RU2456137C1 - Hardened composite hob - Google Patents
Hardened composite hob Download PDFInfo
- Publication number
- RU2456137C1 RU2456137C1 RU2011112209/02A RU2011112209A RU2456137C1 RU 2456137 C1 RU2456137 C1 RU 2456137C1 RU 2011112209/02 A RU2011112209/02 A RU 2011112209/02A RU 2011112209 A RU2011112209 A RU 2011112209A RU 2456137 C1 RU2456137 C1 RU 2456137C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- teeth
- cutting
- tooth
- needle
- cutter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gears, Cams (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, к обработке металлов резанием, в частности к конструкциям червячных сборных фрез, и может быть использовано для обработки зубофрезерованием с упрочнением зубьев колес методом обкатывания.The invention relates to mechanical engineering, to the processing of metals by cutting, in particular to designs of worm prefabricated cutters, and can be used for machining by gear milling with hardening of the teeth of the wheels by the rolling method.
Известна конструкция фрезы, которая включает корпус, режущие и опорные зубчатые рейки и крышки. В корпусе фрезы выполнены продольные пазы со ступенчатым основанием для размещения реек, при этом ступень, предназначенная для размещения опорной зубчатой рейки, по глубине превышает ступень для размещения режущей зубчатой рейки на величину А, выбираемую из соотношения А=(0,3…0,8)m, где А - величина смещения ступеней, мм; m - модуль фрезы [1].A known design of the cutter, which includes a housing, cutting and supporting gear racks and covers. In the cutter body, longitudinal grooves are made with a stepped base for placing the rails, while the step intended to accommodate the supporting gear rack is deeper than the step for placing the cutting gear by a value A selected from the relation A = (0.3 ... 0.8 ) m, where A is the value of the displacement of the steps, mm; m is the cutter module [1].
Недостатками известной фрезы являются узкие технологические возможности, высокая трудоемкость изготовления фрез и низкая шероховатость обработанной зубчатой поверхности, невысокая стойкость и виброустойчивость инструмента, ведущие к пониженной работоспособности и производительности.The disadvantages of the known cutters are narrow technological capabilities, the high complexity of the manufacture of cutters and the low roughness of the machined gear surface, the low resistance and vibration resistance of the tool, leading to reduced performance and productivity.
Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, повышение производительности, режущих свойств и качества зубообработки, снижение величины шероховатости обработанной поверхности и повышение износостойкости, виброустойчивости и работоспособности инструмента путем введения двухпроходной комбинированной зубообработки с возможностью черновой и чистовой обработки и упрочнения рабочих поверхностей нарезаемых зубьев, а также снижение себестоимости процесса обработки.The objective of the invention is the expansion of technological capabilities, increasing productivity, cutting properties and quality of gear processing, reducing the roughness of the machined surface and increasing wear resistance, vibration resistance and tool health by introducing a two-pass combined gear treatment with the possibility of rough and finish processing and hardening of the working surfaces of the cut teeth, as well as reducing the cost of the processing process.
Поставленная задача решается с помощью предлагаемой комбинированной сборной червячной фрезы для нарезания зубьев колес методом обкатывания, в продольных пазах корпуса которой закреплены режущие и опорные зубчатые рейки, причем она выполнена увеличенной длины и зубья режущей и опорной реек по профилю, высоте и толщине зубьев выполнены одинаковыми, при этом на одной половине длины реек, находящихся на стороне входа фрезы в обрабатываемую заготовку, зубья изготовлены режущими, используемые для чернового прохода, на второй половине длины реек зубья изготовлены игольчатыми, используемые для чистового прохода, набранными из пучков ворса, радиально расположенных прутков металлической проволоки, причем делительная толщина игольчатого зуба больше делительной толщины режущего зуба на величину двойного натяга, кроме того, прутки металлической проволоки, из которых состоит игольчатый зуб, имеют Г-образную форму и радиальное расположение ножки прутка, а отогнутая часть прутка выходит и формирует боковую рабочую часть игольчатого зуба и своим торцом воздействует на боковую поверхность зубьев обрабатываемой заготовки, срезая микронеровности и упрочняя ее, при этом режущие зубья опорных и режущих реек расположены на одном делительном диаметре, диаметре вершин и диаметре впадин таким образом, что зуб фрезы состоит из двух режущих профильных кромок.The problem is solved with the help of the proposed combined prefabricated worm cutter for cutting the teeth of the wheels by the rolling method, in the longitudinal grooves of the body of which the cutting and supporting gear racks are fixed, and it is made of an increased length and the teeth of the cutting and supporting racks along the profile, height and thickness of the teeth are made the same, at the same time, on one half of the length of the rails located on the side of the entrance of the cutter into the workpiece, the teeth are made by cutting, used for roughing, in the second half of the length the teeth are made of needles, used for a finishing pass, recruited from tufts of bristles, radially spaced rods of metal wire, and the pitch of the needle tooth is greater than the pitch of the cutting tooth by the amount of double interference, in addition, the bars of the metal wire that make up the needle tooth have The L-shaped shape and the radial arrangement of the bar leg, and the bent part of the bar comes out and forms the lateral working part of the needle tooth and acts on the lateral erhnost teeth of the workpiece, cutting microroughness and solidifying it, wherein the cutting teeth and the bearing of the cutting rails are arranged on one pitch diameter, diameter peaks and troughs diameter such that the cutter tooth consists of two cutting edges of the profile.
Особенности конструкции и работы предлагаемой двухпроходной комбинированной сборной червячной фрезы с упрочнением поясняются чертежами.The design and operation features of the proposed two-pass combined prefabricated worm cutter with hardening are illustrated by the drawings.
На фиг.1 представлена конструкция двухпроходной комбинированной сборной упрочняющей червячной фрезы для нарезания зубьев колес зацепления Новикова и схема двухпроходного зубоиглофрезерования методом обкатывания, частичный продольный разрез; на фиг.2 - комбинированная сборная червячная фреза с упрочнением, общий вид; на фиг.3 - комбинированная сборная червячная фреза с упрочнением, вид с торца, частичное поперечное сечение; на фиг.4 - режущая и она же опорная зубчатая рейка, общий вид спереди; на фиг.5 - режущая и она же опорная зубчатая рейка, вид с торца А, со стороны режущих зубьев; на фиг.6 - режущая и она же опорная зубчатая рейка, вид с торца Б, со стороны игольчатых зубьев; на фиг.7 - комбинированная сборная червячная фреза с упрочнением, вид с торца В на фиг.1, со стороны режущих зубьев, крышка условно снята; на фиг.8 - схема расчетного микропрофиля обработанной поверхности зуба заготовки при зубофрезеровании режущими зубьями предлагаемой комбинированной сборной червячной фрезы; на фиг.9 - комбинированная сборная червячная фреза с упрочнением, вид с торца Г на фиг.1, со стороны игольчатых зубьев, крышка условно снята; на фиг.10 - поперечное сечение рейки по Д-Д на фиг.4 по игольчатому зубу; на фиг.11 - вид на игольчатые зубья со стороны передней поверхности по Е на фиг.10; на фиг.12 - вид на боковую поверхность игольчатых зубьев по Ж на фиг.11; на фиг.13 - пакеты пучков проволочного ворса из П-образных прутков, смонтированных в пазу рейки, операционный эскиз сборки; на фиг.14 - операционный эскиз прорезания впадины игольчатой части рейки профильным шлифовальным кругом.Figure 1 shows the design of a two-pass combined prefabricated reinforcing worm cutter for cutting the teeth of Novikov gear wheels and a scheme of two-pass gear-needle milling by the rolling method, a partial longitudinal section; figure 2 - combined prefabricated worm mill with hardening, General view; figure 3 - combined prefabricated worm mill with hardening, end view, partial cross section; figure 4 - cutting and she is a supporting gear rack, General front view; figure 5 - cutting and she is the reference gear rack, view from end A, from the side of the cutting teeth; Fig.6 is a cutting and it is also a support gear rack, view from end B, from the side of the needle teeth; in Fig.7 - combined prefabricated worm mill with hardening, end view B in Fig.1, from the side of the cutting teeth, the cover is conditionally removed; on Fig is a diagram of the calculated microprofile of the machined tooth surface of the workpiece during gear hobbing with cutting teeth of the proposed combined prefabricated worm cutter; in Fig.9 - combined prefabricated worm mill with hardening, end view G in Fig.1, from the side of the needle teeth, the lid is conditionally removed; figure 10 is a cross section of the rail on DD in figure 4 on a needle tooth; figure 11 is a view of the needle teeth from the front surface on E in figure 10; in Fig.12 is a view of the side surface of the needle teeth according to G in Fig.11; in Fig.13 - packages of bundles of wire pile from U-shaped rods mounted in the groove of the rail, an operational sketch of the assembly; on Fig - operational sketch of cutting the hollows of the needle part of the rail profile grinding wheel.
Предлагаемая двухпроходная комбинированная сборная упрочняющая червячная фреза предназначена для зубообработки в два прохода: первый проход - черновое зубофрезерование, второй проход - чистовое иглофрезерование микронеровностей с одновременным упрочнением рабочих поверхностей в основном крупномодульных прямозубых цилиндрических эвольвентных колес, зубьев косозубых колес, прямозубых конических колес, зубчатых реек, шлицевых валов, а также колес зацепления Новикова методом обкатывания. Между переходами производится автоматическое перемещение фрезы вдоль оси, поэтому предлагаемая фреза выполнена удлиненной, что значительно и эффективно повышает ее режущие свойства.The proposed two-pass combined prefabricated reinforcing worm milling cutter is designed for two-pass gearing: the first pass is rough gear hobbing, the second pass is fine needle roughing with simultaneous hardening of working surfaces of mainly large-modular spur cylindrical involute wheels, helical gear teeth, helical gear teeth, helical gear teeth splined shafts, as well as Novikov gear wheels by the rolling method. Between the transitions, the cutter is automatically moved along the axis, so the proposed cutter is elongated, which significantly and effectively increases its cutting properties.
Особенности устройства и работы предлагаемого зубоиглофрезерного инструмента рассмотрим на примере крупномодульной фрезы для обработки колес зацепления Новикова.We will consider the features of the device and operation of the proposed gear-needle-milling tool using the example of a large-module mill for machining Novikov gear wheels.
Круговинтовые передачи Новикова применяют в тяжелых машинах и профили зубьев колес очерчиваются дугами окружностей, см. ГОСТ 15023-76 [2]. Начальное касание (без нагрузки) происходит в точке, которая перемещается не по высоте зубьев, а только в осевом направлении, т.о. линия зацепления параллельна осям колес, при этом зубчатые колеса косозубые с углом наклона линии зуба β. К достоинствам таких зубчатых передач относятся: пониженные контактные напряжения, благоприятные условия для образования масляного клина, возможность применения колес с малым числом зубьев и, следовательно, большие передаточные числа. Несущая способность передач Новикова по критерию контактной прочности существенно выше, чем эвольвентных. Поэтому проблемы повышения производительности, качества, износостойкости зубчатых колес зацепления Новикова весьма актуальны.Novikov rotary helical gears are used in heavy machines and the tooth profiles of the wheels are outlined by circular arcs, see GOST 15023-76 [2]. The initial touch (no load) occurs at a point that does not move along the height of the teeth, but only in the axial direction, i.e. the gearing line is parallel to the axles of the wheels, while the gears are helical with the angle of inclination of the tooth line β. The advantages of such gears include: reduced contact stresses, favorable conditions for the formation of an oil wedge, the possibility of using wheels with a small number of teeth and, therefore, large gear ratios. The bearing capacity of Novikov gears by the criterion of contact strength is significantly higher than involute ones. Therefore, the problems of increasing the productivity, quality, and wear resistance of Novikov gears are highly relevant.
Предлагаемая комбинированная сборная червячная фреза состоит из корпуса 1, выполненного увеличенной длины в виде втулки с центральным отверстием для установки фрезы на оправке шпинделя зубофрезерного станка, в продольных пазах которого закреплены режущие 2 и опорные 3 зубчатые рейки. Зубья режущей и опорной реек по профилю, высоте и толщине зубьев выполнены одинаковыми (см. фиг.1-3), при этом рейки с торцов закреплены крышками 4 с помощью винтов. В корпусе имеются продольные пазы со ступенчатым или гладким основанием. На одну из ступеней устанавливается режущая рейка 2, а на другую ступень - опорная зубчатая рейка 3. Если основание паза гладкое, то установка реек осуществляется по прокладкам различной толщины (не показаны). Боковые стороны каждого паза могут быть выполнены как параллельными, так и непараллельными между собой в зависимости от выполнения зубчатых реек.The proposed combined prefabricated worm cutter consists of a
На стороне входа фрезы в обрабатываемую заготовку 5 на одной половине длины реек зубья изготовлены с режущими профильными кромками (РПК) 6, используемые для чернового прохода (см. фиг.4) на первом установе. На второй половине длины реек зубья изготовлены игольчатыми 7, используемые для чистового прохода на втором установе.On the input side of the milling cutter into the workpiece 5, on one half the length of the rails, the teeth are made with cutting profile edges (RPK) 6, used for the rough pass (see figure 4) in the first installation. In the second half of the length of the rails, the teeth are made of
Игольчатые зубья набраны из пучков ворса, радиально расположенных прутков 8 металлической проволоки, причем делительная толщина игольчатого зуба SИ больше делительной толщины режущего зуба SP на величину двойного натяга i, предусмотренного при иглофрезеровании [5]. Прутки металлической проволоки 8, из которых состоит игольчатый зуб, имеют Г-образную форму и радиальное расположение ножки прутка, а отогнутая часть 9 прутка выходит и формирует боковую рабочую часть игольчатого зуба и своим торцом воздействует на боковую поверхность зубьев обрабатываемой заготовки, срезая микронеровности и упрочняя ее.The needle teeth are drawn from tufts of bristles, radially spaced
Игольчатые зубья 7, набранные из пучков ворса, радиально расположенных прутков 8 металлической проволоки, смонтированы в пазу 10 реек 2 и 3. Крепление проволочного ворса к металлическим рейкам осуществляется известными способами [5]. На фиг.10 показано крепление проволочного ворса в пазу рейки путем запрессовки с последующим паянием или точечной сваркой.
С целью увеличения жесткости игольчатых зубьев металлические проволочные прутки 8 могут быть соединены друг с другом упругой массой 11, например, из полиуретана СКУ-7Л или резины, которая при вулканизации прочно соединяет прутки металлической проволоки между собой, делая игольчатые зубья 7 монолитными.In order to increase the rigidity of the needle teeth, the
Для получения игольчатых зубьев составляют пакеты пучков проволочного ворса из П-образных прутков и монтируют пакеты в пазах режущих и опорных реек, см. операционный эскиз сборки, показанный на фиг.13, таким образом, что в один зуб входят половинки двух соседних пакетов.To obtain needle teeth, packages of bundles of wire pile from U-shaped rods are assembled and packages are mounted in the grooves of the cutting and supporting rails, see the operation sketch of the assembly shown in Fig. 13, so that the halves of two adjacent packages enter into one tooth.
Зубья с РПК режущих и опорных реек выполнены одинаковыми и расположены на одном делительном диаметре, диаметре вершин и диаметре впадин таким образом, что зуб фрезы состоит из двух РПК (фиг.7). При работе фрезы на первом установе режущая профильная кромка режущей рейки срезает основную массу металла, а вслед идущая режущая профильная кромка опорной рейки зачищает микронеровности, оставленные от предыдущей кромки.The teeth with the RPK of the cutting and supporting rails are made the same and are located on the same dividing diameter, the diameter of the vertices and the diameter of the depressions so that the cutter tooth consists of two RPK (Fig.7). When the milling cutter is used in the first installation, the cutting profile edge of the cutting rail cuts off the bulk of the metal, and the following cutting profile edge of the support rail cleans the microroughness left from the previous edge.
При изготовлении фрезы перед сборкой шлифование профиля режущих зубьев реек осуществляют в технологическом корпусе на резьбошлифовальном станке без затылования, аналогично шлифованию винта большим шлифовальным кругом с высокой производительностью и точностью. Задние углы режущих кромок образуются соответствующей установкой реек в рабочем корпусе. Благодаря двойной режущей кромке зуба фрезы, имеются в виду режущие кромки зубьев режущей и опорной реек, срок их службы в 3…5 раз выше, чем у стандартных фрез, и работают они на повышенных режимах резания (VИ=60…80 м/мин; S=3…6 мм/об; для фрез с зубьями из быстрорежущей стали по ГОСТ 19265-73, твердостью - HRC 62…65). У зубьев опорных реек передний угол равен нулю [4].In the manufacture of the milling cutter before assembly, grinding the profile of the cutting teeth of the rails is carried out in a technological case on a thread grinding machine without backing, similar to grinding a screw with a large grinding wheel with high performance and accuracy. The trailing edges of the cutting edges are formed by the corresponding installation of the rails in the working case. Thanks to the double cutting edge of the cutter tooth, we mean the cutting edges of the teeth of the cutting and supporting rails, their service life is 3 ... 5 times higher than that of standard milling cutters, and they work at increased cutting conditions (V И = 60 ... 80 m / min ; S = 3 ... 6 mm / rev; for mills with teeth made of high speed steel according to GOST 19265-73, hardness - HRC 62 ... 65). At the teeth of the supporting rails, the rake angle is zero [4].
Качество обработанной поверхности определяется шероховатостью поверхности и состоянием материала поверхностного слоя [6].The quality of the treated surface is determined by the surface roughness and the state of the material of the surface layer [6].
При зубофрезеровании известными стандартными модульными фрезами высоту расчетных неровностей RZ (фиг.8) можно определить положением точки пересечения двух окружностей, отстоящих друг от друга на расстоянии, равном подаче на зуб фрезы, по методике источника [6].When gear hobbing with known standard modular cutters, the height of the calculated irregularities R Z (Fig. 8) can be determined by the position of the intersection point of two circles spaced apart from each other at a distance equal to the feed to the cutter tooth, according to the source technique [6].
Определим высоту расчетных неровностей RZK при зубофрезеровании предлагаемой комбинированной фрезой, имеющей зубья с двумя РПК (фиг.8) и наружный диаметр D. Высота расчетных неровностей RZK определяется положением точки К пересечения двух окружностей, из которых одна окружность траектории движения РПК зуба опорной рейки первого зуба фрезы, а вторая окружность траектории движения РПК зуба режущей рейки второго зуба фрезы, отстоящих друг от друга на расстоянии, равном подаче SZK на зуб фрезы минус расстояние Х между режущими кромками одного зуба фрезы, взятой по окружности головок зубьев:Determine the height of the calculated irregularities R ZK during gear hobbing of the proposed combined cutter having teeth with two RPK (Fig. 8) and the outer diameter D. The height of the calculated irregularities R ZK is determined by the position of the point K of the intersection of two circles, of which one circle is the path of the RPK of the tooth of the supporting rail the first cutter tooth, and the second circumference of the path of the RPK of the tooth of the cutting lath of the second cutter tooth, spaced apart by a distance equal to the feed S ZK to the cutter tooth minus the distance X between the cutting edges of one uba cutters taken around the circumference of the tooth heads:
D2/4=(D/2-RZK)2+[(SZK-Х)/2]2.D 2/4 = (D / 2-R ZK) 2 + [(S ZK -X) / 2] 2.
Упрощаем полученное выражение. Так какSimplify the resulting expression. As
D2/4-2(D/2)(RZK)+(RZK)2+(SZK-X)2/4-D2/4=0,D 2 / 4-2 (D / 2) (R ZK) + (R ZK) 2 + (S ZK -X) 2/4-D 2/4 = 0,
(SZK-X)2/4=DRZK-(RZK)2 и (RZK)2<<DRZK,(S ZK -X) 2/4 = DR ZK - (R ZK) 2 and (R ZK) 2 << DR ZK,
то, пренебрегая членом (RZK)2, получимneglecting the term (R ZK ) 2 , we obtain
RZK≈(SZK-X)2/4D.R ZK ≈ (S ZK -X) 2 / 4D.
При фрезеровании предлагаемыми комбинированными фрезами, имеющими комбинированные зубья, состоящие из двух РПК, расположенных на расстоянии «X» мм друг от друга, высота расчетных неровностей уменьшается при уменьшении подачи на зуб, при увеличении диаметра D фрезы, а также при увеличении расстояния между РПК зубьев фрезы.When milling the proposed combined milling cutters having combined teeth consisting of two RPK located at a distance of "X" mm from each other, the height of the calculated irregularities decreases with decreasing feed per tooth, with an increase in the diameter D of the cutter, as well as with an increase in the distance between the RPK of the teeth milling cutters.
Кроме того, высота расчетных неровностей при фрезеровании предлагаемыми комбинированными фрезами меньше высоты расчетных неровностей, образованных стандартными фрезами вIn addition, the height of the calculated bumps during milling by the proposed combined cutters is less than the height of the calculated bumps formed by standard mills in
Опорная зубчатая рейка помимо выполнения основной функции зубофрезерования и иглофрезерования микронеровностей и упрочнения зубчатой поверхности служит для создания дополнительной площади контакта режущей зубчатой рейке, что способствует повышению жесткости фрезы в целом, увеличению количества переточек. Режущая и опорная зубчатые рейки изготовляются комплектами для каждой фрезы разных размеров по толщине, высоте и профилю зубьев, поэтому они устанавливаются на различные ступени основания, если последнее выполнено ступенчатым (не показано), или на прокладки, если основание паза выполнено гладким.In addition to the basic function of gear milling and needle-milling of irregularities and hardening of the gear surface, the supporting gear rack serves to create an additional contact area for the cutting gear rack, which increases the rigidity of the cutter as a whole and increases the number of regrind. The cutting and supporting gear racks are made sets for each cutter of different sizes in thickness, height and profile of the teeth, so they are installed on different steps of the base, if the latter is made stepwise (not shown), or on gaskets if the base of the groove is made smooth.
Режущая и опорная зубчатые рейки запрессовываются попарно в пазы корпуса с подогревом последнего. Посадка с натягом реек в пазах гарантирует высокую жесткость против осевого смещения. Дополнительно рейки удерживаются закрепленными с обоих торцов корпуса крышками 4 и клеем. Крышки на торцах имеют буртики, которыми одеваются на выступающие концы реек, и крепятся к корпусу винтами. Клей соединяет воедино корпус и рейки, создавая необходимую монолитную конструкцию, что особенно важно для крупномодульных конструкций фрез.The cutting and supporting gear racks are pressed in pairs in the grooves of the housing with the heating of the latter. The interference fit of the slats in the grooves guarantees high rigidity against axial displacement. Additionally, the rails are held fastened at both ends of the housing by
Преимуществом двухпроходной сборной упрочняющей червячной фрезы предлагаемой конструкции является снижение трудоемкости ее изготовления по сравнению с известными конструкциями. Корпус предлагаемой фрезы выбирается увеличенной длины и значительно меньших по наружному диаметру размеров, так как на нем не требуется производить прорезку резьбового профиля под будущие опорные рейки. Это способствует значительной экономии стали. Поэтому после токарной обработки корпуса только фрезеруются продольные пазы дисковыми фрезами.The advantage of a two-pass prefabricated reinforcing worm cutter of the proposed design is to reduce the complexity of its manufacture in comparison with known designs. The body of the proposed milling cutter is selected with an increased length and a much smaller outer diameter, since it does not require cutting a threaded profile for future support rails. This contributes to significant steel savings. Therefore, after turning the casing, only the longitudinal grooves are milled with disk mills.
Одновременно изготавливается необходимый комплект режущих и опорных зубчатых реек в виде заготовок прямоугольного сечения. В дальнейшем в технологическом корпусе производится совместная обработка основного профиля зубьев режущих и опорных реек на токарном или резьбофрезерном станке. Профилирование игольчатых зубьев реек производится на резьбошлифовальном станке (фиг.14, где ШК - обозначен профильный шлифовальный круг). После термической обработки всех деталей конструкции осуществляется их очистка и нанесение клея на соединяемые поверхности пазов корпуса и реек и сборка конструкции. Отверждение клеевого соединения производится в печах или на воздухе при заданной температуре. В дальнейшем операции механической обработки предлагаемой червячной фрезы ничем не отличаются от операций финишной обработки известных сборных червячных фрез [3, 4].At the same time, the necessary set of cutting and supporting gear racks in the form of rectangular blanks is manufactured. Subsequently, in the technological building, the main profile of the teeth of the cutting and support rails is jointly processed on a lathe or thread milling machine. Profiling of the needle teeth of the rails is carried out on a thread grinding machine (Fig. 14, where ShK - profile grinding wheel is indicated). After heat treatment of all parts of the structure, they are cleaned and glue is applied to the connected surfaces of the grooves of the housing and rails and the assembly of the structure. Curing of the adhesive joint is carried out in furnaces or in air at a given temperature. In the future, the machining operations of the proposed worm cutters are no different from the finishing operations of the known prefabricated worm cutters [3, 4].
После общей сборки перед началом эксплуатации фрезы необходимо шлифовать по профилю игольчатые зубья с учетом натяга i.After general assembly, before starting operation of the milling cutter, it is necessary to grind the needle teeth along the profile taking into account the interference i.
Одной из особенностей предлагаемой фрезы является возможность зубообработки за два прохода: чернового прохода зубьями, имеющими две режущие профильные кромки на первом установе, и чистового прохода игольчатыми зубьями на втором установе (фиг.1). Современные зуборезные станки позволяют автоматическое перемещение фрезы вдоль оси при переходе с чернового прохода на чистовой [3]. Первоначальное положение фрезы на стороне входа - расстояние от торца рейки до оси колесаOne of the features of the proposed milling cutter is the possibility of gearing in two passes: a rough passage with teeth having two cutting profile edges in the first installation, and a finishing passage with needle teeth in the second installation (Fig. 1). Modern gear cutting machines allow the automatic movement of the cutter along the axis during the transition from the rough passage to the finishing [3]. The initial position of the cutter on the entrance side is the distance from the end face of the rail to the wheel axis
l1=πh+πmП,l 1 = πh + πm P ,
где h - высота головки зуба фрезы, мм; mП - нормальный модуль, мм.where h is the height of the head of the cutter tooth, mm; m P - normal module, mm.
Положение фрезы на втором установе при чистовой обработки иглофрезерованием, положение на стороне выходаThe position of the cutter in the second installation during finishing by needle milling, the position on the exit side
l2=l1=πh+πmП.l 2 = l 1 = πh + πm n.
Минимальная длина осевого перемещения фрезыMinimum axial displacement of the cutter
b1=l1+l2=2(πh+πmП).b 1 = l 1 + l 2 = 2 (πh + πm П ).
Длина рейки фрезыCutter bar length
b2=b1+l1+l2=4(πh+πmП).b 2 = b 1 + l 1 + l 2 = 4 (πh + πm P ).
Комбинированная зубообработка сокращает количество операций и число рабочих мест, а также уменьшает расходы на приобретение и использование большого количества оборудования, задействованного в технологическом процессе изготовления комбинированного инструмента.Combined gearing reduces the number of operations and the number of jobs, and also reduces the cost of acquiring and using a large amount of equipment involved in the manufacturing process of manufacturing a combined tool.
Пример. На зубофрезерном станке мод. 53А80 нарезали зубья на зубчатом колесе зацепления Новикова: модуль - 9 мм, число зубьев - 34, угол наклона зуба - β=17°0/0//, направление линии зуба - левое, нормальный исходный контур - по ГОСТ 15023-76, зацепление Новикова; коэффициент смещения - 0,063; степень точности - 9-С; длина общей нормали - 200,6+0,05 -0,1 мм; число зубьев при измерении общей нормали - 8; диаметр окружности выступов - 335,1 мм; делительный диаметр - 320 мм; диаметр окружности впадин - 299,96 мм; высота зуба (глубина врезания) - 17,57 мм; коэффициент врезания - 0,934; осевой коэффициент перекрытия - 1,2; передаточное число ступени - 2,43; материал колеса - Сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-71; цементировать h=1,5…2,0 мм; HRC 54…58. Обработку проводили предлагаемой двухпроходной сборной упрочняющей червячной зубчатой фрезой с иглоупрочняющими зубьями, оснащенной режущими и опорными вставными зубчатыми рейками из быстрорежущей стали по ГОСТ 19265-73. Твердость рабочей части режущей и опорной рейки HRC 62…65. Основные размеры фрезы: модуль - 9 мм; диаметр окружности выступов - 200 мм; длина реек фрезы - 200 мм; длина реек с режущими зубьями - 100 мм, длина реек с игольчатыми зубьями - 100 мм, диаметр отверстия под шпиндель - 60 мм; число пазов - 10. Зубообработку вели в два прохода. Черновое зубофрезерование проводили при установке оси колеса на расстоянии l1=50 мм от торца рейки фрезы. Передний угол: зубьев режущей рейки - 8…10°, зубьев опорной рейки - 0°; задний угол зубьев режущей и опорной реек - 10…15°. Минутная подача - 90 мм/мин, скорость резания - 60 м/мин, количество оборотов фрезы - 136 об/мин, подача на оборот фрезы - 0,66 мм/об, подача на один комбинированный зуб - 0,066 мм/зуб.Example. On the hobbing machine mod. 53A80 cut teeth on the toothed wheel engaging Novikova: Module - 9 mm, number of teeth - 34, the angle of inclination of the tooth - β = 17 ° 0/0 //, the direction of the tooth line - left, normal source circuit - in accordance with GOST 15023-76, the engagement Novikov; displacement coefficient - 0,063; degree of accuracy - 9-C; the length of the general normal is 200.6 +0.05 -0.1 mm; the number of teeth when measuring the total normal is 8; the diameter of the circumference of the protrusions - 335.1 mm; pitch diameter - 320 mm; the diameter of the circumference of the depressions - 299.96 mm; tooth height (insertion depth) - 17.57 mm; insertion rate - 0.934; axial overlap coefficient - 1.2; gear ratio of a step - 2.43; wheel material - Steel 18HGT GOST 4543-71; cement h = 1.5 ... 2.0 mm; HRC 54 ... 58. Processing was carried out by the proposed two-pass prefabricated reinforcing worm gear milling cutter with needle-reinforcing teeths equipped with cutting and supporting inserted gear racks made of high speed steel according to GOST 19265-73. The hardness of the working part of the cutting and supporting rails HRC 62 ... 65. The main dimensions of the cutter: module - 9 mm; the diameter of the circumference of the protrusions is 200 mm; the length of the cutter rails - 200 mm; the length of the rails with cutting teeth - 100 mm, the length of the rails with needle teeth - 100 mm, the diameter of the holes for the spindle - 60 mm; the number of grooves - 10. Toothpicking was carried out in two passes. Rough gear hobbing was carried out when setting the wheel axis at a distance l 1 = 50 mm from the end face of the cutter bar. Front angle: teeth of the cutting rack - 8 ... 10 °, teeth of the supporting rail - 0 °; the rear corner of the teeth of the cutting and supporting rails is 10 ... 15 °. Minute feed - 90 mm / min, cutting speed - 60 m / min, the number of revolutions of the cutter - 136 rpm, feed per revolution of the cutter - 0.66 mm / rev, feed on one combined tooth - 0,066 mm / tooth.
После окончания чернового прохода производилось автоматическое перемещение фрезы вдоль оси на расстояние b1=100 мм. Чистовой проход осуществляли игольчатыми зубьями фрезы.After the roughing passage, the cutter was automatically moved along the axis by a distance b 1 = 100 mm. The final pass was carried out with needle teeth of the cutter.
Зубообработку упрочнением вели с подачей 0,09…0,15 мм/об стола, скорость обработки 12…18 м/мин. В качестве ворса применяли стальную пружинную проволоку диаметром 1,0…2,0 мм из стали 65Г. Для осуществления упрочняющей обработки необходимо, чтобы твердость и предел прочности при растяжении материала проволочных элементов ворса были выше этих параметров материала обрабатываемой заготовки в 1,5…2 раза, соотношение h/I, где h - высота пучка проволочного ворса, равная высоте впадины нарезаемого колеса; I - наименьший радиус инерции поперечного сечения проволочных элементов, находилось в пределах 50…100, а коэффициент Кп плотности проволочного ворса в пределах 0,7…0,9; при этом натяг составлял - i=0,7…1,5 мм.Hardening was carried out with a feed of 0.09 ... 0.15 mm / rev table, the processing speed of 12 ... 18 m / min. As a pile, a steel spring wire with a diameter of 1.0 ... 2.0 mm from 65G steel was used. To carry out hardening treatment, it is necessary that the hardness and tensile strength of the material of the wire elements of the pile be 1.5 ... 2 times higher than these parameters of the material of the workpiece, the ratio h / I, where h is the height of the bundle of wire pile equal to the height of the cavity of the cut wheel ; I - the smallest radius of inertia of the cross section of the wire elements, was in the range of 50 ... 100, and the coefficient K p the density of the wire pile in the range of 0.7 ... 0.9; the tightness was - i = 0.7 ... 1.5 mm.
В процессе обработки впадины заготовки колеса пучки ворса входят в распор между зубьями и прижимаются к обрабатываемой поверхности заготовки с натягом. Мгновенный вход во впадину и прижим проволочных элементов к обрабатываемой поверхности способствует срезанию микронеровностей и сопровождается ударом. Благодаря тому что пучки ворса имеют Г-образную форму и своим торцом обращены к обрабатываемой поверхности, игольчатый зуб фрезы удаляет микронеровности и оказывает силовое воздействие на обрабатываемые боковые поверхности зубьев, упрочняя их.In the process of processing the depression of the billet of the wheel, the tufts of pile are included in the spacing between the teeth and pressed against the workpiece surface with interference. The instantaneous entry into the depression and the clamping of the wire elements to the surface to be treated contributes to the cutting of microroughness and is accompanied by a blow. Due to the fact that the tufts of the pile are L-shaped and face toward the surface to be machined, the needle tooth of the cutter removes microroughnesses and exerts a force on the machined side surfaces of the teeth, strengthening them.
Основное силовое воздействие на обрабатываемую поверхность осуществляют пучки проволочного ворса, расположенные ближе к ножке игольчатого зуба фрезы. Прутки проволоки, формирующие вершину игольчатого зуба фрезы, имеют наибольшую свободную длину и прогиб, однако, попадая во впадину между зубьями обрабатываемого колеса, упруго поджимаются друг к другу, несколько увеличивая сосредоточенное суммарное воздействие на обрабатываемые поверхности.The main force on the surface to be treated is carried out by bundles of wire pile, located closer to the leg of the needle tooth of the cutter. The wire rods forming the tip of the needle tooth of the cutter have the greatest free length and deflection, however, falling into the cavity between the teeth of the machined wheel, they are elastically pressed together, slightly increasing the concentrated total effect on the machined surface.
Испытания предлагаемой комбинированной червячной фрезы показали, что усилие прижатия пучка к обрабатываемой поверхности заготовки составляет 200…600 Н на 10 мм ширины рабочей поверхности инструмента, а тангенциальная составляющая силы резания равна 150…550 Н.Tests of the proposed combined worm mill showed that the force of pressing the beam to the workpiece surface is 200 ... 600 N per 10 mm of the width of the working surface of the tool, and the tangential component of the cutting force is 150 ... 550 N.
Для обработки предлагаемым инструментом необходимо соблюдать условие: p/σв=1,5…2,0, где p - давление при иглоупрочнении, МПа; σв - предел прочности материала обрабатываемой заготовки, МПа.For processing the proposed tool, it is necessary to observe the condition: p / σ in = 1.5 ... 2.0, where p is the pressure during needle hardening, MPa; σ in - the tensile strength of the material of the workpiece, MPa.
Выбор соответствующего давления p зависит от физико-механических свойств материала проволочного ворса, от жесткости и плотности последнего, а также от натяга i [5].The choice of the corresponding pressure p depends on the physicomechanical properties of the material of the wire pile, on the rigidity and density of the latter, as well as on the interference fit i [5].
Предлагаемая червячная комбинированная фреза расширяет технологические возможности зубообработки, повышает производительность за счет совмещения операций зубофрезерования быстрорежущими рейками и иглоупрочнения пучками проволочного ворса, сокращает количество операций и число рабочих мест, а также улучшает качество и точность зубообработки, снижает величину шероховатости обработанной поверхности и повышает износостойкость рабочих поверхностей нарезаемых зубьев.The proposed worm combined mill expands the technological capabilities of gear processing, increases productivity by combining gear milling operations with fast cutting rails and needle hardening with wire bundles, reduces the number of operations and the number of jobs, and also improves the quality and accuracy of gear processing, reduces the roughness of the machined surface and increases the wear resistance of work surfaces chopped teeth.
По сравнению с зубофрезерованием стандартной червячной фрезой обработка предлагаемой комбинированной червячной фрезой с упрочнением позволила увеличить производительность в 2,5…3,0 раза, уменьшить параметр шероховатости обработанной поверхности зубьев до Ra=2,5 мкм, снизить уровень звукового давления на 2-3 дБ, повысить стабильность размеров зубчатого зацепления и качество. Стойкость фрезы повысилась в 2,2 раза. Зубья колес, обработанные комбинированной фрезой, во время термической обработки вследствие более однородной структуры поверхностных слоев деформировались меньше, чем стандартной червячной фрезой.Compared with gear hobbing with a standard worm mill, processing the proposed combined worm mill with hardening made it possible to increase productivity by 2.5 ... 3.0 times, reduce the roughness parameter of the machined tooth surface to Ra = 2.5 μm, and reduce the sound pressure level by 2-3 dB , improve the gear size stability and quality. The resistance of the cutter increased 2.2 times. The teeth of the wheels treated with a combined mill during deformation due to a more homogeneous structure of the surface layers were deformed less than a standard worm mill.
Предлагаемая комбинированная червячная фреза с упрочнением повышает производительность обработки за счет совмещения операций черновой, чистовой и упрочняющей обработки, сокращает количество операций и число рабочих мест, улучшает качество и точность зубообработки введением игольчатых зубьев, расположенных вслед за черновыми зубьями с двойной режущей профильной кромкой, повышает период стойкости, виброустойчивость инструмента, его работоспособность, снижает параметры шероховатости и дает возможность регулирования шероховатости поверхности, а также снижает себестоимость процесса зубофрезерования.The proposed combined worm mill with hardening increases the productivity of processing by combining the operations of roughing, finishing and hardening, reduces the number of operations and the number of jobs, improves the quality and accuracy of the toothwork by introducing needle teeth located after the rough teeth with a double cutting edge, increases the period resistance, vibration resistance of the tool, its performance, reduces the roughness parameters and makes it possible to control the roughness n surface, and also reduces the cost of the hobbing process.
Источники информацииInformation sources
1. А.С. SU №1276449, МКП В23F 21/16. Сборная червячная фреза. А.Н.Шевченко. Заявка №3945200/25-08, 27.06.85; 15.12.86; Бюл. №46.1. A.S. SU No. 1276449, MKP B23F 21/16. Prefabricated worm mill. A.N. Shevchenko. Application No. 3945200 / 25-08, 06/27/85; 12/15/86; Bull. No. 46.
2. Передачи Новикова цилиндрические с двумя линиями зацеплениями. Исходный контур. ГОСТ 15023-76. Москва. Изд. стандартов, 1976.2. Novikov gears are cylindrical with two lines of gears. Source contour. GOST 15023-76. Moscow. Ed. Standards, 1976.
3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1. Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение. 1986. С.342-372.3. Reference technologist-machine builder. In 2 volumes of T. 1. Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed., Revised. and add. - M.: Mechanical Engineering. 1986. S. 342-372.
4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2. Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение. 1985. С.190-197, рис.23.4. Reference technologist-machine builder. In 2 vols. T.2. Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed., Revised. and add. - M.: Mechanical Engineering. 1985. S. 190-197, Fig. 23.
5. Гавриленко И.Г. Способ совмещения предварительной и окончательной иглофрезерной зачистки цилиндрических деталей // Автоматизация и современные технологии. - 1992. - №9. - С.27-30.5. Gavrilenko I.G. A method of combining preliminary and final needle-milling stripping of cylindrical parts // Automation and modern technology. - 1992. - No. 9. - S.27-30.
6. Бобров В.Ф. Основы теории резания. М., Машиностроение, 1975, С. 136…141.6. Bobrov V.F. Fundamentals of cutting theory. M., Mechanical Engineering, 1975, S. 136 ... 141.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112209/02A RU2456137C1 (en) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Hardened composite hob |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112209/02A RU2456137C1 (en) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Hardened composite hob |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2456137C1 true RU2456137C1 (en) | 2012-07-20 |
Family
ID=46847332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011112209/02A RU2456137C1 (en) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Hardened composite hob |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2456137C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1276449A1 (en) * | 1985-06-27 | 1986-12-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Инструментальный Институт | Composite hob |
| RU2332283C1 (en) * | 2007-02-15 | 2008-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Fly hob |
| RU2412027C1 (en) * | 2009-11-16 | 2011-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Worm cutter for gear milling and worm gear hardening using combined feed and intaking cone |
-
2011
- 2011-03-30 RU RU2011112209/02A patent/RU2456137C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1276449A1 (en) * | 1985-06-27 | 1986-12-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Инструментальный Институт | Composite hob |
| RU2332283C1 (en) * | 2007-02-15 | 2008-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Fly hob |
| RU2412027C1 (en) * | 2009-11-16 | 2011-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Worm cutter for gear milling and worm gear hardening using combined feed and intaking cone |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101746078B1 (en) | Machine tool and method for producing gearing | |
| KR20100116530A (en) | Method and device for removing a secondary burr on end-cut work piece wheel | |
| CN101808771B (en) | Barrel worm-shaped tool | |
| JP2005305645A (en) | Grinding worm and profiling gear and profiling method to profile grinding worm | |
| TWI453094B (en) | Method of making barrel - shaped spiral tool | |
| JP2013082060A (en) | Method for dressing multiple thread screw grinding worm, method for grinding, and grinding worm | |
| CN113843457A (en) | Method for producing a gear, machine tool control device and machine tool | |
| JP2013193203A (en) | Machining method for workpiece using spiral machining tool | |
| RU2457085C1 (en) | Combined composite hardening hob | |
| KR101277383B1 (en) | Form rolling die | |
| RU2412027C1 (en) | Worm cutter for gear milling and worm gear hardening using combined feed and intaking cone | |
| RU2456137C1 (en) | Hardened composite hob | |
| RU2464132C1 (en) | Method of two-pass hobbing with hardening | |
| RU2586185C1 (en) | Method of processing tooth profile of splined broaches | |
| JPWO2019161942A5 (en) | ||
| CN108817555A (en) | A kind of gear chamfering method | |
| CN111097973A (en) | Method for half-expanding and processing herringbone gear by using finger-shaped cutter | |
| WO2014125728A1 (en) | Helical broach | |
| US5377457A (en) | Method for generating of gear-shaped precision-working tools, in particular for regrinding shaving gears, and a gear-shaped tool, in particular a shaving gear, to which the method can be applied | |
| RU2457928C1 (en) | Method of hardening hobbing | |
| RU2344025C1 (en) | Needle shaver for worm gears | |
| RU2344024C1 (en) | Method of gear and needle shaving | |
| RU2410208C1 (en) | Procedure for gear milling and worm gear strengthening using combined feed and taper lead | |
| RU2377103C1 (en) | Needle shaving method of spiroid worms | |
| US20230219153A1 (en) | Method And Device For Grinding Tooth Flanks Of The Teeth Of Toothed Workpieces, And Tool For Carrying Out The Method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130331 |