RU2479389C1

RU2479389C1 - Method of shaving-rolling of gears

Info

Publication number: RU2479389C1
Application number: RU2011145161/02A
Authority: RU
Inventors: Андрей Андреевич Маликов; Андрей Викторович Сидоркин
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2013-04-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to machining spur gear teeth. Proposed method comprises machining at intermittent radial feed after every cycle of 2 to 4 series and without radial feed in 1 to 2 sparking-out cycles. Shaving-rolling is carries out by two tools opposed in parallel planes. Every said tool is symmetrically turned through angle with respect to gear lengthwise cross-section plane perpendicular to tool set plane. Tools centers are located at equal spacing from point located at intersection of machined gear mirror planes that makes a tangent to projections of circles. Centers of circles defining the shapes of convex and concave round or arched teeth are located at lines located in transverse mirror plane of machined gear. Lines whereat center of circles are located feature left inclination to line tangent to circle located at tool working edge width center equal to β=3-15 degrees for one tool at right-handed helical groove and, for another tool, right inclination at the same angle at left-handed groove.

EFFECT: higher precision and quality.

3 dwg, 3 ex

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 способ обработки цилиндрических зубчатых колес шевингованием-прикатыванием, включающий свободный обкат шевера-прикатника, имеющего режущие кромки, смещенные по винтовой поверхности, и обрабатываемого колеса, установленных на параллельных осях, при этом зацепление шевера-прикатника с обрабатываемой колесом выполняют внеполосным, а обработку ведут с периодической радиальной подачей после каждого из 2-4 рабочих циклов, включающих поворот шевера-прикатника в прямом и обратном направлениях на количество оборотов, равное числу зубьев обрабатываемого колеса, и без радиальной подачи в течение1-2 циклов выхаживания, включающих поворот шевера-прикатника в прямом и обратном направлениях на количество оборотов, равное числу зубьев обрабатываемого колеса, при этом используют шевер-прикатник, число зубьев которого не имеет общих множителей с числом зубьев обрабатываемого колеса кроме единицы [патент РФ №2224624, МПК⁷ B23F 19/06, бюл. №6, 2004].A known method of processing cylindrical gears by shewing-rolling, including a free run-in of a shaver-prikatnik having cutting edges displaced along a helical surface, and a machined wheel mounted on parallel axes, wherein the engagement of the shaver-prikatnik with the machined wheel is performed out-of-band, and processing is carried out with periodic radial feed after each of 2-4 working cycles, including turning the shaver-prikatnik in forward and reverse directions by the number of revolutions equal to the number of memory beat the machined wheel, and without radial feed for 1-2 nursing cycles, including turning the shaver-prikatnik in forward and reverse directions by the number of revolutions equal to the number of teeth of the machined wheel, using a shaver-prikatnik, the number of teeth of which does not have common factors with the number of teeth of the machined wheel except for a unit [RF patent No. 2224624, IPC ⁷ B23F 19/06, bull. No. 6, 2004].

Недостатком способа является ограничение минимального числа зубьев обрабатываемой заготовки. Это объясняется тем, что при малых числах зубьев заготовки невозможно обеспечить требуемое условие внеполюсного зацепления между инструментом и заготовкой, из-за заострения зубьев инструмента.The disadvantage of this method is the limitation of the minimum number of teeth of the workpiece. This is because with small numbers of teeth of the workpiece, it is impossible to provide the required condition for out-of-pole engagement between the tool and the workpiece, due to the sharpening of the teeth of the tool.

Известен способ обработки цилиндрических зубчатых колес шевингованием-прикатыванием, включающий свободный обкат инструмента, имеющего режущие кромки, смещенные по винтовой поверхности, и обрабатываемого колеса, при этом зацепление инструмента с обрабатываемой колесом выполняют внеполосным, а обработку ведут с периодической радиальной подачей после каждого из 2-4 рабочих циклов, включающих поворот инструмента в прямом и обратном направлениях на количество оборотов, равное числу зубьев обрабатываемого колеса, и без радиальной подачи в течение 1-2 циклов выхаживания, включающих поворот инструмента в прямом и обратном направлениях на количество оборотов, равное числу зубьев обрабатываемого колеса, при этом используют инструмент, число зубьев которого не имеет общих множителей с числом зубьев обрабатываемого колеса кроме единицы, инструмент и заготовку-колесо устанавливают на пересекающихся под углом 90° осях, обработку производят инструментом, линия зубьев которого имеет круговую или арочную форму, а режущие кромки круговых или арочных зубьев инструмента расположены на плоском производящем колесе.A known method of processing cylindrical gears by shewing-rolling, including the free rolling of the tool having cutting edges offset along the helical surface and the machined wheel, wherein the engagement of the tool with the machined wheel is out-of-band, and the processing is carried out with periodic radial feed after each of 2- 4 working cycles, including turning the tool in the forward and reverse directions by the number of revolutions equal to the number of teeth of the machined wheel, and without radial feed in during 1-2 nursing cycles, including turning the tool in the forward and reverse directions by the number of revolutions equal to the number of teeth of the machined wheel, using a tool whose number of teeth does not have common factors with the number of teeth of the machined wheel except one, the tool and the workpiece-wheel set on axes intersecting at an angle of 90 °, processing is carried out with a tool whose tooth line has a circular or arched shape, and the cutting edges of the circular or arched teeth of the tool are located and producing a flat wheel.

Недостатком способа является ухудшение геометрических параметров зубьев обрабатываемого колеса из-за органических погрешностей, присущих ортогональной смешанной конической передаче, образуемой в процессе зубообработки парой «инструмент-заготовка», таких как переменный модуль по длине зуба, асимметрия линии зуба. Это, в частности, накладывает существенные ограничения на ширину зубчатого венца обрабатываемого колеса и делает способ пригодным только для обработки узковенцовых колес, что заужает технологические возможности способа.The disadvantage of this method is the deterioration of the geometrical parameters of the teeth of the machined wheel due to organic errors inherent in the orthogonal mixed bevel gear formed during the toothprocessing by a pair of “tool-blanks”, such as a variable module along the length of the tooth, asymmetry of the tooth line. This, in particular, imposes significant restrictions on the width of the gear rim of the machined wheel and makes the method suitable only for machining narrow-crowned wheels, which narrows the technological capabilities of the method.

Другим недостатком способа является ухудшение точности и качества обработки вследствие тяжелых условий протекания процесса резания и сопровождение его значительным пластическим деформированием.Another disadvantage of this method is the deterioration in the accuracy and quality of processing due to the difficult conditions of the process of cutting and its accompanying significant plastic deformation.

Задачи изобретения - расширение технологических возможностей способа обработки цилиндрических зубчатых колес шевингованием-прикатыванием, за счет создания возможности обработки колес с широкими венцами, уменьшения геометрических погрешностей зубьев обрабатываемых колес, таких как колебание модуля по длине зуба инструмента, асимметрии линии зуба; повышение точности и качества обработки за счет улучшения условий протекания процесса резания и уменьшения доли пластического деформирования в процессе чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес.Objectives of the invention are the expansion of technological capabilities of the method of processing cylindrical gears by shewing-rolling, by creating the possibility of processing wheels with wide crowns, reducing the geometric errors of the teeth of the machined wheels, such as the vibration of the module along the length of the tooth of the tool, the asymmetry of the tooth line; improving the accuracy and quality of processing by improving the conditions of the process of cutting and reducing the proportion of plastic deformation in the finishing process of cylindrical gears.

Поставленные задачи решаются за счет того, что обработка осуществляется шевингованием-прикатыванием, включающим свободный обкат инструмента, имеющего режущие кромки, смещенные по винтовой поверхности, и обрабатываемого колеса, при этом зацепление инструмента с обрабатываемой колесом выполняют внеполосным, а обработку ведут с периодической радиальной подачей после каждого из 2-4 рабочих циклов, включающих поворот инструмента в прямом и обратном направлениях на количество оборотов, равное числу зубьев обрабатываемого колеса, и без радиальной подачи в течение 1-2 циклов выхаживания, включающих поворот инструмента в прямом и обратном направлениях на количество оборотов, равное числу зубьев обрабатываемого колеса, при этом используют инструмент, число зубьев которого не имеет общих множителей с числом зубьев обрабатываемого колеса кроме единицы, инструмент и заготовку-колесо устанавливают на пересекающихся под углом 90° осях, обработку производят инструментом, линия зубьев которого имеет круговую или арочную форму, а режущие кромки круговых или арочных зубьев инструмента расположены на плоском производящем колесе, причем, обработку осуществляют двумя инструментами, установленными друг напротив друга в параллельных плоскостях, центры инструментов лежат на одной линии так, что каждый из инструментов симметрично повернут на угол β относительно плоскости продольного осевого сечения обрабатываемого колеса, перпендикулярной плоскостям, в которых установлены инструменты, и расположены на равном удалении от точки P, расположенной на пересечении плоскостей симметрии обрабатываемого колеса и являющейся касательной к проекциям окружностей, лежащих в серединах ширин рабочих венцов инструментов на плоскость продольного осевого сечения обрабатываемого колеса, параллельную плоскостям, в которых установлены инструменты, а центры окружностей, определяющих форму выпуклых и вогнутых сторон круговых или арочных зубьев инструментов, лежат на линиях, находящихся в поперечной плоскости симметрии обрабатываемого колеса и имеющих для одного инструмента - левый наклон к линии, касательной к окружности, лежащей в середине ширины рабочего венца инструмента, под углом β=3…15°, при правозаходной стружечной канавке, а для другого - правый наклон под тем же углом при левозаходной стружечной канавке.The tasks are solved due to the fact that the processing is carried out by shewing-rolling, which includes a free run-in of the tool having cutting edges offset along the helical surface and the machined wheel, while the tool engages with the machined wheel out-of-band, and the processing is carried out with periodic radial feed after each of 2-4 operating cycles, including turning the tool in the forward and reverse directions by the number of revolutions equal to the number of teeth of the machined wheel, and without feed for 1-2 nursing cycles, including turning the tool in the forward and reverse directions by the number of revolutions equal to the number of teeth of the machined wheel, using a tool whose number of teeth does not have common factors with the number of teeth of the machined wheel except one, the tool and the workpiece-wheel is mounted on axes intersecting at an angle of 90 °, processing is carried out with a tool, the tooth line of which has a circular or arched shape, and the cutting edges of the circular or arched teeth of the tool and located on a flat producing wheel, moreover, the processing is carried out by two tools mounted opposite to each other in parallel planes, the centers of the tools lie on the same line so that each of the tools is symmetrically rotated by an angle β relative to the plane of the longitudinal axial section of the machined wheel perpendicular to the planes, in which the tools are installed, and are located at an equal distance from the point P located at the intersection of the planes of symmetry of the machined wheel and which is which is tangent to the projections of the circles lying in the middle of the widths of the working crowns of the tools on the plane of the longitudinal axial section of the machined wheel parallel to the planes in which the tools are installed, and the centers of the circles defining the shape of the convex and concave sides of the circular or arched teeth of the tools lie on the lines located in the transverse plane of symmetry of the machined wheel and having for one tool - a left slope to the line tangent to a circle lying in the middle of the width of the working crown of the tool ment, at an angle β = 3 ... 15 °, with the right-hand chip groove, and for another - the right tilt at the same angle with the left-chip chip.

На фиг.1 изображен общий вид (в плане) схемы установки инструмента и обрабатываемой заготовки для осуществления способа обработки цилиндрических зубчатых колес шевингованием-прикатыванием. На фиг.2 - схема способа обработки цилиндрических зубчатых колес шевингованием-прикатыванием (вид слева). На фиг.3 - увеличенный фрагмент сечения зубчатого венца инструмента для осуществления способа обработки цилиндрических зубчатых колес шевингованием-прикатыванием.Figure 1 shows a General view (in plan) of the installation diagram of the tool and the workpiece to implement the method of processing cylindrical gears by shewing-rolling. Figure 2 - diagram of a method for processing cylindrical gears by shewing-rolling (left view). Figure 3 is an enlarged fragment of the cross section of the gear rim of the tool for implementing the method of processing cylindrical gears by shewing-rolling.

Инструменты 1 и 2, выполненные в виде плоских производящих колес, устанавливают друг напротив друга в параллельных плоскостях на цилиндрические оправки и закрепляют на них. При этом центры C₁ и C₂ инструментов 1 и 2 должны лежать на одной линии так, что каждый из инструментов симметрично повернут на угол β относительно плоскости продольного осевого сечения обрабатываемого колеса 3, перпендикулярной плоскостям, в которых установлены инструменты. Центры C₁ и С₂ инструментов 1 и 2 находятся на равном удалении от точки P, расположенной на пересечении плоскостей симметрии обрабатываемого колеса 3 и являющейся касательной к проекциям окружностей O_C1 и О_С2, лежащих в серединах ширин S рабочих венцов инструментов 1 и 2 на плоскость продольного осевого сечения обрабатываемого колеса 3, параллельную плоскостям, в которых установлены инструменты 1 и 2. Инструменты 1 и 2, предназначенные для осуществления способа обработки цилиндрических зубчатых колес шевингованием-прикатыванием, представляют собой плоские производящие колеса, линиями зубьев которых являются дуги окружностей. Для каждого инструмента центры O_e и O_i этих окружностей R_0e и R_0i, определяющих форму выпуклой и вогнутой сторон их зубьев, находятся не на линиях, касательных к окружностям, лежащих в серединах ширин S рабочих венцов инструментов, как в ближайшем аналоге, а на линиях, находящихся в поперечной плоскости симметрии обрабатываемого колеса и имеющих для одного инструмента (инструмент 2) - левый наклон к линии, касательной к окружности, лежащей в середине ширины рабочего венца инструмента, под углом β=3…15°, при правозаходной стружечной канавке, а для другого (инструмент 1) - правый наклон под тем же углом при левозаходной стружечной канавке. Это необходимо для создания на передних поверхностях режущих зубьев инструментов 1 и 2 положительных передних углов γ. Которые, в свою очередь, образуются за счет разворота на углы β передних поверхностей 4 режущих зубьев 5 инструментов 1 и 2 по отношению к боковым поверхностям зубьев обрабатываемого колеса. Парное использование указанных инструментов для осуществления способа обработки цилиндрических зубчатых колес шевингованием-прикатыванием, при котором процессы формообразования противоположных (левых и правых) сторон круговых или арочных зубьев обрабатываемого колеса протекают в одинаковых условиях, позволяет расширить технологические возможности способа, за счет его использования для обработки колес с широкими венцами, добиться существенного уменьшения геометрических погрешностей зубьев обрабатываемых колес, таких как колебание модуля по длине зуба инструмента, асимметрии линии зуба.Tools 1 and 2, made in the form of flat producing wheels, are mounted opposite each other in parallel planes on cylindrical mandrels and fixed on them. In this case, the centers C ₁ and C _{2 of the} tools 1 and 2 should lie on the same line so that each of the tools is symmetrically rotated through an angle β relative to the plane of the longitudinal axial section of the machined wheel 3, perpendicular to the planes in which the tools are installed. The centers C ₁ and C _{2 of} tools 1 and 2 are located at equal distance from point P located at the intersection of the planes of symmetry of the machined wheel 3 and which is tangent to the projections of circles O _C1 and О _C2 lying in the middle of the widths S of the working crowns of tools 1 and 2 on the plane of the longitudinal axial section of the machined wheel 3, parallel to the planes in which the tools 1 and 2 are installed. Tools 1 and 2, designed to implement the method of processing cylindrical gears by shewing-rolling, represent They are flat producing wheels, the tooth lines of which are arcs of circles. For each tool, the centers O _e and O _{i of} these circles R _0e and R _0i , which determine the shape of the convex and concave sides of their teeth, are not on the lines tangent to circles lying in the middle of the widths S of the working crowns of the tools, as in the closest analogue, but on lines located in the transverse plane of symmetry of the machined wheel and having for one tool (tool 2) - a left slope to the line tangent to a circle lying in the middle of the width of the working crown of the tool, at an angle β = 3 ... 15 °, with the right chip groove , and for of the other (tool 1) - the right tilt at the same angle with the left-facing chip groove. This is necessary to create positive rake angles γ on the front surfaces of the cutting teeth of the tools 1 and 2. Which, in turn, are formed due to the rotation at the angles β of the front surfaces 4 of the cutting teeth 5 of the tools 1 and 2 with respect to the lateral surfaces of the teeth of the machined wheel. The paired use of these tools for implementing the method of processing cylindrical gears by shewing-rolling, in which the processes of forming opposite (left and right) sides of the circular or arched teeth of the machined wheel proceed under the same conditions, allows to expand the technological capabilities of the method, due to its use for processing wheels with wide crowns, to achieve a significant reduction in geometric errors of the teeth of the machined wheels, such as vibrations module along the length of the tooth of the tool, the asymmetry of the tooth line.

Способ обработки цилиндрических зубчатых колес шевингованием-прикатыванием пригоден для обработки колес с предварительно формообразованными высокопроизводительными методами (литья, пластического деформирования, механической обработки и др.) зубьями. Согласно способу инструменты 1 и 2 устанавливают на цилиндрические оправки, так чтобы каждый из инструментов был симметрично повернут на угол β относительно плоскости продольного осевого сечения обрабатываемого колеса, и закрепляют на них. Это необходимо для создания на режущих зубьях инструментов 1 и 2 положительных передних углов γ и обеспечения корректной формы и симметричности линии (дуги окружности) зуба обрабатываемого колеса 3. При этом, за счет улучшения геометрических параметров режущих зубьев инструмента, происходит улучшение процесса резания, уменьшение доли пластического деформирования в процессе чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес и, как следствие, повышение точности и качества обработки. Обрабатываемое колесо 3 устанавливают на цилиндрическую оправку и жестко закрепляют на ней, затем вводят в плотное (беззазорное по боковым сторонам) зацепление с инструментами 1 и 2.The method of machining cylindrical gears by shaving-rolling is suitable for machining wheels with preformed high-performance methods (casting, plastic deformation, machining, etc.) with teeth. According to the method, tools 1 and 2 are mounted on cylindrical mandrels, so that each of the tools is symmetrically rotated through an angle β relative to the plane of the longitudinal axial section of the machined wheel, and is fixed on them. This is necessary to create positive rake angles γ on the cutting teeth of tools 1 and 2 and to ensure the correct shape and symmetry of the line (circular arc) of the tooth of the machined wheel 3. At the same time, by improving the geometric parameters of the cutting teeth of the tool, the cutting process is improved, the proportion is reduced plastic deformation in the finishing process of cylindrical gears and, as a result, improving the accuracy and quality of processing. The machined wheel 3 is mounted on a cylindrical mandrel and rigidly fixed on it, then introduced into a tight (clearance-free on the sides) meshing with tools 1 and 2.

После чего обрабатываемой заготовке 3 сообщают вращательное движение - движение обката в прямом и обратном направлениях с угловой скоростью ω. При этом инструменты 1 и 2 вращаются со скоростью ω₀. Указанное движение является рабочим потому, что при нем осуществляют срезание тонких слоев стружки и выглаживание боковых поверхностей зубьев обрабатываемого колеса 3 за счет профильного скольжения режущих кромок РК зубьев 5 инструментов 1 и 2 по боковым поверхностям зубьев заготовки-колеса 3. Обработка боковых поверхностей зубьев колеса 3 по всей их длине обеспечивается при соблюдении двух условий: во-первых, наличие режущих кромок РК, смещенных на соседних зубьях инструментов 1 и 2 друг относительно друга, образованных в результате пересечения боковых поверхностей их зубьев 5 с винтовыми поверхностями стружечной канавки СК; во-вторых, отсутствие общих множителей чисел зубьев инструментов 1 и 2 и обрабатываемого колеса 3. Формообразование боковых поверхностей зубьев обрабатываемого колеса 3 совершается за количество его оборотов, равное числу зубьев инструментов 1 и 2. Далее производят синхронное для обоих инструментов прерывистое движение подачи врезания S_вр - сближение пересекающихся под углом 90° осей инструментов 1 и 2 и обрабатываемого колеса 3, с прерывистой подачей S_пр на величину 0,03…0,05 мм. Так завершают один рабочий цикл. За полный цикл обработки, для удаления всего припуска с боковых поверхностей зубьев обрабатываемого колеса 3 необходимо осуществить от двух до четырех рабочих циклов. При достижении номинальных межосевых расстояний a_w подачи врезания S_пр прекращают. Для улучшения качества обработки, после окончания рабочих циклов, осуществляют выхаживание - вращение обрабатываемой заготовки 3, находящейся в зацеплении с инструментами 1 и 2 в прямом и обратном направлениях на номинальных межосевых расстояниях a_W и на пересекающихся под углом 90° осях.After that, the workpiece 3 is informed of a rotational movement — a rolling movement in the forward and reverse directions with an angular velocity ω. In this case, tools 1 and 2 rotate at a speed of ω ₀ . The specified movement is working because it cuts thin layers of chips and smooths the side surfaces of the teeth of the machined wheel 3 due to the profile sliding of the cutting edges of the RK of teeth 5 of tools 1 and 2 along the side surfaces of the teeth of the workpiece-wheel 3. Processing of the side surfaces of the teeth of the wheel 3 along their entire length is provided subject to two conditions: firstly, the presence of the cutting edges of the Republic of Kazakhstan, offset on the adjacent teeth of the tools 1 and 2 relative to each other, formed as a result of cross-section of the lateral surfaces of their teeth 5 with the helical surfaces of the SK flute; secondly, the absence of common factors of the number of teeth of the tools 1 and 2 and the machined wheel 3. The shaping of the lateral surfaces of the teeth of the machined wheel 3 is performed for the number of revolutions equal to the number of teeth of the tools 1 and 2. Then, the intermittent infeed of the insert S is synchronous for both tools _BP - rapprochement of the axes of the tools 1 and 2 intersecting at an angle of 90 ° and the machined wheel 3, with intermittent feed S _pr for the amount of 0.03 ... 0.05 mm. This completes one work cycle. For a complete processing cycle, to remove the entire allowance from the side surfaces of the teeth of the machined wheel 3, it is necessary to carry out from two to four duty cycles. When the nominal interaxal distances a _w are reached, the infeed S _{pr is} stopped. To improve the quality of processing, after the end of the working cycles, nursing is carried out - rotation of the workpiece 3, which is meshed with tools 1 and 2 in the forward and reverse directions at nominal center distances a _W and at axes intersecting at an angle of 90 °.

Для обеспечения высоких параметров производительности и качества обработки числа зубьев инструментов 1 и 2 должны иметь наибольшее возможное значение, а также определяться рациональными размерами его внешнего диаметра d₀. Диаметр начальной окружности заготовки колеса выбирают таким, чтобы он находился за пределами его активного участка профиля, то есть обеспечивалось предполюсное или заполюсное зацепление. В этом случае на всем рабочем участке профиля зубьев будут отсутствовать точки, на которых скорость скольжения равна нулю.To ensure high parameters of productivity and quality of processing, the number of teeth of the tools 1 and 2 should have the greatest possible value, and also be determined by the rational dimensions of its outer diameter d ₀ . The diameter of the initial circumference of the wheel billet is chosen so that it is outside its active section of the profile, that is, pre-polar or polar engagement is provided. In this case, on the entire working section of the tooth profile there will be no points at which the sliding speed is zero.

Предлагаемый способ был реализован при обработке цилиндрического зубчатого колеса с круговыми зубьями, выполненного из стали 20Х ГОСТ 4543-71, имеющего следующие основные параметры: модуль m=2 мм, число зубьев z=11, коэффициент смещения исходного контура χ=0, номинальный радиус кривизны арки зуба R₀₁=20 мм, ширина венца b=10 мм. Предварительное формообразование зубьев заготовки-колеса осуществлялось одной резцовой головкой. Окончательная обработка велась инструментами со следующими параметрами: модуль m₀=2 мм, число зубьев z₀=51, коэффициент смещения исходного контура χ₀=1,909 мм. Режимы обработки: снимаемый припуск, определяемый по развертке начального цилиндра в среднем сечении зуба - 0,12 мм, частота вращения обрабатываемого колеса n=800 мин^-1, подача врезания 0,03 мм на рабочий цикл, количество рабочих циклов - 4, количество циклов выхаживания - 2. Колеса, обработанные по предлагаемому способу, по сравнению с колесами, обработанными по способу, описанному в ближайшем аналоге (прототипе), показали: улучшение комплексного показателя - пятна контакта с 45…50% до 65…75%, отсутствие асимметрии расположения пятна контакта вдоль линии зуба, уменьшение шума и вибраций собранной передачи, состоящей из идентичных зубьев на 4 дБ. Это свидетельствует, что при обработке заявленным способом наблюдается улучшение геометрических параметров зубьев обрабатываемого колеса, существенное уменьшение погрешностей обработки, таких как переменный модуль по длине зуба, асимметрия линии зуба, что в свою очередь снимает существенные ограничения на ширину зубчатого венца обрабатываемого колеса и делает способ пригодным для обработки широковенцовых колес, что расширяет технологические возможности способа.The proposed method was implemented in the processing of a cylindrical gear with circular teeth made of steel 20X GOST 4543-71, having the following main parameters: module m = 2 mm, number of teeth z = 11, displacement coefficient of the original contour χ = 0, nominal radius of curvature tooth arches R ₀₁ = 20 mm, crown width b = 10 mm. Preliminary shaping of the teeth of the billet-wheel was carried out by one incisor head. The final processing was carried out with tools with the following parameters: module m ₀ = 2 mm, number of teeth z ₀ = 51, displacement coefficient of the initial contour χ ₀ = 1,909 mm. Processing modes: removable allowance, determined by the scan of the initial cylinder in the middle section of the tooth - 0.12 mm, the rotational speed of the machined wheel n = 800 min ^-1 , the infeed rate of 0.03 mm per working cycle, the number of working cycles - 4, the number of cycles nursing - 2. Wheels machined by the proposed method, compared with wheels machined by the method described in the closest analogue (prototype), showed: improved complex rate - contact spots from 45 ... 50% to 65 ... 75%, lack of asymmetry of location contact spots along teeth, reducing noise and vibration of the assembled gear, consisting of identical teeth by 4 dB. This indicates that when processing the claimed method, there is an improvement in the geometric parameters of the teeth of the machined wheel, a significant reduction in machining errors, such as a variable modulus along the length of the tooth, asymmetry of the tooth line, which in turn removes significant restrictions on the width of the gear rim of the machined wheel and makes the method suitable for processing shirokovtsovyh wheels, which extends the technological capabilities of the method.

Пример 1. Окончательная обработка велась по предлагаемому способу инструментами, рассчитанными на угол поворота β=2°, с режимами, описанными выше.Example 1. Final processing was carried out according to the proposed method with tools designed for an angle of rotation β = 2 °, with the modes described above.

Установлено, что при β<3° значимого улучшения условий протекания процесса резания и уменьшения доли пластического деформирования в процессе обработки цилиндрических зубчатых колес шевингованием-прикатыванием 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 processing of cylindrical gears by shewing-rolling. However, improving the accuracy and quality of processing is not achieved.

Пример 2. Окончательная обработка велась по предлагаемому способу инструментами, рассчитанными на угол поворота β=9°, с идентичными режимами.Example 2. Final processing was carried out according to the proposed method with tools designed for an angle of rotation β = 9 °, with identical modes.

Установлено, что при β=3…15° 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 has been established that at β = 3 ... 15 ° there is a significant improvement in the conditions of the cutting process, its stabilization, a decrease in the proportion of plastic deformation during the finishing of cylindrical gears. This improves the accuracy and quality of processing.

Пример 3. Окончательная обработка велась по предлагаемому способу инструментами, рассчитанными на угол поворота β=17°, с идентичными режимами.Example 3. The final processing was carried out according to the proposed method with tools designed for an angle of rotation β = 17 °, with identical modes.

Установлено, что при β>15° наблюдается интенсивное увеличение нагрузки на режущие кромки зубьев инструмента, что приводит к образованию сколов на них, и, как следствие, ухудшения условий протекания процесса резания и увеличения доли пластического деформирования в процессе чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес. При этом наблюдается ухудшение точности и качества обработки.It was established that at β> 15 ° 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, worsening of the conditions of the cutting process and an increase in the proportion of plastic deformation during the finishing of cylindrical gears. At the same time, there is a deterioration in the accuracy and quality of processing.

Проведенные испытания подтвердили высокую точность и качество обработки цилиндрических колес с круговыми зубьями заявленным инструментом.The tests have confirmed the high accuracy and quality of machining of cylindrical wheels with circular teeth by the claimed tool.

Представленные данные свидетельствуют о расширении технологических возможностей обработки цилиндрических зубчатых колес с круговой или арочной формой зуба, а также повышении точности и качества обработки при высокой производительности и исправляющей способности предлагаемого способа.The data presented indicate the expansion of technological capabilities for processing cylindrical gears with a circular or arched tooth shape, as well as improving the accuracy and quality of processing with high productivity and correcting ability of the proposed method.

Claims

A method for processing cylindrical gears by shewing-rolling, including the free rolling of a tool having cutting edges offset along a helical surface and a machined wheel, wherein the engagement of the tool with the machined wheel is performed out-of-band, and processing is carried out with periodic radial feed after each of 2-4 duty cycles, including turning the tool in the forward and reverse directions by the number of revolutions equal to the number of teeth of the machined wheel, and without radial feed for 1 -2 nursing cycles, including turning the tool in the forward and reverse directions by the number of revolutions equal to the number of teeth of the machined wheel, using a tool whose number of teeth does not have common factors with the number of teeth of the machined wheel except one, the tool and the workpiece-wheel are set to axes intersecting at an angle of 90 °, the treatment is carried out with a tool whose tooth line has a circular or arched shape, and the cutting edges of the circular or arched teeth of the tool are located on a flat a producing wheel, characterized in that the processing is carried out by two tools mounted opposite to each other in parallel planes, the centers of the tools lie on the same line so that each of the tools is symmetrically rotated by an angle relative to the plane of the longitudinal axial section of the machined wheel perpendicular to the planes in which they are installed tools, and are located at an equal distance from the point located at the intersection of the planes of symmetry of the machined wheel and which is tangent to the projections of circles lying in the middle of the widths of the working crowns of the tools on the plane of the longitudinal axial section of the machined wheel parallel to the planes in which the tools are installed, and the centers of the circles defining the shape of the convex and concave sides of the circular or arched teeth of the tools lie on lines in the transverse plane of symmetry the machined wheel and having for one tool - a left slope to the line tangent to a circle lying in the middle of the width of the working crown of the tool, at an angle ohm β = 3-15 °, with the right-hand chip groove, and for the other - the right slope at the same angle with the left-hand chip groove.