RU2074063C1

RU2074063C1 - Tool for finishing gear wheels

Info

Publication number: RU2074063C1
Application number: RU94000270A
Authority: RU
Inventors: П.А. Гудков; В.П. Пономарев
Original assignee: Курганский машиностроительный институт
Priority date: 1994-01-05
Filing date: 1994-01-05
Publication date: 1997-02-27
Also published as: RU94000270A

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: tool has housing 1. Evolvent-shaped cutting members 3 are mounted in the plane perpendicular to rotation axis 2 over periphery inside the housing. Gear transmissions 4 are used for setting cutting members 3 in rotation. Axis 2 of rotation of housing 1 of the tool and axis 5 of rotation of gear wheel define a cross angle. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано для чистовой обработки зубчатых колес, в частности крупномодульных. The invention relates to mechanical engineering technology and can be used for finishing gears, in particular large-modular.

При обработке зубьев крупномодульных зубчатых колес возникает необходимость удаления значительного слоя металла, поэтому технологические процессы изготовления таких деталей содержат большее число операций зубообработки, чем для мелко- и среднемодульных колес. В ходе выполнения предварительных операций на зубчатом венце накапливаются значительные по величине погрешности размеров, формы и расположения зубьев. По этим причинам для чистовой обработки венца устанавливаются увеличенные припуски и для снижения трудоемкости отделки зубчатых колес необходимо применение инструментов повышенной производительности. When processing the teeth of large-modular gears, it becomes necessary to remove a significant layer of metal, therefore, the manufacturing processes for manufacturing such parts contain a larger number of gear processing operations than for small- and medium-modular wheels. In the course of the preliminary operations on the ring gear, significant errors in the size, shape and location of the teeth are accumulated. For these reasons, increased allowances are set for the finishing of the crown, and tools of increased productivity are necessary to reduce the complexity of finishing the gears.

Известны инструменты для обработки зубчатых колес: дисковый шевер и головка с независимым приводом режущих элементов (Бушуев В.В. и Налетов С.П. Тяжелые зубообрабатывающие станки. М. Машиностроение, 1976, с. 226-227, 302; Моисеенко О. И. и др. Головка для нарезания зубчатых колес; Авт.св. 346043, кл. В 23 F 21/16, 28.07.72). Known tools for machining gears: a disk shaver and a head with an independent drive of cutting elements (Bushuev V.V. and Naletov S.P. Heavy gear machines. M. Mechanical Engineering, 1976, pp. 226-227, 302; Moiseenko O. I . and others. Head for cutting gears; Aut. St. 346043, CL 23 F 21/16, 07.28.72).

Дисковые шеверы (Бушуев В.В. и Налетов С.П. Тяжелые зубообрабатывающие станки. М. Машиностроение, 1976, с. 226-227, 302) обеспечивают высокую точность и низкую шероховатость обработки зубчатых колес. Однако, вследствие незначительного съема металла за каждый ход инструмента шевингование крупномодульных зубчатых колес имеет большую трудоемкость. Кроме того, шевингование таких зубчатых колес проводится, как правило, по однопрофильной схеме (последовательная обработка левых и правых профилей), что также снижает производительность операции. Disk shavers (Bushuev V.V. and Naletov S.P. Heavy gear machines. M. Mashinostroenie, 1976, pp. 226-227, 302) provide high accuracy and low roughness of gears processing. However, due to insignificant metal removal for each tool stroke, sheving of large-modular gears has a great complexity. In addition, shewing of such gears is carried out, as a rule, according to a single-profile scheme (sequential processing of left and right profiles), which also reduces the productivity of the operation.

Существенным недостатком дисковых шеверов является невозможность изменения скорости резания независимо от скорости обкатки детали и инструмента. При шевинговании крупномодульных зубчатых колес, имеющих большую массу, скорости вращения детали имеют небольшие значения, поэтому соответственно малы и скорости резания, что отрицательно сказывается на производительности операции. Указанные недостатки дисковых шеверов устраняются в предлагаемой конструкции инструмента. A significant drawback of disk shavers is the impossibility of changing the cutting speed regardless of the speed of running the part and tool. When shewing large-modular gears having a large mass, the rotational speeds of the part are small, therefore, the cutting speeds are correspondingly small, which negatively affects the performance of the operation. These disadvantages of disk shaver are eliminated in the proposed design of the tool.

В качестве прототипа выбрана наиболее близкая по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому инструменту головка для нарезания зубчатых колес (авт. св. N 346043, кл. В 23 F 21/16, 28.07.72). Головка состоит из корпуса, с установленными по винтовой линии режущими элементами в виде пальцевых фрез, и системы зубчатых передач для передачи движения к режущим элементам. При нарезании зубчатого колеса корпус инструмента приводится в согласованное с деталью вращение, а режущие элементы имеют независимый от корпуса привод. Преимуществом данной головки является возможность независимого установления скорости резания, что позволяет достигать оптимальной производительности операции в соответствии с конкретными условиями обработки. Однако инструмент, выбранный в качестве прототипа, имеет существенный недостаток. As a prototype, the head closest in technical essence and achieved positive effect to the proposed tool for cutting gears was selected (ed. St. N 346043, class B 23 F 21/16, 07/28/07). The head consists of a housing, with cutting elements installed in a helical line in the form of finger mills, and a gear system for transmitting movement to the cutting elements. When cutting a gear wheel, the tool body is rotated in accordance with the part, and the cutting elements have a drive independent of the body. The advantage of this head is the ability to independently establish the cutting speed, which allows to achieve optimal performance of the operation in accordance with specific processing conditions. However, the tool selected as a prototype has a significant drawback.

По принципу работы и схеме формообразования профилей зубьев он не отличается от обычной червячной фрезы. По этим причинам данный инструмент не может обеспечить уровня показателей точности и шероховатости, достигаемых при шевинговании зубчатых колес. Этот недостаток устраняется в предлагаемой конструкции инструмента. According to the principle of operation and the pattern of forming tooth profiles, it does not differ from a conventional worm cutter. For these reasons, this tool cannot provide the level of accuracy and roughness indicators achieved when sheaving gears. This disadvantage is eliminated in the proposed tool design.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый инструмент отличается тем, что режущие элементы с эвольвентным профилем расположены по окружности в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения инструмента, образующей угол скрещивания с осью вращения обрабатываемого зубчатого колеса. Comparative analysis with the prototype shows that the proposed tool is characterized in that the cutting elements with an involute profile are located on a circle in the same plane perpendicular to the axis of rotation of the tool, forming the angle of intersection with the axis of rotation of the gear being machined.

Целью изобретения является повышение производительности и расширение технологических возможностей чистовой обработки зубчатых колес путем интенсификации процесса резания. The aim of the invention is to increase productivity and expand the technological capabilities of finishing gears by intensifying the cutting process.

Цель достигается тем, что инструмент выполнен из корпуса и режущих элементов с эвольвентным профилем, расположенных по окружности в плоскости, перпендикулярной оси вращения инструмента, которая образует с осью вращения обрабатываемого зубчатого колеса угол скрещивания. The goal is achieved in that the tool is made of a body and cutting elements with an involute profile, located around a circle in a plane perpendicular to the axis of rotation of the tool, which forms a crossing angle with the axis of rotation of the gear being machined.

На чертеже изображена схема предлагаемого инструмента. The drawing shows a diagram of the proposed tool.

Инструмент содержит корпус 1, в котором в плоскости, перпендикулярной оси его вращения 2, по окружности установлены режущие элементы 3 эвольвентного профиля. Для приведения во вращение режущих элементов 3 применены зубчатые передачи 4. Ось вращения 2 корпуса инструмента 1 наклонена относительно оси вращения 5 обрабатываемого зубчатого колеса 6 на угол скрещивания Φ. The tool contains a housing 1, in which in the plane perpendicular to the axis of rotation 2, cutting elements 3 of an involute profile are installed around the circumference. To bring the cutting elements 3 into rotation, gears 4 are used. The axis of rotation 2 of the tool body 1 is inclined relative to the axis of rotation 5 of the gear wheel 6 being machined by a crossing angle Φ.

Предложенный инструмент работает следующим образом. The proposed tool works as follows.

Корпус инструмента 1 через кинематическую цепь обката деления станка, например зубофрезерного, приводится в согласованное вращение с обрабатываемым зубчатым колесом 6. Для осуществления процесса резания вращательное движение от независимого привода через зубчатые пары 4 передается режущим элементом 3. В процессе обработки корпус 1 режущего инструмента со скоростью подачи S перемещается вдоль оси 5 колеса 6, чем обеспечивается удаление припуска вдоль длины зубьев. Наличие угла скрещивания v между осями 2 и 5 корпуса инструмента 1 и обрабатываемого зубчатого колеса 6 создает дополнительно продольное скольжение профилей режущих элементов 3 по боковым поверхностям зубьев детали, осуществляемое при шевинговании зубчатых колес. The tool body 1, through a kinematic chain of rolling around the division of the machine, for example gear-milling, is driven in coordinated rotation with the gear being machined 6. To carry out the cutting process, the rotational movement from an independent drive through gear pairs 4 is transmitted by the cutting element 3. During processing, the housing 1 of the cutting tool with speed feed S moves along the axis 5 of the wheel 6, thereby ensuring the removal of allowance along the length of the teeth. The presence of a crossing angle v between the axes 2 and 5 of the tool body 1 and the gear 6 being machined creates an additional longitudinal sliding of the profiles of the cutting elements 3 along the side surfaces of the teeth of the part, carried out when the gears are sheaved.

Предлагаемый инструмент позволяет с высокой производительностью и точностью проводить чистовую обработку зубчатых колес, например крупномодульных. Повышение производительности изготовления обеспечивается за счет установления оптимальной скорости резания и одновременной обработки обоих профилей зубьев. Высокая точность обработки достигается путем создания условий осуществления процесса шевингования, т. е. продольного скольжения режущих кромок инструмента вдоль зубьев детали при определенном угле скрещивании их осей. Кроме того, данный инструмент позволяет существенно снизить трудоемкость обработки деталей, так как применение комплекта многолезвийных режущих элементов с независимым приводом обеспечивает возможность значительного увеличения глубины резания за каждый проход инструмента и, тем самым, исключения операции чистового зубофрезерования. Совмещение операций чистового зубофрезерования и шевингования при одной установке обрабатываемого зубчатого колеса позволяет устранить погрешности, связанные с перебазированием детали, и повысить общую точность обработки зубчатого венца. Данный инструмент может быть использован для чистовой обработки зубчатых колес, например крупномодульных, с использованием зубофрезерных станков. The proposed tool allows with high performance and accuracy to finish machining gears, for example large-modular. The increase in manufacturing productivity is ensured by establishing the optimal cutting speed and simultaneous processing of both tooth profiles. High precision machining is achieved by creating the conditions for the shewing process, i.e., longitudinal sliding of the tool cutting edges along the teeth of the part at a certain angle of intersection of their axes. In addition, this tool can significantly reduce the complexity of machining parts, since the use of a set of multi-blade cutting elements with an independent drive provides the possibility of significantly increasing the cutting depth for each pass of the tool and, thereby, eliminating the operation of final gear hobbing. The combination of the operations of finishing gear hobbing and shewing during one installation of the gear being machined allows eliminating errors associated with the relocation of the part and increasing the overall accuracy of machining the gear ring. This tool can be used for finishing machining gears, for example large-modular ones, using gear hobbing machines.

Claims

The tool for finishing gears, made in the form of a tool head, the axis of rotation of the body of which is designed for kinematic communication with the drive spindle of the machine, and the cutting elements are mounted to rotate around their axes from an independent drive, and the axis of rotation of the cutting elements are perpendicular to the axis of rotation housing, characterized in that the cutting elements are made in the form of finger mills with an involute profile, and the axis of rotation of the housing of the tool head is designed Chen to be placed under an angle crossing with the axis machine centers, designed to target funds to install and secure the gears to be treated.