СПОСОБ ЗУБОНАРЕЗАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЕС С МОДИФИЦИРОВАННЫМ ПРОФИЛЕМ ЗУБЬЕВ
SPUR GEAR MODIFIED-PROFILE-TOOTH CUTTING

Предлагаемое изобретение относится к области обработки резанием и может быть использовано при изготовлении цилиндрических зубчатых колес.
Известен способ зубонарезания цилиндрических колес с модифицированной формой зубьев червячными фрезами, обеспечивающий оптимальный припуск под последующее шевингование зубчатых колес (см. книгу С.Н. Калашников, А.С. Калашников. Зубчатые колеса и их изготовление. - М.: Машиностроение, 1983. - 264 с., с.197-198). Зубья червячной фрезы имеют утолщение на головке зуба для подрезания профиля в области переходной кривой у ножки зуба обрабатываемого колеса для свободного поворота вершины зубьев шевера во впадине зубчатого венца. А в области ножки зуба фрезы имеется фланкированный участок для снятия фаски на вершине зуба обрабатываемого колеса с целью исключения образования заусенцев при последующем шевинговании.
Основным недостатком этого способа зубонарезания является увеличение трудоемкости при изготовлении и перетачивании червячных фрез со сложным модифицированным профилем.
Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является способ зубонарезания цилиндрических колес резцовыми головками большого диаметра (см. патент РФ RU 2442677 С2, B23F 5/26, 20.02.2012).
Для зубонарезания используют одновитковую резцовую головку червячного типа, в которой резцы расположены по винтовой линии с определенным шагом. В процессе зубонарезания цилиндрических колес резцовой головке и заготовке цилиндрического колеса сообщают кинематически согласованные вращательные движения резания и обката. Затем осуществляют поэтапную радиальную подачу врезания заготовки на полную глубину зуба. Далее осуществляют зубонарезание цилиндрического колеса, причем за один оборот резцовой головки вырезается одна впадина зубчатого венца. Продольная подача резцовой головки вдоль оси заготовки отсутствует, что приводит к образованию вогнутых боковых поверхностей зубьев нарезаемого колеса.
Основным недостатком этого способа зубонарезания является отсутствие возможности управления схемой формообразования зубчатого венца, что не позволяет нарезать зубья с модифицированным профилем.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение технологических возможностей процесса зубонарезания цилиндрических колес резцовыми головками за счет управления схемой формообразования зубчатого венца с модифицированным профилем зубьев под последующую их обработку шевингованием.
В предложенном способе зубонарезания цилиндрических колес с модифицированным профилем зубьев вращающейся резцовой головкой большого диаметра со свободным от резцов сектором с радиальной подачей заготовки, при котором вырезание одной впадины зубчатого венца осуществляют за один оборот дисковой резцовой головки без продольной подачи вдоль оси заготовки, перед началом вырезания каждой впадины заготовке сообщают радиальную подачу для формирования модифицированного профиля в области вершины зуба, затем заготовку отводят в исходное положение, при котором формируют номинальный эвольвентный профиль зуба, затем заготовке сообщают радиальную подачу для формирования модифицированного профиля в области переходной кривой, далее аналогично формируют участки модифицированного профиля в области вершины и переходной кривой и номинальный эвольвентный профиль соседнего зуба.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема взаимного расположения дисковой резцовой головки и обрабатываемой заготовки, на фиг.2 - традиционная схема последовательного формообразования впадины обрабатываемого колеса, на фиг.3 - схема формообразования модифицированного профиля в области вершины зуба, на фиг.4 - схема формообразования модифицированного профиля в области переходной кривой у ножки зуба.
Для практической реализации способа зубонарезания цилиндрических колес с модифицированным профилем зубьев целесообразно использовать модернизированный серийный горизонтально-фрезерный станок модели 6М83Г, оснащенный специальным обкатно-делительным устройством (см. патент РФ на изобретение №2280544. Обкатно-делительный механизм), установленным на столе станка и кинематически связанным с вращательным движением его шпинделя.
На торце шпинделя станка закрепляют переходную цилиндрическую оправку 1, на которой устанавливают дисковую резцовую головку 2 симметрично относительно середины обрабатываемого зубчатого венца колеса 3, что обеспечивает симметричное расположение вогнутых боковых поверхностей зубьев.
0
1
1
a
Обработку зубчатых колес с модифицированным профилем зубьев начинают с момента включения главного движения резания - вращения резцовой головки 2 с частотой n, установленной на оправе 1, и движений подачи обката (перемещения и вращения с частотой n заготовки зубчатого колеса 3). Перед началом формообразования эвольвентного профиля зуба заготовке сообщают радиальную подачу врезания Sp для формирования модифицированного профиля в области вершин зубьев Δ (см. фиг.3). Затем следует радиальная подача отвода заготовки в исходное положение, при котором формируют номинальный эвольвентный профиль зуба. Для формирования модифицированного профиля в области переходной кривой у ножки соседнего зуба Δf (см. фиг.4) заготовке сообщают радиальную подачу врезания Sp. Аналогично формируют участки модифицированного профиля в области вершины зуба и в области переходной кривой на стадии выхода исходного контура производящей рейки.
Анализ эффективности предложенного способа зубонарезания цилиндрических колес с модифицированным профилем зубьев показал реальную возможность формообразования зубчатых венцов с модифицированным профилем зубьев под последующую их обработку шевингованием при использовании процесса обкатывающего зубопротягивания резцовыми головками большого диаметра, оснащенными взаимозаменяемыми резцами сборной конструкции, а также снизить трудоемкость изготовления и перетачивания зуборезных инструментов по сравнению с червячными фрезами со сложным модифицированным профилем