SU1495030A2

SU1495030A2 - Method and apparatus for working toothed articles with barrel teth

Info

Publication number: SU1495030A2
Application number: SU874331631A
Authority: SU
Inventors: Александр Николаевич Михайлов; Тамара Евгеньевна Михайлова; Владислав Александрович Финиченко
Original assignee: Проектно-Конструкторский Технологический Институт Всесоюзного Промышленного Объединения Союзуглемаша
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1987-11-20
Publication date: 1989-07-23

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению ,в частности, к чистовой обработке зубчатых изделий, например зубчатых муфт, с пространственно-модифицированными зубь ми. Цель изобретени - повышение точности за счет равномерных формообразующих движений за весь период обработки. Дл этого доворот инструмента вокруг оси, перпендикул рной оси обрабатываемого издели и лежащей в его диаметральной плоскости, производ т согласованно с вращением издели вокруг своей продольной оси в соответствии с предложенной зависимостью, а устройство дополнительно снабжено кинематической передачей, соедин ющей оправку зубчатого издели и поворотную плиту. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to mechanical engineering, in particular, to finishing machining of gear products, for example gear couplings, with spatially modified teeth. The purpose of the invention is to improve the accuracy due to uniform formative movements over the entire processing period. To do this, turning the tool around an axis, perpendicular to the axis of the workpiece and lying in its diametrical plane, is made in coordination with the rotation of the product around its longitudinal axis in accordance with the proposed relationship, and the device is additionally equipped with a kinematic transmission connecting the toothed mandrel of the gear product and the rotary plate . 2 sec. f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относитс к маиино- строению и может быть использовано при чистовой обработке зубчатых изделий дл получени пространственно- мод1 фицированной поверхности зубьев, например зубчатых муфт.The invention relates to a fabrication design and can be used in the finishing processing of gear products to obtain a spatially modifiable tooth surface, for example a gear coupling.

Цель изобретени - повышение точности за счет равномерных формообразующих движений за весь период обработки .The purpose of the invention is to improve the accuracy due to uniform formative movements over the entire processing period.

Ма фиг. 1 представлено изображение устройства.Ma FIG. 1 shows the image of the device.

Зубчатое изделие 1 находитс в зацеплении с инструментом 2, охватывающим все зубь издели 1. Инструмент 2 установлен в стакане 3, смонтированном на валу 4, размещенном в опорах 4 поворотной гшиты 6, котора опираетс на основание 7. Ось 8 поворотной плиты 6 расположена в плоскости симмет-.The gear 1 is in engagement with the tool 2 covering all the teeth of the product 1. The tool 2 is installed in a glass 3 mounted on a shaft 4 placed in the supports 4 of the rotary joint 6, which rests on the base 7. The axis 8 of the rotary plate 6 is located in the plane symmett.

рии зубчатого венца обрабатываемого издели I, которое закрепл етс на оправке 9 в шпинделе 10 передней бабки I I токарного станка, а само устройство размещено на его продольном суппорте 12, смонтированном в направл ющих станины 13.of the gear ring of the workpiece I, which is attached to the mandrel 9 in the spindle 10 of the headstock I of the I lathe, and the device itself is placed on its longitudinal slide 12 mounted in the guides of the frame 13.

На станине 3 выполнен профш ьный паз 14, с которыми взаимодействует ролик 15, Ролик 15 совместно с пазом 1А образует привод возвратно-поступательного движени инструмента 2, при этом вал 4 имеет возможность, враща сь , перемещатьс вдоль оси вращени в опорах 5 поворотной плиты 6.The frame 3 has a profiled groove 14, with which roller 15 interacts, Roller 15 together with groove 1A forms a drive for reciprocating movement of tool 2, while shaft 4 can rotate to move along axis of rotation in supports 5 of rotary plate 6 .

Торможение инструмента 2 производитс нагружателем посредством ременной передачи 16, шкива 17, вала 4 и стакана 3.The tool 2 is braked by the loader by means of a belt drive 16, a pulley 17, a shaft 4 and a cup 3.

QO СП QO SP

о со .about with.

гоgo

31493149

Оправка 9 св зана с поворотной плитой 6 посредством дополнительной кинематической передачи, имеющей зубчатые колеса 18 и 19, гитару 20 наст- ройки, черв к 21 и зубчатый сектор 22The mandrel 9 is connected to the turntable 6 by means of an additional kinematic transmission having gears 18 and 19, tuning guitar 20, a worm to 21, and a gear sector 22

На основании 7 и поворотной плите 6 установлены шкалы 23 и 2l, образующие нониус отсчета угла поворота плиты 6.On the base 7 and the rotary plate 6, the scales 23 and 2l are set up, which form the vernier for reading the angle of rotation of the plate 6.

Способ о суще стал нет с следующим образом.There is no way about being with the following.

Зубчатое изделие 1, закрепленное на оправке в шпинделе 10 передней бабки П токарного станка, совместно врацаетс с зубчатым инструментом 2, установленным в стакане 3 на валу 4. Обработка ведетс за счет того, что охватывающему все зубь инструменту 2 сообщают притормаживание нагружате- лам посредством ремней 16 шкива 17, вала 4 и стакана 3 и возвратно-поступательные движени за счет привода. Дп получени бочкообразной поверхности зубьев вал 4, установленный в опорах 5 на плите 6, доворачиваетс совместно с инструментом 2 вокруг оси 8 относительно основани 7. Ин- струментом 2 охватывают все зубь обрабатываемого издели 1 , при этом его притормаживают и перемещают возвратно-поступательно относительно издели 1. Подачу инструмента 2 на обрабатываемые зубь ведут за счет одновременного доворота инструмента 2 и его притормаживани .A gear 1, mounted on a mandrel in the spindle 10 of the front of the P lathe, jointly rotates with the gear tool 2 mounted in the glass 3 on the shaft 4. Processing is due to the fact that the tool 2 surrounding all teeth is braked to the loaders by means of belts 16 a pulley 17, a shaft 4 and a cup 3 and a reciprocating motion due to the drive. In order to obtain a barrel-shaped surface of the teeth, the shaft 4, mounted in the supports 5 on the plate 6, turns with the tool 2 around the axis 8 relative to the base 7. The tool 2 covers all the teeth of the workpiece 1, while braking it and moving reciprocating relative to the product 1. The tool 2 is fed to the teeth to be machined due to the simultaneous turning of the tool 2 and its braking.

Дл обеспечени равномерности формообразующих движений издели 1 относительно инструмента 2 за весь период обработки, доворот инструмента 2 вокруг оси 8 производитс согласованно с вращением вокруг своей продольной оси издели 1 в соответствии со следующей зависимостью:In order to ensure uniformity of the shaping movements of the product 1 relative to the tool 2 for the entire processing period, the rotation of the tool 2 around the axis 8 is carried out in coordination with the rotation around its longitudinal axis of the product 1 in accordance with the following relationship:

,....

ЫS

(1)(one)

где U - углова скорость доворота инструмента; .where U is the angular velocity of the tool turning; .

у - углова скорость вращени издели ; kjj - коэффициент пропорциональности , завис щий от режимов обработки , физико-механических свойств материала издели и режущих свойств инструмента, который выбираетс из следующих пределов К у «2 - 90, Коэффициент пропорциональности Kjj позвол ет определить и обеспечить угловую скорость доворота инструмента, необходимую дл качественного получени пространственно-модифицированной формы зубьев в зависимости от режимов обработки, физико-механических свойств материала издели и режущих свойств инструмента. Экспериментальные исследовани показали, что при Кц,2 инструмент доворачиваетс быстрее , чем производитс окончательное формообразование боковой поверхности зубьев, поэтому инструмент дополнительно поворачиваетс вокруг своей продольной оси в обратную сторону от направлени вращени и при этом обрабатываетс всего несколько зубьев, наход щихс у оси наибольших перекосов . Это ведет к тому, что бокова поверхность зубоев обрабатываетс только у торцов. Если , то производитс повторное формирование боковой поверхности, при этом происходит утонение зуба, повышенный износ инструмента и увеличиваютс затраты времени на обработку. Задание коэффициента пропорциональности в пределах - 90, обеспечивает равномерное формирование боковой поверхности зубьев за весь период обработки в зависимости от режимов обработки, физико-механических свойств материала издели и режущих свойств инструмента. В конечном счете повышаетс производительность и точность обработки зубчатых изделий.y is the angular velocity of rotation of the product; kjj is the proportionality coefficient, depending on the processing modes, physical and mechanical properties of the material of the product and the cutting properties of the tool, which is selected from the following limits K y "2 - 90. The coefficient of proportionality Kjj allows you to determine and ensure the angular velocity of the tool turning obtainment of a spatially modified tooth shape depending on the processing modes, physical and mechanical properties of the material of the product and cutting properties of the tool. Experimental studies have shown that with Cc, 2 the tool turns faster than the final shaping of the side surface of the teeth is performed, so the tool additionally rotates around its longitudinal axis in the opposite direction from the direction of rotation and at the same time only a few teeth that are located at the axis of greatest skews are processed. This leads to the fact that the lateral surface of the teeth is machined only at the ends. If, then the lateral surface is re-formed, in this case the tooth thinning, increased tool wear and processing time increases. The assignment of the coefficient of proportionality within - 90, ensures uniform formation of the side surface of the teeth for the entire processing period, depending on the processing modes, physical and mechanical properties of the material of the product and the cutting properties of the tool. Ultimately, the productivity and accuracy of machining of gear products is improved.

Согласование доворота инструмента 2 и вращени издели 1 выполн етс дополнительной кинематической передачей , содержащей зубчатые колеса 18 и 19, гитару 20 настройки, черв к 21 и зубчатый сектор 22. Контроль доворота плиты 6 относительно основани 7 осуществл етс визуально по шкапам 23 и 24.The reconciliation of the tool 2 and the rotation of the product 1 is accomplished by an additional kinematic transmission containing gears 18 and 19, tuning guitar 20, screws to 21, and gear sector 22. The turning of the plate 6 relative to the base 7 is visually monitored on the enclosures 23 and 24.

Дп получени одинаковой бочкооб- разности на обеих сторонах зуба издели 1 направление вращени и торможени инструмента 2 измен ют на противоположное при его переходе через исходное положение за врем полного цикла доворота инструмента,2.In order to obtain the same barrel on both sides of the tooth of the product 1, the direction of rotation and braking of the tool 2 is reversed when it passes through the initial position during the full cycle of tool turning, 2.

Вследствие того, что зубь вращающегос издели 1 охватывают зубчатым инструментом 2, выполн ют согласованный с вращением издели 1 доворот инструмента 2 вокруг оси 8 и обеспечивают притормаживание инструмента 2, равномерно обрабатывают все зубь издели 1 за счет равномерных формооб- разуюцнх движений за весь период обработки , что позвол ет реализовать точную пространственно-модифицированную форму зубьев.Due to the fact that the teeth of the rotating product 1 are covered with the toothed tool 2, the tool 2 is aligned with the rotation of the product 1, the tool 2 is turned around axis 8 and the tool 2 is braked, all the teeth of the product 1 are uniformly processed due to uniform shapes, which allows to realize the exact spatially modified tooth shape.

За счет изменени направлени вращени инструмента на противоположное при его переходе через исходное положение за врем полного цикла доворот инструмента 2 при обработке получаетс одинакова бочкообразность на обеих сторонах зуба издели 1,By changing the direction of rotation of the tool to the opposite when it passes through the initial position during the full cycle of turning the tool 2, the same barrel shape on both sides of the tooth of the product 1 is obtained during processing,

Сн тие и установка издели 1 с оправки 9 выполн етс при отводе устройства , установленного на суппорте 12 по направл ющим 13 вправо от передней бабки 11 токарного станка.Removing and installing the product 1 from the mandrel 9 is performed when the device mounted on the support 12 is removed along the guides 13 to the right of the front headstock 11 of the lathe.

Передаточное отношение дополнительной кинематической передачи, сое дин ющей оправку зубчатого издели и поворотную плиту, определ етс по следующей формуле:The gear ratio of the additional kinematic transmission, which connects the mandrel of the toothed product and the rotary plate, is determined by the following formula:

(2)(2)

VV

и -г. tJand -g. tJ

Использу выражение (1) формула (2) имеет следующий вид:Using expression (1), formula (2) has the following form:

и 10000 К U,Uj, (3) где и, 10000 - посто нна часть переand 10,000 K U, Uj, (3) where and, 10,000 is a constant part of

0 0

Так, при эксперимеит;1льиых исследовани х установлено, что коэффициент пропорциональности К 15,55 при скорости резани м/с, нагрузке на зубе инструмента Р 71,5 Н, ширине . зубчатого венца издели мм, инструменте, изготовленном из зеленого карбида кремни 63С с ернисто- стью основной фракции 16. Геометрические параметры зубчатого издели следующие: модуль зубьев ,5 мм, число зубьев , ширина зубчатого венца мм, угол зацеплени . 5 Скоро сть резани при пространственном хонинговании может быть определен на ЭВМ ЕС-1020. Использу выражение (7), врем обработки одной стороны зуба при об/мин cJ (0,0172 рад) составл етThus, during experimentation, it has been established that the coefficient of proportionality K 15.55 at cutting speed m / s, the load on the tooth of the tool P is 71.5 N, width. the gear ring of the product mm, an instrument made of green silicon carbide 63C with the principal fraction of the main fraction 16. The geometrical parameters of the gear product are as follows: modulus of teeth, 5 mm, number of teeth, width of the gear rim, mm, angle of engagement. 5 The cutting speed for spatial honing can be determined on an EC-1020 computer. Using the expression (7), the processing time of one side of a tooth at rpm cJ (0.0172 rad) is

t 1,2 .lO fTKji 673 с (ll,2i.oiH).t 1,2 .lO fTKji 673 s (ll, 2i.oiH).

Доворот инструмента вокруг оси, перпендикул рной оси обрабатываемого 5 издели и лежащей в его диаметральной плоскости, выполн емой согласованно с вращением издели вокруг своей продольной оси в соответствии с зависимостью (I), позвол ет обеспечитьTurning the tool around the axis, perpendicular to the axis of the product being machined 5 and lying in its diametrical plane, performed in coordination with the rotation of the product around its longitudinal axis in accordance with dependence (I), allows

и„ Кand „K

ЫS

даточного отношени ; ЗОравномерные формообразующие движечасть передаточного от-ни за весь период.обработки и таношени кинематическойким образом производить съем необхопередачи , которое наст-димого равновеликого объема металлаratio; Shaping forming parts of the gear unit from — for the entire period. Processing and tanning, in a kinematic way — to make removal of the necessary transfer, which is equal to the equal volume of metal

раиваетс гитарой 20с рабочей поверхностью зубьев заguided by a guitar 20c

(фиг. 1) в зависимо- gкаждый оборот инструменга. В резульсти от режимов обработ-тате повышаетс производительность(Fig. 1), depending on each turn of the tool. As a result of processing modes, productivity is improved.

ки, физико-механических свойств материала издели и режущих свойств инструмента. Врем обработки одной стороны зубьев изде;и1 определ етс из выраже1НИЯkey, physical and mechanical properties of the material of the product and the cutting properties of the tool. The processing time of one side of the teeth of the product; and 1 is determined from the expression

ыs

U7 U7

гдеWhere

00- угол максимального поворота00- maximum rotation angle

издели при обработке. Использу формулу (1) будем иметьproducts during processing. Using formula (1) we will have

t t

ЗдесьHere

ш К - у sh K - y

пP

((

60-2ГГ 60-2GG

где п - частота вращени издели вwhere n is the frequency of rotation of the product in

минуту.a minute

Подставл (6) в (5), проделав соответствующие преобразовани , получимSubstituting (6) into (5), having performed the corresponding transformations, we obtain

t 1,2 .(7)t 1,2. (7)

и точность изделий, а также повышаетс долговечность изделий при эксплуатации за счет точного соответст- 40 ВИЯ обрабатываемых зубьев теоретической пpoctpaнcтвeннoй модифицированной форме.and the accuracy of the products, as well as the durability of the products during operation, due to the exact correspondence of the treated teeth to the theoretical modified form.

Claims

1. The method of processing gear products with a barrel-shaped tooth on ATV.St. No. 1333486, characterized in that, for the purpose of increasing 50 NIN accuracy due to uniform

formative movements for the entire processing period, the tool turn is carried out consistently with the rotation of the wheel in accordance with the dependence V

55

and;

Cz-ugde (Y is the angular velocity of the tool turning;

2Q

S 21 22

/ 2