RU2446923C1 - Spur gear finishing tool - Google Patents
Spur gear finishing tool Download PDFInfo
- Publication number
- RU2446923C1 RU2446923C1 RU2011107803/02A RU2011107803A RU2446923C1 RU 2446923 C1 RU2446923 C1 RU 2446923C1 RU 2011107803/02 A RU2011107803/02 A RU 2011107803/02A RU 2011107803 A RU2011107803 A RU 2011107803A RU 2446923 C1 RU2446923 C1 RU 2446923C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tool
- teeth
- wheel
- spur gear
- workpiece
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gear Processing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке круговых и арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес.The invention relates to the field of engineering, in particular to the processing of circular and arched teeth of spur gears.
Известен инструмент в виде дискового шевера, имеющего режущие кромки на боковых эвольвентных винтовых поверхностях зубьев, выполненный со смещением исходного контура рейки, при этом режущие кромки образованы пересечением винтовых поверхностей зубьев шевера Z с винтовыми поверхностями стружечных канавок, при этом Zc=Z±1, где Zc - число стружечных канавок [Пат. РФ №2230635, МПК7 B23F 21/28, Бюл. №17, 2004].A known tool in the form of a disk shaver having cutting edges on the lateral involute helical surfaces of the teeth, made with the offset of the original contour of the rack, while the cutting edges are formed by the intersection of the helical surfaces of the teeth of the shaver Z with the helical surfaces of the chip grooves, while Z c = Z ± 1, where Z c - the number of chip grooves [Pat. RF №2230635, IPC 7 B23F 21/28, Bull. No. 17, 2004].
Недостатками являются узкие технологические возможности инструмента, а также то, что его конструктивные особенности накладывают ограничения, не позволяющие использовать инструмент за пределами ограниченной области его применения - обработки цилиндрических колес с винтовыми зубьями.The disadvantages are the narrow technological capabilities of the tool, as well as the fact that its design features impose restrictions that do not allow the tool to be used outside the limited scope of its application - the processing of cylindrical wheels with helical teeth.
Известен инструмент для чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес, представляет собой цилиндрическое зубчатое колесо, на боковых поверхностях круговых зубьев которого выполнены режущие кромки, образованные пересечением поверхностей зубьев с винтовыми поверхностями стружечной канавки трапецеидального профиля, смещенные в осевом направлении друг относительно друга на величину , где Р - шаг винтовой стружечной канавки, z - число зубьев инструмента, и наклоненные к торцам под углами . Инструмент образует с обрабатываемой заготовкой-колесом зубчатую пару внеполюсного зацепления. [Пат. РФ №75978, МПК8 B23F 21/04, Бюл. №25, 2008.]A well-known tool for finishing machining cylindrical gears is a cylindrical gear wheel, on the lateral surfaces of circular teeth of which cutting edges are made, formed by the intersection of the surfaces of the teeth with the helical surfaces of the chip groove of the trapezoidal profile, offset in the axial direction relative to each other by an amount where P is the pitch of the helical chip groove, z is the number of teeth of the tool, and inclined to the ends at angles . The tool forms a gear pair of non-pole engagement with the workpiece-wheel being machined. [Pat. RF №75978, IPC 8 B23F 21/04, Bull. No. 25, 2008.]
Недостатком является ухудшение точности и качества обработки вследствие тяжелых условий протекания процесса резания и сопровождение его значительным пластическим деформированием.The disadvantage is the deterioration in the accuracy and quality of processing due to the difficult conditions of the cutting process and its accompanying significant plastic deformation.
Технический результат - повышение точности и качества обработки за счет улучшения условий протекания процесса резания и уменьшения доли пластического деформирования в процессе чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес.The technical result is to increase the accuracy and quality of processing by improving the conditions of the process of cutting and reducing the proportion of plastic deformation in the process of finishing machining of cylindrical gears.
Технический результат достигается за счет того, что обработка осуществляется инструментом для чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес, представляющим собой цилиндрическое зубчатое колесо, на боковых поверхностях круговых зубьев которого выполнены режущие кромки, образованные пересечением боковых поверхностей круговых зубьев с винтовыми поверхностями стружечной канавки трапецеидального профиля, смещенные в осевом направлении друг относительно друга, причем центры окружностей, определяющих форму выпуклой и вогнутой сторон круговых зубьев инструмента, лежат на линии симметрии, находящейся в среднем осевом сечении заготовки-колеса и имеющей левый наклон к линии, лежащей в среднем осевом сечении инструмента под углом β=3…8°, при правозаходной стружечной канавке, или имеющей правый наклон, при левозаходной стружечной канавке.The technical result is achieved due to the fact that the processing is carried out by a tool for finishing machining cylindrical gears, which is a cylindrical gear, on the lateral surfaces of the circular teeth of which cutting edges are formed, formed by the intersection of the lateral surfaces of the circular teeth with the helical surfaces of the trapezoidal profile grooves, offset axially relative to each other, with the centers of the circles defining the shape of the convex and concave sides n the circular teeth of the tool, lie on the line of symmetry located in the average axial section of the workpiece-wheel and having a left inclination to the line lying in the average axial section of the tool at an angle β = 3 ... 8 °, with the right chip groove, or having a right inclination, with left-facing chip groove.
На фиг.1 изображено осевое сечение инструмента для чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес. На фиг.2 - развертка делительного цилиндра диаметра d0 инструмента для чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес. На фиг.3 - схема установки инструмента и заготовки-колеса для осуществления способа чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес.Figure 1 shows the axial section of the tool for finishing machining cylindrical gears. Figure 2 - scan dividing cylinder diameter d 0 tool for finishing machining of cylindrical gears. Figure 3 - installation diagram of the tool and the workpiece-wheels for the implementation of the method of finishing machining of cylindrical gears.
Инструмент для чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес представляет собой цилиндрическое зубчатое колесо, линиями зубьев которого являются дуги окружностей. Центры Oe и Oi этих окружностей ROe и ROi, определяющих форму выпуклой и вогнутой сторон зубьев инструмента, находятся не на линии, лежащей в плоскости симметрии (среднем осевом сечении) инструмента, как в ближайшем аналоге, а на линии, лежащей в плоскости симметрии (среднем осевом сечении) заготовки-колеса и имеющей левый наклон к ней при правозаходной стружечной канавке, при этом плоскости осевых сечений инструмента и заготовки-колеса пересекаются под углом β=3…8°. Если стружечная канавка выполнена левозаходной, то линия расположения центров Oe и Oi окружностей должна иметь правый наклон. Это необходимо для создания на передних поверхностях режущих зубьев инструмента положительных передних углов γ. Которые, в свою очередь, образуются за счет разворота боковых поверхностей зубьев обрабатываемой заготовки-колеса на угол β по отношению к передним поверхностям режущих зубьев инструмента.The tool for finishing cylindrical gears is a cylindrical gear wheel, the lines of the teeth of which are arcs of circles. The centers O e and O i of these circles R Oe and R Oi , which determine the shape of the convex and concave sides of the teeth of the tool, are not on the line lying in the plane of symmetry (average axial section) of the tool, as in the closest analogue, but on the line lying in the plane of symmetry (average axial section) of the workpiece-wheel and having a left slope to it with the right chip flute, while the plane of the axial sections of the tool and the workpiece-wheel intersect at an angle β = 3 ... 8 °. If the flute groove is made to the left, then the line of location of the centers O e and O i of the circles should have a right inclination. This is necessary to create positive rake angles γ on the front surfaces of the cutting teeth of the tool. Which, in turn, are formed due to the rotation of the lateral surfaces of the teeth of the workpiece-wheel being machined by an angle β with respect to the front surfaces of the cutting teeth of the tool.
Боковые поверхности 1 зубьев инструмента являются эвольвентными. Режущие кромки 2 инструмента образованы пересечением винтовой поверхности стружечной канавки 3 трапецеидального профиля и боковых поверхностей 1 зубьев инструмента. При этом поверхности 4, образованные пересечением стружечной канавки 3 и зубьев инструмента, - являются передними. За счет такого конструктивного решения режущие кромки 2 смещены в осевом направлении друг относительно друга. Это достигается тем, что стружечная канавка 3 расположена на винтовой поверхности.The
Исходя из геометрических построений, а также из практических соображений, подтверждающих, что режущие зубья инструмента, расположенные близко к его торцам, имеют малую толщину и подвержены сколам, можно определить ширину В инструмента, достаточную для обработки заготовки-колеса 5 шириной b: , где β - угол скрещивания осей инструмента и заготовки-колеса; da - диаметр окружности вершин зубьев обрабатываемой заготовки-колеса.Based on geometric constructions, as well as on practical considerations confirming that the cutting teeth of the tool, located close to its ends, are thin and prone to chips, you can determine the width of the tool, sufficient to process the workpiece-
Применив известные зависимости из теории расчета цилиндрических зубчатых передач, полученную зависимость можно представить в виде: , где m - модуль зуба обрабатываемого колеса-заготовки, z - число зубьев обрабатываемого колеса-заготовки, χ - коэффициент смещения исходного контура колеса-заготовки.Applying the known dependencies from the theory of calculation of cylindrical gears, the obtained dependence can be represented in the form: where m is the tooth module of the machined blank wheel, z is the number of teeth of the machined blank wheel, χ is the displacement coefficient of the initial contour of the blank wheel.
Инструмент для чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес работает следующим образом. Заготовку-колесо 5 и инструмент устанавливают на скрещивающихся под углом β осях. Это необходимо для создания на режущих зубьях инструмента положительных передних углов γ и обеспечения корректной формы и симметричности линии (дуги окружности) зуба обрабатываемой заготовки-колеса 5. При этом, за счет улучшения геометрических параметров режущих зубьев инструмента, происходит улучшение процесса резания и уменьшение доли пластического деформирования в процессе чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес, и, как следствие, повышение точности и качества обработки.Tool for finishing cylindrical gears works as follows. The
Заготовку-колесо 5 с предварительно формообразованными методом литья, пластического деформирования, механической обработки и др. зубьями вводят в плотное (беззазорное по боковым сторонам) зацепление с инструментом, образуя предполюсное dw0>da0, где dw0 - диаметр начальной окружности инструмента, da0 - диметр окружности вершин инструмента, или заполюсное зацепление dw0<dρ0, где dρ0 - диаметр окружности нижних точек активного профиля зуба. Обработку осуществляют способом свободного обката. Срезание припуска осуществляется за счет создания по всей высоте боковых поверхностей 1 зубьев инструмента скорости скольжения в контактных точках режущих кромок 2 и зубьев заготовки-колеса 5, и имеющей значение больше нуля. Обработка боковых поверхностей зубьев заготовки-колеса 5 по всей их длине обеспечивается при соблюдении двух условий: во-первых, наличием на инструменте винтовой поверхности стружечной канавки 3; во-вторых, отсутствием общих множителей чисел зубьев инструмента и обрабатываемой заготовки-колеса 5. При этом обработка осуществляется без дополнительного движения подачи в осевом направлении. Это достигается за счет того, что режущие кромки инструмента конструктивно смещены в осевом направлении друг относительно друга.The blank-
После совершения инструментом количества оборотов, равного или кратного числу зубьев обрабатываемой заготовки-колеса 5, для обеспечения одинаковых условий резания на противоположных боковых поверхностях зубьев заготовки-колеса 5 производят реверсирование направления вращения зубчатой пары инструмент - заготовка-колесо, и также совершается количество оборотов, равное или кратное числу зубьев заготовки-колеса 5. На этом заканчивается один проход. После каждого прохода производят врезание - сближение осей инструмента и обрабатываемой заготовки-колеса 5 вплоть до достижения номинального межосевого расстояния. Для улучшения качества обработанной поверхности, на конечном этапе цикла обработки, осуществляют выхаживание - вращение пары инструмент - заготовка-колесо в прямом и обратном направлениях при номинальном межосевом расстоянии.After the tool makes the number of revolutions equal to or a multiple of the number of teeth of the workpiece-
Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено, что оптимальную производительность и качество обрабатываемой поверхности можно обеспечить, если числа зубьев инструмента и обрабатываемой заготовки-колеса не будут иметь общих множителей.Theoretical and experimental studies have established that the optimal performance and quality of the machined surface can be achieved if the number of teeth of the tool and the workpiece-wheel will not have common factors.
Рассматриваемый инструмент для чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес были апробирован при обработке цилиндрических зубчатых колес с круговыми зубьями с модулем m=2 мм, числом зубьев z=11, коэффициентом смещения исходного контура χ=0, номинальным радиусом кривизны арки зуба R01=20 мм, выполненных из стали 20Х. Предварительное формообразование зубьев заготовки-колеса осуществлялось одной резцовой головкой. В результате проведения исследовательских и экспериментальных работ были получены следующие результаты.The considered tool for finishing cylindrical gears was tested when machining cylindrical gears with circular teeth with a module m = 2 mm, the number of teeth z = 11, the displacement coefficient of the original contour χ = 0, the nominal radius of curvature of the tooth arch R 01 = 20 mm, made of steel 20X. Preliminary shaping of the teeth of the workpiece-wheel was carried out by one incisor head. As a result of research and experimental work, the following results were obtained.
Пример 1. Окончательная обработка велась рассматриваемым инструментом со следующими параметрами: модуль m0=2 мм, число зубьев z0=31, коэффициент смещения исходного контура χ0=1,909 мм, угол β=2°. Режимы обработки: снимаемый припуск, определяемый по развертке начального цилиндра в среднем сечении зуба, - 0,12 мм, частота вращения инструмента n=250 мин-1, подача врезания 0,03 мм на рабочий цикл, количество рабочих циклов - 4, количество циклов выхаживания - 2.Example 1. The final processing was carried out by the tool in question with the following parameters: module m 0 = 2 mm, number of teeth z 0 = 31, displacement coefficient of the initial contour χ 0 = 1,909 mm, angle β = 2 °. Processing modes: removable allowance, determined by the scan of the initial cylinder in the middle section of the tooth, - 0.12 mm, tool rotation speed n = 250 min -1 , infeed feed 0.03 mm per working cycle, number of working cycles - 4, number of cycles nursing - 2.
Установлено, что при β<3° значимого улучшения условий протекания процесса резания и уменьшения доли пластического деформирования в процессе чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес не наблюдается. При этом улучшение точности и качества обработки не достигается.It was found that at β <3 ° there is no significant improvement in the conditions of the cutting process and a decrease in the proportion of plastic deformation during the finishing of cylindrical gears. However, improving the accuracy and quality of processing is not achieved.
Пример 2. Окончательная обработка велась рассматриваемым инструментом, имеющим идентичные параметры, кроме угла β=4°30'. Режимы обработки идентичны рассмотренным выше.Example 2. The final processing was carried out by the considered tool having identical parameters, except for the angle β = 4 ° 30 '. The processing modes are identical to those discussed above.
Установлено, что при β=3…8° наблюдается существенное улучшение условий протекания процесса резания, его стабилизация, уменьшение доли пластического деформирования в процессе чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес. При этом достигается улучшение точности и качества обработки.It was found that at β = 3 ... 8 ° there is a significant improvement in the conditions of the cutting process, its stabilization, a decrease in the proportion of plastic deformation in the process of finishing machining of spur gears. This improves the accuracy and quality of processing.
Пример 3. Окончательная обработка велась рассматриваемым инструментом, имеющим идентичные параметры, кроме угла β=10°30'. Режимы обработки идентичны рассмотренным выше.Example 3. The final processing was carried out by the considered tool having identical parameters, except for the angle β = 10 ° 30 '. The processing modes are identical to those discussed above.
Установлено, что при β>8° наблюдается интенсивное увеличение нагрузки на режущие кромки зубьев инструмента, что приводит к образованию сколов на них, и, как следствие, ухудшение условий протекания процесса резания и увеличение доли пластического деформирования в процессе чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес. При этом наблюдается ухудшение точности и качества обработки.It was found that at β> 8 ° there is an intensive increase in the load on the cutting edges of the teeth of the tool, which leads to the formation of chips on them, and, as a result, the deterioration of the conditions of the cutting process and an increase in the proportion of plastic deformation in the process of finishing cylindrical gears. In this case, there is a deterioration in accuracy and quality of processing.
Проведенные испытания подтвердили высокую точность и качество обработки цилиндрических колес с круговыми зубьями, заявленными инструментом.The tests carried out confirmed the high accuracy and quality of machining of cylindrical wheels with circular teeth declared by the tool.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011107803/02A RU2446923C1 (en) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | Spur gear finishing tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011107803/02A RU2446923C1 (en) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | Spur gear finishing tool |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2446923C1 true RU2446923C1 (en) | 2012-04-10 |
Family
ID=46031590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011107803/02A RU2446923C1 (en) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | Spur gear finishing tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2446923C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2539281C1 (en) * | 2013-10-14 | 2015-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Tool for finishing treatment of cylindrical gear wheels |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1036479A1 (en) * | 1977-06-14 | 1983-08-23 | Sandakov Mikhail V | Tool for working toothed gears |
| SU1073017A1 (en) * | 1983-01-25 | 1984-02-15 | Научно-Производственное Объединение По Технологии Машиностроения "Цниитмаш" | Tool for finish working of gears |
| SU1127713A1 (en) * | 1981-04-13 | 1984-12-07 | Olifirenko Mikhail | Gear machining tool |
| DE4116384A1 (en) * | 1990-05-24 | 1991-12-05 | Pfauter Maag Cutting Tools Ltd | SHAPE CUTTING TOOL |
| RU2230635C2 (en) * | 2001-11-27 | 2004-06-20 | Тульский государственный университет | Disc shaver |
| EP1552191A1 (en) * | 2002-08-08 | 2005-07-13 | Lufkin Industries, Inc. | Herringbone gear teeth and method for manufacturing same |
| RU75978U1 (en) * | 2008-02-27 | 2008-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ) | TOOL FOR CLEANING CYLINDRICAL GEAR WHEELS |
| RU91913U1 (en) * | 2009-11-13 | 2010-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | TOOL FOR CLEANING CYLINDRICAL GEAR WHEELS |
-
2011
- 2011-02-28 RU RU2011107803/02A patent/RU2446923C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1036479A1 (en) * | 1977-06-14 | 1983-08-23 | Sandakov Mikhail V | Tool for working toothed gears |
| SU1127713A1 (en) * | 1981-04-13 | 1984-12-07 | Olifirenko Mikhail | Gear machining tool |
| SU1073017A1 (en) * | 1983-01-25 | 1984-02-15 | Научно-Производственное Объединение По Технологии Машиностроения "Цниитмаш" | Tool for finish working of gears |
| DE4116384A1 (en) * | 1990-05-24 | 1991-12-05 | Pfauter Maag Cutting Tools Ltd | SHAPE CUTTING TOOL |
| RU2230635C2 (en) * | 2001-11-27 | 2004-06-20 | Тульский государственный университет | Disc shaver |
| EP1552191A1 (en) * | 2002-08-08 | 2005-07-13 | Lufkin Industries, Inc. | Herringbone gear teeth and method for manufacturing same |
| RU75978U1 (en) * | 2008-02-27 | 2008-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ) | TOOL FOR CLEANING CYLINDRICAL GEAR WHEELS |
| RU91913U1 (en) * | 2009-11-13 | 2010-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | TOOL FOR CLEANING CYLINDRICAL GEAR WHEELS |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2539281C1 (en) * | 2013-10-14 | 2015-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Tool for finishing treatment of cylindrical gear wheels |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102471607B1 (en) | Hob peeling method and cutting tool for producing at least partially rounded tooth tips | |
| CN103328145B (en) | For processing the method for workpiece and being designed for the machining tool of the method | |
| CN107335868B (en) | Method for machining teeth on a workpiece | |
| CN102791410B (en) | The method of the flank of hard finishing gear | |
| US20130259591A1 (en) | Method for Producing Conical or Hypoid Wheels Using the Plunging Process | |
| KR20130053411A (en) | Load rating optimised bevel gear toothing | |
| CN109311107B (en) | Band saw blade and manufacturing method thereof | |
| CN106624134B (en) | A kind of involute spline broach cutter tooth designing and manufacturing method | |
| CN102430817A (en) | Five-axis side milling method for planar double-enveloping worm | |
| RU2446923C1 (en) | Spur gear finishing tool | |
| JP2016005860A (en) | Scanline processing method using ball end mill | |
| RU2369469C1 (en) | Method of machining spur gear wheels by shaving-rolling together | |
| RU75978U1 (en) | TOOL FOR CLEANING CYLINDRICAL GEAR WHEELS | |
| RU2479389C1 (en) | Method of shaving-rolling of gears | |
| US3220032A (en) | Thread cutting tap | |
| RU91913U1 (en) | TOOL FOR CLEANING CYLINDRICAL GEAR WHEELS | |
| CN1080614C (en) | Precision broaching method and cutter for spiral cylindrical gear | |
| RU2539281C1 (en) | Tool for finishing treatment of cylindrical gear wheels | |
| RU128141U1 (en) | TOOL FOR CLEANING CYLINDRICAL GEAR WHEELS | |
| RU145350U1 (en) | END MILL | |
| US20220331891A1 (en) | Method for producing a rotor of a screw compressor or a workpiece with a helical profile | |
| RU2404030C1 (en) | Method of producing spur gears with arched teeth | |
| RU2467838C2 (en) | Method of cutting helical gears with arched teeth | |
| RU174975U1 (en) | Worm-type tool for finishing the teeth of involute gears | |
| JP4316578B2 (en) | Helical broach and broach processing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130301 |