способ изготовления зубьев ножовочных полотен

Формула изобретения

1. Способ изготовления зубьев ножовочных полотен, включающий предварительную сборку заготовок ножовочных полотен в пакет с расположением между ними разделительных пластин, установку полученного пакета на рабочем столе станка и формирование зубьев при перемещении рабочего стола, отличающийся тем, что установку пакета заготовок ножовочных полотен на рабочем столе производят с помощью обоймы, при этом пакет заготовок прижимают к обойме, формирование зубьев ножовочных полотен осуществляют зубилом, которому сообщают вертикальное возвратно-поступательное движение от вращающегося кулачкового вала из условия обеспечения разрезания металла заготовки лезвием зубила и одновременного пластического деформирования металла заготовки его гранью, при этом производят равномерное продольное перемещение рабочего стола, которое задают в зависимости от частоты вращения кулачкового вала, и неравномерное возвратно-поступательное движение зубила, скорость которого определяют в зависимости от требуемого профиля зубьев в продольном сечении.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что формируют зубья с заданными величинами переднего и заднего углов режущего клина.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что скорость возвратно-поступательного движения зубила определяют в зависимости от требуемого профиля спинки и передней поверхности зубьев.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, в инструментальном производстве при обработке режущих зубьев ножовочных полотен.

Известен способ [1] изготовления зубьев на ленточных инструментах, в котором заготовки полотен набирают в пакет, закрепляют в станочном приспособлении и специальной фрезой фрезеруют зубья на полную глубину, равную высоте зубьев полотна, см. Ушаков М.В., Симакин Ф.А. Определение оптимальных режимов обработки мелких периодических профилей фрезами с винтовым затылованием зубьев. Известия Тульского Государственного Университета, серия "Машиностроение", выпуск 3, часть 1, Тула: ТулГУ, 1997 г., стр.171.

Недостатками известного способа изготовления зубьев на ленточных инструментах являются: сложность конструкции применяемого инструмента, значительные усилия резания (˜6000 Н), обусловленные, в основном, шириной обрабатываемой поверхности (от 300 до 310 мм).

Ближайшим техническим решением является способ [2] получения зубьев ножовочных полотен способом шлифования, в котором заготовки ножовочных полотен предварительно набирают в пакет, располагают между ними разделительные пластины, устанавливают на рабочий стол станка и формируют зубья при перемещении рабочего стола (RU 2089357 С1, 10.09.1997, B 21 D 63/12).

Недостатками ближайшего способа являются: низкая производительность и качество, а также узкий ассортимент изготавливаемых изделий.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности, качества и расширение ассортимента изготавливаемых изделий с заданным профилем зубьев на заготовках в виде ленты (пластины) или другой какой-либо формы.

Расширение функциональных возможностей способа насекания при получении зубьев ножовочных полотен заданной геометрии достигается:

1. Предварительной сборкой заготовок ножовочных полотен в пакет с расположением между ними разделительных пластин, установкой с помощью обоймы полученного пакета на рабочем столе станка и формированием зубьев при перемещении рабочего стола и зубила. Зубилу сообщают вертикальное возвратно-поступательное движение от вращающегося кулачкового вала из условия обеспечения разрезания металла заготовки лезвием зубила и одновременного пластического деформирования металла заготовки его гранью при равномерном продольном перемещении рабочего стола, которое задают в зависимости от частоты вращения кулачкового вала.

2. Формированием зубьев с заданными величинами переднего и заднего углов режущего клина зуба полотна.

3. Выбором скорости возвратно-поступательного движения зубила в зависимости от требуемого профиля спинки и передней поверхности зубьев.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана кинематическая схема насекального станка, на фиг.2 - крепление заготовок полотен при насекании, на фиг.3 - схема формирования зубилом профиля на участке - (задней поверхности), а на участке - (передней поверхности) в продольном сечении зубьев полотна.

Устройство для изготовления зубьев ножовочных полотен способом насекания (фиг.1) содержит зубило 1, закрепленное в патроне 2 ударного механизма 3. Зубило 1 установлено под углом к поверхности рабочего стола 4, на котором закреплена обойма 5 с заготовками 6, например, в виде полотен.

В обойме 5 заготовки 6 расположены, чередуясь с разделительными пластинами 7, образуя пакет (фиг.2). Рабочий стол 4 имеет возможность продольного перемещения относительно неподвижного стола 8 насекального станка. Пакет заготовок прижат прессовой лапкой 9 к обойме 5 с заготовками силой Р_л. Боек 10 (фиг.1) установлен в контакте с выступом кулачкового вала 11, который через ведомый шкив 12 и ременную передачу 13 соединен с электродвигателем 14, а через ременную передачу 17 с натяжным роликом 18 соединен с ведомым шкивом 19. Шкив 19 закреплен на червячном валу 20, который зацеплен с червячным колесом 21. Червячное колесо закреплено на ходовом винте 22.

Ходовая втулка 23 соединена с корпусом рабочего стола 4, с которым также связан шток 24 пневмоцилиндра 25.

Рабочая пружина 26 имеет постоянный контакт с натяжным механизмом 27, который закреплен на колонке 28. Пружина разгрузки 29 и пружина догрузки 30 связаны с колонкой 28 и столом 8.

Способ изготовления зубьев ножовочных полотен осуществляют следующим образом. Предварительно собирают обойму 5 из заготовок ножовочных полотен 6, между которыми устанавливают разделительные пластины 7 (фиг.2).

Обойму закрепляют в рабочем столе 4, который установлен на столе 8 насекального станка. Затем прижимают вертикально заготовки ножовочных полотен прессовой лапкой 9, а боковую поверхность обоймы клином 31 при помощи болта 32 (фиг.2).

В процессе изготовления зубьев ножовочных полотен за счет направленной деформации металла заготовок 6 формируют геометрию зубьев полотна.

Боек 10 (фиг.1) периодически входит в контакт с выступом кулачкового вала 11, который получает вращение от электродвигателя 14 через клиноременную передачу 13. Вращение кулачкового вала 11 кинематически связывают через плоскоременную передачу 17 и червячную пару 20-21 с ходовым винтом 22 и ходовой втулкой 23.

При подъеме ударного механизма 3 выступом кулачкового вала 11 ударный механизм сжимает рабочую пружину 26, которая после выхода кулачкового вала из-под бойка отдает свою энергию ударному механизму с зубилом 1.

Формирование поверхности профиля зубьев (фиг.3) осуществляют в следующей последовательности. Зубило 1 перемещают по линии I-II. От точки I до точки II режут металл заготовки лезвием зубила (точка "а"). По линии I-II формируют спинку (заднюю поверхность) профиля зубьев. Одновременно поверхностью Е зубила 1 пластически деформируют металл заготовки 6. Металл вытесняется вверх и на боковые грани заготовки. Заканчивают деформацию в нижней части основания зуба и формируют переднюю поверхность зуба по линии II-III. В результате пластической деформации вершины зубьев в точке III превышают поверхность заготовки 6, а на боковых гранях заготовки образуются утолщения (положения B₁; C; Д₃).

Равномерное продольное перемещение заготовки со скоростью V₁, которое задают в зависимости от частоты вращения кулачкового вала, зависит от величины шага зубьев полотна. Неравномерное возвратно-поступательное движение зубила со скоростью V₂ определяют в зависимости от требуемого профиля зубьев в продольном сечении и задают профилем кулачкового вала.

Глубина проникновения зубила зависит от профиля зубьев полотна между точками I и II, которую задают профилем кулачкового вала 11, следовательно, скорость V₂ неравномерная. Например, при выборе части участка между точками I и II, в виде дуги описанной окружности радиуса R и проходящей через точки I и II, определяют координаты Х и Y положений точки "а" в заданных пределах на участке участке I-II. Задают координату Х точки "а" в интервале X₁ <Х<Х₂, определяют координату Y точки "а", где , а перемещение зубила 1 при проникновении в тело заготовки 6 задают в виде изменения (перепада) величины радиуса-вектора r кулачкового вала для каждой координаты Y, где

r=Y/cos,

где r - радиус-вектор профиля кулачкового вала,

Y - координата точки "а",

- угол наклона оси зубила к плоскости стола.

Кинематическую настройку станка осуществляют, соблюдая зависимость: продольная скорость V₁ должна составлять величину, равную шагу зубьев при кулачковом вале 1 с одним выступом и двум шагам при кулачковом вале с двумя выступами за один его оборот. Переднею поверхность полотна по линии II-III формируют при подъеме зубила 1 вверх. Далее цикл повторяют.

Способ позволяет изготовить ножовочное полотно. Берут полотно ножовочное 2800-0005 по ГОСТ 6645-86, профиль зубьев - прямоугольный треугольник, шаг t - 1 мм, угол наклона спинки (участок I и II) зубьев =40°, насекальный станок ЗиР-6, кулачковый вал с одним выступом, угол поворота кулачкового вала от 0 до 180° через каждые 30°, R=2 мм.

Расчет для получения заданных зубьев.

Длина отрезка между точками I и II фиг.3

t/cos=1/cos40°=1/0,766=1/3 мм.

Центр описанной окружности (точка О) радиуса R=2 лежит на перпендикуляре к центру отрезка между точками I и II.

Угол определяют: cos=t/2Rcos=1/2·2cos40°=0,325; =71°.

Угол определяют: =180--=69°.

Определяют координаты точки I относительно центра О описанной окружности радиуса R, Х₁=const=R·cos69°=0,717 мм, Y₁=const=R·sin69°=1,867 мм, здесь и далее числовые значения величин округлены до тысячных долей мм

Определяют скорость V₁: V₁=S _x·b=IP_x·b/360=0,00278, где

Р _x=S_x·b - перемещение ползуна от ходового винта, мм,

I=0,1662 - передаточное отношение насекального станка ЗиР-6 при шаге зубьев до 1 мм,

Р_x·b=6 - шаг ходового винта, мм.

Определяют перемещение S·b при повороте кулачкового вала на угол =30°, S_x·b=0,083 мм.

Определят координаты Х точки "а" в диапазоне X₁<Х<X₂ , где X₁=const=0,717 мм, Х₂=const=1,217 мм.

Определяют координату Х при повороте кулачкового вала от _к=0° до _к=30° Х_30°=0,80 мм.

Определяют координату Y при повороте кулачкового вала от _к=0° до _к=30°, .

Определяют изменение радиуса-вектора r=Y/cos, где

Y=Y _0°-Y_30°=0,034 мм; r=0,0356 мм.

Аналогичным образом выполняют расчеты для углов поворота кулачкового вала в 60°, 90°, 120°,150°, 180°.

Анализ данных расчета показывает, что скорость V₁ равномерная, а V₂ неравномерная.

Изобретение позволяет повысить производительность, качество и расширить ассортимент изготавливаемых изделий с заданным профилем зубьев ножовочных полотен в виде ленты, пластины или другой какой-либо формы, что позволяет расширить функциональные возможности способа получения зубьев ножовочных полотен заданной геометрии с различными углами заточки зубила.