ШАБЛОН-КАЛИБР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОФИЛЯ ЧЕРВЯЧНОГО ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована для контроля формы и размеров профиля червячного шлифовального круга для окончательной обработки зубьев, после предварительного зубофрезерования.
min
max
Известна конструкция шаблона для контроля профиля червячного шлифовального круга, выбранная в качестве ближайшего аналога, и представляющего собой продольную пластину, выполненную из листового материала, с двухсторонним расположением контролирующих поверхностей в виде трапеций, размеры которых характеризуются углом профиля α, толщиной S по начальной прямой и высотой от нее до основания трапеции, которая имеет различное значение Н и Н для разных контролирующих поверхностей, и определяется следующими зависимостями:
min
H=l,23m,
max
Н=1,27m,
где m - модуль обрабатываемого зубчатого колеса (Паспорт станка ЕЗС - 045.8 от 17.11.89, Егорьевский станкозавод «Комсомолец»).
Данный шаблон позволяет осуществлять контроль шлифовального круга для обработки стандартных зубчатых колес, нормальный исходный контур которых определяет ГОСТ 13755-81.
Недостатком данного шаблона является то, что он не обеспечивает профиль шлифовального круга исключающего подрез переходной кривой у ножки зуба обрабатываемого колеса.
В настоящее время, при производстве зубчатых колес их зачастую изготавливают с некоторыми отклонениями от ГОСТа. Одно из таких отклонений - выполнение впадины зуба в виде плавной переходной кривой без цилиндрического участка по дну, что позволяет повысить прочность
зубьев колеса. Как правило, такие зубчатые колеса предварительно обрабатываются червячной фрезой с протуберанцами, и шлифуются червячным шлифовальным кругом. Назначение протуберанцев на зубьях червячной фрезы - обеспечить незначительный подрез профиля обрабатываемого зуба и исключить из работы вершину шлифовального круга. Однако, обработка деталей шлифовальным кругом заправленным по известному шаблону приведет к значительному подрезу в нижней части переходной кривой и образованию ступеньки (фиг.7). Наличие подобного подреза в виде ступеньки значительно ослабляет зуб и может привести к его поломке в процессе эксплуатации.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение качества обработки зубчатых колес, за счет исключения подреза переходной кривой у ножки зуба вершиной шлифовального круга.
min
max
Указанная задача решается, тем что в шаблоне для контроля профиля червячного шлифовального круга, представляющем собой продольную пластину, выполненную из листового материала, с двухсторонним расположением контролирующих поверхностей в виде трапеций, размеры которых характеризуются углом профиля α, толщиной S по начальной прямой и высотой от нее до основания трапеции, с различными значениями H и Н для разных контролирующих поверхностей, указанные высоты определяются следующими зависимостями:
min
пр
H=H+h,
max
мп
min
H=2H-H,
пр
где Н - высота начала протуберанца на зубе червячной фрезы для предварительной обработки зубьев;
h - условная высота прямолинейного участка протуберанца на зубе червячной фрезы,
пр
пр
h=δcos(α)/sin(α-α);
мп
Н - высота точки максимального подреза протуберанца;
пр
α - угол профиля протуберанца;
δ - величина припуска под шлифование зубьев.
min
max
min
max
min
max
Выполнение в шаблоне для контроля профиля червячного шлифовального круга контролирующих поверхностей с высотой от начальной прямой до основания трапеции Н и Н определяемыми указанными зависимостями позволит при заправке профиля шлифовального круга выдержать высоту головки его витка в пределах между указанными размерами. Высота головки витка в пределах от Н до Н является необходимой и достаточной для качественной обработки зубьев детали. При выполнении высоты головки витка меньше Н зуб детали будет обработан не на всю высоту, т.е. не будет обеспечено качество боковой поверхности зуба. При выполнении высоты головки витка больше Н вершина шлифовального круга врежется в переходную кривую, и оставит ступеньку у ножки зуба, что ослабит зуб обрабатываемой детали.
Заявителю не известны шаблоны-калибры для контроля профиля червячного шлифовального круга с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:
фиг.1 - шаблон-калибр для контроля профиля червячного шлифовального круга, общий вид;
фиг.2 - выносной элемент А на фиг.1;
фиг.3 - выносной элемент Б на фиг.1;
фиг.4 - схема снятия припуска шлифовальным кругом заправленным по шаблону-калибру;
фиг.5 - выносной элемент В на фиг.4;
фиг.6 - схема снятия припуска шлифовальным кругом с увеличенной высотой головки витка, подрез переходной кривой;
фиг.7 - выносной элемент Г на фиг.6 (подрез переходной кривой);
фиг.8 - расчетная схема;
фиг.9 - схема контроля профиля шлифовального круга шаблоном-калибром.
min
max
Шаблон-калибр для контроля профиля червячного шлифовального круга представляет собой продольную пластину 1, выполненную из листового материала. На пластине 1 с двух сторон расположены контролирующие поверхности 2 в виде трапеций. Размеры трапеций характеризуются углом профиля α, толщиной S по начальной прямой 3 и высотой от нее до основания 4 трапеции. Указанные высоты имеют различные значения H и Н для разных контролирующих поверхностей и определяются следующими зависимостями:
min
пр
H=H+h,
max
мп
min
H=2H-H,
пр
где Н - высота начала протуберанца на зубе червячной фрезы для предварительной обработки зубьев;
h - условная высота прямолинейного участка протуберанца на зубе червячной фрезы,
пр
пр
h=δcos(α)/sin(α-α);
мп
Н - высота точки максимального подреза протуберанца;
пр
α - угол профиля протуберанца;
δ - величина припуска под шлифование зубьев.
min
max
Для удобства использования шаблона-калибра его контролирующие поверхности маркируют, обозначая контролирующие поверхности с минимальной и максимальной высотой: H и H.
Определение размеров профиля шаблона-калибра рассмотрим на примере шлифовального круга для обработки шестерни коробки передач автомобиля.
Исходными данными для расчета являются параметры обрабатываемой детали, профиля червячной фрезы для предварительной обработки зубьев и величина припуска под зубошлифование:
α=20° - угол профиля обрабатываемой детали (одинаковый для червячной фрезы, шлифовального круга и шаблона);
пр
Н=4,43 мм - высота начала протуберанца на зубе червячной фрезы для предварительной обработки зубьев (задается от начальной прямой);
мп
Н=5,71 мм - высота точки максимального подреза протуберанца;
пр
α=10° - угол профиля протуберанца;
δ=0,15 мм - величина припуска под шлифование зубьев.
Условная высота прямолинейного участка протуберанца на зубе червячной фрезы,
h=0,15·cos(10°)/sin(20°-10°)=0,85 мм.
Минимальная высота контролирующей поверхности:
min
H=4,43+0,85=5,28 мм.
Максимальная высота контролирующей поверхности:
max
H=2·5,71-5,28=6,14 мм.
Контролирующие поверхности с такими значениями высоты позволяют ограничить высоту головки витка шлифовального круга между этими размерами. Это, в свою очередь, обеспечит гарантированный зазор между вершиной шлифовального круга и переходной кривой и снятие припуска на всем участке активного профиля детали.
Процесс контроля профиля шлифовального круга шаблоном-калибром выглядит следующим образом. После предварительной правки боковых сторон витка шлифовального круга и его вершины во впадину витка, перпендикулярно к нему, вводят контролирующую поверхность с
минимальной высотой и проверяют наличие зазора по боковой стороне. Проверку зазора осуществляют колебанием калибра-шаблона. При отсутствии зазора по боковой стороне осуществляют дополнительную правку шлифовального круга по вершине, и повторный контроль, до появления зазора. После этого, также перпендикулярно к витку, во впадину вводят контролирующую поверхность с максимальной высотой и проверяют наличие зазора по вершине круга. Проверку зазора осуществляют щупом в виде тонкой металлической пластины толщиной 0,1...0,2 мм. При отсутствии зазора по вершине осуществляют дополнительную правку шлифовального круга по боковой стороне, и повторный контроль, до появления зазора. При выполнении двух указанных выше условий шлифовальный круг будет годным к работе и обеспечит снятие припуска на всем участке активного профиля детали без подреза переходной кривой у ножки зуба обрабатываемой детали.
Шаблон-калибр для контроля профиля червячного шлифовального круга может быть изготовлен на стандартном оборудовании с применением известных материалов и современных инструментов, что соответствует критерию «промышленная применимость».