RU2130367C1 - Method for shaving cone gear wheels - Google Patents

Abstract

FIELD: finishing cone gear wheels with straight and curvilinear teeth in motor, tractor industry, agricultural machine engineering, machine tool manufacture and other industry branches. SUBSTANCE: shaving is performed by means of shaver with out-of-pole engagement during several cycles at periodical feed with reverse. Working feed is realized at inclination relative to rotation axis of shaver by angle equal to initial cone angle of worked gear wheel. Cyclic caring is performed after removal of gear wheel from shaver by distance consisting 0.03 mm. EFFECT: enhanced quality of worked surface due to lowered influence of elastic deformation of technological system. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к обработке зубчатых колес, и может быть использовано для финишной обработки конических колес с прямыми и криволинейными зубьями в автомобильной, тракторной промышленности, сельскохозяйственном машиностроении, станкостроении и других отраслях машиностроения. The invention relates to mechanical engineering, in particular to the processing of gears, and can be used for the finish treatment of bevel wheels with straight and curved teeth in the automotive, tractor industry, agricultural engineering, machine tool industry and other engineering industries.

Известен способ шевингования прямозубых конических колес шевером, представляющим собой плосковершинное производящее колесо с прямобочным профилем зубьев. Процесс обработки заключается в совместной обкатке заготовки и инструмента с подачей заготовки вдоль оси шевера. Срезание стружки происходит за счет проскальзывания зубьев инструмента и заготовки (Журнал "Экспресс-информация". Выпуск N 2, с. 1, 1973 г). A known method of shewing spur bevel wheels with a shaver, which is a flat-top producing wheel with a straight-sided tooth profile. The processing process consists in jointly running in the workpiece and tool with feeding the workpiece along the axis of the shaver. Cutting of chips occurs due to slipping of the teeth of the tool and the workpiece (Journal "Express Information". Issue No. 2, p. 1, 1973).

При шевинговании прямозубых конических колес шевером, представляющим собой плосковершинное производящее колесо с прямобочным профилем зубьев, имеются следующие недостатки:
1) Число зубьев плосковершинного колеса, как правило, дробное, которое округлено до целого. В этом случае возникают погрешности, которые частично компенсируются конструкцией шевера и настройкой оборудования.When shewing spur bevel wheels with a shaver, which is a flat-top producing wheel with a straight-sided tooth profile, there are the following disadvantages:
1) The number of teeth of a flat-top wheel is usually fractional, which is rounded to the nearest whole. In this case, errors occur, which are partially compensated by the design of the shaver and the adjustment of the equipment.

2) В результате округления числа зубьев до целого профиль зубьев шевера не должен быть прямолинейным, что тоже приводит к погрешностям. 2) As a result of rounding the number of teeth to a whole, the profile of the teeth of the shaver should not be straight, which also leads to errors.

3) Для обработки зубчатых колес с большим числом зубьев и при большом модуле плосковершинный шевер имеет большие габариты (диаметр), что затрудняет его изготовление и эксплуатирование. 3) For machining gears with a large number of teeth and with a large module, a flat-top shaver has large dimensions (diameter), which complicates its manufacture and operation.

4) Выхаживание производится без отвода обрабатываемого колеса от шевера, в результате чего на боковых поверхностях остаются следы от режущих кромок. 4) Nursing is carried out without removing the machined wheel from the shaver, as a result of which traces of cutting edges remain on the side surfaces.

Наиболее близким по технологической сущности является способ шевингования конических зубчатых колес коническим шевером внеполюсного зацепления при пересекающихся осях за несколько циклов с периодической рабочей подачи в условиях реверса, когда рабочую подачу выполняют под углом к оси вращения шевера, равным углу начального конуса обрабатываемого колеса. Срезание стружки производится режущими кромками за счет поперечного проскальзывания боковых поверхностей зубьев шевера относительно боковых поверхностей зубьев колеса. Вследствие отсутствия задних углов боковые поверхности зубьев шевера осуществляют пластическое деформирование боковых поверхностей зубьев конического колеса. Таким образом за одну операцию осуществляются срезание стружки и обкатывание. Периодическая подача в направлении оси колеса позволяет осуществить врезание на величину припуска с малой скоростью, так как не является составляющей скорости относительно проскальзывания. Кроме того, подача вдоль оси колеса позволяет жестко закрепить бабку изделия, в которую перемещается только шпиндель изделия на небольшую величину, соответствующую припуску под шевингование. При таком направлении подачи упрощается отсчет величины перемещения колеса в направлении своей оси до значения, при котором достигается получение требуемых размеров зубьев шевингуемого колеса. Для обеспечения равномерной обработки всей поверхности зубьев режущие кромки шевера должны быть расположены наклонно к образующей начального конуса обрабатываемого колеса и со смещением относительно друг друга на величину P/Z₀, где P - шаг винтовой стружечной канавки шевера, Z₀ - число зубьев шевера. Вращение шевера реверсируется после совершения им числа оборотов, кратного числу зубьев обрабатываемого колеса, которое получает движение подачи на шевер в направлении собственной оси непрерывно или периодически в момент реверса. Циклическое выхаживание совершается при положении, в котором вершины начальных конусов обрабатываемого колеса и шевера совпадают в одной точке (А.с. N 1509202, М.кл. B 23 F 19/06, Б.И. N 35, 1989 г.).The closest in technological essence is the method of sheaving of bevel gears with a non-pole gear conical shaver with intersecting axes for several cycles with a periodic working feed under reverse conditions, when the working feed is performed at an angle to the axis of rotation of the shaver, equal to the angle of the initial cone of the machined wheel. Chip cutting is carried out by cutting edges due to lateral slipping of the side surfaces of the teeth of the shaver relative to the side surfaces of the teeth of the wheel. Due to the lack of rear angles, the side surfaces of the teeth of the shaver carry out plastic deformation of the side surfaces of the teeth of the bevel wheel. Thus, in one operation, chip cutting and rolling are carried out. Periodic feed in the direction of the axis of the wheel allows plunging into the allowance at low speed, since it is not a component of the speed relative to slippage. In addition, the feed along the axis of the wheel makes it possible to rigidly fix the headstock of the product, into which only the spindle of the product moves by a small amount corresponding to the allowance for shewing. With this feed direction, the reading of the wheel displacement in the direction of its axis is simplified to a value at which the required tooth sizes of the sheared wheel are obtained. To ensure uniform processing of the entire surface of the teeth, the cutting edges of the shaver should be inclined to the generatrix of the initial cone of the machined wheel and offset relative to each other by P / Z ₀ , where P is the pitch of the screw chip groove of the shaver, Z ₀ is the number of shaver teeth. The rotation of the shaver is reversed after it completes the number of revolutions that is a multiple of the number of teeth of the machined wheel, which receives the feed movement to the shaver in the direction of its own axis continuously or periodically at the time of reverse. Cyclic nursing takes place in a position in which the tops of the initial cones of the machined wheel and the shaver coincide at one point (A.S. N 1509202, M.cl. B 23 F 19/06, B.I. N 35, 1989).

Недостатком данного способа является невысокое качество обработанной поверхности зубьев конического зубчатого колеса из-за наличия на ней следов от режущих кромок. The disadvantage of this method is the low quality of the machined surface of the teeth of the bevel gear due to the presence of traces of cutting edges on it.

Задачей данного изобретения является повышение качества обработанной поверхности за счет уменьшения влияния упругих деформаций технологической системы. The objective of the invention is to improve the quality of the processed surface by reducing the influence of elastic deformations of the technological system.

Поставленная задача решается следующим образом, что в способе шевингования конических зубчатых колес коническим шевером внеполюсного зацепления за несколько циклов с периодической рабочей подачей в условиях реверса, которую выполняют под углом к оси вращения шевера, равным углу начального конуса обрабатываемого колеса, совершают циклическое выхаживание после отвода обрабатываемого колеса от шевера на величину 0,03 мм. The problem is solved as follows, that in the method of sheaving bevel gears with a conical shaver of out-of-pole gearing for several cycles with a periodic working feed under reverse conditions, which are performed at an angle to the axis of rotation of the shaver equal to the angle of the initial cone of the machined wheel, cyclic nursing is performed after removal of the machined wheels from the shaver by 0.03 mm.

На чертеже изображена схема обработки конического зубчатого колеса коническим шевером, когда выхаживание производится после отвода обрабатываемого колеса на величину 0,03 мм. The drawing shows a diagram of the processing of a bevel gear with a bevel shaver, when nursing is carried out after removal of the machined wheel by 0.03 mm.

Инструмент - шевер 1 в виде конического зубчатого колеса с углом начального конуса δ_ω0, на боковых поверхностях которого нанесены режущие кромки, установлен в инструментальном шпинделе 2. Обрабатываемое коническое колесо 3 с углом начального конуса δ_ω1, установлено в бабке изделия 4 и зацеплено с шевером при пересекающихся или скрещивающихся осях.The tool is a shaver 1 in the form of a bevel gear with an angle of the initial cone δ _ω0 , on the lateral surfaces of which the cutting edges are applied, is installed in the tool spindle 2. The machined bevel 3 with the angle of the initial cone δ _ω1 is installed in the headstock of the product 4 and engaged with the shaver with intersecting or intersecting axes.

Способ шевингования конических зубчатых колес состоит в следующем. Шевер 1 приводится во вращение от индивидуального электропривода, колесо 3 свободно вращается вместе с оправкой и обкатывается по шеверу 1. Движение подачи шевера 1 производится в направлении оси обрабатываемого колеса 3, т.е. под углом δ_ω0, равным углу начального конуса колеса 3, что создает дополнительно к статическим углам резания кинематические углы. Срезание стружки производится режущими кромками за счет поперечного проскальзывания боковых поверхностей зубьев шевера 1 относительно боковых поверхностей зубьев колеса 3. Вследствие отсутствия задних углов на боковых режущих кромках боковые поверхности зубьев шевера 1 осуществляют пластическое деформирование боковых поверхностей зубьев конического колеса 3. Таким образом за одну операцию осуществляются срезание стружки и обкатывание. Периодическая подача в направлении оси колеса 3 позволяет осуществить врезание на величину припуска с малой скоростью, так как не является составляющей скорости относительно проскальзывания. Кроме того, подача вдоль оси колеса 3 позволяет жестко закрепить бабку изделия 4, в которой перемещается только шпиндель изделия 2 на небольшую величину, соответствующую припуску под шевингование. При таком направлении подачи упрощается отсчет величины перемещения колеса 3 в направлении своей оси до значения, при котором достигается получение требуемых размеров зубьев шевингуемого колеса 3. Для обеспечения равномерной обработки всей поверхности зубьев режущие кромки шевера 1 должны быть расположены наклонно к образующей начального конуса обрабатываемого колеса 3 и со смещением относительно друг друга на величину P/Z₀, где P - шаг винтовой стружечной канавки шевера 1, Z₀ - число зубьев шевера 1. Вращение шевера 1 реверсируется после совершения им числа оборотов, кратного числу зубьев обрабатываемого колеса 3, которое получает движение подачи на шевер 1 в направлении собственной оси непрерывно или периодически в момент реверса. Выхаживание является составной частью шевингования и заключается в совместной обкатке шевера 1 и обрабатываемого колеса 3 без изменения положения шевера 1 относительно обрабатываемого колеса 3. Экспериментально установлено, что при обработке коническим шевером 1 упругие деформации составляют 0,03 мм. Чтобы выйти за пределы деформаций, необходимо циклическое выхаживание производить после отвода обрабатываемого колеса 3 от шевера 1 на величину 0,03 мм.The method of sheaving bevel gears is as follows. The shaver 1 is driven by an individual electric drive, the wheel 3 rotates freely with the mandrel and is rolled around on the shaver 1. The feed motion of the shaver 1 is carried out in the direction of the axis of the machined wheel 3, i.e. at an angle δ _ω0 equal to the angle of the initial cone of the wheel 3, which creates kinematic angles in addition to the static cutting angles. Chip cutting is carried out by cutting edges due to lateral slipping of the side surfaces of the teeth of the shaver 1 relative to the side surfaces of the teeth of the wheel 3. Due to the absence of rear angles on the lateral cutting edges, the side surfaces of the teeth of the shaver 1 plastic deform the side surfaces of the teeth of the bevel wheel 3. Thus, in one operation chip cutting and rolling. Periodic feed in the direction of the axis of the wheel 3 allows plunging into the allowance at low speed, since it is not a component of the speed relative to slippage. In addition, the feed along the axis of the wheel 3 allows you to rigidly fix the headstock of the product 4, in which only the spindle of the product 2 moves by a small amount corresponding to the allowance for shewing. With this feed direction, the reading of the amount of movement of the wheel 3 in the direction of its axis is simplified to a value at which the required tooth sizes of the sheared wheel 3 are achieved. To ensure uniform processing of the entire tooth surface, the cutting edges of the shaver 1 should be inclined to the generatrix of the initial cone of the processed wheel 3 and offset from each other by P / Z ₀ where P - pitch of the helical chip groove shaver 1, Z ₀ - the number of teeth shaver 1. The rotation is reversed after the shaver 1 with ersheniya them rev multiple of the number of teeth of the processed wheel 3 which receives feed movement at shaver 1 towards its axis continuously or intermittently at the time of reversal. Nursing is an integral part of shewing and consists in jointly running the shaver 1 and the machined wheel 3 without changing the position of the shaver 1 relative to the machined wheel 3. It has been experimentally established that when machining with a conical shaver 1, the elastic deformations are 0.03 mm. To go beyond the limits of deformations, it is necessary to carry out cyclic nursing after the removal of the machined wheel 3 from the shaver 1 by 0.03 mm.

Применение данного процесса шевингования для конических зубчатых колес позволяет изготавливать конические зубчатые колеса точностью 7-C ГОСТ 1758-81 с шероховатостью боковых поверхностей зубьев Rz 6,0 мкм, увеличить в 3 - 5 раз по сравнению с чистовым зубостроганием производительность обработки. The use of this shewing process for bevel gears makes it possible to produce bevel gears with an accuracy of 7-C GOST 1758-81 with a roughness of the tooth flanks Rz 6.0 μm, to increase processing productivity by 3 to 5 times in comparison with finishing gear grinding.

Claims (2)

1. Способ шевенгования конических зубчатых колес коническим шевером внеполюсного зацепления за несколько циклов с периодической рабочей подачей в условиях реверса, при котором рабочую подачу выполняют под углом к оси вращения шевера, равным углу начального конуса обрабатываемого колеса, и совершают циклическое выхаживание, отличающийся тем, что циклическое выхаживание совершают после отвода обрабатываемого колеса от шевера. 1. The method of shewing bevel gears with a conical shaver of out-of-pole gearing for several cycles with a periodic working feed under reverse conditions, in which the working feed is performed at an angle to the axis of rotation of the shaver equal to the angle of the initial cone of the machined wheel, and cyclic nursing is performed, characterized in that cyclic nursing is performed after removal of the machined wheel from the shaver. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величина отвода обрабатываемого колеса от шевера составляет 0,03 мм. 2. The method according to claim 1, characterized in that the amount of tap of the machined wheel from the shaver is 0.03 mm.