Спосіб обробки зубів із просторовою модифікацією

Спосіб обробки зубів із просторовою модифікацією, при якому подовжню вісь заготовки при обробці її інструментом переміщають у просторі по конічній траєкторії, який відрізняється тим, що виконують безперервну зміну поточного значення кута нахилу подовжньої осі заготовки в просторі, при якому поточне значення кута нахилу твірної конуса відповідає одному з кутів перекосу зубів колеса, що нарізається, відносно зубів колеса, що сполучається, і входить у межі інтервалу компенсації кутів перекосу. (19) (21) a200510006 (22) 24.10.2005 (24) 10.04.2008 (46) 10.04.2008, Бюл.№ 7, 2008 р. (72) МИХАЙЛОВ ОЛЕКСАНДР МИКОЛАЙОВИЧ, UA, ГРУБКА РОМАН МИХАЙЛОВИЧ, UA, ЛАХІН ОЛЕКСІЙ МИХАЙЛОВИЧ, UA (73) ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, UA (56) SU 1291312, 23.02.1987 SU 1346360, 23.11.1987 SU 1348096, 30.10.1987 3 залежить від величини кута повороту інструмента щодо заготівлі. Що в остаточному підсумку визначає те номінальне значення кута перекосу зубів оброблюваного зубчастого колеса щодо зубів колеса, що з ним сполучається у з'єднанні, при якому воно повинне експлуатуватися. Ознакою найбільш близького аналога, що збігається з ознакою винаходу, що заявляється, є: переміщення подовжньої осі оброблюваного виробу в просторі по конічній траєкторії. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу обробки зубів із просторовою модифікацією за рахунок додання заготовці просторового руху, що відповідає рухові зубчастого колеса в умовах експлуатації, при якому подовжня вісь виробу описує в просторі конічну поверхню з перемінним кутом нахилу утвірної конуса, забезпечується одержання технічного результату - підвищення точності обробки зубів з просторовою геометрією за рахунок реалізації в процесі обробки заготовки умов експлуатації виробу і, як наслідок, забезпечення лінійного контакту і рівномірного розподілу навантаження між зубами в межах зони контактування. задача вирішується за рахунок Поставлена того, що у відомому способі обробки подовжню вісь заготовки при обробці її інструментом переміщають у просторі по конічній траєкторії, відповідно до винаходу, виконують безперервну зміну поточного значення кута нахилу подовжньої осі виробу в просторі, при якому поточне значення кута нахилу твірної конуса відповідає одному з кутів перекосу зубів колеса, що нарізується відносно зубів колеса, що сполучається, і входить у межі інтервалу компенсації кутів перекосу. Зазначені ознаки складають суть винаходу, тому що є необхідними і достатніми для досягнення технічного результату - підвищення точності обробки зубів з просторовою геометрією за рахунок реалізації в процесі обробки заготовки умов експлуатації виробу і, як наслідок, забезпечення лінійного контакту і рівномірного розподілу навантаження між зубами в межах зони контактування. Причинно-наслідковий зв'язок ознак, що складають суть винаходу і технічного результату, що досягається, пояснюється наступним. Приклад. Сутність винаходу пояснюється кресленням, де на Фіг.1 представлена схема реалізації способу обробки зубів із просторовою модифікацією, на Фіг.2 - схема просторового руху подовжньої осі заготовки по конічній поверхні з перемінним кутом нахилу утвірної конуса. Спосіб реалізують наступним чином. При чистовій обробці зубів із просторовою модифікацією, інструмент 1 вводиться в одну з западин зуба заготовки 2. Профіль інструмента 1 ідентичний профілеві зуба колеса, що сполучається, із прямолінійною утвірною. Інструмент 1 робить зворотно-поступальний рух різання уздовж своєї утворюючої, а заготовка 2 просторовий рух при якому її подовжня ось описує в просторі конічну поверхню з перемінним кутом нахилу утворюючої конуса. При цьому поточне значення кута нахилу твірної конуса відповідає одному з кутів перекосу зубів колеса, що 82357 4 нарізується відносно зубів колеса, що сполучається, і входить у межі інтервалу компенсації кутів перекосу. У процесі обробки зубчастого вінця заготовки 2 і інструменту 1 надаються наступні взаємозалежні рухи формоутворення: - Dr- головний рух - рух різання, прямолінійне поступальне переміщення інструмента уздовж подовжньої осі заготовки; - Dпp. - просторовий рух - рух подовжньої осі заготовки по конічній поверхні, з перемінним кутом нахилу утворюючої конуса. А так само два допоміжні рухи: - Dд - рух ділення - періодичний поворот заготовки на один кутовий крок, для обробки наступної западини зубів; - Dот.під - рух відводу-підведення інструмента, необхідний для здійснення руху ділення. Необхідні погоджені переміщення заготовки 2 і інструмента 1 можуть бути реалізовані на пристрої, що складається зі збірного вала 3, на який встановлюється заготовка 1, кулачка 4, планшайби 5, повзуна 6, ролика 7, що зв'язаний за допомогою різьбового сполучення з повзуном 6, напрямної 8 по яких рухається повзун 6, пружин 9, ролика 10, що обкочується по кулачку 4, і опори вала 11. Заготовка 1 встановлювалася на опорні елементи, після чого закріплювалася. Інструмент 2 вводився в зачеплення з однієї з западин заготовки 1. При обертанні планшайби 5, повзун 6 переміщався по напрямним 8 за допомогою пружин 9. При цьому ролик 10 притискався до внутрішньої поверхні кулачка 4 і обкочувався по ній. За рахунок чого безупинно змінювався кут нахилу в просторі збірного вала 3, що з однієї сторони підтримується опорою 11, а з іншого боку - роликом 7, що за допомогою різьбового сполучення зв'язаний з повзуном 6. Лівий кінець вала 3, який взаємодіє з роликом 7, рухається щодо нього при цьому, змінюючи кут нахилу утвірної конуса. У такий спосіб заготовки 2 надається просторовий рух по конічній траєкторії з змінним кутом нахилу конуса. Інструмент 1 робить зворотно-поступальний рух різання. У результаті безперервної зміни положення заготовки 2 у просторі її елементи послідовно проходять усі положення властиві зубчастому колесу при роботі в з'єднанні. А за рахунок зворотно-поступального руху різання інструмента 1 знімається шар матеріалу. обробки однієї западини заготовки 2 Після інструмент 1 виводиться з зачеплення з нею, а заготовка 2 робить рух ділення і виконується обробка наступної западини зуба. Так продовжується доти, поки не будуть оброблені всі западини зуба. В якості інструменту 1 може бути використане протяжка або абразивний хон. При цьому протяжка використовується для обробки незагартованих зубчастих вінців, а хон - для загартованих. по Обробка запропонованому способі виконується після попередньої чорнової обробки зубів. Положення точки, яка належить подовжньої осі заготовки в просторі в процесі обробки визначається системою рівнянь: 5 82357 x 2 = z cos y i sin wi ,ü ï y 2 = z sin y i sin wi , ý ï z 2 = z cos wi . þ де x2, y2, z2 - значення координат точки, що належить подовжньої осі заготовки, у відносному русі; ωi, y i - відповідно поточне значення кутів перекосу і повороту з'єднання. z - вихідне значення координати точки, яка належить подовжньої осі заготовки. 6 При цьому подовжня вісь заготовки описує в просторі конічну поверхню з перемінним кутом нахилу утворюючого конуса (Фіг.2). Наприклад, рух точки, яка належить подовжньої осі заготовки можна простежити по зміні її координат при зміні значень кутів перекосу і повороту з'єднання. Вихідні дані приймають наступні значення: y =0 6,1090рад.; ω=0,0873 - 0,0785рад. і z=340мм (таблиця). Таблиця Зміна координат точки, що належить подовжньої осі заготовки в просторовому русі № крапки (фіг, 2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 y, рад 0,0000 0,1745 0,3491 0,5236 0,6981 0,8727 2,2690 2,4430 2,6180 2,7930 2,9670 3,1420 3,3160 3,4910 3,6650 3,8400 4,0140 5,4110 5,5850 5,7600 5,9340 6,1090 ω, рад 0,0873 0,0855 0,0838 0,082 0,0803 0,0785 0,0785 0,0803 0,0820 0,0838 0,0855 0,0873 0,0855 0,0838 0,0820 0,0803 0,0785 0,0785 0,0803 0,0820 0,0838 0,0855 Бічна поверхня зуба оброблюваного колеса в процесі обробки поділяється на дві частин. Лінія поділу бічної поверхні зуба на дві частин належить площині симетрії зубчастого вінця. Такий розподіл обумовлений особливостями роботи зубчастого з'єднання в умовах наявності похибок монтажу. На кожній з отриманих у такий спосіб частин нарізується просторова геометрія. Так точки 1 - 6 і 18 - 22 відповідають обробці другої частини лівої і першої частини правої бічних поверхонь зуба, а точки 7 - 12 і 13 - 17 - першої частини лівої і другої частини правої бічних поверхонь зуба (Фіг.2). Описаний просторовий рух являє собою прецесійне хитання заготівлі щодо точки, яка лежить в площині симетрії зубчастого вінця, у місці перетинання даної площини й осі Oz абсолютної системи координат. При цьому подовжня ось заготовки, що обробляється описує в просторі конічну поверхню з перемінним кутом нахилу утворюючої конуса (Фіг.2). Рух різання взаємозалежний із просторовим рухом таким чином, що в процесі обробки заготовка повинна пройти в просторі всі x2, мм 29,6443 28,5937 26,7421 24,1177 20,8926 17,1377 -17,1377 -20,8926 -24,1177 -26,7421 -28,5937 -29,6443 -28,5937 -26,7421 -24,1177 -20,8926 -17,1377 17,1377 20,8926 24,1177 26,7421 28,5937 y2, мм 0,0000 5,0409 9,7343 13,9244 17,5299 20,4253 20,4253 17,5299 13,9244 9,7343 5,0409 0,0000 -5,0409 -9,7343 -13,9244 -17,5299 -20,4253 -20,4253 -17,5299 -13,9244 -9,7343 -5,0409 z2, мм 338,7052 338,7580 338,8069 338,8576 338,9044 338,9530 338,9530 338,9044 338,8576 338,8069 338,7580 338,7052 338,7580 338,8069 338,8576 338,9044 338,953 338,9530 338,9044 338,8576 338,8069 338,7580 положення, що відповідають поточним значенням кута перекосу з'єднання ω i, що змінюється від деякого початкового значення кута перекосу ω н до кінцевого значення ωκ. При цьому значення ω н і ωκ утворять деякий інтервал значень, що здатна компенсувати оброблене за способом, що заявляється, зубчасте колесо. Обробка по запропонованому способу дозволяє нарізати на зубах зубчастих коліс просторову геометрію здатну компенсувати похибки монтажу валів і зокрема будь-який кут перекосу зубів сполучених коліс, що входить у деякий інтервал значень. Причому в незалежності від значення кута перекосу, узятого з даного інтервалу, у з'єднанні зберігається лінійний або близький до лінійного контакт зубів і рівномірний розподіл навантаження між ними в межах зони контактування. Запропонований спосіб чистової обробки зубів із просторовою модифікацією може бути використаний при обробки зубчастих вінців циліндричних зубчастих коліс важко навантажених і високошвидкісних механізмів. 7 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 82357 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601