RU2677553C1 - Method for processing gear teeth with disk blade tool - Google Patents
Method for processing gear teeth with disk blade tool Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677553C1 RU2677553C1 RU2018104407A RU2018104407A RU2677553C1 RU 2677553 C1 RU2677553 C1 RU 2677553C1 RU 2018104407 A RU2018104407 A RU 2018104407A RU 2018104407 A RU2018104407 A RU 2018104407A RU 2677553 C1 RU2677553 C1 RU 2677553C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angle
- tool
- axis
- wheel
- machined
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000007514 turning Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 208000002925 dental caries Diseases 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010862 gear shaping Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F9/00—Making gears having teeth curved in their longitudinal direction
- B23F9/08—Making gears having teeth curved in their longitudinal direction by milling, e.g. with helicoidal hob
- B23F9/10—Making gears having teeth curved in their longitudinal direction by milling, e.g. with helicoidal hob with a face-mill
- B23F9/14—Making gears having teeth curved in their longitudinal direction by milling, e.g. with helicoidal hob with a face-mill for continuous generating processes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gear Processing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для получистовой и чистовой обработки зубьев цилиндрических зубчатых колес.The invention relates to mechanical engineering and can be used for semi-finishing and finishing of the teeth of cylindrical gears.
В настоящее время известно и используется на практике большое число способов обработки зубьев эвольвентных зубчатых колес. Большинство способов обработки, применяемых в серийном производстве, основаны на использовании специального зуборезного инструмента. Это зубофрезерование червячными и дисковыми модульными фрезами, зубошевингование, зуботочение и зубодолбление.At present, a large number of methods for treating involute gear teeth are known and practiced. Most processing methods used in serial production are based on the use of a special gear-cutting tool. This is gear hobbing with worm and disk modular milling cutters, gear milling, hobbing and gear shaping.
Однако на этапах подготовки производства у предприятия есть потребность в обработке небольших (опытных) партий зубчатых колес для испытаний изделий. В этом случае целесообразно обработку зубчатого венца выполнить универсальным инструментом, например дисковой фрезой.However, at the stages of production preparation, the enterprise has a need to process small (experimental) batches of gear wheels for testing products. In this case, it is advisable to process the ring gear with a universal tool, such as a disk mill.
Известен способ черновой обработки зубчатого колеса симметричным набором дисковых фрез, имитирующих исходную инструментальную поверхность, установленных на одной оправке на расстоянии друг от друга, соответствующем окружному шагу обрабатываемого колеса с учетом припуска под дальнейшую обработку, при этом используют инструмент, исходная инструментальная поверхность которого выполнена в виде двух усеченных конусов с общим основанием и различной высоты, причем высоту и угол между образующей конической исходной инструментальной поверхности и осью вращения инструмента задают в соответствии со следующими зависимостями:A known method of roughing a gear with a symmetrical set of disk mills that simulate the original tool surface, mounted on the same mandrel at a distance from each other, corresponding to the circumferential step of the machined wheel, taking into account the allowance for further processing, using a tool whose original tool surface is made in the form two truncated cones with a common base and different heights, with the height and angle between the generatrix of the conical initial instrumental ited and the tool rotation axis is set in accordance with the following relationship:
ϕ1=180°(n+1)/z,ϕ 1 = 180 ° (n + 1) / z,
где - высота конической поверхности с углом конуса при вершине ϕ1;Where - the height of the conical surface with the angle of the cone at the vertex ϕ 1 ;
- высота конической поверхности с углом конуса при вершине ϕ2; - the height of the conical surface with the angle of the cone at the vertex ϕ 2 ;
z - число зубьев обрабатываемого колеса;z is the number of teeth of the machined wheel;
n - число впадин охватываемых комплектом фрез;n is the number of depressions covered by a set of cutters;
- угол профиля обрабатываемого колеса; - the angle of the profile of the machined wheel;
Н - высота зуба обрабатываемого колеса;H - the height of the tooth of the machined wheel;
δ - припуск материала у дна впадины, равный величине радиального зазора;δ is the material allowance at the bottom of the cavity, equal to the value of the radial clearance;
В - ширина впадины зуба на диаметре, заданном зависимостью:In - the width of the tooth cavity on the diameter specified by the dependence:
d'=dƒ+2c;d '= d ƒ + 2c;
dƒ - диаметр окружности впадин обрабатываемого колеса;d ƒ is the diameter of the circumference of the hollows of the machined wheel;
с - радиальный зазор (SU №1815024, МПК B23F 5/20 (2000.01), B23F 17/00 (2000.01), опубл. 15.05.1993).c - radial clearance (SU No. 1815024,
Способ реализуется при дискретных делительных поворотах заготовки на универсальном фрезерном станке. Он позволяет осуществить быстрое снятие основного припуска во впадинах зубьев и получить зубья трапецеидального профиля. Для окончательной обработки зубьев и получения эвольвентного профиля потребуется использовать специализированный станок и инструмент.The method is implemented with discrete dividing turns of the workpiece on a universal milling machine. It allows you to quickly remove the main allowance in the hollows of the teeth and get the teeth of the trapezoidal profile. For the final processing of the teeth and obtaining an involute profile, you will need to use a specialized machine and tool.
Развитие фрезерных станков с числовым программным управлением дает возможность реализовать обкат эвольвентного профиля стандартной дисковой фрезой за счет совместного перемещения заготовки и инструмента по четырем или пяти управляемым координатам.The development of numerically controlled milling machines makes it possible to roll around an involute profile with a standard disk mill due to the joint movement of the workpiece and tool in four or five controlled coordinates.
Так известен способ фрезерования ряда зубьев элемента зубчатой передачи с прямолинейным контуром зуба по длине с помощью фрезы, которая установлена с возможностью вращения вокруг оси фрезы и которая имеет на своей периферии сменные режущие вставки, которые расположены так, что они при подводе фрезы к элементу зубчатой передачи входят во впадины между соседними зубьями, соответственно, и создают эти впадины между зубьями, указанные вставки имеют в своем смонтированном на фрезе состоянии, по меньшей мере, одну проходящую радиально и перпендикулярно оси фрезы режущую кромку, при этом при фрезеровании профиля зуба ось фрезы ориентирована в плоскости, перпендикулярной продольной длине спинки зуба, и во время вхождения вращающихся вокруг оси фрезы режущих вставок в поверхность, соответственно, впадины между зубьями элемента зубчатой передачи поворачивается в указанной плоскости в угловом диапазоне, который перекрывает зону всех нормалей к поверхности профиля подлежащего изготовлению зуба (RU №2567073, МПК B23F 21/14 (2006.01), B23F 1/06 (2006.01), В23С 5/20 (2006.01), опубл. 27.10.2015).Thus, there is a known method of milling a number of teeth of a gear element with a straight tooth contour along the length using a cutter, which is mounted to rotate around the axis of the cutter and which has interchangeable cutting inserts on its periphery that are positioned so that when the cutter is connected to the gear element enter the depressions between adjacent teeth, respectively, and create these depressions between the teeth, these inserts have in their mounted on the cutter state at least one radially extending and perp and the milling axis is oriented perpendicular to the longitudinal length of the tooth back, and when the cutting inserts rotating around the milling axis rotate around the milling axis of the tooth, it rotates in the indicated plane in the indicated plane in the angular range that overlaps the zone of all normals to the surface of the profile of the tooth to be manufactured (RU No. 2567073, IPC B23F 21/14 (2006.01),
Способ предусматривает движения фрезы построчно после или при вхождении в соответствующую впадину между зубьями вдоль зуба, т.е. параллельно впадинам между зубьями, при этом после такого прохождения строчки ось фрезы поворачивается с целью параллельного прохождения новой строчки. Таким образом возникают проходящие параллельно спинкам зубьев полосы профиля зубьев, зависящие от количества и плотности проходимых при этом строчек, которые образуются за счет более или менее сильно выраженного поворота оси фрезы относительно подлежащего фрезерованию зуба. Проблема получения боковой поверхности с огранкой в способе решается за счет конструкции фрезы и траектории движения. Однако такой подход имеет и свои недостатки - повышенная нагрузка на вершины режущих вставок и проходящую радиально и перпендикулярно оси фрезы одну режущую кромку.The method involves the movement of the cutter line by line after or when entering the corresponding cavity between the teeth along the tooth, i.e. parallel to the hollows between the teeth, and after this passage of the line, the axis of the cutter rotates in order to parallel the passage of a new line. In this way, tooth profile strips running parallel to the tooth backs arise, depending on the number and density of stitches that can be traversed, which are formed due to a more or less pronounced rotation of the cutter axis relative to the tooth to be milled. The problem of obtaining a side surface with a facet in the method is solved by the design of the cutter and the trajectory of movement. However, this approach also has its drawbacks - increased load on the tops of the cutting inserts and one cutting edge extending radially and perpendicular to the axis of the cutter.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является способ обработки боковых сторон профиля цилиндрических зубчатых эвольвентных колес вращающимся дисковым лезвийным инструментом по методу периодического обката, в котором режущие кромки инструмента располагают в плоскости, перпендикулярной оси его вращения, при этом при обкате эвольвентного профиля при повороте обрабатываемого колеса вокруг своей оси на некоторый угол Δϕ дисковому лезвийному инструменту сообщают относительные перемещения по следующим формулам в отношении взаимоперпендикулярных осей X и Y, из которых ось Y параллельна оси дискового лезвийного инструмента:The closest to the claimed technical solution according to the set of essential features and the technical result achieved is a method of processing the sides of the profile of cylindrical gear involute wheels with a rotary blade tool according to the periodic rolling method, in which the cutting edges of the tool are placed in a plane perpendicular to the axis of rotation, while rolling around the involute profile when turning the machined wheel around its axis by a certain angle Δϕ to the disk blade relative displacements according to the following formulas are reported to the tool with respect to the mutually perpendicular axes X and Y, of which the Y axis is parallel to the axis of the disk blade tool:
по оси X: X axis:
по оси Y: along the y axis:
где α - угол профиля исходного контура обрабатываемого колеса;where α is the profile angle of the original contour of the machined wheel;
m - модуль обрабатываемого колеса;m is the module of the machined wheel;
z - число зубьев обрабатываемого колеса,z is the number of teeth of the machined wheel,
при этом согласование вращения обрабатываемого колеса вокруг своей оси и перемещение инструмента обеспечивают взаимосвязанными движениями рабочих органов станка в соответствии с управляющей программой от системы ЧПУ (RU №2453404, МПК B23F 5/20 (2006.01), опубл. 20.06.2012).at the same time, the coordination of the rotation of the machined wheel around its axis and the movement of the tool are ensured by the interconnected movements of the working bodies of the machine in accordance with the control program from the CNC system (RU No. 2453404, IPC
Способ реализуется при согласованном вращении инструмента и заготовки. Формообразование профиля по всей ширине венца обеспечивается за счет выбора диаметра фрезы и длины кромок, перекрывающих ширину венца зуба. Данный способ может быть использован для чистовой обработки зубьев цилиндрических прямозубых колес. При обработке профилирование зубьев детали осуществляется различными участками режущих кромок, что обеспечивает достаточно высокую стойкость инструмента.The method is implemented with a coordinated rotation of the tool and the workpiece. Profile shaping over the entire width of the crown is achieved by choosing the diameter of the cutter and the length of the edges overlapping the width of the crown of the tooth. This method can be used for finishing the teeth of spur gears. During processing, profiling of the teeth of the part is carried out by various sections of the cutting edges, which provides a sufficiently high tool life.
К недостаткам способа можно отнести узкие технологические возможности, а именно невозможность обработки винтовых эвольвентных поверхностей зубьев на косозубых колесах. Учитывая преимущества косозубых зубчатых передач и степень их распространенности в узлах и агрегатах машин, область применения рассмотренных способов довольно ограничена.The disadvantages of the method include narrow technological capabilities, namely the impossibility of processing helical involute tooth surfaces on helical gears. Given the advantages of helical gears and the degree of their prevalence in the nodes and assemblies of machines, the scope of the considered methods is quite limited.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение технологических возможностей способа обработки зубьев для косозубых зубчатых колес, а именно получение качественной эвольвентной боковой поверхности винтовых зубьев без огранки.The technical problem to which the invention is directed is to expand the technological capabilities of the method of processing teeth for helical gears, namely, to obtain high-quality involute side surface of helical teeth without cutting.
Указанная задача решается тем, что в способе обработки боковых сторон профиля цилиндрических зубчатых эвольвентных колес вращающимся дисковым лезвийным инструментом по методу периодического обката, характеризующемся тем, что режущие кромки дискового лезвийного инструмента располагают в плоскости, перпендикулярной оси его вращения, при обкате эвольвентного профиля при повороте обрабатываемого колеса вокруг своей оси на некоторый угол ϕ дисковый лезвийный инструмент перемещают в направлении взаимоперпендикулярных осей координат на расстояния ΔХ и ΔY, которые определяют следующими зависимостями:This problem is solved by the fact that in the method of processing the side sides of the profile of cylindrical gear involute wheels with a rotating disk blade tool according to the periodic rolling method, characterized in that the cutting edges of the disk blade tool are placed in a plane perpendicular to the axis of rotation, while rolling around the involute profile when turning the machined wheels around its axis at a certain angle ϕ the disk blade tool is moved in the direction of mutually perpendicular axes of coordinates n distance ΔH and ΔY, which is determined by the following dependency:
где mt - модуль обрабатываемого колеса в торцовом сечении;where m t is the module of the machined wheel in the end section;
αt - угол профиля зубьев в торцовом сечении, определяется по формуле;α t is the angle of the profile of the teeth in the end section, is determined by the formula;
z - число зубьев обрабатываемого колеса, формообразующую поверхность дискового лезвийного инструмента смещают относительно оси обрабатываемого колеса на величину Y0, определяемую следующей зависимостью:z is the number of teeth of the machined wheel, the forming surface of the disk blade tool is displaced relative to the axis of the machined wheel by Y 0 , determined by the following relationship:
где - диаметр граничных точек эвольвенты обрабатываемого колеса;Where - the diameter of the boundary points of the involute of the machined wheel;
- угол профиля на диаметре граничных точек, ось инструмента располагают на расстоянии А от оси обрабатываемого колеса и поворачивают относительно плоскости торца обрабатываемого колеса на угол βb, определяемые следующими зависимостями: - the angle of the profile on the diameter of the boundary points, the axis of the tool is located at a distance A from the axis of the machined wheel and rotate relative to the plane of the end face of the machined wheel by an angle β b determined by the following relationships:
βb=arctg(tgβ⋅cosαt)β b = arctan (tgβ⋅cosα t )
где Х0 - расстояние от вершины зуба фрезы до оси обрабатываемого колеса в граничной точке эвольвентного профиля, определяется по формуле:where X 0 is the distance from the top of the cutter tooth to the axis of the machined wheel at the boundary point of the involute profile, is determined by the formula:
dфр - наружный диаметр дискового лезвийного инструмента;d FR - the outer diameter of the disk blade tool;
β - угол наклона винтовой линии зубьев на делительном диаметре;β is the angle of inclination of the helix of the teeth on the pitch diameter;
Dƒ - диаметр впадин зубьев обрабатываемого колеса, при этом обработку боковой стороны зуба выполняют за несколько совместных перемещений обрабатываемого колеса и инструмента, в пределах каждого из которых угол ϕ изменяют в пределах от 0° до ϕmax, определяемый зависимостью:D ƒ is the diameter of the tooth cavities of the machined wheel, while the processing of the tooth side is performed for several joint movements of the machined wheel and the tool, within each of which the angle ϕ is changed from 0 ° to ϕ max , determined by the dependence:
где α а - угол профиля зубьев на диаметре вершин зубьев,where α a is the angle of the tooth profile on the diameter of the tips of the teeth,
кроме того, после каждого из таких перемещений выполняют совместные перемещения инструмента вдоль оси обрабатываемого колеса на величину осевой подачи ΔZ и поворот колеса на угол ψ, определяемые следующими зависимостями:in addition, after each of these movements, joint tool movements along the axis of the machined wheel are performed by the axial feed ΔZ and the rotation of the wheel by the angle ψ, determined by the following relationships:
где - ширина обработанного участка зуба на диаметре граничных точек, определяемая зависимостью:Where - the width of the treated tooth area on the diameter of the boundary points, determined by the dependence:
где - угол наклона винтовой линии зубьев на диаметре граничных точек эвольвенты,Where - the angle of inclination of the helix of the teeth on the diameter of the boundary points of the involute,
причем положение обрабатываемого колеса после поворота на угол ψ является нулевым для отсчета угла ϕ на следующем совместном перемещении.moreover, the position of the machined wheel after rotation through the angle ψ is zero for counting the angle ϕ at the next joint movement.
Выполнение способа обработки зубьев зубчатых колес вращающимся дисковым лезвийным инструментом по методу периодического обката, режущие кромки которого расположены в плоскости, перпендикулярной оси его вращения, при обкате эвольвентного профиля при повороте обрабатываемого колеса вокруг своей оси на некоторый угол ϕ и соответствующим ему перемещениям дискового лезвийного инструмента в направлении осей координат на величины ΔХ и ΔY в сочетании с размещением формообразующей поверхности инструмента на расстояние Y0 от оси обрабатываемого колеса, установкой межосевого расстояния A, поворотом оси инструмента относительно плоскости торца обрабатываемого колеса на угол βb и обработкой боковой стороны зуба за несколько совместных перемещений обрабатываемого колеса и инструмента, после каждого из которых выполняют совместные перемещение инструмента вдоль оси обрабатываемого колеса на величину осевой подачи ΔZ и поворот колеса на угол ψ, определяемыми указанными зависимостями, обеспечит линейный контакт формообразующей поверхности инструмента и винтовой эвольвентной поверхности зуба с перекрытием зоны контакта. Это в свою очередь обеспечивает получение качественной эвольвентной боковой поверхности винтовых зубьев без огранки.A method for treating gear teeth with a rotating disk blade tool according to the periodic rolling method, the cutting edges of which are located in a plane perpendicular to its axis of rotation, while rolling an involute profile while turning the machined wheel around its axis by some angle ϕ and the corresponding movements of the disk blade tool in the direction of the coordinate axes by the values ΔX and ΔY in combination with the placement of the forming surface of the tool at a distance Y 0 from the axis is processed wheel, setting the center distance A, turning the tool axis relative to the plane of the end face of the machined wheel by angle β b and processing the tooth side for several joint movements of the machined wheel and the tool, after each of which joint movement of the tool along the axis of the machined wheel by the amount of axial feed ΔZ and rotation of the wheel through the angle ψ, determined by the indicated dependencies, will provide a linear contact of the forming surface of the tool and the screw involute tooth surface overlapping contact area. This in turn ensures a high-quality involute lateral surface of helical teeth without cutting.
Заявителю не известны способы обработки зубьев зубчатых колес дисковым лезвийным инструментом с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условиям «новизна» и «изобретательский уровень».The applicant does not know how to process the teeth of gears with a disk blade tool with the specified set of essential features and the claimed set of essential features does not follow explicitly from the current level of technology, which confirms the compliance of the claimed technical solution with the conditions of "novelty" and "inventive step".
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:The claimed technical solution is illustrated by drawings, where:
фиг. 1 - схема рабочих движений при обработке зубьев зубчатых колес дисковым лезвийным инструментом;FIG. 1 is a diagram of the working movements in the processing of gear teeth by a disk blade tool;
фиг. 2 - вид А на фиг 1;FIG. 2 is a view A in FIG. 1;
фиг. 3 - вид Б на фиг. 2;FIG. 3 is a view B in FIG. 2;
фиг. 4 - обработанный участок боковой поверхности зуба и параметры осевого смещения инструмента.FIG. 4 - the processed section of the tooth lateral surface and the axial displacement parameters of the tool.
Способ обработки зубьев зубчатого колеса 1 дисковым лезвийным инструментом 2 выполняется по методу периодического обката. Режущие кромки 3 инструмента 2 расположены в плоскости, перпендикулярной оси 4 его вращения. При обкате эвольвентного профиля при повороте обрабатываемого колеса 1 вокруг своей оси 5 на некоторый угол ϕ дисковый лезвийный инструмент 2 перемещается в направлении взаимоперпендикулярных осей координат X и Y на расстояния ΔХ и ΔY соответственно, которые определяются следующими зависимостями:The method of processing the teeth of the
где mt - модуль обрабатываемого колеса в торцовом сечении;where m t is the module of the machined wheel in the end section;
αt - угол профиля зубьев в торцовом сечении, определяется по формуле;α t is the angle of the profile of the teeth in the end section, is determined by the formula;
z - число зубьев обрабатываемого колеса.z is the number of teeth of the machined wheel.
Формообразующую поверхность 6 дискового лезвийного инструмента 2 смещают относительно оси 5 обрабатываемого колеса 1 на величину Y0, определяемую следующей зависимостью:The forming
где - диаметр граничных точек эвольвенты обрабатываемого колеса;Where - the diameter of the boundary points of the involute of the machined wheel;
- угол профиля на диаметре граничных точек. - the angle of the profile on the diameter of the boundary points.
Ось 4 инструмента 2 располагают на расстоянии А от оси 5 обрабатываемого колеса 1 и поворачивают относительно плоскости торца обрабатываемого колеса 1 на угол βb, определяемые следующими зависимостями:The
βb=arctg(tgβ⋅cosαt),β b = arctan (tgβ⋅cosα t ),
где Х0 - расстояние от вершины зуба фрезы до оси обрабатываемого колеса в граничной точке эвольвентного профиля, определяется по формуле:where X 0 is the distance from the top of the cutter tooth to the axis of the machined wheel at the boundary point of the involute profile, is determined by the formula:
dфр - наружный диаметр дискового лезвийного инструмента;d FR - the outer diameter of the disk blade tool;
β - угол наклона винтовой линии зубьев на делительном диаметре;β is the angle of inclination of the helix of the teeth on the pitch diameter;
Dƒ - диаметр впадин зубьев обрабатываемого колеса.D ƒ - the diameter of the cavities of the teeth of the machined wheel.
Обработку боковой стороны зуба выполняют за несколько совместных перемещений обрабатываемого колеса 1 и инструмента 2, в пределах каждого из которых угол ϕ изменяют в пределах от 0° до ϕmax, определяемого зависимостью:The processing of the side of the tooth is performed for several joint movements of the machined
где α а - угол профиля зубьев на диаметре вершин зубьев.where α a is the angle of the tooth profile on the diameter of the tips of the teeth.
После каждого из таких перемещений выполняют совместные перемещение инструмента 2 вдоль оси 5 обрабатываемого колеса 1 на величину осевой подачи ΔZ и поворот колеса 1 на угол ψ, определяемые следующими зависимостями:After each of these movements, the joint movement of the
где - ширина обработанного участка зуба на диаметре граничных точек, определяется зависимостью:Where - the width of the treated tooth area on the diameter of the boundary points, is determined by the dependence:
- угол наклона винтовой линии зубьев на диаметре граничных точек эвольвенты. - the angle of inclination of the helix of the teeth on the diameter of the boundary points of the involute.
Причем положение обрабатываемого колеса после поворота на угол ψ является нулевым для отсчета угла ϕ на следующем совместном перемещении обработки зуба.Moreover, the position of the machined wheel after rotation through the angle ψ is zero for counting the angle ϕ at the next joint movement of the tooth processing.
Расчет координат точек траектории инструмента рассмотрим на примере обработки зубчатого колеса коробки переключения передач.We will consider the calculation of the coordinates of the tool path points using the example of processing a gear wheel of a gearbox.
Исходными данными для расчета являются параметры обрабатываемой детали, дисковой фрезы:The initial data for the calculation are the parameters of the workpiece, disk cutter:
m=3,7 - модуль нормальный;m = 3,7 - the module is normal;
z=21 - число зубьев;z = 21 is the number of teeth;
α=23° - угол профиля обрабатываемой детали;α = 23 ° - the angle of the profile of the workpiece;
β=18° - угол наклона винтовой линии зубьев;β = 18 ° - the angle of inclination of the helix of the teeth;
S=6,1 - толщина зуба по дуге делительной окружности;S = 6.1 - the thickness of the tooth along the arc of the pitch circle;
D a =87 - диаметр вершин зубьев обрабатываемого колеса;D a = 87 - the diameter of the vertices of the teeth of the machined wheel;
Dƒ=71,5 - диаметр впадин зубьев обрабатываемого колеса;D ƒ = 71.5 - the diameter of the hollows of the teeth of the machined wheel;
- диаметр граничных точек обрабатываемого колеса; - the diameter of the boundary points of the machined wheel;
Bк=62 - ширина зубчатого венца обрабатываемого колеса;B to = 62 - the width of the gear rim of the machined wheel;
n=20 - количество шагов по углу поворота обрабатываемого колеса при обработке участка одного зуба по всей высоте эвольвентного профиля (определяется возможностями станка и необходимой точностью обработки);n = 20 - the number of steps in the angle of rotation of the machined wheel when processing a section of one tooth along the entire height of the involute profile (determined by the capabilities of the machine and the necessary processing accuracy);
Фреза дисковая трехсторонняя d=70×4×22 (Т5К10);Three-sided disk mill d = 70 × 4 × 22 (T5K10);
dфр=70 - наружный диаметр дискового лезвийного инструмента.d FR = 70 - the outer diameter of the disk blade tool.
Расчет параметров зубьев в торцовом сечении:Calculation of tooth parameters in the end section:
- модуль торцовый; - end module;
- угол профиля торцовый; - angle profile end;
D=mt⋅z=3,8796-21=81,4707 - делительный диаметр;D = m t ⋅z = 3.8796-21 = 81.4707 - dividing diameter;
Db=D⋅cosαt=81,4707⋅cos23,9926°=74,4314 - диаметр основной окружности;D b = D⋅cosα t = 81,4707⋅cos23,9926 ° = 74,4314 - the diameter of the main circle;
Углы профиля зубьев на различных диаметрах:Tooth profile angles at various diameters:
- на диаметре граничных точек; - on the diameter of the boundary points;
- на диаметре вершин; - on the diameter of the peaks;
Параметры определяющие относительное положением инструмента и обрабатываемого колеса в начале обработки:Parameters that determine the relative position of the tool and the machined wheel at the beginning of processing:
- расстояние между формообразующей поверхностью 6 дискового лезвийного инструмента и осью 5 обрабатываемого колеса; - the distance between the forming
- расстояние от вершины зуба дискового лезвийного инструмента до оси обрабатываемого колеса в граничной точке эвольвентного профиля; - the distance from the top of the tooth of the disk blade tool to the axis of the machined wheel at the boundary point of the involute profile;
- расстояние между осью 4 инструмента и осью 5 обрабатываемого колеса; - the distance between the
βb=arctg(tgβ⋅cosαt)=arctg(tg17,5°⋅cos23,9926°)=16,0694° - угол поворота оси инструмента относительно торца обрабатываемого колеса (угол наклона винтовой линии зубьев на основном диаметре).β b = arctan (tgβ⋅cosα t ) = arctan (tg17.5 ° ⋅cos23.9926 °) = 16.0694 ° - the angle of rotation of the tool axis relative to the end of the machined wheel (the angle of inclination of the helical line of the teeth on the main diameter).
Угол поворота обрабатываемого колеса, обеспечивающий обработку участка одного зуба по всей высоте эвольвентного профиля:The angle of rotation of the machined wheel, providing the processing of a section of one tooth along the entire height of the involute profile:
Шаг угла поворота обрабатываемого колеса:Step angle of rotation of the machined wheel:
Ширина обработанного участка боковой стороны зуба на диаметре граничных точек в пределах одного совместного перемещения по углу ϕ и координатам X и Y:The width of the treated section of the tooth side on the diameter of the boundary points within one joint movement along the angle ϕ and the coordinates X and Y:
Угол наклона винтовой линии зубьев на диаметре граничных точек:The angle of inclination of the helix of the teeth on the diameter of the boundary points:
Максимальная осевая подача:Maximum axial feed:
Принимаем величину осевой подачи меньшую полученного значения ΔZmax:We accept the value of the axial feed less than the obtained value ΔZ max :
ΔZ=9;ΔZ = 9;
Количество совместных перемещений обрабатываемого колеса и инструмента для полной обработки боковой стороны одного зуба на всю ширину обрабатываемого колеса:The number of joint movements of the machined wheel and tool for the complete processing of the side of one tooth over the entire width of the machined wheel:
Полученное значение округлим до ближайшего большего целого значения: Nn=7;We round off the obtained value to the nearest larger integer value: N n = 7;
Дополнительный поворот обрабатываемого колеса выполняемый совместно с осевым перемещением инструмента на величину ΔZ:An additional rotation of the machined wheel performed in conjunction with the axial movement of the tool by ΔZ:
Знак минус в данном значении показывает, что направление поворота должно быть противоположным повороту колеса на угол ϕ при обработке участка боковой стороны зуба.A minus sign in this value indicates that the direction of rotation should be opposite to the rotation of the wheel by an angle ϕ when processing a portion of the side of the tooth.
Координаты точек траектории инструмента при обработке на станке с ЧПУ участка боковой стороны зуба представлены в табл. 1.The coordinates of the tool path points when machining on a CNC machine side of the tooth side are presented in table. one.
После поворота обрабатываемого колеса на угол ϕ=27,5787° выполняют совместное перемещение, включающее поворот заготовки на угол ψ=23,5874° в направлении, противоположном повороту по углу ϕ, и перемещение инструмента вдоль оси обрабатываемого колеса на величину осевой подачи ΔZ. Текущее значение угла поворота обрабатываемого колеса ϕ=27,5787°-23,5874°=3,9913° обнуляется: ϕ=0°. По координатам X и Y инструмент перемещается в точки с нулевыми координатами для обработки следующего участка боковой стороны зуба.After turning the machined wheel by an angle ϕ = 27.5787 °, a joint movement is performed, including turning the workpiece by an angle ψ = 23.5874 ° in the opposite direction to the rotation along the angle ϕ, and moving the tool along the axis of the machined wheel by the value of the axial feed ΔZ. The current value of the angle of rotation of the machined wheel ϕ = 27.5787 ° -23.5874 ° = 3.9913 ° is reset to zero: ϕ = 0 °. At the X and Y coordinates, the tool moves to points with zero coordinates to process the next portion of the tooth side.
Процесс обработки зубьев зубчатых колес дисковым лезвийным инструментом выглядит следующим образом. Заготовка обрабатываемого колеса с предварительно прорезанными пазами трапецеидальной или эвольвентной формы крепится в поворотном устройстве фрезерного станка с ЧПУ. Дисковый лезвийный инструмент крепится на оправке. Обработка может выполняться как на пяти координатном, так и на четырех координатном фрезерном станке с ЧПУ. Поворот оси 4 дискового лезвийного инструмента 2 относительно плоскости торца обрабатываемого колеса 1 обеспечивают либо за счет одной поворотной координаты на пяти координатном станке, либо за счет установки поворотного устройства на столе станка под углом к оси шпинделя на четырех координатном станке. Дальнейший процесс обработки выполняют по управляющей программе. Включают вращение шпинделя и подачу СОЖ в зону резания. Инструмент подводят к нижней точке эвольвенты на торце обрабатываемого колеса, выдерживая расстояние от его формообразующей поверхности 6 до оси 5 Y0 и межосевое расстояние А. Совместно вращают обрабатываемое колесо 1 вокруг оси 5 и перемещают инструмент 2 по осям X и Y. После поворота колеса 1 на угол ϕmax и завершения обработки участка 7 боковой стороны одного зуба (фиг. 4) выполняют совместный поворот колеса 1 на угол ψ и смещение инструмента 2 на расстояние осевой подачи ΔZ. Инструмент подводят к нижней точке эвольвенты зуба и процесс обработки участков боковых поверхностей зубьев повторяют. После обработки боковой стороны зуба на всю ширину вдоль оси колеса 1 инструмент 2 поднимают на безопасное расстояние, обрабатываемое колесо поворачивают для обработки следующего зуба, а инструмент подводят к нижней точке эвольвенты следующего зуба. Процесс повторяют в количестве, равном числу зубьев обрабатываемого колеса 1. После обработки одной боковой стороны всех зубьев инструмент 2 подводят к нижней точке эвольвенты на торце обрабатываемого колеса 1 на противоположной стороне зуба, и процесс обработки повторяют до полной обработки зубьев. После завершения работы станка по управляющей программе, обработанное колесо 1 снимают.The process of processing the gear teeth with a disk blade tool is as follows. The workpiece blank with pre-cut grooves of a trapezoidal or involute shape is mounted in a rotary device of a CNC milling machine. The blade disc tool is mounted on a mandrel. Processing can be performed on either a five coordinate or four coordinate CNC milling machine. The rotation of the
Способ обработки зубьев зубчатых колес дисковым лезвийным инструментом может быть реализован на существующем оборудовании с числовым программным управлением с применением известных инструментов, что соответствует критерию «промышленная применимость».The method of processing gear teeth with a disk blade tool can be implemented on existing equipment with numerical control using known tools, which meets the criterion of "industrial applicability".
Claims (27)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018104407A RU2677553C1 (en) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | Method for processing gear teeth with disk blade tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018104407A RU2677553C1 (en) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | Method for processing gear teeth with disk blade tool |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2677553C1 true RU2677553C1 (en) | 2019-01-17 |
Family
ID=65025198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018104407A RU2677553C1 (en) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | Method for processing gear teeth with disk blade tool |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2677553C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2763831C1 (en) * | 2021-07-13 | 2022-01-11 | Публичное акционерное общество "КАМАЗ" | Method for processing gear teeth with a disk blade tool |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU401458A1 (en) * | 1971-12-14 | 1973-10-12 | Л. В. Коростелев, В. Д. Борисов , Ю. И. Растов Московский станкоинструментальный институт | METHOD OF PROCESSING OF TEETH TEETH OF TEAMS |
SU897428A1 (en) * | 1980-04-29 | 1982-01-15 | Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения | Method of finishing gear-wheels by hob cutter "pobeda" |
DE10330474A1 (en) * | 2003-07-05 | 2005-02-10 | Fette Gmbh | Method, apparatus and tool for chamfering the front edges of the tooth grooves of a gear |
RU2343048C1 (en) * | 2007-03-19 | 2009-01-10 | Открытое акционерное общество "КАМАЗ" | Method for processing of toothed wheel teeth with removal of bevels on their ends |
RU2453404C1 (en) * | 2011-04-22 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "ВНИИИНСТРУМЕНТ" (ОАО "ВНИИИНСТРУМЕНТ") | Method of machining sides of involute helical gear profile |
-
2018
- 2018-02-05 RU RU2018104407A patent/RU2677553C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU401458A1 (en) * | 1971-12-14 | 1973-10-12 | Л. В. Коростелев, В. Д. Борисов , Ю. И. Растов Московский станкоинструментальный институт | METHOD OF PROCESSING OF TEETH TEETH OF TEAMS |
SU897428A1 (en) * | 1980-04-29 | 1982-01-15 | Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения | Method of finishing gear-wheels by hob cutter "pobeda" |
DE10330474A1 (en) * | 2003-07-05 | 2005-02-10 | Fette Gmbh | Method, apparatus and tool for chamfering the front edges of the tooth grooves of a gear |
RU2343048C1 (en) * | 2007-03-19 | 2009-01-10 | Открытое акционерное общество "КАМАЗ" | Method for processing of toothed wheel teeth with removal of bevels on their ends |
RU2453404C1 (en) * | 2011-04-22 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "ВНИИИНСТРУМЕНТ" (ОАО "ВНИИИНСТРУМЕНТ") | Method of machining sides of involute helical gear profile |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2763831C1 (en) * | 2021-07-13 | 2022-01-11 | Публичное акционерное общество "КАМАЗ" | Method for processing gear teeth with a disk blade tool |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6730266B2 (en) | Axial hob with multi-rotating blade | |
KR100291167B1 (en) | Method of machining gears during indexing | |
RU2542040C2 (en) | Method and tool for making of flat gear wheels | |
CN102256735B (en) | Machine tool and method for producing gearing | |
JP3881084B2 (en) | Contour forming method of grinding worm for continuous roller grinding, tool and apparatus used for the method | |
US7377731B1 (en) | Chamfering cutting tool or grinding wheel and method of making and use thereof | |
KR102555094B1 (en) | Method for machining a toothing, tool arrangement, and toothing machine | |
CN106715018B (en) | Method for machining a toothed section, machining tool and machine tool | |
US20080268756A1 (en) | Grinding machine for grinding of a gear | |
CS277172B6 (en) | Method of cutting a spur gear and apparatus for making the same | |
KR20120033961A (en) | Method for milling a bevel gear tooth system in the continuous milling process | |
EP2755789B1 (en) | Method for chamfering bevel gears | |
KR20190121244A (en) | Method for generating grinding of a gear wheel workpiece and grinding machine having a controller for generating grinding of a gear wheel workpiece | |
KR930702108A (en) | Crown wheel manufacturing tool and tool manufacturing method | |
CN103551672A (en) | Universal topological-structured cylindrical gear gear-cutting tool and structuring method thereof | |
JP4511268B2 (en) | Method and machine for cutting spiral bevel gears | |
JP2018051752A (en) | Method for machine processing of tooth surface of face coupling work-piece in half-finish single indexing method | |
JP5917046B2 (en) | Method and apparatus for generating control data for forming teeth of a spur gear tooth assembly by milling a workpiece in a machine tool | |
RU2677553C1 (en) | Method for processing gear teeth with disk blade tool | |
KR102147885B1 (en) | Method of machining a rotor with variable-lead screw | |
CN105073321A (en) | Slide rolling process for the generation of bevel gears | |
KR20220148166A (en) | A method for machining a toothed flank region of a workpiece toothed arrangement, a chamfering tool, a control program having control instructions for performing the method, and a gear cutting machine | |
US4353671A (en) | Method for fabricating gears with generated tooth flanks | |
JP2018051753A (en) | Method for machine processing of inter-tooth of face coupling work-piece in half-finishing method | |
Wasif et al. | An accurate approach to determine the cutting system for the face milling of hypoid gears |