способ и устройство для обработки зубьев цилиндрических круглозубых передач

Формула изобретения

1. Способ обработки зубьев цилиндрических передач эвольвентного зацепления путем обкатки заготовки по инструментальной рейке с производящими элементами, режущие кромки которых попарно образуют симметричные профили стандартного исходного контура, отличающийся тем, что зубья круглого поперечного сечения формируются посредством вращения режущих кромок вокруг осей симметрии профилей так, что они образуют производящие элементы в форме конуса, причем эти элементы охватывают внешние зубья заготовки, при этом заготовка расположена под инструментальной рейкой, или они охватываются внутренними зубьями заготовки, тогда заготовка расположена над рейкой.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее две инструментальные рейки для нарезания внешних и внутренних зубьев, которые имеют основание и производящие элементы с режущими кромками, отличающееся тем, что эти элементы выполнены как концевые конусные фрезы, установленные на основании в одной плоскости с минимальными зазорами между ними с возможностью вращения, а параметры сечения фрез по режущим кромкам в этой плоскости совпадают с параметрами профилей стандартного исходного контура, причем на фрезах для обработки внешних зубьев заготовки режущие кромки обращены к оси вращения фрезы, а на фрезах для обработки внутренних зубьев режущие кромки обращены от оси вращения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а именно к производству зубчатых передач, в частности цилиндрических, применяемых в механизмах машин и приборов в качестве редукторов, мультипликаторов и открытых передач.

Известен метод (способ и устройство) механической обработки эвольвентных зубьев цилиндрических передач внешнего зацепления на зуборезных станках, называемый методом обкатки (огибания) [1, с.6...10], [2, с.232...235], когда заготовка колеса в процессе согласованных движений обкатывается по инструментальной рейке производящими элементами, причем зубья формируются на заготовке способом строгания (долбления) при возвратно-поступательном движении рейки вдоль образующих поверхности зубьев [1, с.7 и 9...10].

Инструментальная рейка, как устройство для осуществления этого способа, имеет основание и неподвижно связанные с ним производящие элементы с режущими кромками, образующими профили с характеристиками-параметрами стандартного исходного контура (профильный угол, модуль и др.) [1, с.8...9].

Приведенные известные способ и устройство имеют тот недостаток, что с их помощью нельзя обработать внешние и внутренние зубья круглозубых цилиндрических колес [3], так как формирование зубьев круглого сечения требует не возвратно-поступательного движения производящих элементов, а вращательного, что не может быть осуществлено при использовании известной инструментальной рейки.

С целью устранения этого недостатка и использования метода обкатки для производства колес круглозубых передач на зуборезном станке заявляется способ формирования внешних и внутренних зубьев круглого поперечного сечения путем вращения режущих кромок профилей исходного контура инструментальной рейки вокруг оси симметрии профилей, образующих при этом производящий конус, охватывающий внешние зубья или охватываемые внутренними зубьями обрабатываемых заготовок, которые совершают движения обкатки относительно рейки, причем в первом случае заготовку устанавливают под рейкой, а во втором - над нею для беспрепятственного удаления из рабочей зоны продуктов резания. С этой же целью, в качестве устройства для осуществления приведенного способа, заявляется комплект из 2-х инструментальных реек, производящие элементы которых выполнены как концевые конусные фрезы с возможностью вращения (от привода зуборезного станка) относительно основания реек, причем фрезы для обработки внешних зубьев выполнены полыми с внутренними режущими кромками, обращенными к оси вращения, а фрезы для обработки внутренних зубьев имеют внешние режущие кромки, обращенные от оси вращения. Оси фрез расположены на основании реек в одной средней плоскости и в сечение этой плоскостью фрезы имеют профиль режущих кромок, совпадающий с профилем стандартного исходного контура (параметры: угол профиля, модуль, толщина зуба и др.).

Важным технологическим преимуществом колес с круглыми (особенно-внешними зубьями перед колесами с призматическими зубьями (прямозубых, косозубых) является возможность производить заготовки с зубьями (или готовые зубчатые колеса) в симметрично-разъемных формах литьем, прессованием, ковкой, штамповкой, что резко снижает объем резания и выход стружки при последующей механической обработке. Предлагаемая инструментальная рейка для обработки внешних зубьев наиболее эффективна при обработке именно зубчатой заготовки с зубьями круглого, квадратного или многогранного сечения, выполненные с соответствующими припусками. Рейка для обработки внутренних зубьев одинаково эффективна при нарезании зубьев как на дисковой заготовке, так и на зубчатой.

Предлагаемые способ и устройство проиллюстрированы чертежами.

На фиг.1 показано устройство в разрезе во взаимодействии с зубчатой заготовкой - при обработке внешних зубьев.

На фиг.2 - вид снизу на фиг.1 с обозначением средней плоскости.

На фиг.3 показано устройство в разрезе во взаимодействии с зубчатой заготовкой при обработке внутренних зубьев.

На фиг.1 показано устройство (рейка с основанием 1 и концевыми фрезами 2) во взаимодействии с зубчатой заготовкой 3 шестерни в разрезе. Фазы а, b, с, d указывают последовательность обработки внешних зубьев 4 заготовки в процессе обкатки. Фрезы 2 установлены на основании 1 с возможностью принудительного вращения от привода зуборезного станка, например, через зубчатую передачу 5, показанную условно. Режущие кромки 6 производящих конусов фрез 2 обращены к их осям вращения 7 и выходят на торцы 8 фрез.

На фиг.2 показана рейка, включающая основание 1 фрезы 2 (вид снизу на фиг.1) и обозначена «средняя плоскость» рейки. Режущие кромки 3 производящих конусов фрез показаны условно. Зазор должен быть минимальным, только исключающим касание фрез.

На фиг.3 показано основание рейки 1 с фрезами 2 во взаимодействии с заготовкой 3 в разрезе по средней плоскости зубчатого венца колеса и обозначены фазы а, b, с, d последовательности формирования внутренних зубьев 4 в процессе обкатки. Фрезы 2 имеют внешние производящие конусы, режущие кромки 5 которых обращены от оси вращения фрез и выходят на их торцы 6 для обработки впадин между зубьями.

Предлагаемый способ осуществляется так: в процессе движений обкатки (указаны на фигурах стрелками) (фиг.1), внешние зубья 4 заготовки 3 входят во внутреннее пространство производящего конуса фрезы 2 и вступают в контакт с режущими кромками 6. При обработке внутренних зубьев 4 (фиг.3) на дисковой заготовке 3 в контакт с режущими кромками 9 наружного производящего конуса заготовка вступает в процессе движений обкатки своей периферией или поверхностью предварительно выполненных отверстий (например, радиально-просверленных).

При этом параметры сечения фрез 2 по режущим кромкам 6 и 9 в средней плоскости совпадают с параметрами профилей стандартного исходного контура, благодаря чему и формируются зубья эвольвентного профиля.

Привод фрез может осуществляться как от станочных механизмов, так и автономным приводом, смонтированным на столе для установки рейки или на самом ее основании.

Литература

1. Л.И.Александров и др. Зубчатые передачи. Издательство Харьковского госуниверситета, Харьков, 1964, 275 с.

2. С.Н.Кожевников. Теория механизмов и машин, изд. «Машиностроение», М., 1973, 591 с.

3. Патент на изобретение №2199046 «Цилиндрическая зубчатая передача». Москва, 20.02.2003.