Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Абразивная обработка

ШЛИФОВАНИЕ КОСОЗУБЫХ КОЛЕС

Особенность зубошлифования косозубых колес при нестандартной наладке состоит в том, что угол поворота ползуна (Зп] должен отличаться от указанного в рабочем чертеже угла наклона зуба (3.

Существует зависимость, связывающая значения (3 и |Зш и характерная для нестандартной наладки при шлифовании косозубого колеса:

cosa sinp = coso^ 8Іп(Зщ = const. (12.8)

Нестандартная наладка косозубых колес также может расширить технологические возможности зубошлифовального станка. При традиционной наладке (а= аш) станка при шлифовании косозубых колес с исходным контуром (а — 20°) максимальный угол наклона зуба равен максимально возможному углу поворота ползуна: (3= (Зш = 45°.

Если провести правку профиля шлифовального круга под углом < 20°, то при таком же угле наклона ползуна (3 = 45° допустимый угол наклона зуба при шлифовании на этом станке будет больше.

Преобразовав выражение (12.8), получим

cosam

cos

(12.9)

Станки мод. 5М841 и 5843 позволяют выполнять правку профиля круга под углом аш = 15°. Принимаем аш mjn = 15,25°, оставляя возможность некоторого уменьшения угла правки при подналадке. Подставив в формулу (12.9) значения аш= 15,25°, (Зш = 45° и а= 20°, получим максимальный угол наклона шлифуемого зуба: sin (Зтах = cosl5,25°sin45°

cos20°

— , откуда получаем ртах = 46,53 , т.е. на 1,5 увели-

чили максимально возможный угол шлифования зуба.

Выполнив аналогичный расчет для зубчатых колес с а = 28°, которые широко распространены в авиации, получим ssmax = 50,5°. В данном случае специальная наладка позволит расширить технологические возможности станка, увеличив на 5° возможный угол шлифования косого зуба.

Для зубчатых колес полиграфических машин, нередко имеющих угол профиля исходного контура а =15°, резервов расширения технологических возможностей зубошлифовального станка нет, поскольку а . = 15°.

ш min

Рассмотрим пример шлифования непрорезанных чугунных колес с а = 15° при нестандартной наладке станка.

Пример 12.3. Необходимо изготовить для офсетной печатной машины шесть чугунных косозубых колес, из которых три — с правым и три — с левым направлением зуба; параметры зубчатого венца следующие: т = 2 мм, г = 92, а = 15°, (3 = 23°04’, х = 0, степень точности 6-В (ГОСТ 1643-81), Ь = 28...38 мм.

Шлифование зубьев осуществляется из непрорезанной заготовки, что позволит обработать две заготовки с одинаковым направлением зуба одновременно (за счет увеличенного хода ползуна), поэтому не потребуется ориентирование заготовок относительно друг друга. При одновременном шлифовании двух непрорезанных заготовок не требется существенного ужесточения допуска 0,02...0,03 мм на припуск под зубошлифование. С другой стороны, настройка станка на одновременную обработку двух деталей с косыми зубьями повлечет за собой увеличение необходимой длины обката примерно в 1,5 раза и, как следствие, увеличение числа пропускаемых при делении зубьев с = 9 до - 15.

При шлифовании из целой заготовки необходимо обеспечить не только длину общей нормали с достаточно жестким допуском (0,05 мм), но и заданную высоту зуба с точностью 0,2...0,3 мм, поэтому в процессе обработки систематически контролировались оба названных параметра и при необходимости выполнялась корректировка за счет раздельной правки боковых сторон и периферии шлифовального круга. Угол правки (аш = 20°) имеющегося круга не меняли, поскольку обрабатывались всего шесть зубчатых колес, а специальная наладка производилась только за счет изменения угла наклона ползуна (Зш и длины плеча рычага /*, которая вычисляется иначе, чем при стандартной наладке:

(12.10)

CpZjm cosa? - • '

cos(3 cosam,

Угол профиля ar в торцовой плоскости определяется по формуле

(12.11)

а угол правки круга ащ1 в той же плоскости — по формуле

tgam, =-!^. (12.12)

cosPm

Следует при этом помнить, что формула (12.10) может быть справедлива только для станков мод. 5А841,5М841 и 5843, в конструкциях которых имеется рычаг, т.е. для любого зубошлифовального станка, имеющего шлифовальный круг с двусторонним коническим профилем. В зубошлифовальных станках мод. 5831, 584М и Niles (Германия) специальную наладку можно выполнять только за счет специального подбора сменных зубчатых колес гитары обката.

Формулы (12.9)—(12.12) определяют следующий порядок вычислений при специальной наладке станка для шлифования косозубых колес.

  • 1. Задавшись углом правки аш, по формуле (12.9) подсчитывают угол наклона ползуна (Зш.
  • 2. По формулам (12.11) и (12.12) определяют углы а( и аш/.
  • 3. По формуле (12.10) вычисляют длину плеча рычага Г.

В случае необходимости подсчитывают диаметр шлифования с/ш:

<*ь

сошш(

(12.13)

где с1ь — диаметр основной окружности шлифуемого зубчатого колеса.

Специальная наладка станка мод. 5М841 для шлифования непро-резанных чугунных косозубых колес выполнялась в следующем порядке.

  • 1. Число пропускаемых при делении зубьев принято ?. =15. Для =15 и к = 2 (остатка от деления I на ?.) находим N /I = 0,53
  • (см. табл. 11.9), что является отличным показателем точности обработки.
  • 2. Числа зубьев сменных зубчатых колес гитары деления, подсчитанные по формуле (11.9), следующие: А = 72, Б = 96, В = 60, Г = 92.
  • 3. Угол правки шлифовального круга аш = 20° принят с учетом имеющегося стандартного шлифовального круга при этом а Ф а.
  • 4. Угол наклона ползуна |3 ^ (3; |3 = 23°45'подсчитан по формуле (12.9).
  • 5. Промежуточные значения углов а, и аш ( вычислены по формулам (12.11) и (12.12):

а, = 16,2297°; ащ = 21,6851°.

6. Длина плеча рычага /* ^/подсчитана по (12.10): /* = 237,52 мм.

В представленной специальной наладке угол правки круга аш был больше угла исходного контура а на 5°, угол наклона ползуна (Зш на 4Г больше угла наклона зуба, длина плеча рычага /* на 7,64 мм больше длины плеча рычага / при стандартной наладке.

Основной съем металла при шлифовании зубьев производится на обдирочных переходах при радиальном врезании ї = 0,4...0,5 мм; время резания примерно равно времени съема металла при зубофре-зеровании. После этого настраивается цикл обработки по следующим режимам резания:

  • • глубина резания на черновых переходах ї = 0,03...0,04 мм;
  • • частота возвратно-поступательного движения ползуна на черновых и чистовых переходах л = Ю...80дв. х/мин;
  • • глубина резания на чистовых переходах ? = 0,007...0,01 мм;
  • • время обработки одной впадины на черновых переходах 30...35 с.

Каждое из обработанных зубчатых колес поэлементно, по обеим

сторонам зуба, было проверено на приборе Maag БР-ХЗО (Швейцария): накопленная погрешность шага зубчатого колеса отклонение окружного шага/Р(г, погрешность профиля зуба^.., погрешность направления зуба Отклонение шага всех 92 зубьев измерялось относительным методом; погрешности профиля и направления — у четырех равномерно расположенных по окружности зубьев с записью на бумажный носитель в масштабе 500 : 1. Измеренные после зубошлифо-вания отклонения приведены в табл. 12.3.

Анализ результатов (см. табл. 12.3) позволяет сделать следующие выводы.

1. Все 12 измеренных отклонений по нормам кинематической точности Рг) соответствовали требованиям чертежа (6-й степени точности).

Таблица 12.3

Отклонения, мкм, полученные при шлифовании на станке мод. 5М841 партии из шести непрорезанных мелкомодульных чугунных косозубых колес (/л = 2 мм, г-92, (3 = 23°04’, Ь- 28...38 мм, х-0)

Допуск,

Измеренное

Номер зубчатого

колеса в

партии

мкм, по ГОСТ

отклонение

1643-81

1

2

3

4

5

6

Накопленная погреш-

9,0

10,8

23,1

13,8

14,3

8,2

/14

ность шага колеса ГРг

11,5

12,9

23,4

19,1

19,1

18,0

Отклонение шага /?,„

-3,5

^,5

-4,4

+3,1

-2,7

-2,7

±11

-4,5

+4,3

+4,7

-7,9

+4,7

+4,7

Погрешность профиля

7

14

6

10

9

7

?

зуба

8

12

10

8

7

8

У

Погрешность направ-

5

8

6

8

8

10

Л п

ления зуба Ррг

8

9

4

6

5

8

Левое направление

зуба

Правое направление зуба

Длина общей нормали И/, мм

  • 52,82...
  • 52,83

52,87

52,87

52,86

52,86

52,40

-

Высота зуба |

4,8

4,7

4,8

4,6

4,6

4,7

п, мм

Примечание. Над чертой приведены данные для левой стороны зуба, под

чертой — для правой стороны.

  • 2. Все отклонения по нормам контакта (7^) соответствовали заданной 6-й степени точности (с небольшим запасом — около 20%).
  • 3. Отклонения норм плавности {/ри. инужно оценивать дифференцированно. Все 12 зафиксированных отклонений окружного шага соответствовали 6-й степени точности, причем с полуторакратным запасом, что свидетельствует о высокой точности червячной пары в делительной цепи станка и о правильном выборе числа zr Из 12 измеренных отклонений восемь соответствуют допуску, два превысили допуск на 1 мкм, а у детали № 2 с левым направлением зуба зафиксировано превышение допуска на 3 мкм по правым сторонам и на 5 мкм по левым сторонам. Возможно, это было связано с повышенным износом шлифовального круга на обдирочных переходах, контур профиля которого в полной мере не удается восстановить.

Средняя накопленная погрешность шага зубчатого колеса по 12 измерениям составила 34% от допуска этого параметра; среднее отклонение окружного шага — 39% от допуска; средняя погрешность направления зуба — 71% от допуска; а среднее отклонение профиля равнялось допускуУ всех шести деталей измеренная длина общей нормали находилась в поле допуска, т.е. нормы бокового зазора, заданные сопряжением В, тоже были обеспечены. Высота зуба превысила стандартную на 0,1 ...0,2 мм, что допустимо. Существенной разницы у зубчатых колес с левым и правым направлением зуба, а также у зубьев одной детали по правым и левым сторонам не наблюдалось. В целом можно сделать следующие выводы:

  • • в случае отсутствия необходимых специальных червячно-модульных фрез (фрез с нестандартным углом профиля) возможно шлифование мелкомодульных = 1,3...3 мм) зубчатых колес (в том числе косозубых) из непрорезанных заготовок на отечественных станках с шлифовальным кругом, имеющим двусторонний конический профиль. Для заготовок из чугуна достижима 6-я степень по нормам кинематической точности и контакта, а также 7-я степень точности по ГОСТ 1643—81;
  • • зубчатый венец из непрорезанной заготовки можно шлифовать как при традиционной наладке, так и при специальной;
  • • при шлифовании зубьев из непрорезанной заготовки легко вести обработку двух заготовок одновременно, так как при этом не требуется угловое ориентирование одной заготовки относительно другой. Трудность заключается в необходимости обеспечить точность длины общей нормали и высоты зуба.

Рассмотрим пример шлифования косых зубьев при нестандартной наладке.

Пример 12.4. На станке мод. 5843 необходимо прошлифовать косозубое колесо с нестандартным углом исходного контура а = 26° шлифовальным кругом с углом аш = 20° (традиционным углом правки круга). Исходные данные шлифуемого колеса: т = 8 мм, I = 61, а = 26°, (3 = 20°.

Рассматриваемая наладка выполнялась в следующем порядке.

  • 1. Число пропускаемых при делении зубьев принято г,- = 9. Для I) = 9 и к = 2 (остаток от деления г на г,-) находим Мтах/1 = 0,56 (см. табл. 11.9), что является отличным показателем точности обработки.
  • 2. Числа зубьев сменных зубчатых колес гитары деления, подсчитанные по формуле (11.9): А = 81, Б = 120, В = 80, Г = 122.
  • 3. Угол правки шлифовального круга ащ = 20° принят с учетом имеющегося стандартного шлифовального круга, при этом аш Ф а.
  • 4. Угол наклона ползуна (Зш ^ (3; (Зш = 19,0949° = 19°05'40"— подсчитан по формуле (12.9).
  • 5. Промежуточные значения углов а1 и аш ( вычислены по формулам (12.11) и (12.12):

а, = 27,43094°; аш/ = 21,06479°.

6. Длина плеча рычага Г Ф / подсчитана по формуле (12.10): Г = 502,85 мм.

В представленной специальной наладке угол правки на 6° меньше угла а, угол наклона ползуна Рш на 54'20" меньше угла наклона зуба, длина плеча рычага Г на 25,83 мм меньше длины плеча рычага / при стандартной наладке.

В результате получили косозубое колесо с заданными исходными данными.

Возможен другой вариант применения специальной наладки зубошлифовального станка.

Пример 12.5. Необходимо изготовить небольшую партию из 5—6 пар зубчатых колес с разным направлением зубьев. Для такого небольшого количества неэкономично изготовлять червячно-модульные фрезы с протуберанцами. Поэтому можно произвести специальную наладку на зубошлифовальном станке, имеющем шлифовальный круг с двусторонним коническим профилем, и выполнить на нем поднутрения у ножки зуба до цементации и закалки. В этом случае время изготовления специального режущего инструмента и материальные затраты, связанные с его изготовлением, окажутся гораздо большими, чем при непривычном шлифовании выкружки у ножки зуба.

Для такой операции можно использовать изношенное, потерявшее точность оборудование. Такой прием может составить конкуренцию и при больших партиях обрабатываемых зубчатых колес. Шероховатость поверхности выкружки будет меньше, чем после зубофрезеро-вания, а это благоприятно влияет на прочность при изгибе. Наконец, предлагаемый прием обладает существенно большей гибкостью, чем зубофрезерование: неудачно спроектированную червячную фрезу с протуберанцами придется выбросить, а на зубошлифовальном станке при неудачно выполненном контуре выкружки достаточно просто заменить ее на другую спецналадку.

Специальная наладка на формирование выкружки у ножки зуба состоит из двух основных элементов: определения длины плеча рычага Г на станках мод. 5М841 и 5843 (или специального подбора сменных зубчатых колес гитары обката на станке Niles (Германия)) и вычисления толщины шлифовального круга на заданном расстоянии от его периферии.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы