PL217474B1 - Metoda obwiedniowa obróbki uzębień nieprostych - Google Patents

Abstract

Metoda obwiedniowa obróbki uzębień nieprostych na maszynach wieloosiowych za pomocą narzędzi tarczowych polega na tym, że narzędzie tarczowe (1) przesuwa się wzdłuż wrębu obrabianego uzębienia (2) tak, że jego ruch wzdłużny jest zsynchronizowany z ruchem odtaczania w taki sposób, że linia przyporu (3) znajduje się na powierzchni obróbczej (4) narzędzia (1), narzędzie to obrabia swoim obwodem (5) dno wrębu (6) obrabianego uzębienia (2), przy czym obróbka boku zęba rozpoczyna się od ustawienia narzędzia tarczowego (1) względem obrabianego uzębienia (2) w taki sposób, że linia przyporu (3) znajduje się przy krawędzi obrabianego boku zęba (2), a następujące zmiany wzajemnego położenia narzędzia tarczowego (1) i obrabianego uzębienia (2) powodują odsuwanie linii przyporu (3) od krawędzi obrabianego boku zęba (2), zaś obróbka boku zęba (2) kończy się wtedy, gdy linia przyporu (3) osiągnie przeciwną krawędź obrabianego boku zęba (2), ponadto obrabiane uzębienie (2) i narzędzie tarczowe (1) znajdują się w takiej pozycji, że linia przyporu (3) znajduje się na każdym etapie obróbki boku zęba (2) na powierzchni obróbczej (4) narzędzia tarczowego (1).

Description

Przedmiotem wynalazku jest metoda obwiedniowa obróbki uzębień nieprostych na maszynach wieloosiowych za pomocą narzędzi tarczowych, mająca zastosowanie do elementów takich jak np. koła zębate, sprzęgła zębate, czy wałki zębate o zębach nieprostych. Pod pojęciem uzębień nieprostych rozumie się takie uzębienia, których linie zębów nie przebiegają wzdłuż tworzących powierzchni podziałowej uzębienia (zgodnie z klasyfikacją w Ochęduszko K.: Koła zębate, Tom 1. Konstrukcja. WNT, Warszawa, 1985).

Znana jest z wynalazku nr US 7,364,391 metoda wytwarzania kół stożkowych na maszynie wieloosiowej do kół zębatych typu free-form przy użyciu pojedynczego frezu tarczowego. Pojedynczy frez tarczowy jest ustawiony w stosunku do przedmiotu obrabianego tak, aby naciął pierwszą część wrębu. Narzędzie i przedmiot są potem przestawione w taki sposób, aby nacięta została pozostała część wrębu. Początkowo wykonywana jest pierwsza transformacja z ustawień pierwszego frezu maszyny konwencjonalnej do współrzędnych teoretycznej maszyny kołyskowej bazowej. Te nastawy bazowe są potem transformowane do nastaw maszyny wieloosiowej i nacinana jest pierwsza część wrębu. Następna seria transformacji jest wykonywana podobnie w celu nacięcia pozostałej części wrębu. Proponowana metoda może mieć także zastosowanie do szlifowania, ponieważ konwertuje obróbkę dwoma zazębiającymi się narzędziami na metodę obróbki jednym narzędziem.

Znane są (źródło: Ochęduszko K.: Koła zębate, Tom 2. Wykonanie i montaż. WNT, Warszawa, 1976) metody kształtowe i obwiedniowe wytwarzania uzębień. Metody kształtowe charakteryzują się tym, że kształt obrabianego zęba wynika z kształtu narzędzia. W przypadku metod obwiedniowych kształt zęba zostaje wygenerowany, stanowiąc obwiednię kolejnych położeń zarysu obróbczego narzędzia. Występuje tu, oprócz ruchu roboczego skrawającego narzędzia, ruch toczny (odtaczania). Ruch odtaczania składa się z ruchu obrotowego koła obrabianego oraz z ruchu przesuwu poprzecznego.

Znane są w przemyśle (źródło: Ochęduszko K.: Koła zębate, Tom 2. Wykonanie i montaż. WNT, Warszawa, 1976) metody obwiedniowe obróbki uzębień za pomocą narzędzi tarczowych. Istnieją odpowiednie narzędzia, zarówno do obróbki wstępnej (np. frezy tarczowe) jak i wykończającej (np. ściernice). Występują również maszyny, które zapewniają wykonanie przez narzędzie odpowiednich ruchów obróbczych względem przedmiotu obrabianego i w konsekwencji obrobienie przedmiotu obrabianego. Wśród metod obwiedniowych, zapewniających prawidłowe odwzorowanie dna wrębu obrabianego uzębienia, znane są metody firm MAAG, NILES i KOLB.

Poprzednie metody obwiedniowe obróbki uzębień narzędziami tarczowymi nie wykorzystywały synchronizacji ruchu wzdłużnego z ruchem odtaczania, przez co sumaryczna długość drogi ruchów roboczych maszyny, zapewniających całkowite wygenerowanie powierzchni bocznej zęba, jest stosunkowo duża. W przypadku omówionego patentu amerykańskiego nr US 7,364,391 ruch wzdłużny wynosi 0, a narzędzie znajduje się w środku szerokości zęba, co powoduje, że kształt dna wrębu jest odwzorowany przez kształt narzędzia i jest łukowy (niekorzystne ze względów wytrzymałościowych).

Niedogodnością poprzednich metod obwiedniowych obróbki narzędziami tarczowymi uzębień o prawidłowo odwzorowanym dnie wrębu jest to, że co najmniej jeden ruch składowy ruchu obróbczego ma charakter oscylacyjny, a więc wykonywany jest on przy obróbce każdego wrębu wielokrotnie w celu całkowitej obróbki powierzchni wrębu, co zajmuje stosunkowo dużo czasu, obniżając wydajność tych metod.

Celem wynalazku jest zastosowanie przy obróbce obwiedniowej uzębień nieprostych narzędziami tarczowymi takich ruchów roboczych, które nie zawierają składowej o charakterze oscylacyjnym, a mimo to zapewniają prawidłową obróbkę powierzchni wrębów, co pozwala na skrócenie czasu potrzebnego na wykonanie obróbki.

Istota metody obwiedniowej obróbki uzębień nieprostych na maszynach wieloosiowych za pomocą narzędzi tarczowych, według wynalazku, polega na tym, że narzędzie tarczowe przesuwa się wzdłuż wrębu obrabianego uzębienia w taki sposób, że jego ruch wzdłużny jest zsynchronizowany z ruchem odtaczania tak, że linia przyporu znajduje się na powierzchni obróbczej narzędzia, narzędzie to obrabia swoim obwodem dno wrębu uzębienia, przy czym obróbka boku zęba rozpoczyna się od ustawienia narzędzia tarczowego względem obrabianego uzębienia w taki sposób, że linia przyporu znajduje się przy krawędzi obrabianego boku zęba, a następujące zmiany wzajemnego położenia narzędzia tarczowego i obrabianego uzębienia powodują odsuwanie linii przyporu od krawędzi obrabianego boku zęba, zaś obróbka boku zęba kończy się wtedy, gdy linia przyporu osiągnie przeciwną

PL 217 474 B1 krawędź obrabianego boku zęba. Ponadto obrabiane uzębienie i narzędzie tarczowe znajdują się w takiej pozycji, że na każdym etapie obróbki boku zęba linia przyporu znajduje się na powierzchni obróbczej narzędzia tarczowego. Narzędzie tarczowe może również nie obrabiać swoim obwodem dna wrębu obrabianego uzębienia. Na każdym etapie obróbki boku zęba wykorzystywana jest jedna linia przyporu, a wybieranie kolejnych linii przyporu do każdego kolejnego etapu obróbki boku zęba sprawia, że kolejno wybierane linie przyporu są tworzącymi powierzchni obrabianego boku zęba.

Wiąże się to ze znacznym skróceniem czasu wykonania obróbki uzębienia w porównaniu do poprzednich metod. Metoda może zostać zastosowana tylko do uzębień nieprostych.

Poprzez zastosowanie opisanej metody jeden bok wrębu obrabiany jest całkowicie przy jednym ruchu roboczym. Obróbka drugiego boku wrębu wymaga wykonania drugiego ruchu roboczego. Jeżeli z pewnych powodów średnica narzędzia tarczowego jest zbyt mała aby objąć swoim zasięgiem całą linię przyporu, to w celu całkowitego obrobienia boku wrębu potrzebne są dodatkowe ruchy robocze. Jednak ze względu na brak składowej oscylacyjnej ich długość będzie zawsze mniejsza, a czas ich wykonania krótszy, niż w przypadku metod poprzednich.

Opisany sposób obróbki powtarzany jest kolejno dla wszystkich wrębów, i w ten sposób obrobione zostaje całe uzębienie. Przedmiot wynalazku został przedstawiony schematycznie na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia początkowy etap obrabiania boku zęba, fig. 2 - środkowy etap obrabiania boku zęba, a fig. 3 przedstawia końcowy etap obrabiania boku zęba.

Narzędzie tarczowe 1 przesuwa się wzdłuż wrębu obrabianego uzębienia 2 w taki sposób, że jego ruch wzdłużny jest zsynchronizowany z ruchem odtaczania tak, że linia przyporu 3 znajduje się na powierzchni obróbczej 4 narzędzia 1. Narzędzie to obrabia swoim obwodem 5 dno wrębu 6 obrabianego uzębienia 2, przy czym obróbka boku zęba rozpoczyna się od ustawienia narzędzia tarczowego 1 względem obrabianego uzębienia 2 w taki sposób, że linia przyporu 3 znajduje się przy krawędzi obrabianego boku zęba 2, a następujące zmiany wzajemnego położenia narzędzia tarczowego 1 i obrabianego uzębienia 2 powodują odsuwanie linii przyporu 3 od krawędzi obrabianego boku zęba 2, zaś obróbka boku zęba 2 kończy się wtedy, gdy linia przyporu 3 osiągnie przeciwną krawędź obrabianego boku zęba 2. Ponadto, obrabiane uzębienie 2 i narzędzie tarczowe 1 znajdują się w takiej pozycji, że linia przyporu 3 znajduje się na każdym etapie obróbki boku zęba 2 na powierzchni obróbczej 4 narzędzia tarczowego 1. Narzędzie tarczowe 1 może również nie obrabiać swoim obwodem 5 dna wrębu 6 obrabianego uzębienia 2. Na każdym etapie obróbki boku zęba 2 wykorzystywana jest jedna linia przyporu 3. Wybieranie kolejnych linii przyporu 3 do każdego kolejnego etapu obróbki boku zęba 2 sprawia, że kolejno wybierane linie przyporu 3 są tworzącymi powierzchni obrabianego boku zęba 2.

Wykaz elementów:

- narzędzie tarczowe,

- uzębienie,

- linia przyporu,

- powierzchnia obróbcza narzędzia tarczowego (1),

- obwód narzędzia tarczowego (1),

- dno wrębu uzębienia (2).

Claims (4)

1. Metoda obwiedniowa obróbki uzębień nieprostych na maszynach wieloosiowych za pomocą narzędzi tarczowych, znamienna tym, że narzędzie tarczowe (1) przesuwa się wzdłuż wrębu obrabianego uzębienia (2) w taki sposób, że jego ruch wzdłużny jest zsynchronizowany z ruchem odtaczania w taki sposób, że linia przyporu (3) znajduje się na powierzchni obróbczej (4) narzędzia (1), narzędzie to obrabia swoim obwodem (5) dno wrębu (6) obrabianego uzębienia (2), przy czym obróbka boku zęba rozpoczyna się od ustawienia narzędzia tarczowego (1) względem obrabianego uzębienia (2) w taki sposób, że linia przyporu (3) znajduje się przy krawędzi obrabianego boku zęba (2), a następujące zmiany wzajemnego położenia narzędzia tarczowego (1) i obrabianego uzębienia (2) powodują odsuwanie linii przyporu (3) od krawędzi obrabianego boku zęba (2), zaś obróbka boku zęba (2) kończy się wtedy, gdy linia przyporu (3) osiągnie przeciwną krawędź obrabianego boku zęba (2), ponadto obrabiane uzębienie (2) i narzędzie tarczowe (1) znajdują się w takiej pozycji, że linia

PL 217 474 B1 przyporu (3) znajduje się na każdym etapie obróbki boku zęba (2) na powierzchni obróbczej (4) narzędzia tarczowego (1).

2. Metoda według zastrz. 1, znamienna tym, że narzędzie tarczowe (1) nie obrabia swoim obwodem (5) dna wrębu (6) obrabianego uzębienia (2).

3. Metoda według zastrz. 1, znamienna tym, że na każdym etapie obróbki boku zęba (2) wykorzystywana jest jedna linia przyporu (3).

4. Metoda według zastrz. 1, znamienna tym, że wybieranie kolejnych linii przyporu (3) do każdego kolejnego etapu obróbki boku zęba (2) sprawia, że kolejno wybierane linie przyporu (3) są tworzącymi powierzchni obrabianego boku zęba (2).