SU1759574A1 - Способ получени зубчатых профилей методом геометрического построени эвольвенты - Google Patents

Abstract

Использование: производство зубчатых колес на универсальных фрезерных станках с ЧПУ. Сущность изобретени  основана на геометрическом построении эвольвенты при непрерывном вращении заготовки с посто нной угловой скоростью и формообразующим движением инструмента цилиндрической формы с посто нной скоростью по ломаной траектории, описанной около основной окружности. 1 ил.

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к области металлообработки , в частности к изготовлению зубчатых колес, и может быть использовано во всех област х машиностроени  при производстве зубчатых колес.

Известны способы изготовлени  зубчатых колес на станках с числовым программным управлением, позвол ющие формировать профили зубьев путем программных движений заготовки и инструмента цилиндрической формы (за вка Великобритании № 2154486, В 23 F 19/00, 1985).

Движение инструмента по сложной траектории с переменной скоростью усложн ет управл ющую программу, снижает точность нарезани  колеса.

Способ нарезани  зубчатых колес, выбранный в качестве прототипа, заключаетс  втом, что получение зубчатых профилей осуществл етс  методом геометрического построени  эвольвенты инструментом, установленным нормально к торцевой поверхности заготовки с подачей по касательной к основной окружности обрабатываемого колеса (авт. св. № 1484491, В 23 F 17/00, 1987). Дл  этого устройство снабжено гибкой передачей со шкивами, а инструментальна  головка закреплена на гибком элементе передачи.

Этот способ не позвол ет формировать профили зубьев дл  колес различной номенклатуры без соответствующей переналадки устройства и замены шкивов, так как изменение модул  колеса или числа его зубьев ведет к изменению диаметра основной окружности . Необходимость большого числа переходов инструмента и установок заготовки обусловливают низкую производительность данного способа. Кроме того.

VI

IO1 |Ю 01 М U

закрепление инструментальной головки на гибком элементе передачи не может обеспечить высокую точность профилировани  зубьев.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности и точности путем сокращени  числа проходов инструмента при обработке на универсальных фрезерных станках с ЧПУ.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе формировани  зубьев методом геометрического построени  эвольвенты перед обработкой ось вращени  инструмента цилиндрической формы устанавливают на рассто нии от геометрического центра заготовки, равном радиусу окружности пересечени  эвольвент, эквидистантных нарезаемому профилю, а величину подачи задают равной Н 2 гь tg am, где гь - радиус основной окружности; ат - угол профил  по окружности пересечени  эквидистантных эвольвент. Направление каждой последующей подачи многократно измен ют в соответствии с числом зубьев нарезаемого колеса и выполн ют ее под углом к предыдущей, определ емым по зависимости - 2ат.

Сравнение за вленного технического решени  с прототипом позволило установить соответствие его критерию Новизна. При изучении других известных технических решений признаки, отличающие за вл емое изобретение от прототипа, не были вы влены и поэтому они обеспечивают за вл емому техническому решению соответствие критерию существенные отличи .

На рисунке показано три последовательных положени  инструмента 1 в процессе нарезани . За один проход инструмента по пр мой ab на нарезаемом колесе 2 полностью формируютс  взаимно противоположные поверхности М и N смежной пары зубьев (впадина). Полный цикл обработки зубчатого колеса осуществл етс  при непрерывном вращении заготовки движением центра инструмента по ломаной траектории abed..., описанной около основной окружности; количество отрезков Н траектории равно количеству зубьев колеса.

Вершины траектории лежат на окружности пересечени  центровых профилей зубьев (окружность заострени ) радиуса

гь m cos am

где ат - угол профил  эвольвенты на окружности заострени , определ емый выражением

Зь +D

mv am -

2rb

0

5

0

5ь - толщина зуба на основной окружности;

D - диаметр инструмента, выбираемый из услови 

D еь,

где еь - ширина впадины на основной окружности .

Длина каждого отрезка траектории равна

Н 2 гь tg От.

При этом каждый последующий проход фрезы образует с предыдущим угол А 180°-2 ат.

При такой величине хода Н инструмента исключаетс  его выстой на окружности заострени  при переходе к обработке каждой последующей впадины.

Выстой инструмента возможен при еь D на основной окружности (в точке А) продолжительностью еь -D

t

шгь

где а)- углова  скорость заготовки.

Экспериментальное нарезание колес за вленным способом проводилось при следующих исходных данных: число зубьев Z 14, модуль m 10 мм, угол зацеплени  а 20°.

При этом радиус основной окружности

гь соза 1°-14

cos 20° 65,78 мм;

толщина зуба на основной окружности

Зь 2 гь (j + inv а)2 65.78 (jr + ltw 20°) б 72

ширина впадины на основной окружности

е ь 2 гь ( - Inv С)2 65,78 (j - inv 20°) 12,80 мм

Диаметр фрезы прин т равным 0 20 мм еь.

Инволюта угла профил  эвольвенты на окружности заострени 

.«°- Угол профил  эвольвенты на окружности заострени  определ етс  по зависимости

0

inv ат tgcrm - ат ; ат 0,77 44,30е Длина одного прохода фрезы

,о .

со 0,02с 1

Н 2 гь tg ат - 2 65,78 tg 44,3 128,38 мм .

Углова  скорость заготовки прин та тогда скорость перемещени  фрезы составит 5V шгь 0,02- 65,78 1,32 мм/с.

Врем  высто  фрезы на основной окружности (в середине прохода Н) еь -D 12,8 -10

t

V

1,32

2.13 с.

Угол поворота заготовки в период t вы- сто  фрезы

)t Q,V2 -2,13 0,043 2,44°. Угол между траектори ми фрезы

А W-2 От 180°-2 -44,3° 91,4

Количество проходов фрезы

n .

Перемещение инструмента с посто нной скоростью по пр молинейной траектории , отсутствие холостых ходов упрощает программное движение инструмента, повышает класс точности издели , уменьшает стоимость обработки.

Переходные динамические процессы, св занные с изменением направлени  движени  инструмента, протекают вне зоны обработки профил  и поэтому не оказывают вли ни  на его качество.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  зубчатых профилей методом геометрического построени  эвольвенты инструментом, установленным нормально к поверхности заготовки с подачей по касательной к основной окружности, отличающийс  тем, что, с целью

   Редактор

   Техред М.Моргентал

   Заказ 3141ТиражПодписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., 4/5

   0

   5

   0

   5

   повышени  производительности и точности за счет сокращени  числа проходов при обработке на фрезерных станках с ЧПУ инструментом типа концевых фрез, перед обработкой ось вращени  инструмента устанавливают на рассто нии от геометрического центра заготовки, равном радиусу окружности пересечени  эвольвент, эквидистантных нарезаемому профилю, с учетом радиуса примен емого инструмента, а величину подачи задают в соответствии с зависимостью

   Н 2 гь tg am, где гь - радиус основной окружности;

   «гп-угол профил  эвольвенты окружности пересечени  эквидистантных эвольвент ,

   затем по достижении инструментом заданной величины подачи ее направление многократно измен ют в соответствии с числом обрабатываемых зубьев и выполн ют ее под углом к предыдущему направлению, значение которого определ ют по зависимости Я П - 2 От .

   Корректор В Петраш