' Удаление заусенцев и образование фасок по профилю зубьев крупногабаритных зубчатых колес //////////////////////////////////////////////////////////////// //меняем хедер из 3-х картинок //////////////////////////////////////////// //конец меняем хедер из 3-х картинок

Удаление заусенцев и образование фасок по профилю зубьев крупногабаритных зубчатых колес

11.09.2010

В большинстве современных машин и механизмов изменение скорости и направления вращения валов осуществляется с помощью зубчатых передач. Следовательно, совершенствование современных машин, механизмов и приборов зависит от уровня проектирования и производства зубчатых передач. От качества их изготовления зависит и надежность работы машин в целом. Одним из важных факторов улучшения качества и повышения долговечности работы зубчатых колес является образование фасок по контуру зубьев. Наличие фаски по контуру зубьев приводит к повышению долговечности передач за счет устранения концентраторов напряжений на кромках зубьев, как в процессе термообработки зубчатых колес, так и при их эксплуатации. Особое значение имеют фаски на переключаемых зубчатых колесах коробок скоростей. Кроме того, наличие фасок по контуру зубьев ликвидирует опасность появления забоин на зубьях при их транспортировании, монтаже и ремонте зубчатых колес и передач, а также устраняет возможность травматизма рук рабочего от заусенцев.

Исходя из сказанного, операцию наложения фасок по контуру зубьев необходимо рассматривать как обязательную в любом технологическом процессе изготовления зубчатых колес. Роль этой операции значительно возрастает, если учесть, что при нарезании зубьев колес на торце заготовки образуются заусенцы. При наличии заусенцев наложение фасок по контуру зубьев целесообразно совмещать с одновременным удалением заусенцев. Таким образом, вопрос выбора оптимального варианта обработки торцевых поверхностей зубьев, а также вопросы механизации и автоматизации операций по снятию заусенцев и наложение фасок по контуру зубьев колес является на сегодняшний день достаточно актуальным.

В результате анализа литературных источников, каталогов и проспектов фирм, производящих зубообрабатывающее оборудование, установлено, что в настоящее время отсутствует способ, инструмент и оборудование для формообразования фасок и изменений по контуру зубьев цилиндрических зубчатых колес большого диаметра.

Для решения этой задачи был разработан новый метод формообразования фасок и удаления заусенцев на торцах зубьев цилиндрических зубчатых колес, основанный на использовании патентов RU 2212318 CI 7B23H5/06hSU 15009202 Al B23F 19/06. В названных работах в качестве скорости резания используется скорость перемещения контактной точки по профилю обрабатываемого зубчатого колеса, которую определяют по формуле:

1_03.gif

где dB - диаметр основной окружности обрабатываемого зубчатого колеса, 

2_03.gif-угол давления в расчетной точке профиля обрабатываемого зубчатого колеса,

  3.gif - частота вращения обрабатываемого зубчатого колеса.

В полюсе зацепления скорость скольжения равна нулю и вектор скорости меняет свое направление на противоположное. Наибольшее удельное скольжение имеет место в нижних точках активных профилей, расположенных вблизи основной окружности. Для повышения интенсивности резания целесообразно использовать внеполюсное зацепление обрабатываемого зубчатого колеса с инструментом, при котором полюс зацепления располагается вне активного участка линии зацепления. Внеполюсное зацепление может быть первого рода (заполюсное), когда зубья обрабатываемого колеса являются головками, а зубья инструмента - ножками, и второго рода (предполюсное), в котором зубья колеса являются ножками, а зубья инструмента - головками. При использовании заполюсного зацепления степень перекрытия и высота активного профиля увеличивается по сравнению с предполюсным. Подбором геометрических параметров зацепления можно достичь оптимальных значений качественных показателей.

схема формообразования фасок

Рисунок 1 Схема формообразования фасок и удаления заусенцев на торцах

зубьев цилиндрических зубчатых колес; 1- обрабатываемая заготовка-колесо, 2- устройство для формообразования фасок, 3- устройство для прикатывания боковых поверхностей и срезания заусенцев на торцах.

Схема обработки представлена на рисунке 1. С обрабатываемой заготовкой колесом - 1 в плотном (беззазорном по боковым сторонам зубьев) зацеплении находятся устройства для формообразования фасок - 2 и удаления заусенцев по торцам и боковым поверхностям зубьев - 3. На боковых поверхностях обкатников расположены режущие лезвия, срезающие фаски по контуру зубьев. Образующиеся заусенцы срезаются с торцов двумя дисковыми ножами и прикатываются на боковых поверхностях зубьев зубчатым обкатником. Заготовка - колесо принудительно приводится во вращение от привода, а устройства для формообразования фасок и удаления заусенцев получают вращение от заготовки - колеса. Устройство для формообразования фасок совершает движение подачи в радиальном направлении, а устройство для удаления заусенцев прижимается к обрабатываемой заготовки - колесу с усилием Р, зависящем от ее параметров (прочностных характеристик материала, твердости, размеров и др.). Обрабатываемое зубчатое колесо устанавливается на столе универсального токарно-карусельного станка, а устройство для формообразования фасок и удаления заусенцев по торцам и боковым поверхностям зубьев - в резцедержателях. После совершения инструментом числа оборотов равного или кратного числу зубьев обрабатываемой заготовки-колеса для обеспечения одинаковых условий резания на противоположных сторонах впадин зубьев, производится реверсирование направления вращения и на этом заканчивается один проход. После каждого прохода необходимо произвести врезание – сближение осей инструмента и обрабатываемой заготовки-колеса. Количество проходов ограничивается геометрическими размерами фаски. Для улучшения качества обрабатываемой поверхности на конечном этапе цикла обработки осуществляется выхаживание- вращение пары инструмент-заготовка в прямом и обратном направлениях при номинальном межосевом расстоянии. Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено, что оптимальную производительность и качество обработанной поверхности можно обеспечить, если число зубьев инструмента и заготовки-колеса не имеют общих множителей.

Испытания показали целесообразность выполнения указанной операции на универсальных токарно-карусельных станках. Обрабатываемое зубчатое колесо устанавливается на столе станка, а устройства для формообразования фасок и удаления заусенцев по торцам и боковым поверхностям - в резцедержателях. После совершения инструментом числа оборотов равного или кратного числу зубьев обрабатываемой заготовки-колеса, для обеспечения одинаковых условий резания на противоположных сторонах впадин зубьев, производится реверсирование направление вращения. На этом заканчивается один проход. Количество проходов ограничивается геометрическими размерами фаски. Для улучшения качества обработанной поверхности на конечном этапе цикла обработки осуществляется выхаживание - вращение пары инструмент-заготовка в прямом и обратном направлениях.

Для реализации техпроцесса была разработана и рассчитана конструкция инструмента-обкатника. Для придания поверхности инструмента режущей способности отрабатывались два варианта:

- нанесение алмазоносного слоя;

- электроэрозионная обработка.

Первый вариант дорог и алмазоносный слой не обладает высокой стойкостью из-за сравнительно низкой окружной скорости вращения колеса большого диаметра.

Для разработки второго варианта необходимо было установить критерии шероховатости режущей поверхности инструмента. В результате проведения опытных работ была установлена зависимость между требуемой
шероховатостью поверхности обрабатываемой детали и шероховатостью режущей поверхности обкатника.

Для электроэрозионной обработки зубьев обкатника были спроектированы и расчитаны приспособление и электрод-инструмент. Так как к инструменту предъявляются высокие требования по производительности при минимальном образовании заусенцев, то, как показали исследования, наилучше результаты достигаются при использовании поверхности с шероховатостью вне класса при максимальных размерах лунок до 0.8 мм глубиной до 0,3 мм. Помимо этого, следует отметить, что после электроэрозионной обработки инструмента-обкатника с исходной твердостью 58...60 HRC микротвердость повышается еще примерно на 10 единиц. Это свойство подвергшейся электроэрозии поверхности благоприятно влияет на стойкость инструмента. Требуемые диапазоны шероховатости зуба обкатника могут быть получены при наличии соответствующего электроэрозионного оборудования.

Данная технология использована при изготовлении зубчатых колес в ОАО АК «Туламашзавод» и позволила увеличить производительность труда в 5 раз. Расчетный экономический эффект составил 5100000 рублей

Описание:  Разработка и обоснование технологического процесса удаления заусенцев и образования фасок по профилю зубьев крупногабаритных зубчатых колес. Данная технология позволила увеличить производительность труда в 5 раз. Расчетный экономический эффект составил 5100000 рублей

Возврат к списку


На правах рекламы