Формообразование торцовых поверхностей зубьев крупногабаритных зубчатых колес

Нами предложен новый метод обработки торцовых поверхностей зубьев зубчатых изделий, который может быть использован как для обработки средних, так и крупногабаритных изделий на универсальном оборудовании (рис. 1).

 

Схема формообразования фасок и удаления заусенцев на торцах зубьев цилиндрических зубчатых колес

Рис. 1 Схема формообразования фасок и удаления заусенцев на торцах зубьев цилиндрических зубчатых колес: 1 – обрабатываемая заготовка – колесо; 2 – устройство для формообразования фасок; 3 – устройство для прикатывания боковых поверхностей зубьев и срезания заусенцев на торцах.

Способ основан на использовании в качестве скорости резания профильного скольжения.

Скорость скольжения контактных точек поверхностей зубьев

Наибольшее удельное скольжение имеет место в нижних точках активных профилей зубьев, расположенных вблизи основных окружностей.

Подбором геометрических параметров инструмента можно достичь выравнивания наибольшего значения удельного скольжения и исключить нулевые значения скоростей скольжения в пределах активного участка профиля зубьев.

Рис. 2 Обкатник

Рис. 2 Обкатник

Это может быть реализовано за счет создания в зубчатой передаче внеполюсного зацепления: заполюсного, когда зубья зубчатого колеса являются головками, а зубья шестерни – ножками; предполюсного, когда зубья зубчатого колеса являются ножками, а зубья шестерни – головками.

Выбор вида зацепления определяется качественными показателями передачи.

Рис. 3 Формообразование фасок на торцах зубьев

Рис. 3 Формообразование фасок на торцах зубьев

На боковых поверхностях обкатников расположены лезвия, срезающие фаски по контуру зубьев. Образующие заусенцы срезаются с торцов двумя дисковыми ножами и прикатываются на боковых поверхностях зубьев зубчатым обкатником. Заготовка – колесо принудительно приводится во вращение от привода, а устройства для формообразования фасок и удаления заусенцев получают вращение от заготовки – колеса. Устройство для формообразования фасок совершает движение подачи  в радиальном направлении, а устройство для удаления заусенцев прижимается к обрабатываемой заготовке – колесу с усилием, зависящем от ее параметров (прочностных характеристик материала, твердости, размеров и др.).

Рис. 4 Прикатывание боковых поверхностей зубьев

Рис. 4 Прикатывание боковых поверхностей зубьев

Рис. 5 Удаление заусенцев на торцах зубьев после формообразования фасок

Рис. 5 Удаление заусенцев на торцах зубьев после формообразования фасок

Обрабатываемое зубчатое колесо устанавливается на столе универсального токарно­карусельного станка, а устройства для формообразования фасок и для прикатывания боковых поверхностей зубьев и срезания заусенцев на торцах зубчатых венцов.

После совершения инструментом количества оборотов, равного или кратного числу зубьев обрабатываемой заготовки – колеса, для обеспечения одинаковых условий резания на противоположных боковых сторонах, производится реверсирование направления вращения зубчатой пары инструмент – заготовка – колесо. На этом заканчивается один проход. После каждого прохода необходимо произвести врезание – сближение осей инструмента и обрабатываемой заготовки – колеса вниз до образования фаски необходимых геометрических размеров.

Для улучшения качества обработанной поверхности на конечном этапе цикла обработки осуществляется выхаживание – вращение пары инструмент – заготовка – колесо в прямом и обратном направлениях при номинальном межосевом расстоянии.

Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено, что оптимальную производительность и качество обработанной поверхности можно обеспечить, если числа зубьев инструмента и обрабатываемой заготовки – колеса не будут иметь общих множителей.

Конструктивно инструмент представляет собой двухвенцовое коническое прямозубое зубчатое колесо, на боковых поверхностях зубьев которого расположены режущие кромки (рис. 2).

На рис. 3 представлено формообразование фасок на торцах зубьев цилиндрических зубчатых колес большого диаметра. На державке, закрепленной в резцедержавке токарно­карусельного станка, установлен в подшипнике обкатник. Обкатник вводится в беззазорное зацепление с колесом – заготовкой в соответствии со схемой (рис. 1). Заготовка – колесо приводится во вращение, а обкатник свободно вращается на резцедержавке.

В процессе формообразования фасок возможно образование наплывов на боковых поверхностях зубьев и заусенцев на торцовых поверхностях заготовки – колеса. Для снятия заусенцев на торцах зубьев (рис. 5) и прикатывания боковых поверхностей (рис. 4) предназначено устройство, которое закрепляется в резцедержателе с противоположной стороны обрабатываемой заготовки – колеса (рис. 1). Прикатник предотвращает образование наплывов на боковых поверхностях зубьев, а дисковые резцы срезают заусенцы на торцах зубьев заготовки колеса.

Е.Н. Валиков д.т.н.

 

В.А. Белякова к.т.н.

 

ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

 

 кафедра «Инструментальные и метрологические системы»

 

Кафедра «Инструментальные и метрологические системы» Тульского государственного университета была основана в 1931 году. Предпосылками для организации кафедры явилась возросшая потребность развивающейся машиностроительной промышленности Центрального региона России в инженерно­технических работниках, которые могли бы создавать новые конструкции инструментов для обеспечения прогрессивных технологических процессов, разрабатывать режимы эксплуатации обрабатывающих инструментов, изготавливать штамповую оснастку.

В настоящее время кафедра «Инструментальные и метрологические системы» является научным и научно­педагогическим коллективом, способным решать самые сложные задачи в области проектирования любого металлорежущего инструмента. В ее составе работают 8 докторов наук, профессоров и 13 кандидатов наук, доцентов.

Круг научных интересов кафедры весьма широк, однако в ее деятельности особое место занимает зуборезный инструмент, проектирование и изготовление которого вызывает массу трудностей и требует от проектировщика большого количества знаний и глубокой инженерной интуиции. Сотрудниками кафедры разработаны современные методики проектирования и изготовления таких зуборезных инструментов, как червячные фрезы с винтовым затылованием, сборные червячные фрезы различных конструкций, шеверы­прикатники, долбяки для обработки зубчатых изделий со специфическими требованиями, предъявляемыми к ним, и многие другие.

Исследования, направленные на совершенствования конструкций и методов проектирования зуборезного инструмента, продолжаются.

Почтовый адрес: 300600, Тула пр. Ленина, 92

ТулГУ каф. ИМС

Местонахождение: 300600, Тула, пр. Ленина, 84

(2­й учебный корпус ТулГУ аудитории 212, 213, 214, 215, 217)

Телефон/факс (4872) 33­25­38

E­mail: imstulgu@pochta.ru

http://ims.tsu.tula.ru/

<"