RU2332290C1 - Method of burnishing spur gears - Google Patents
Method of burnishing spur gears Download PDFInfo
- Publication number
- RU2332290C1 RU2332290C1 RU2006137917/02A RU2006137917A RU2332290C1 RU 2332290 C1 RU2332290 C1 RU 2332290C1 RU 2006137917/02 A RU2006137917/02 A RU 2006137917/02A RU 2006137917 A RU2006137917 A RU 2006137917A RU 2332290 C1 RU2332290 C1 RU 2332290C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- teeth
- tool
- gear
- angle
- tooth
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gears, Cams (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии машиностроения, а именно к чистовой обработке зубчатых колес поверхностным пластическим деформированием.The invention relates to mechanical engineering technology, namely to the finishing of gears by surface plastic deformation.
Известна окончательная обработка профиля зубьев, осуществляемая без снятия стружки путем пластического деформирования металла в холодном состоянии [1].Known final processing of the profile of the teeth, carried out without removing chips by plastic deformation of the metal in the cold state [1].
В процессе прикатывания обычно двумя накатниками, выполненными в виде зубчатых колес, обкатывают заготовку с предварительно обработанными зубьями, расположенными на параллельных осях. Вращающийся накатник, перемещаясь к заготовке, при достижении беззазорного зацепления начинает процесс прикатки под определенной силой. Расстояние между осями накатника и детали постепенно уменьшается до получения требуемого размера зубьев колеса.In the process of rolling, usually with two knurls made in the form of gears, a workpiece with pre-machined teeth located on parallel axes is run in. The rotating knurl, moving to the workpiece, when it reaches clearance-free engagement, starts the rolling process under a certain force. The distance between the axles of the knurl and the part is gradually reduced to obtain the required size of the teeth of the wheel.
Во время прикатывания на зубьях обрабатываемого колеса и накатника имеет место взаимное скольжение, которое вызывает на сторонах зубьев колеса сдвиг металла.During rolling, mutual sliding occurs on the teeth of the machined wheel and the knurl, which causes a metal shift on the sides of the teeth of the wheel.
Недостатками прикатывания двумя накатниками, выполненными в виде зубчатых колес, являются ограниченные возможности в создании и управлении гетерогенных упрочненных слоев и регулярного микрорельефа обрабатываемой поверхности, низким КПД, недостаточно большой глубиной упрочненного слоя и недостаточно высокой степенью упрочнения обрабатываемой поверхности - все это снижает производительность, точность и качество процесса обработки.The disadvantages of rolling with two knurls made in the form of gears are the limited possibilities in creating and managing heterogeneous hardened layers and regular microrelief of the treated surface, low efficiency, insufficiently deep hardened layer and insufficiently high degree of hardening of the treated surface - all this reduces productivity, accuracy and quality of the processing process.
Задача изобретения - повышение производительности и качества обработки путем использования упругих деформирующих элементов, позволяющие создавать и управлять величиной гетерогенных упрочненных слоев и регулярным микрорельефом обрабатываемой поверхности, отличающиеся высоким КПД, обеспечение достаточно большой глубины упрочненного слоя и высокой степени упрочнения обрабатываемой поверхности за счет скрещивающихся осей предлагаемого инструмента и обрабатываемого зубчатого колеса и скольжения деформирующих элементов вдоль зуба заготовки.The objective of the invention is to increase productivity and quality of processing by using elastic deforming elements that allow you to create and control the size of heterogeneous hardened layers and regular microrelief of the treated surface, characterized by high efficiency, providing a sufficiently large depth of the hardened layer and a high degree of hardening of the processed surface due to the crossing axes of the proposed tool and the gear being machined and sliding deforming elements along the tooth agotovki.
Поставленная задача достигается применением способа обкатывания прямозубых зубчатых колес, включающий введение в беззазорное зацепление с обрабатываемым зубчатым колесом деформирующего инструмента для осуществления обработки с натягом, сообщение вращательного движения деформирующему инструменту и возвратно-поступательного продольного и радиального перемещения обрабатываемому зубчатому колесу, при этом используют деформирующий инструмент в виде ступицы с радиально расположенными на ее периферийной поверхности стойками, на которых жестко закреплены изогнутые по форме зуба проволочные кольца, выполненные из условия образования косозубого зубчатого венца, стойки расположены в местах вершин и впадин зубьев косозубого зубчатого венца, при этом обеспечивают скрещивание осей инструмента и заготовки под углом β=15°, который равен углу наклона зубьев косозубого зубчатого венца, а параметры зубьев косозубого зубчатого венца, имеющих угол профиля αt, град, модуль mt, мм, диаметр делительной окружности d0, мм, диаметр основной окружности dbo, мм, толщину зуба по дуге делительной окружности в торцовом сечении St0, мм, принимают равными: tg αt=tg α / cos β; mt=m/cos β; do=mt z; dbo=do cos αt; Sto=π mt/2+2h; где α=20° - угол профиля производящей рейки; m - модуль обрабатываемого зубчатого колеса, мм; h - натяг, мм.The problem is achieved by using the method of rolling in spur gears, including introducing into the clearance-free gearing with the work gear the deforming tool for performing an interference fit, communicating rotational movement to the work tool and reciprocating longitudinal and radial movement of the work gear, using a deforming tool in in the form of a hub with racks radially located on its peripheral surface on a cat bent wire rings made from the conditions for the formation of a helical gear rim are rigidly fixed, the racks are located at the vertices and depressions of the teeth of the helical gear, while the axes of the tool and the workpiece are crossed at an angle β = 15 °, which is equal to the angle of inclination of the teeth a helical gear, and the parameters of the teeth of the helical gear having a profile angle α t , deg, modulus m t , mm, pitch diameter d 0 , mm, main circle diameter d bo , mm, the tooth thickness in an arc divides of a solid circle in the end section S t0 , mm, is taken equal to: tan α t = tan α / cos β; m t = m / cos β; d o = m t z; d bo = d o cos α t ; S to = π m t / 2 + 2h; where α = 20 ° is the profile angle of the producing rail; m is the module of the gear being machined, mm; h - interference, mm.
На фиг.1 показана схема обкатывания косозубым предлагаемым деформирующим инструментом прямозубого колеса; на фиг.2 - вид на инструмент с правого торца на фиг.1; на фиг.3 - вид сверху А на фиг.2; на фиг.4 - сечение Б - Б на фиг.3; на фиг.5 - деформирующий элемент - проволочное кольцо, изогнутое по форме зубчатого венца; на фиг.6 - вариант деформирующего элемента в виде зуба, изогнутого по форме последнего; на фиг.7 - вид на инструмент с правого торца на фиг.1, рабочая часть которого собрана из отдельных деформирующих элементов, показанных на фиг.6; на фиг.8 - вариант крепления деформирующих элементов на стойках, сечение Б - Б на фиг.3; на фиг.9 - элемент зубчатого зацепления инструмента с обрабатываемым колесом, к определению величины натяга h.In Fig.1 shows a diagram of the helical rolling of the proposed deforming tool spur gear; figure 2 is a view of the tool from the right end in figure 1; figure 3 is a top view of a figure 2; figure 4 - section B - B in figure 3; figure 5 - deforming element is a wire ring, curved in the shape of the ring gear; figure 6 is a variant of the deforming element in the form of a tooth, curved in the shape of the latter; in Fig.7 is a view of the tool from the right end in Fig.1, the working part of which is assembled from individual deforming elements shown in Fig.6; in Fig.8 is an option for mounting deforming elements on racks, section B - B in Fig.3; figure 9 is an element of the gearing of the tool with the machined wheel, to determine the magnitude of the interference fit h.
Предлагаемый способ предназначен для чистовой обработки зубьев цилиндрических прямозубых зубчатых колес внешнего зацепления. Окончательная обработка профиля зубьев осуществляется без снятия стружки путем пластического деформирования металла в холодном состоянии.The proposed method is intended for the finish machining of the teeth of spur gears of external gearing. The final processing of the tooth profile is carried out without removing chips by plastic deformation of the metal in the cold state.
Инструмент, реализующий способ, выполнен в виде зубчатого колеса и снабжен ступицей 1 с радиально расположенными на периферийной поверхности в местах вершин и впадин зубьев стойками, при этом в местах вершин зубьев - более высокие стойки 2, чем стойки 3 в местах впадин.The tool that implements the method is made in the form of a gear wheel and is equipped with a
На наружной поверхности стоек 2 и 3 выполнены пазы, в которых жестко закреплены проволочные кольца 4, изогнутые по форме зуба и образующие зубчатый венец необходимой ширины ВИ.On the outer surface of the
На фиг.5 условно показано три зуба зубчатого проволочного кольца 4.Figure 5 conventionally shows three teeth of a
Количество зубчатых проволочных колец 4 зависит от ширины инструмента ВИ и обрабатываемого колеса ВЗ, диаметра проволоки и конструктивных особенностей крепления и заделки колец на стойках.Number
На фиг.4 и 8 представлены два варианта крепления колец на стойках, в которых выполнены пазы: соответственно, чеканкой и стягивающим болтом 5. Для крупномодульных колес используется инструмент с деформирующими элементами в виде зуба 6 (см. фиг.6) с их креплением в пазах с помощью прижимных планок 7 и болтов 8 (см. фиг.7).Figures 4 and 8 show two options for mounting rings on racks in which the grooves are made: embossed and a tightening
При обработке прямозубых зубчатых колес угол наклона зубьев инструмента равен β=15° углу скрещивания осей инструмента и заготовки, а угол профиля αt, модуль mt, мм, диаметр делительной окружности do, мм, диаметр основной окружности dbo, мм, толщина зуба по дуге делительной окружности Sto, мм, в торцовом сечении определяются по формулам:When processing spur gears, the angle of inclination of the teeth of the tool is β = 15 ° the angle of intersection of the axes of the tool and the workpiece, and the profile angle α t , module m t , mm, pitch diameter d o , mm, diameter of the main circle d bo , mm, thickness the tooth along the arc of the pitch circle S to , mm, in the end section are determined by the formulas:
tg αt=tg α / cos β; mt=m/cos β, мм; do=mt z, мм; dbo=do cos αt, мм;tan α t = tan α / cos β; m t = m / cos β, mm; d o = m t z, mm; d bo = d o cos α t , mm;
Sto=π mt / 2+2h, мм,S to = π m t / 2 + 2h, mm,
где α=20° - угол профиля производящей рейки;where α = 20 ° is the profile angle of the producing rail;
m - модуль обрабатываемого зубчатого колеса;m is the module of the gear being machined;
So - толщина зуба по дуге делительной окружности в торцовом сечении;S o - the thickness of the tooth along the arc of the pitch circle in the end section;
h - натяг.h - interference.
В процессе обработки предлагаемым способом используют деформирующий инструмент, который выполнен в виде зубчатого колеса, обкатывают заготовку с предварительно обработанными зубьями, при этом оси инструмента и заготовки являются скрещивающимися прямыми. Вращающийся инструмент, перемещаясь к заготовке с радиальной подачей SP, при достижении беззазорного зацепления начинается процесс прикатки под определенной силой. Расстояние между осями инструмента и заготовки постепенно уменьшается до получения требуемого размера зубьев колеса. Во время обкатывания на зубьях обрабатываемого колеса и инструмента имеет место взаимное скольжение, которое вызывает на сторонах зубьев колеса сдвиг металла.In the process of processing the proposed method using a deforming tool, which is made in the form of a gear wheel, run in the workpiece with pre-machined teeth, while the axes of the tool and the workpiece are crossed straight. A rotating tool, moving to a workpiece with a radial feed S P , when reaching clearance-free engagement, the rolling process begins under a certain force. The distance between the axes of the tool and the workpiece is gradually reduced to obtain the required size of the teeth of the wheel. During the running-in on the teeth of the machined wheel and the tool, there is mutual sliding, which causes a metal shift on the sides of the teeth of the wheel.
Основным технологическим параметром процесса является натяг h (см. фиг.9), создаваемый за счет радиальной подачи SР. Обработку проводят с натягом h=0,5...1,5 мм. Натяг лимитируется пластичностью материала детали. При обработке с малыми натягами уменьшаются отклонения формы, повышается точность размеров, уменьшаются также параметры шероховатости поверхности. С малыми натягами обрабатывают заготовки и после термической обработки.The main technological parameter of the process is interference h (see Fig. 9), created due to the radial feed S P. Processing is carried out with an interference fit h = 0.5 ... 1.5 mm. The tightness is limited by the ductility of the material of the part. When processing with small tightness, shape deviations are reduced, dimensional accuracy is increased, and surface roughness parameters are also reduced. With small interference, workpieces are also treated after heat treatment.
При обработке инструмент и заготовка вводятся в баззазорное зацепление. Инструмент приводится во вращение с частотой VИ и ведет обрабатываемое зубчатое колесо, насаженное на оправку, свободно установленную в центрах.During processing, the tool and the workpiece are introduced into the buzz gap engagement. The tool is driven in rotation with a frequency of V AND and drives the gear being machined, mounted on a mandrel freely mounted in the centers.
Точки контакта, наблюдаемые в различные моменты времени, образуют на поверхности зуба линию, идущую на боковой поверхности от дна впадины до вершины зуба. Эта линия контакта и будет обработана инструментом при неизменном взаимном расположении осей инструмента и зубчатого колеса. Поэтому, чтобы обработать полностью боковую поверхность зубьев, обрабатываемому колесу сообщают возвратно-поступательное движение Sпр вдоль своей оси.Contact points observed at different points in time form a line on the tooth surface running on the side surface from the bottom of the cavity to the top of the tooth. This contact line will be processed by the tool with a constant relative position of the axes of the tool and the gear. Therefore, in order to process the completely lateral surface of the teeth, the reciprocating wheel is informed of the reciprocating movement S pr along its axis.
После каждого двойного хода колеса происходит радиальная подача SР, т.е. оси инструмента и заготовки сближаются до тех пор, пока толщина зубьев обрабатываемого колеса не будет равна требуемой.After each double wheel stroke, there is a radial feed S P , i.e. the axes of the tool and the workpiece come together until the thickness of the teeth of the machined wheel is equal to the required.
Пример. Производилось обкатывание прямозубого цилиндрического зубчатого колеса (z=32: m=4 мм) из стали 45 на горизонтальном зубошевинговальном станке мод. 5702 В предлагаемым способом обкатным инструментом: косозубым, угол скрещивания осей инструмента и заготовки β=15°, диаметр отверстия под оправку 63,5 мм, ширина ВИ=50 мм, номинальный делительный диаметр 240 мм, число зубьев инструмента 58.Example. A spur gear (z = 32: m = 4 mm) was rolled from steel 45 on a horizontal gear-shaving machine mod. 5702 In the present method flow forming tool: helical, crossing angle of axes of tool and workpiece β = 15 °, the diameter of the arbor hole of 63.5 mm, and the width B = 50 mm, the nominal pitch diameter of 240 mm, the number of teeth of the tool 58.
Фиксированное силовое воздействие 400...800 Н. Твердость материала заготовки - 32...36 HRC. Деформирующая кольцевая пружина была изготовлена из сплава марки 38ХМЮА и после азотирования имела твердость 60...64 HRC. Затем ее поверхность была отполирована до Ra=0,04...0,08 мкм.The fixed force action is 400 ... 800 N. The hardness of the workpiece material is 32 ... 36 HRC. The deforming ring spring was made of an alloy of 38KhMYuA grade and after nitriding had a hardness of 60 ... 64 HRC. Then its surface was polished to Ra = 0.04 ... 0.08 μm.
Обкатывание предлагаемым способом обкатным инструментом по сравнению с шевингованием позволило увеличить производительность в 4,5 раза, уменьшить параметр шероховатости поверхности на профилях зубьев до Ra=0,32 мкм, снизить уровень звукового давления на 3...4 дБ, повысить стабильность размеров зубчатого зацепления и качество. Стойкость инструмента составила 300 тыс.деталей, время обкатывания колеса 24 с. Зубья обкатанных колес во время термической обработки вследствие более однородной структуры поверхностных слоев деформировались меньше, чем шевингованные. Точность зубчатых колес перед обкатыванием должна быть выше, а припуск на сторону зуба меньше, чем перед шевингованием, наполовину.Compared to shaving, rolling around with the rolling tool of the proposed method made it possible to increase productivity by 4.5 times, reduce the surface roughness parameter on the tooth profiles to Ra = 0.32 μm, reduce the sound pressure level by 3 ... 4 dB, increase the stability of gear mesh sizes and quality. The tool life was 300 thousand parts, the wheel break-in time was 24 s. During heat treatment, the teeth of the run-in wheels, due to the more uniform structure of the surface layers, were deformed less than the sheaved ones. The accuracy of the gears before running in should be higher, and the allowance on the side of the tooth is less than half before shewing.
При обработке в качестве смазывающе-охлаждающей жидкости использовали индустриальное масло 20.During processing, industrial oil 20 was used as a cutting fluid.
Предлагаемый способ, осуществляемый пружинным инструментом, обладает практической полезностью, технологичен, относительно, несложен и дешев в изготовлении, прост в обслуживании, расширяет технологические возможности и обеспечивает высокую эффективность отделочно-упрочняющей обработки цилиндрических прямозубых зубчатых колес как внешнего, так и внутреннего зацепления.The proposed method, carried out by a spring tool, has practical utility, is technologically advanced, relatively simple and cheap to manufacture, easy to maintain, expands technological capabilities and provides high efficiency of finishing and hardening processing of spur gears of both external and internal gearing.
Предлагаемый способ повышает производительность и качество обработки путем использования упругих деформирующих элементов, позволяющие создавать и управлять величиной гетерогенных упрочненных слоев и регулярным микрорельефом обрабатываемой поверхности, отличающийся высоким КПД, обеспечивает достаточно большую глубину упрочненного слоя и высокую степень упрочнения обрабатываемой поверхности за счет скрещивающихся осей инструмента и обрабатываемого зубчатого колеса и скольжения деформирующих элементов вдоль зуба заготовки.The proposed method improves the productivity and quality of processing by using elastic deforming elements that allow you to create and control the size of heterogeneous hardened layers and regular microrelief of the treated surface, characterized by high efficiency, provides a sufficiently large depth of the hardened layer and a high degree of hardening of the treated surface due to the intersecting axes of the tool and the machined gear wheel and sliding deforming elements along the tooth of the workpiece.
Источники информацииInformation sources
1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1/Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. С.352-353 - прототип.1. Reference technologist-machine builder. In 2 vols. T.1 / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed., Revised. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1986. S.352-353 - prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006137917/02A RU2332290C1 (en) | 2006-10-26 | 2006-10-26 | Method of burnishing spur gears |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006137917/02A RU2332290C1 (en) | 2006-10-26 | 2006-10-26 | Method of burnishing spur gears |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006137917A RU2006137917A (en) | 2008-05-10 |
RU2332290C1 true RU2332290C1 (en) | 2008-08-27 |
Family
ID=39799504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006137917/02A RU2332290C1 (en) | 2006-10-26 | 2006-10-26 | Method of burnishing spur gears |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2332290C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107498429A (en) * | 2017-08-22 | 2017-12-22 | 东莞市蓉工自动化科技有限公司 | Grinding device of dysmorphism injection molding |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012012559A1 (en) * | 2012-06-25 | 2014-01-02 | Gleason-Pfauter Maschinenfabrik Gmbh | Method for machining a workpiece and suitable gear cutting machine |
-
2006
- 2006-10-26 RU RU2006137917/02A patent/RU2332290C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Справочник технолога-машиностроителя. Под. ред. А.Г. Косиловой и др., т.1, Москва, Машиностроение, 1986, с.352-353. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107498429A (en) * | 2017-08-22 | 2017-12-22 | 东莞市蓉工自动化科技有限公司 | Grinding device of dysmorphism injection molding |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006137917A (en) | 2008-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4485362B2 (en) | Herringbone gear teeth and manufacturing method thereof | |
JP5520374B2 (en) | Free curved surface gear | |
CN107166011B (en) | Bevel gear set and method of manufacturing the same | |
CN101954574A (en) | Method for machining output shaft assembly | |
US6151941A (en) | Apparatus and method for roll forming gears | |
KR20060003898A (en) | Methods, tools and devices for the manufacture of screws | |
CN103831599A (en) | Machining method for hardened face gear | |
WO2000025974A1 (en) | Method of manufacturing pin holding ring for internal gear, internally meshed planetary gear structure, and hydraulic motor and pump | |
US4945783A (en) | Ring gear with roll formed teeth | |
RU2332290C1 (en) | Method of burnishing spur gears | |
JP2005254307A (en) | Gear, method and apparatus for producing gear | |
US20080105021A1 (en) | Method of forming a gear | |
RU2332289C1 (en) | Instrument for burnishing toothed gears | |
RU2369469C1 (en) | Method of machining spur gear wheels by shaving-rolling together | |
RU2648603C2 (en) | Device and method for producing thick-walled hollow wheels with internally toothed sections of driving pinions | |
US20020066183A1 (en) | Full form roll finishing technique | |
RU2347640C1 (en) | Method for static-impulse burnishing of gear wheels | |
RU2749955C1 (en) | Method for removing material of cavity between teeth of cylindrical arched gear wheel | |
RU2470731C2 (en) | Toothed tool for hardening | |
RU2468881C2 (en) | Gear shaving by teeth and needles | |
RU2332293C1 (en) | Method of processing spherical surfaces by surface plastic deformation | |
JP2000130357A (en) | Manufacture of roller holding ring for hydraulic pressure motor pump | |
JPS63177936A (en) | Machining method of displacement screwtap | |
RU2515707C2 (en) | Method of shaping bores and tool to this end | |
RU2430813C2 (en) | Tooth cutting head to produce spur gear arched teeth |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081027 |