании каретки, в которые введены крепежные болты 21 с гайками 22 и опорными шайбами 23. При этом для улучшения условий вращения заднего центра между его корпусом 11 и полуосью 12 может быть установлен упорный шариковый подшипник 24. Для фиксации величины смещения ±h_ц с кареткой может быть введен в контакт винт 25, а на направляющей закреплена связанная с ним гайка 26, при этом винт может быть микрометрическим со шкалой для фиксации перемещений и вместо гайки он закреплен в адекватной ему опоре, установленной на направляющей.Figure 3 shows a device for processing hyperboloid worms according to any of the above methods, in which the shortened rear center 10 is mounted on the housing 11 with the possibility of rotation on the axle shaft 12, mounted on a movable carriage 13, mounted on a guide 14, mounted on the rear pins 15 the headstock of the machine, for example, with dowels 16, or on a sleeve that is inserted into the quill, and this guide has a longitudinal groove 17, the axis of which normally intersects the quill axis, with the possibility of their rotation and installation in vertical or horizontal tal planes. At the end along the edges of the movable carriage on the axis that intersects the axis of the rear center, fingers 18 are fixed, the diameter of which is equal to the width of the groove (version 1), made on the guide into which they are inserted with the possibility of longitudinal movement, and to fix the movable carriage on the guide, it has longitudinal lateral grooves 19 and corresponding holes 20 are made on the sides of the base of the carriage, into which fixing bolts 21 with nuts 22 and supporting washers 23 are inserted. Moreover, to improve the conditions of rotation of the rear center between its a thrust ball bearing 24 can be installed with a housing 11 and a half-axis 12. To fix the displacement ± h _{c, a} screw 25 can be brought into contact with the carriage, and a nut 26 connected to it can be fixed on the guide, while the screw can be micrometric with a scale for fixing displacements and instead of a nut, it is fixed in an adequate support mounted on the guide.

Исполнение 2 устройства отличается от предыдущего тем, что канавка на направляющей выполнена угловой 27 или трапецеидальной, а вместо пальцев на торце по краям каретки выполнены адекватные канавке выступы 28.Execution 2 of the device differs from the previous one in that the groove on the guide is made angular 27 or trapezoidal, and instead of fingers on the end along the edges of the carriage, protrusions 28 are adequate to the groove.

Исполнение 3 устройства отличается от предыдущего тем, что вместо канавки, на боковых сторонах направляющей выполнены фаски 29, а на торце по бокам подвижной каретки выполнены адекватные этим фаскам выступы 30, которые введены между собой в контакт.Execution 3 of the device differs from the previous one in that instead of the groove, chamfers 29 are made on the sides of the guide, and protrusions 30 that are in contact with these chamfers are made at the end on the sides of the movable carriage.

Принцип работы устройства следующий. Перед установкой червяка 1 в центрах 9 и 10 станка по зависимости ±h_ц=(l_ц-d_ц)sinω_ω выполняют расчет величины смещения ±h_ц, затем устанавливают ее с помощью винта 25 или по шкале микрометрического винта и подводят к винту в контакт подвижную каретку 13, положение которой закрепляют на направляющей 11 болтами 21 и гайками 22, введенными в пазы 19 направляющей и отверстия 20 каретки, после чего данное устройство готово к работе.The principle of operation of the device is as follows. Before installing the worm 1 in the centers 9 and 10 of the machine according to the dependence ± h _c = (l _c -d _c ) sinω _ω , the displacement ± h _{c is} calculated, then it is installed using screw 25 or on the scale of the micrometer screw and brought to the screw in contact the movable carriage 13, the position of which is fixed on the guide 11 with bolts 21 and nuts 22 inserted into the grooves 19 of the guide and the holes 20 of the carriage, after which this device is ready for operation.

Предложенные способы обработки гиперболоидных червяков, червячных зуборезных инструментов и устройства для их реализации отличаются от известных приведенными выше направлениями установки червяка, установки и подачи инструмента, что является новыми техническими решениями, которые не вытекают автоматически из известных и обеспечивают возможность их промышленного применения, что отвечает всем признакам изобретения.The proposed methods for processing hyperboloid worms, worm gear cutting tools and devices for their implementation differ from the known directions for installing the worm, installing and feeding the tool, which are new technical solutions that do not automatically follow from the known ones and provide the possibility of their industrial application, which meets all features of the invention.

Пример конкретного исполнения гиперболоидных червяков возможен для любого из приведенных вариантов, если угол ω_ω наклона их витков в пределах 12-15°, что приемлемо для перекоса шариковых центров. Поскольку наиболее часто применяют правозаходные червяки, обработанные с установкой профиля инструмента по нормали ко впадине витка, рассмотрен конкретный пример для однозаходного червяка модуля m=5 мм с начальным диаметром d_ω=70 мм, общей длиной червяка (l_ц-d_ц)=380 мм, длиной винтовой части 2l_om=80 мм, длиной до торца червяка (l_m-d_ц)=150 мм, с углом наклона его винтовой лини ω_ω=2°2'48". При этом величина вертикального смещения заднего центра станка ниже переднего составляет h_ц=13,571 мм, а величина вертикального смещения плоскости установки инструмента для обработки витков червяка от переднего центра вниз составляет h_u=6,186 мм, что обеспечивает дальнейшую обработку гиперболоидного червяка без отличий от обработки цилиндрических червяков.An example of a specific embodiment of hyperboloid worms is possible for any of the above options if the angle ω _{ω of the} inclination of their turns is within 12-15 °, which is acceptable for skew ball centers. Since the most commonly used start-up worms are processed with the installation of the tool profile normal to the bottom of the turn, a specific example is considered for a single-start module worm m = 5 mm with an initial diameter d _ω = 70 mm, the total length of the worm (l _c -d _c ) = 380 mm, the length of the screw part 2l _om = 80 mm, the length to the end of the worm (l _m -d _c ) = 150 mm, with the angle of inclination of its helix ω _ω = 2 ° 2'48 ". The vertical displacement of the rear center of the machine below the front is h _c = 13.571 mm, and the magnitude of the vertical displacement of the installation plane of the tool nta for processing the turns of the worm from the front center down is h _u = 6.186 mm, which ensures further processing of the hyperboloid worm without differences from the processing of cylindrical worms.

Экономический эффект от внедрения предлагаемой заявки на изобретение обеспечивается за счет лучших условий обработки профиля витка червяка и формирования профиля образующего его инструмента, которые облегчают получение профиля витка с наилучшими условиями формирования масляного клина, что обеспечивает повышение износостойкости и несущей способности червячных передач на 5-10%. Соответственно растет срок службы червячных пар и уменьшпются их габариты, что дает экономию на каждой из них от 5 до 100 $ в зависимости от размеров червяков. При потребности в таких передачах от 1 до 10 тыс. штук в год экономический эффект составит от 5000 до 1 млн $.The economic effect of the introduction of the proposed application for the invention is ensured by the best conditions for processing the profile of a worm coil and forming a profile of the tool forming it, which facilitate the formation of a coil profile with the best conditions for forming an oil wedge, which increases the wear resistance and bearing capacity of worm gears by 5-10% . Accordingly, the service life of the worm pairs increases and their dimensions decrease, which gives savings on each of them from $ 5 to $ 100, depending on the size of the worms. With the need for such transfers from 1 to 10 thousand units per year, the economic effect will be from $ 5,000 to $ 1 million.

Ведется подготовка к их внедрению на комбайновых заводах Украины.Preparations are underway for their implementation at combine plants in Ukraine.

Совокупность приведенных данных свидетельствует о целесообразности широкого применения предлагаемых червяков и способов их обработки.The totality of the data indicates the feasibility of widespread use of the proposed worms and methods for their processing.

Claims

1. The method of processing a hyperboloidal worm, which is formed by the helical movement of the initial gear rack containing a complete set of teeth included with it in a machine engagement, and deployed to the axis of the worm at an inclination angle ω _ω equal to the angle γ _ω of the helix of the worm on the initial cylinder, and a helical movement is formed by rotating the worm and the working feed of the tool, characterized in that the installation of the whole worm or fixed on the mandrel is performed at an angle of inclination ± ω _{ω by} entering the front and rear prices into their center holes machine holes having ball peaks of diameter d _c adequate to the diameter of these center holes by shifting the rear center relative to the front center of the machine by
± h _c = (l _c -d _c ) sinω _ω ,
where l _c is the distance obtained by measuring, before installing the worm on the machine, between the balls inserted into the center holes of the worm or its mandrel, the diameter of which is equal to the diameter d _{c of the} ball peaks of the front and rear centers of the machine, minus the diameter d _c from this distance and the feed of the tool for processing the turns of the worm is performed by the longitudinal stroke of the caliper when shifting the installation plane of the producing tool profile relative to the axis of the front center of the machine by
± h _u = (l _ou -0.5d _c ) sinω _ω ,
where l _ou is the distance obtained by measuring before installing the worm on the machine, between the average cross section of the screw section of the worm, on which the diameters d _{ω of} its initial cylinder and the initial hyperboloid are uniform, and between the ball introduced into the front center hole of the worm or its mandrel, whose diameter equal to the diameter d _{c of the} ball top of the front center of the machine, minus half the diameter d _c from this distance.

2. The method of processing a hyperboloidal worm according to claim 1, characterized in that for the right-handed worms, the back center of the machine is shifted upward in a vertical plane to a height + h _c , and the tool for processing the worm is installed on the machine support behind the worm with a shift upward to a height + h _u , and its longitudinal feed is performed towards the front center of the machine.

3. The method of processing a hyperboloidal worm according to claim 1, characterized in that for right-handed worms, the back center of the machine is shifted downward in a vertical plane to a height of -h _c , and the tool for processing the worm is installed on the machine support in front of the worm with a downward shift in height - h _u , and its longitudinal feed is performed towards the front center.

4. The method of processing a hyperboloidal worm according to claim 1, characterized in that for left-handed worms, the back center of the machine is shifted upward in a vertical plane to a height of + h _c , and the tool for processing a worm is mounted on a machine support in front of the worm with a shift upward to a height of + h _u , and its longitudinal feed is performed towards the rear center.

5. The method of processing the hyperboloidal worm according to claim 1, characterized in that for left-handed worms, the back center of the machine is shifted downward in a vertical plane to a height of -h _c , and the tool for processing the worm is mounted on the machine support behind the worm with a downward shift in height - h _u , and its longitudinal feed is performed towards the rear center.

6. The method of processing a hyperboloidal worm according to claim 1, characterized in that for right-handed worms, the rear center of the machine is shifted by a value of + h _c in the horizontal plane across the longitudinal feed of the support in the direction from the apron, and the tool for processing the worm is mounted on the support of the machine under the worm from the bottom up in the vertical plane with its shift in the horizontal direction by + h _u , and its longitudinal feed is performed in the direction to the front center.

7. The method of processing a hyperboloidal worm according to claim 1, characterized in that, for start-up worms, the rear center of the machine is shifted by -h _c in the horizontal plane across the longitudinal feed of the support towards the apron, and the tool for processing the worm is mounted on the machine support above the worm from top to bottom in a vertical plane with a shift in the horizontal direction by a value of -h _u , and its longitudinal feed is performed in the direction to the front center.

8. The method of processing a hyperboloidal worm according to claim 1, characterized in that for left-handed worms, the rear center of the machine is shifted by + h _c in the horizontal plane across the longitudinal feed of the support in the direction from the apron, and the tool for processing the worm is mounted on the machine support over the worm from top to bottom in a vertical plane with its shift in the horizontal direction by + h _u , and its longitudinal feed is performed in the direction to the rear center.

9. The method of processing a hyperboloidal worm according to claim 1, characterized in that for left-handed worms, the back center of the machine is shifted by a value of -h _c in the horizontal plane across the longitudinal feed of the support towards the apron, and the tool for processing the worm is mounted on the support of the machine under the worm from the bottom up in the vertical plane with its shift in the horizontal direction by the value of -h _u , and its longitudinal feed is performed in the direction to the rear center.

10. The method of processing a hyperboloid worm according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the back center of the machine is shortened, and its shift of ± h _{c is} performed by installing it in the carriage and moving it along a guide fixed to the tailstock machine, or on a sleeve inserted into this pinol, which have the ability to rotate and install in vertical or horizontal planes.

11. The method of processing a worm gear cutting tool, in which the forming surface is formed by the hyperboloid main worm according to claim 1, characterized in that its chip groove is helical in shape normal to the turns of the main worm, when cutting it with an angular cutter or a conical grinding wheel, with offset their relative to the front center by an amount of ± h _u , during their rotation and longitudinal feed, and the rotation of the main worm coordinated with this feed is performed around its axis, which is turned towards this th feed at an angle of inclination ω _ω equal to the angle γ _ω of the helix of the main worm on its initial cylinder in its initial cross section of diameter d _ω .

12. The method of processing a worm gear cutting tool, in which the forming surface is formed by the hyperboloid main worm according to claim 1, characterized in that the front surface of its teeth is screwed normal to the turns of the main worm and is sharpened by its side or end profile of the conical grinding wheel with its offset relative to the front center by ± h _u during rotation and longitudinal feed circle, and consistent with this rotation of the main feeding screw operates around its longitudinal axis, which xpand to the direction of feed under a tilt angle _ω ω, equal to the angle γ _ω lifting screw the core of the worm cylinder in its initial section in its initial diameter d _ω.

13. The method of processing a worm gear cutting tool, in which the forming surface is formed by the hyperboloid main worm according to claim 1, characterized in that the backing of its teeth is performed with a blade tool installed normal to the turn or to the cavity of the main worm with an offset of ± h _u , with radial reciprocating and longitudinal feeds, and the rotation of the main worm, coordinated with these feeds of the tool, is performed around its longitudinal axis, which is deployed to the direction of the longitudinal feed at an inclination angle ω _ω equal to the angle γ _ω of the helical line of the main screw on its initial cylinder in its initial cross section of diameter d _ω .

14. The method of processing a worm gear cutting tool, in which the forming surface is formed by the hyperboloid main worm according to claim 1, characterized in that the grinding of its teeth is performed with an abrasive grinding wheel installed normal to the turn, or to the cavity, or to the right and left sides Profile coil main worm offset with respect to the front center by ± h _u of the grinding wheel during rotation and reciprocative radial and longitudinal feed, and consistent with these feeds rot of the main worm operate about its longitudinal axis deployed to the longitudinal direction of the tool feed angle of inclination _ω ω, equal to the angle γ _ω lifting screw the core of the worm cylinder in its initial section in its initial diameter d _ω.

15. A device for processing hyperboloid worms, containing the front and rear centers of the machine with ball tops, which are inserted into the center holes of the solid worm or mandrel on which it is mounted, which is characterized in that for tilting the axis of the worm at an angle ω _ω equal to the angle γ _{ω of} lifting the helix on the initial cylinder of the worm, the rear center of the device is shortened and has the ability to shift relative to the front center of the machine by installing the rear center on the movable carriage, which is installed and on the guide mounted on the quill of the tailstock of the machine, or on the sleeve that is inserted into this quill, and the guide has a longitudinal groove, the axis of which intersects the axis of the quill in the normal direction, with the possibility of rotation and installation of this guide in vertical or horizontal planes, and end along the edges of the movable carriage on an axis that intersects the axis of rotation of the rear center, fingers are fixed, the diameter of which is equal to the width of the groove on the guide into which they are inserted, and to fix the movable carriage on the guide on it in The longitudinal side grooves are made and the holes corresponding to them are made on the base of the carriage, into which fixing bolts with nuts are inserted.

16. The device for processing hyperboloid worms according to claim 15, characterized in that the rear center is shortened and mounted on a movable carriage, which is mounted on a guide mounted on the quill of the tailstock of the machine, or on a sleeve that is inserted into this quill, and the guide has a longitudinal groove, the axis of which intersects the pinole axis in the normal direction, with the possibility of rotation and installation of the guide in vertical or horizontal planes, and at the end along the edges of the movable carriage on an axis that intersects the axis of rotation beyond center it, fixed fingers, the diameter of which is equal to the width of the groove on the guide, into which they are introduced, for fixing the movable carriage on the guide formed on it longitudinal side grooves and adequate them holes are formed on the basis of the carriage, into which fixing bolts and nuts.

17. The device for processing hyperboloid worms according to claim 15, characterized in that the rear center in it is fixed to the housing, which is mounted on the bearing with the possibility of its free rotation on the axle shaft, mounted on a movable carriage.

18. The device for processing hyperboloid worms according to clause 15, wherein the longitudinal groove made on the guide has an angular or trapezoidal shape, and at the end along the edges of the movable carriage on the axis that intersects the axis of rotation of the rear center along the normal, adequate this groove has the protrusions that are inserted into it.

19. A device for processing hyperboloid worms according to claim 15, characterized in that longitudinal chamfers are made on the sides of the guide, and protrusions are made on the sides of the movable carriage that are in contact with these chamfers.

20. A device for processing hyperboloid worms according to any one of paragraphs.15-18, characterized in that a screw is put in contact with the carriage to fix the displacement ± h _c with the carriage, and a nut connected to it is fixed to the guide.

21. A device for processing hyperboloid worms according to any one of paragraphs.15-18, characterized in that to fix the magnitude of the displacement ± h _c with the carriage, a micrometer screw is contacted with a scale, which is fixed in an adequate support mounted on the guide.