RU2510789C2 - Method of finishing spurs - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to cutting and may be used for production of gear wheels. Proposed method is implemented by cup-like tool at gear billet rolling over generating tooth wheel. Lines of symmetry of generating contours that form gear wheel teeth convex and concave sides are located at an angle to symmetry axis of generating wheel socket to cross generating wheel axis. Tool rotational axis is located parallel with generating wheel socket symmetry axis to cross the generating wheel socket at right angle. Teeth of dual wheel are formed at rolling the billet over generating rack with tooth profile complying that of generating wheel socket kinematic pitch surface touches generating wheel pitch cylinder.

EFFECT: expanded performances due to localised engaged tooth contact area.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано в производстве цилиндрических зубчатых колес с круговыми зубьями.The invention relates to the field of metal cutting and can be used in the production of cylindrical gears with circular teeth.

Известен способ обработки круговых зубьев колес цилиндрической передачи, при котором зубья в станочном зацеплении формируются за счет обката заготовки по производящей рейке (см. журнал «СТИН» №4. - 2005. - с.26-29. - статья Васина В.А., Бобкова М.Н., Шейнина Г.М. «Обработка арочных зубьев цилиндрических колес»).A known method of processing the circular teeth of the wheels of a cylindrical transmission, in which the teeth in the machine engagement are formed by rolling the workpiece along the manufacturing rail (see. STIN magazine No. 4. - 2005. - p. 26-29. - article Vasina V.A. , Bobkova MN, Sheinina GM "Processing of arched teeth of cylindrical wheels").

Основным недостатком этого способа обработки является невозможность профильной модификации нарезаемых зубьев, а, следовательно, локализации зоны касания по высоте зубьев в рабочем зацеплении.The main disadvantage of this processing method is the impossibility of profile modification of the cut teeth, and, consequently, the localization of the contact zone along the height of the teeth in the working mesh.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является способ обработки цилиндрических зубчатых колес инструментом чашечной формы в условиях обката заготовки по производящему колесу, при котором оси симметрии производящих контуров, формирующих выпуклые и вогнутые стороны зубьев шестерни, расположенные под углом к оси симметрии впадины производящего колеса, пересекают ось производящего колеса, а ось вращения инструмента располагают параллельно оси симметрии впадины производящего колеса и скрещивают с осью производящего колеса под прямым углом (пат. РФ№2352439, МПК B23F 9/02, B23F 9/08).The closest in technical essence (prototype) is a method of machining cylindrical gears with a cup-shaped tool under conditions of rolling a workpiece along a producing wheel, in which the symmetry axis of the producing contours forming the convex and concave sides of the gear teeth located at an angle to the axis of symmetry of the cavity of the producing wheel, intersect the axis of the producing wheel, and the axis of rotation of the tool is parallel to the axis of symmetry of the cavity of the producing wheel and crossed with the axis of the producing stake meat at right angles (Pat. RF№2352439, IPC B23F 9/02, B23F 9/08).

Основным недостатком этого способа также является невозможность локализации зоны касания по высоте зубьев.The main disadvantage of this method is the inability to localize the touch zone along the height of the teeth.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение технологических возможностей способа за счет локализации зоны касания зубьев в рабочем зацеплении.The task of the invention is to expand the technological capabilities of the method by localizing the zone of contact of the teeth in the working mesh.

В предложенном способе обработки цилиндрических зубчатых колес инструментом чашечной формы зубья парного колеса формируют в условиях обката заготовки по производящей рейке, профиль зуба которой совпадает с профилем впадины производящего колеса, формирующего зубья шестерни, при касании начальной плоскости производящей рейки и начального цилиндра производящего колеса.In the proposed method for machining cylindrical gears with a cup-shaped tool, the teeth of the pair of wheels are formed under conditions of rolling the workpiece along the manufacturing rail, the tooth profile of which coincides with the profile of the cavity of the manufacturing wheel forming the gear teeth when the initial plane of the manufacturing rail and the initial cylinder of the manufacturing wheel are touched.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показана схема расположения режущих инструментов и обрабатываемых парных зубчатых колес соответственно относительно производящей рейки и производящего колеса, вид сбоку.The essence of the invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows the arrangement of cutting tools and machined pair of gears, respectively, relative to the producing rack and producing wheels, side view.

В состав наладки на обработку зубьев шестерни 1 входят режущий инструмент 2 (например, двухвитковая торцовая зуборезная головка) и воображаемое производящее колесо 3, зубья которого материализованы инструментом 2.The composition of the adjustment for processing the gear teeth 1 includes a cutting tool 2 (for example, a two-turn face gear cutting head) and an imaginary producing wheel 3, the teeth of which are materialized by the tool 2.

В состав другой наладки на обработку зубьев парного колеса 4 входят режущий инструмент 5 (торцовая зуборезная головка) и производящая рейка 6, зуб которой материализован инструментом 5.The composition of another setup for machining the teeth of a twin wheel 4 includes a cutting tool 5 (an end gear cutting head) and a producing rail 6, the tooth of which is materialized by the tool 5.

Обработка зубьев шестерни 1 и колеса 4 осуществляется раздельно за две операции следующим образом.The processing of the teeth of gear 1 and wheel 4 is carried out separately for two operations as follows.

Инструменту 2 сообщают главное движение резания D_Г - вращение вокруг оси O₃, а заготовке 1 - два вращательных движения $$D_{s{\omega }_1}$$

и $$D_{s{\omega }_0}$$

соответственно вокруг оси O₁ заготовки 1 и оси O₀ производящего колеса 3, согласованных таким образом, что ее начальный цилиндр станочного зацепления радиуса $$r_{w_{10}}$$

катится без скольжения по неподвижной центроиде - начальному цилиндру производящего колеса 3 радиуса $$r_{w_0}$$

. Ось O₁ заготовки 1 при этом перемещается по дуге окружности с радиусом, равным межосевому расстоянию $$a_{w_0}$$

станочного зацепления. В процессе обката резцы наружного витка инструмента 2 формируют выпуклую сторону зуба шестерни 1, а резцы внутреннего витка - вогнутую сторону зуба. По окончании формообразования зуба заготовку 1 отводят в исходное положение, осуществляют деление на зуб и цикл обработки повторяют.Tool 2 is informed of the main cutting movement D _G - rotation around the axis O ₃ , and the workpiece 1 - two rotational movements $$D_{s{\omega }_{\mathrm{one}}}$$

and $$D_{s{\omega }_0}$$

respectively, around the axis O _{1 of the} workpiece 1 and the axis O _{0 of the} producing wheel 3, so coordinated that its initial cylinder of machine gear radius $$r_{w_{10}}$$

rolls without sliding along a fixed centroid - the initial cylinder of the producing wheel 3 of radius $$r_{w_0}$$

. The axis O _{1 of the} workpiece 1 while moving along an arc of a circle with a radius equal to the center distance $$a_{w_0}$$

machine gearing. In the process of rolling, the cutters of the outer turn of the tool 2 form the convex side of the tooth gear 1, and the cutters of the inner turn - the concave side of the tooth. At the end of the tooth shaping, the workpiece 1 is retracted to its original position, the tooth is divided, and the treatment cycle is repeated.

Поскольку при такой обработке производящие контуры K_i и K_e наружного и внутреннего витков инструмента 2 имеют трапецеидальный, а не эвольвентный, профиль, зубья шестерни 1 также не будут иметь эвольвентный профиль. Таким образом, будет иметь место профильная модификация зубьев шестерни 1 за счет срезания части зуба у его головки и ножки. При этом положение начальной точки профильной модификации по высоте зуба и глубина профильной модификации будут определяться значениями радиуса $$r_{w_0}$$

начального цилиндра производящего колеса 3 и углом $${\alpha }_{w_0}$$

станочного зацепления.Since in such a treatment the producing contours K _i and K _{e of the} outer and inner turns of the tool 2 have a trapezoidal, rather than involute, profile, the gear teeth 1 will also not have an involute profile. Thus, there will be a profile modification of the teeth of the gear 1 due to cutting part of the tooth at its head and legs. In this case, the position of the starting point of the profile modification along the height of the tooth and the depth of the profile modification will be determined by the values of the radius $$r_{w_0}$$

the starting cylinder of the producing wheel 3 and the angle $${\alpha }_{w_0}$$

machine gearing.

При обработке зубьев колеса 4 инструменту 5 сообщают главное движение резания D_Г - вращение вокруг оси O₄, а заготовке 4 - вращение $$D_{s{\omega }_2}$$

вокруг оси O₂ и согласованное с ним поступательное перемещение $$D_{s{v}_2}$$

вдоль производящей рейки 6. Вращение заготовки 4 и ее поступательное перемещение согласованы так, что начальный цилиндр станочного зацепления радиуса $$r_{w_{20}}$$

катится без скольжения по начальной плоскости 7 производящей рейки 6. В процессе обката резцы инструмента 5 формируют впадину заготовки 4. По окончании формообразования заготовку 4 отводят в исходное положение и после деления на зуб цикл обработки повторяют.When processing the teeth of the wheel 4, the tool 5 is informed of the main cutting movement D _Г - rotation around the axis O ₄ , and the workpiece 4 - rotation $$D_{s{\omega }_2}$$

around the axis O ₂ and consistent translational movement $$D_{s{v}_2}$$

along the producing rail 6. The rotation of the workpiece 4 and its translational movement are coordinated so that the initial cylinder of the machine gear radius $$r_{w_{\mathrm{twenty}}}$$

rolls without sliding along the initial plane 7 of the manufacturing rail 6. During the rolling process, the cutters of the tool 5 form the cavity of the workpiece 4. At the end of shaping, the workpiece 4 is returned to its original position and after dividing by a tooth, the treatment cycle is repeated.

Технический результат в виде улучшения эксплуатационных характеристик тяжелонагруженных и быстроходных зубчатых передач достигается за счет локализации зоны касания по высоте зубьев и устранения тем самым кромочного контакта в рабочем зацеплении.The technical result in the form of improving the operational characteristics of heavily loaded and high-speed gears is achieved by localizing the contact area along the height of the teeth and thereby eliminating the edge contact in the working mesh.

Claims (1)

Способ обработки пары цилиндрических зубчатых колес, осуществляемый инструментом чашечной формы в условиях обката заготовки шестерни по производящему колесу, при котором оси симметрии производящих контуров, формирующих выпуклые и вогнутые стороны зубьев шестерни, расположенные под углом к оси симметрии впадины производящего колеса, пересекают ось производящего колеса, а ось вращения инструмента располагают параллельно оси симметрии впадины производящего колеса и скрещивают с осью производящего колеса под прямым углом, отличающийся тем, что зубья парного колеса формируют в условиях обката заготовки по производящей рейке, профиль зуба которой совпадает с профилем впадины производящего колеса, формирующего зубья шестерни, при касании начальной плоскости производящей рейки и начального цилиндра производящего колеса. A method of processing a pair of cylindrical gears, carried out by a cup-shaped tool under conditions of rolling the gear blank along the producing wheel, in which the axis of symmetry of the producing circuits forming the convex and concave sides of the gear teeth, located at an angle to the axis of symmetry of the cavity of the producing wheel, intersect the axis of the producing wheel, and the axis of rotation of the tool is parallel to the axis of symmetry of the cavity of the producing wheel and is crossed with the axis of the producing wheel at a right angle, different in that the teeth of the wheel pair is formed in a workpiece by generating running-rail, the tooth profile of which coincides with the generating profile of the wheel cavities, forming gear teeth, when touching the initial plane generating rack and primary generating wheel cylinder.