Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2586185C1 - Method of processing tooth profile of splined broaches - Google Patents

Method of processing tooth profile of splined broaches Download PDF

Info

Publication number
RU2586185C1
RU2586185C1 RU2015103883/02A RU2015103883A RU2586185C1 RU 2586185 C1 RU2586185 C1 RU 2586185C1 RU 2015103883/02 A RU2015103883/02 A RU 2015103883/02A RU 2015103883 A RU2015103883 A RU 2015103883A RU 2586185 C1 RU2586185 C1 RU 2586185C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
profile
broach
teeth
grinding wheel
grinding
Prior art date
Application number
RU2015103883/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Геннадьевич Кондрашов
Айрат Ибрагимович Фасхутдинов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "КАМАЗ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "КАМАЗ" filed Critical Публичное акционерное общество "КАМАЗ"
Priority to RU2015103883/02A priority Critical patent/RU2586185C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2586185C1 publication Critical patent/RU2586185C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Milling, Broaching, Filing, Reaming, And Others (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: method consists in grinding teeth profile drawing in two stages. At first stage profile of rough and transition teeth is ground to passage with reverse taper. At second stage profile of finishing and gaging teeth is polished with zero reverse taper. Grinding is made by radial sections at top of grinding wheel profile at matched drawing continuous rotation and vertical movement of grinding wheel, circular section centre coordinate of which is connected with turning angle of drawing by given system of equations.
EFFECT: higher quality of treatment due to making of cutting teeth with shaped cutting arrangement.
1 cl, 1 tbl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к металлообработки и может быть использовано в инструментальном производстве, а именно при изготовлении шлицевых протяжек.The invention relates to metalworking and can be used in tool production, namely in the manufacture of slotted broaches.

Известен способ обработки профиля протяжки, включающий установку заготовки протяжки в центр делительной головки или делительной бабки шлифовального станка, подъем заднего центра относительно переднего и шлифование профиля зубьев протяжки на проход фасонным шлифовальным кругом (Протяжки для обработки отверстий / Д.К. Маргулис, М.М. Тверской, В.Н. Ашихмин и др. - М.: Машиностроение, 1986. - С. 190-191).A known method of processing the profile of the broach, including installing the broach broach in the center of the dividing head or dividing headstock of the grinding machine, raising the rear center relative to the front and grinding the profile of the teeth of the broach to the passage with a shaped grinding wheel (Broaches for machining holes / D.K. Margulis, M.M. Tverskoy, V.N. Ashikhmin and others .-- M .: Mechanical Engineering, 1986. - S. 190-191).

Данный способ реализуется на универсальных шлицешлифовальных станках (например 3451А, 3451В и др.) и позволяет получить протяжку, работающую по генераторной схеме резания, при которой каждый зуб образует небольшой участок боковой поверхности профиля протянутой заготовки.This method is implemented on universal slot grinding machines (for example 3451A, 3451B, etc.) and allows you to get a broach that works according to the generator cutting scheme, in which each tooth forms a small portion of the side surface of the profile of the extended workpiece.

К недостаткам способа следует отнести значительные погрешности окружного шага из-за отклонения от соосности шпинделя делительной головки и протяжки, возникающие при большом подъеме заднего центра. Данный недостаток может быть устранен применением накладного стола, путем поворота которого осуществляется подъем заднего центра. Другим существенным недостатком способа являются узкие технологические возможности, ограничивающие его применение только для изготовления генераторных протяжек, обеспечивающих невысокую чистоту протянутого профиля, наличия на нем ступенек и обладающих невысокой стойкостью, связанной с интенсивным износом уголков режущих зубьев, непосредственно формирующих профиль протянутой поверхности.The disadvantages of the method include significant errors in the circumferential pitch due to deviations from the alignment of the spindle of the dividing head and broaches that occur when the rear center is very high. This drawback can be eliminated by applying a laid table, by turning which the rear center is lifted. Another significant drawback of the method is the narrow technological capabilities that limit its use only for the manufacture of generator broaches, providing low purity of the extended profile, the presence of steps and low resistance associated with intensive wear of the corners of the cutting teeth that directly form the profile of the extended surface.

Изготовление цельных шлицевых протяжек, работающих по профильной схеме, технологически намного сложнее, так как для этого необходимо применение шлифовального круга очень малого диаметра, а также неоптимальная конструкция протяжки с увеличенными шагами зубьев. В этом случае образование профиля зубьев протяжки может осуществляться движением затылования по прямой линии. Однако на практике ввиду большой сложности такой способ не применяют.The manufacture of solid spline broaches working according to the profile scheme is technologically much more complicated, since this requires the use of a grinding wheel of very small diameter, as well as a non-optimal design of the broach with increased tooth pitch. In this case, the formation of the profile of the teeth of the broach can be carried out by movement of the backing in a straight line. However, in practice, due to the great complexity, this method is not used.

Проблему получения шлицевых протяжек профильной схемы резания решают как созданием новых конструкций протяжек, так и совершенствованием технологии их изготовления.The problem of obtaining slotted broaches of a profile cutting scheme is solved both by the creation of new designs of broaches and by improving the technology for their manufacture.

Так, например, известна шлицевая протяжка, содержащая хвостовую часть, переднюю и заднюю направляющие и режущую часть, включающую фасочные, круглые и шлицевые зубья со шлицевыми выступами, имеющими секционное построение, причем после основных шлицевых зубьев размещена группа из трех-пяти дополнительных шлицевых зубьев, шлицевые выступы которых оснащены боковыми режущими кромками, с наружными диаметрами, равными диаметрам последних основных шлицевых зубьев, а шириной шлицевых выступов на 0,05-0,20 мм большей, причем передние поверхности выступов выполнены радиусной формы с величиной радиуса, увеличивающейся от вершины к основанию шлицевого выступа так, что образуют у боковых кромок передние углы γ=10-15° и углы наклона γ=5-10° (патент RU №71087, B23D 43/00 (2006/01), опубл. 27.02.2008).For example, a spline broach is known, comprising a tail portion, front and rear guides, and a cutting portion including bevel, round and spline teeth with spline protrusions having a sectional structure, and after the main spline teeth there is a group of three to five additional spline teeth, spline protrusions of which are equipped with lateral cutting edges, with outer diameters equal to the diameters of the last main spline teeth, and spline protrusions are 0.05-0.20 mm wider, and the front surfaces are stupas are made of a radial shape with a radius increasing from the top to the base of the spline protrusion so that they form front angles γ = 10-15 ° and inclination angles γ = 5-10 ° at the lateral edges (patent RU No. 71087, B23D 43/00 ( 2006/01), published on 02.27.2008).

Конструкция протяжки оснащена группой дополнительных зубьев с большей толщиной, которые снимают припуск по ширине шлицевой впадины и устраняют микронеровности в виде ступенек. Однако технологичность изготовления такой протяжки значительно ухудшается. Это связано с тем, что при шлифовании на проход основных зубьев необходимо обеспечить выход шлифовального круга, в то время как в данной конструкции за основными зубьями расположены дополнительные, имеющие большую толщину. Для обеспечения выхода шлифовального круга неизбежно конструктивное ухудшение протяжки, а именно значительный промежуток между основными и дополнительными зубьями, равный как минимум 3…4 шагам зубьев.The broach design is equipped with a group of additional teeth with a larger thickness, which remove the allowance along the width of the splined cavity and eliminate microroughness in the form of steps. However, the manufacturability of such a broach is significantly impaired. This is due to the fact that when grinding on the passage of the main teeth, it is necessary to ensure the exit of the grinding wheel, while in this design additional, having a large thickness, are located behind the main teeth. To ensure the exit of the grinding wheel, a constructive deterioration of the broach is inevitable, namely, a significant gap between the main and additional teeth, equal to at least 3 ... 4 tooth steps.

Другой подход заключается в разработке сборных конструкций протяжек. Так известна сборная протяжка для обработки внутренних поверхностей, преимущественно шлицевых, содержащая оправку с передним и задним хвостовиками и установленные на оправке в технологической последовательности своими центральными посадочными отверстиями сменные рабочие секции с режущими и калибрующими зубьями и направляющую секцию, при этом оправка, по меньшей мере по месту установки сменных секций, выполнена в виде стержня с наружным равноосным треугольным РК-профилем, а посадочные отверстия секций выполнены по форме ответными РК-профилю оправки (патент RU №90002, B23D 43/00 (2006.01), опубл. 27.12.2009).Another approach is to develop prefabricated broaches. So known prefabricated broach for machining internal surfaces, mainly splined, containing a mandrel with front and rear shanks and removable working sections with cutting and calibrating teeth and a guide section mounted on the mandrel in the technological sequence with their central mounting holes, and the mandrel, at least the place of installation of removable sections, made in the form of a rod with an external equiaxial triangular PK profile, and the landing holes of the sections are made in the form of reciprocal PK -profile of the mandrel (patent RU No. 90002, B23D 43/00 (2006.01), publ. 27.12.2009).

Также известна конструкция сборной протяжки для обработки эвольвентных шлицев, содержащей корпус с выполненными на нем хвостовиками и режущей частью, выполненной по генераторной схеме и имеющей зубья с корригированным профилем, по крайней мере, два режущих диска, содержащих доводочные зубья, выполненные по профильной схеме и ориентированные относительно друг друга посредством эксцентриков, размещенных в отверстиях одного диска и входящих в пазы на другом диске и направляющей втулке, жестко зафиксированной на корпусе и прижимающей режущие диски к генераторной части протяжки в осевом направлении, причем суммарную подачу А доводочных зубьев выбирают из следующего условия:Also known is the design of a prefabricated broach for processing involute splines, comprising a housing with shanks and a cutting part made thereon, made according to the generator pattern and having teeth with a corrected profile, at least two cutting discs containing lapping teeth made according to the profile pattern and oriented relative to each other by means of eccentrics located in the holes of one disk and entering into the grooves on the other disk and the guide sleeve, rigidly fixed to the housing and pressing the drive disks to the generator part of the broach in the axial direction, and the total feed A of the final teeth is chosen from the following condition:

А>Sz sin δ/cos β,A> S z sin δ / cos β,

где Sz - подача зубьев генераторной части протяжки, мм;where S z - the feed of the teeth of the generator part of the broach, mm;

δ - угол поднутрения;δ is the angle of undercut;

β - угол профиля генераторных зубьев (патент RU №70473, B23D 43/02 (2006.01), опубл. 27.01.2008).β is the angle of the profile of the generating teeth (patent RU No. 70473, B23D 43/02 (2006.01), publ. 27.01.2008).

Выполнение протяжки сборной, оснащенной сменными секциями, позволяет обеспечить на них любой необходимый профиль с оптимальными задними углами. Для этого каждая секция изготавливается отдельно, после чего все они монтируются на оправке. Протяжки подобной конструкции могут быть изготовлены с генераторной, профильной или комбинированной схемами резания. При этом нет необходимости технологически увеличивать габариты протяжки (как в предыдущем варианте).The execution of the broach team, equipped with interchangeable sections, allows you to provide them with any desired profile with optimal rear angles. For this, each section is made separately, after which they are all mounted on a mandrel. Broaches of a similar design can be made with generator, profile or combined cutting schemes. There is no need to technologically increase the dimensions of the broach (as in the previous version).

Для изготовления таких инструментов может применяться способ изготовления сборной калибрующей протяжки для шлицевых отверстий, включающий шлифование боковых поверхностей профиля режущих элементов, установленных на протяжке, при установке заднего конца протяжки выше переднего, причем режущие элементы перед шлифованием располагают на протяжке в порядке, обратном их расположению в рабочем положении, а после шлифования переставляют, располагая в порядке рабочего положения (а.с. СССР №998023, М.Кл.3 B23D 43/02, опубл. 23.02.1983).For the manufacture of such tools, a method of manufacturing a prefabricated calibrating broach for slotted holes can be applied, including grinding the side surfaces of the profile of the cutting elements mounted on the broach, when installing the rear end of the broach above the front one, and the cutting elements are placed on the broach before grinding in the reverse order to their location in working position, and after grinding rearrange, arranging in the order of the working position (AS USSR No. 998023, M. C. 3 B23D 43/02, publ. 02.23.1983).

Изготовление протяжки согласно данному способу позволяет получить на зубьях небольшое увеличение ширины профиля, что обеспечивает профильную схему резания. При этом способ позволяет производить как протяжки, работающие только по профильной схеме резания, так и по комбинированной, когда первые зубья работают по генераторной схеме резания и эффективно удаляют основную часть припуска, а последние несколько зубьев работают по профильной схеме, снимают небольшой припуск по ширине впадины и зачищают боковые стороны шлицев. По своей производительности способ вполне соответствует способам обработки генераторных протяжек.The manufacture of broaches according to this method allows you to get a small increase in the width of the profile on the teeth, which provides a profile cutting scheme. The method allows both broaches operating only according to the profile cutting scheme, and combined, when the first teeth work according to the generator cutting scheme and effectively remove the main part of the allowance, and the last few teeth work according to the profile scheme, remove a small allowance along the width of the depression and strip the sides of the splines. In its performance, the method is fully consistent with the methods of processing generator broaches.

Недостатком способа является его применимость лишь для сборных протяжек, которые обладают более низкой точностью по сравнению с цельными. Причина этому большое количество элементов, обработанных в разных циклах базирования, а также большое число сопряжений, обладающих определенной нежесткостью. Кроме этого, по мере эксплуатации протяжки, сборке и разборке ее для замены режущих элементов происходит износ посадочных элементов, что также снижает точность расположения режущих элементов.The disadvantage of this method is its applicability only for modular broaches, which have lower accuracy compared to whole. The reason for this is a large number of elements processed in different basing cycles, as well as a large number of conjugations with a certain non-rigidity. In addition, as the broach is used, it is assembled and disassembled to replace the cutting elements, wear of the landing elements occurs, which also reduces the accuracy of the location of the cutting elements.

Известен способ коррекции профиля протяжки для обработки эвольвентных шлицев, заключающийся в том, что коррекция проводится в два этапа, первый - шлифование дуги (а) и ее продолжения, дуги (d) с небольшой обратной конусностью, и второй этап - шлифование дуги (b) с большей обратной конусностью, шлифовальный круг имеет профиль в виде дуги окружности радиусом, соответствующим дуге (а) и соответственно (b), а в случае высоких профилей на первом этапе на различных участках длины протяжки выполняется с различными радиусами (RO №87337, МПК B23F 21/26, опубл. 30.07.1985).There is a method of adjusting the broach profile for processing involute splines, which consists in the fact that the correction is carried out in two stages, the first is grinding the arc (a) and its continuation, the arc (d) with a small inverse taper, and the second stage is grinding the arc (b) with greater inverse taper, the grinding wheel has a profile in the form of an arc of a circle with a radius corresponding to the arc (a) and, accordingly, (b), and in the case of high profiles at the first stage, at different sections of the broaching length, it is performed with different radii (RO No. 87337, IPC B23F 21/26, publ. 30.07.1 985).

Способ может быть реализован на большинстве современных станков. Например, на станке с ЧПУ по патенту КНР №201519895 реализована возможность установки заготовки протяжки в центрах с возможностью управляемого вращения. На станке установлены каретки, обеспечивающие перемещение шлифовального круга минимум в трех направлениях (вдоль оси протяжки, в поперечном направлении и радиально). Таким образом, станок обеспечивает как минимум четыре управляемые координаты.The method can be implemented on most modern machines. For example, on a CNC machine according to the patent of the People’s Republic of China No. 201519895, it is possible to install broach blanks in centers with the possibility of controlled rotation. The carriage is installed on the machine, providing movement of the grinding wheel in at least three directions (along the axis of the broach, in the transverse direction and radially). Thus, the machine provides at least four controllable coordinates.

Способ обеспечивает получение на шлицевых зубьях протяжки больших величин зазора по боковым сторонам, что снижает трение зубьев по уже обработанным участкам боковых сторон шлицев детали. Однако полученная протяжка также работает по генераторной схеме и на детали сформирует ступенчатый профиль.The method provides receiving on the spline teeth of the broach large values of the gap on the sides, which reduces the friction of the teeth on the already processed sections of the side sides of the splines of the part. However, the obtained broach also works according to the generator circuit and will form a stepped profile on the part.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является совершенствование способа изготовления протяжек и обеспечение возможности обработки их шлицевых зубьев с переменной (увеличивающейся) толщиной зубьев для реализации профильной схемы резания.The technical problem to which the invention is directed is to improve the method of manufacturing broaches and provide the possibility of processing their spline teeth with a variable (increasing) tooth thickness to implement a profile cutting scheme.

Указанная задача решается тем, что в способе обработки профиля зубьев шлицевых протяжек, включающем шлифование профиля зубьев протяжки в два этапа, на первом из которых профиль черновых и переходных зубьев шлифуют на проход с обратной конусностью, на втором этапе профиль чистовых и калибрующих зубьев шлифуют с нулевой обратной конусностью радиусными участками на вершине профиля шлифовального круга при согласованном непрерывном вращении протяжки и вертикальном перемещении шлифовального круга, координата Zi центра радиусного участка которого связана с углом поворота протяжки φi следующей системой уравнений:This problem is solved by the fact that in the method of processing the profile of the teeth of the slotted broaches, including grinding the profile of the teeth of the broaches in two stages, at the first of which the profile of the rough and transition teeth is ground for passage with inverse taper, in the second stage the profile of the fine and calibrating teeth is ground with zero the inverse taper of the radius sections at the top of the grinding wheel profile with consistent continuous rotation of the broach and vertical movement of the grinding wheel, the coordinate Z i of the center of the radius section to otoro connected with the angle of rotation of the broach φ i the following system of equations:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Y0 - ордината центра радиусного участка шлифовального круга;where Y 0 is the ordinate of the center of the radius of the grinding wheel;

Db - диаметр основной окружности эвольвентного профиля зубьев протяжки;D b - the diameter of the main circle of the involute profile of the teeth of the broach;

θ - половина угловой ширины впадины по диаметру основной окружности;θ is half the angular width of the depression along the diameter of the main circle;

αi - угол давления эвольвенты в точке контакта боковой эвольвентной поверхности зуба протяжки и радиусного участка на вершине шлифовального круга;α i is the pressure angle of the involute at the contact point of the lateral involute surface of the broaching tooth and the radius section at the top of the grinding wheel;

Rk - радиус при вершине шлифовального круга,R k is the radius at the top of the grinding wheel,

при этом центр шлифовального круга располагают на расстоянии l от вершины шлифуемого зуба в продольном направлении, которое определяют по следующей зависимости:the center of the grinding wheel is located at a distance l from the top of the grinding tooth in the longitudinal direction, which is determined by the following relationship:

l=(t-Δ)/2,l = (t-Δ) / 2,

где t - шаг зубьев протяжки;where t is the tooth pitch of the broach;

Δ - величина зазора между поверхностью шлифовального круга и режущей кромкой следующего зуба протяжки.Δ is the gap between the surface of the grinding wheel and the cutting edge of the next tooth broach.

Выполнение способа обработки профиля зубьев шлицевых протяжек, включающего шлифование профиля зубьев протяжки в два этапа, на первом из которых шлифуют профиль черновых и переходных зубьев на проход, в сочетании со шлифованием на втором этапе профиля чистовых и калибрующих зубьев с нулевой обратной конусностью радиусными участками на вершине профиля шлифовального круга при согласованном непрерывном вращении протяжки и вертикальном перемещении шлифовального круга, координата Zi центра радиусного участка которого связана с углом поворота протяжки φi приведенной системой уравнений, и расположением центра шлифовального круга на расстоянии l от вершины шлифуемого зуба в продольном направлении, определяемом по приведенной зависимости, позволит изготовить протяжку комбинированной схемы резания, с черновыми и переходными зубьями по генераторной схеме резания (толщина зубьев переменная, уменьшающаяся), и чистовыми и калибрующими зубьями по профильной схеме резания (толщина зубьев переменная, увеличивающаяся и постоянная), имеющими значительные задние углы на боковых сторонах. Изготовленные по данному способу протяжки обеспечат более высокое качество обработанной поверхности и точность шлицевого отверстия.The implementation of the method of processing the profile of the teeth of the slotted broaches, including grinding the profile of the teeth of the broach in two stages, the first of which grind the profile of rough and transition teeth in the passage, in combination with grinding in the second stage of the profile of the fine and calibrating teeth with zero inverse taper radius sections at the top of the grinding wheel profile with consistent continuous rotation of the broach and vertical movement of the grinding wheel, the coordinate Z i of the center of the radius portion of which is related to the angle of rotation the broach company φ i by the reduced system of equations, and the location of the center of the grinding wheel at a distance l from the top of the grinded tooth in the longitudinal direction, determined by the given dependence, will allow to draw a broach of the combined cutting pattern, with rough and transition teeth, according to the generator cutting pattern (tooth thickness is variable, decreasing), and with fine and calibrating teeth according to the profile cutting scheme (tooth thickness is variable, increasing and constant), having significant rear angles on the side st orony. Broaches made using this method will provide higher quality of the processed surface and accuracy of the splined hole.

Заявителю не известны способы обработки профиля зубьев шлицевых протяжек с указанной совокупностью признаков, и заявляемая совокупность признаков не вытекает явным образом из существующего уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».The applicant does not know how to process the profile of the teeth of the slotted broaches with the specified combination of features, and the claimed combination of features does not follow explicitly from the existing level of technology, which confirms the compliance of the claimed technical solution with the criteria of "novelty" and "inventive step".

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:The claimed technical solution is illustrated by drawings, where:

фиг. 1 - шлифование профиля зубьев черновых и переходных зубьев протяжки;FIG. 1 - grinding the profile of the teeth of the rough and transition teeth of the broach;

фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;FIG. 2 is a section AA in FIG. one;

фиг. 3 - циклограмма процесса шлифования профиля черновых и чистовых зубьев протяжки;FIG. 3 - cyclogram of the process of grinding the profile of rough and final teeth broaching;

фиг. 4 - шлифование профиля чистовых и калибрующих зубьев протяжки;FIG. 4 - grinding the profile of the fine and calibrating teeth of the broach;

фиг. 5 - выносной элемент Б на фиг. 4;FIG. 5 - remote element B in FIG. four;

фиг. 6 - вид В на фиг. 5;FIG. 6 is a view B in FIG. 5;

фиг. 7 - схема расчета параметров поворота протяжки и вертикального перемещения шлифовального круга.FIG. 7 is a diagram for calculating the parameters of rotation of the broach and vertical movement of the grinding wheel.

Способ обработки профиля зубьев шлицевых протяжек заключается в шлифовании профиля зубьев протяжки 1 в два этапа. На первом этапе профиль черновых и переходных зубьев 2 шлифуют на проход с обратной конусностью. На втором этапе профиль чистовых и калибрующих зубьев 3 шлифуют с нулевой обратной конусностью. Шлифование выполняют радиусными участками 4 на вершине профиля шлифовального круга 5. При этом происходит согласованное непрерывное вращение протяжки 1 и вертикальное перемещение шлифовального круга 5, координата Zi центра радиусного участка 4 которого связана с углом поворота протяжки φi следующей системой уравнений (фиг. 7):The method of processing the profile of the teeth of the slotted broaches consists in grinding the profile of the teeth of the broach 1 in two stages. At the first stage, the profile of rough and transition teeth 2 is ground to the passage with reverse taper. At the second stage, the profile of the fine and calibrating teeth 3 is ground with zero inverse taper. Grinding is performed with radius sections 4 at the top of the profile of the grinding wheel 5. In this case, a continuous rotation of the broach 1 and vertical movement of the grinding wheel 5 occurs, the coordinate Z i of the center of the radius section 4 of which is related to the angle of rotation of the broach φ i by the following system of equations (Fig. 7) :

Figure 00000002
Figure 00000002

где Y0 - ордината центра радиусного участка шлифовального круга;where Y 0 is the ordinate of the center of the radius of the grinding wheel;

Db - диаметр основной окружности эвольвентного профиля;D b is the diameter of the main circumference of the involute profile;

θ - половина угловой ширины впадины по диаметру основной окружности;θ is half the angular width of the depression along the diameter of the main circle;

αi - угол давления эвольвенты в точке контакта боковой эвольвентной поверхности зуба протяжки и радиусного участка на вершине шлифовального круга;α i is the pressure angle of the involute at the contact point of the lateral involute surface of the broaching tooth and the radius section at the top of the grinding wheel;

Rk - радиус при вершине шлифовального круга.R k is the radius at the top of the grinding wheel.

При этом центр шлифовального круга 5 располагается на расстоянии l от вершины шлифуемого зуба 6 в продольном направлении, которое определяется по следующей зависимости:The center of the grinding wheel 5 is located at a distance l from the top of the grinding tooth 6 in the longitudinal direction, which is determined by the following dependence:

l=(t-Δ)/2,l = (t-Δ) / 2,

где t - шаг зубьев протяжки;where t is the tooth pitch of the broach;

Δ - величина зазора между поверхностью шлифовального круга и режущей кромкой следующего зуба протяжки.Δ is the gap between the surface of the grinding wheel and the cutting edge of the next tooth broach.

Процесс обработки шлицевой эвольвентной протяжки выглядит следующим образом. Заготовку протяжки 1 с предварительно нарезанными зубьями устанавливают в центрах 7 шлифовально-заточного станка с ЧПУ (не показан). Передний хвостовик протяжки зажимают в кулачках 8 поводкового патрона (фиг. 1 и 4). Вращением протяжки выставляют вертикальность плоскости симметрии первой шлицевой впадины на зубе протяжки. После чего шлифуют черновые и переходные зубья 2 протяжки на проход с обратной конусностью. При этом шлифовальный круг перемещают по программе ЧПУ вдоль оси X с небольшим перемещением по оси Z согласно циклограмме, показанной на фиг. 3. В направлении перемещения шлифовального круга 5 боковые стороны черновых и переходных зубьев располагаются на одной поверхности (фиг. 2). За счет этого обеспечивается возможность их шлифования с высокой производительностью. После шлифования одной шлицевой впадины шлифовальный круг поднимают по оси Z, поворачивают протяжку на угловой шаг шлицев и шлифуют следующую впадину. В результате на протяжке формируются зубья с переменной (уменьшающейся) толщиной шлица и малыми задними углами (10′…15′) по боковым сторонам. После обработки всех впадин на черновых и переходных зубьях этим же шлифовальным кругом шлифуют профиль чистовых и калибрующих зубьев 3 (фиг. 4). Для этого шлифовальный круг перемещают вдоль оси X на расстояние l от вершины первого чистового зуба 6 (фиг. 5, 6). После чего включают согласованное вращение протяжки 1 и вертикальное перемещение шлифовального круга 5 (фиг. 7). Исходя из приведенных выше математических зависимостей определяют скорости этих перемещений, обеспечивают контакт точки на радиусном участке 4 шлифовального круга 5 и боковой стороны шлица на шлифуемом зубе. После обработки одной стороны впадины шлифовальный круг возвращают в исходное положение, и при противоположном направлении вращения протяжки шлифуют вторую сторону впадины. После чего шлифовальный круг поднимают по оси Z, поворачивают протяжку на угловой шаг и повторяют обработку для следующей впадины. После обработки всех боковых сторон шлицев одного зуба шлифовальный круг перемещают к следующему зубу и повторяют обработку. В результате на протяжке формируются зубья с переменной (увеличивающейся) или постоянной толщиной шлица и приемлемыми задними углами (1°30′…2°) по боковым сторонам. После обработки боковых сторон на всех чистовых и калибрующих зубьях выполняют заточку заднего угла по вершинам всех зубьев и снимают протяжку.The processing process of a spline involute broach is as follows. The workpiece broach 1 with pre-cut teeth set in the centers 7 of a grinding and grinding machine with CNC (not shown). The front shank of the broach is clamped in the cams 8 of the lead cartridge (Fig. 1 and 4). The rotation of the broach sets the verticality of the plane of symmetry of the first splined cavity on the broach tooth. Then grind the rough and transition teeth 2 broaches on the passage with reverse taper. In this case, the grinding wheel is moved according to the NC program along the X axis with a slight movement along the Z axis according to the sequence diagram shown in FIG. 3. In the direction of movement of the grinding wheel 5, the sides of the rough and transition teeth are located on the same surface (Fig. 2). Due to this, it is possible to grind them with high performance. After grinding one spline cavity, the grinding wheel is raised along the Z axis, the broach is turned by the angular pitch of the splines, and the next cavity is ground. As a result, teeth are formed on the broach with a variable (decreasing) thickness of the slot and small posterior angles (10 ′ ... 15 ′) on the sides. After processing all the depressions on the rough and transition teeth, the profile of the final and calibrating teeth 3 is ground with the same grinding wheel (Fig. 4). To do this, the grinding wheel is moved along the X axis by a distance l from the top of the first final tooth 6 (Fig. 5, 6). Then include the coordinated rotation of the broach 1 and the vertical movement of the grinding wheel 5 (Fig. 7). Based on the above mathematical dependencies, the speeds of these movements are determined, the point is contacted on the radius section 4 of the grinding wheel 5 and the side of the slot on the grinding tooth. After processing one side of the cavity, the grinding wheel is returned to its original position, and with the opposite direction of rotation of the broach, the second side of the cavity is ground. After that, the grinding wheel is raised along the Z axis, the broach is turned by an angular step, and the treatment is repeated for the next cavity. After processing all the sides of the splines of one tooth, the grinding wheel is moved to the next tooth and the treatment is repeated. As a result, teeth are formed on the broach with a variable (increasing) or constant thickness of the slot and acceptable rear angles (1 ° 30 ′ ... 2 °) on the sides. After processing the sides on all finishing and calibrating teeth, sharpen the rear corner along the tops of all the teeth and remove the broach.

Реализацию способа рассмотрим на примере изготовления протяжки для обработки внутренних эвольвентных шлицев шестерни ведущей колесной передачи.The implementation of the method will be considered on the example of the manufacture of broaches for processing the internal involute splines of the pinion drive gear.

Исходные данные:Initial data:

m=2,5 мм - модуль;m = 2.5 mm - module;

Z=20 - число шлицев;Z = 20 is the number of splines;

α=30° - угол профиля;α = 30 ° - profile angle;

Da=55,3 мм - максимальный диаметр вершин зубьев протяжки;D a = 55.3 mm - the maximum diameter of the tops of the teeth of the broach;

Dl=50,605 - диаметр граничных точек профиля зубьев протяжки;D l = 50,605 - the diameter of the boundary points of the profile of the teeth of the broach;

θ=-0,37081° - половина угловой ширины впадины по диаметру основной окружности;θ = -0.37081 ° - half the angular width of the depression along the diameter of the main circle;

Rk=1,44 мм - радиус при вершине шлифовального круга.R k = 1.44 mm is the radius at the top of the grinding wheel.

Y0=0,1619 мм - ордината центра радиусного участка шлифовального круга;Y 0 = 0.1619 mm - the ordinate of the center of the radius of the grinding wheel;

t=16 мм - шаг зубьев протяжки;t = 16 mm - the pitch of the teeth of the broach;

Δ=1 мм - величина зазора между поверхностью шлифовального круга и режущей кромкой следующего зуба протяжки.Δ = 1 mm - the gap between the surface of the grinding wheel and the cutting edge of the next tooth broach.

Диаметр основной окружности:The diameter of the main circle:

Db=mzcosα=2,5·20·cos30°=43,30127 мм.D b = mzcosα = 2.5 · 20 · cos30 ° = 43.300127 mm.

На профиле зубьев выделяют ряд точек, большее количество которых обеспечит более высокую точность профиля. В рассматриваемом примере на профиле выделено девять точек, диаметры которых Di выбраны с равномерным шагом в диапазоне Dl…Da.A number of points are distinguished on the tooth profile, a greater number of which will provide higher profile accuracy. In this example, nine points are selected on the profile, the diameters of which D i are selected with a uniform pitch in the range D l ... D a .

Для каждой точки профиля рассчитывают угол давления эвольвенты по формуле αi=arccos(Db/Di). Далее, подставив все рассчитанные выше значения в систему уравнений и решая ее численно для каждой точки профиля, получают значения угла поворота протяжки φi и координату центра радиусного участка шлифовального круга Zi. Результаты расчета представлены в таблице 1.For each profile point, the involute pressure angle is calculated using the formula α i = arccos (D b / D i ). Further, substituting all the values calculated above into the system of equations and solving it numerically for each profile point, we obtain the values of the turning angle φ i and the coordinate of the center of the radius section of the grinding wheel Z i . The calculation results are presented in table 1.

Figure 00000003
Figure 00000003

По результатам расчета формируется управляющая программа для шлифовального станка с ЧПУ. Пример кода управляющей программы для шлифования одной стороны впадины представлен ниже (координата А - поворот протяжки вокруг оси X):Based on the calculation results, a control program is generated for the CNC grinding machine. An example of the control program code for grinding one side of the cavity is presented below (coordinate A - rotation of the broach around the X axis):

G1 А0,0541 Z26,0761G1 A0.0541 Z26.0761

А0,5294 Z26,3914A0.5294 Z26.3914

A1,0143 Z26,7053A1.0143 Z26.7053

А1,5081 Z27,0180A1.5081 Z27.0180

А2,0104 Z27,3296A2.0104 Z27.3296

A2,5205 Z27,6402A2.5205 Z27.6402

А3,0382 Z27,9500A3.0382 Z27.9500

A3,5630 Z28,2588A3.5630 Z28.2588

A4,0946 Z28,5669A4.0946 Z28.5669

Расстояние от центра шлифовального круга до вершины шлифуемого зуба в продольном направлении определяется по формулеThe distance from the center of the grinding wheel to the top of the grinding tooth in the longitudinal direction is determined by the formula

l=(t-Δ)/2=(16-1)/2=7,5 мм.l = (t-Δ) / 2 = (16-1) / 2 = 7.5 mm.

Способ обработки профиля зубьев шлицевых протяжек может быть реализован на современном оборудовании с применением известных материалов и современных инструментов, что соответствует критерию «промышленная применимость».The method of processing the profile of the teeth of the slotted broaches can be implemented on modern equipment using well-known materials and modern tools, which meets the criterion of "industrial applicability".

Claims (1)

Способ обработки профиля зубьев шлицевой протяжки, включающий шлифование профиля зубьев протяжки в два этапа, на первом из которых профиль черновых и переходных зубьев шлифуют на проход с обратной конусностью, отличающийся тем, что на втором этапе профиль чистовых и калибрующих зубьев шлифуют с нулевой обратной конусностью радиусными участками на вершине профиля шлифовального круга при согласованном непрерывном вращении протяжки и вертикальном перемещении шлифовального круга, координата Zi центра радиусного участка которого связана с углом поворота протяжки φi следующей системой уравнений:
Figure 00000004

где Y0 - ордината центра радиусного участка шлифовального круга;
Db - диаметр основной окружности эвольвентного профиля зуба протяжки;
θ - половина угловой ширины впадины по диаметру основной окружности;
αi - угол давления эвольвенты в точке контакта боковой эвольвентной поверхности зуба протяжки и радиусного участка на вершине шлифовального круга;
Rk - радиус при вершине профиля шлифовального круга,
при этом центр шлифовального круга располагают на расстоянии l от вершины шлифуемого зуба в продольном направлении, которое определяют по следующей зависимости:
Figure 00000005

где t - шаг зубьев протяжки;
Δ - величина зазора между поверхностью шлифовального круга и режущей кромкой следующего зуба протяжки.
A method of processing the profile of the teeth of a slotted broach, including grinding the profile of the teeth of the broach in two stages, at the first of which the profile of rough and transition teeth is ground for passage with inverse taper, characterized in that at the second stage the profile of fine and calibrating teeth is ground with zero inverse taper radius areas at the top of the grinding wheel profile with consistent continuous rotation of the broach and vertical movement of the grinding wheel, the coordinate Z i of the center of the radius portion of which is connected with the rotation angle φ i of the following system of equations:
Figure 00000004

where Y 0 is the ordinate of the center of the radius of the grinding wheel;
D b is the diameter of the main circumference of the involute profile of the broach tooth;
θ is half the angular width of the depression along the diameter of the main circle;
α i is the pressure angle of the involute at the contact point of the lateral involute surface of the broaching tooth and the radius section at the top of the grinding wheel;
R k is the radius at the top of the profile of the grinding wheel,
the center of the grinding wheel is located at a distance l from the top of the grinding tooth in the longitudinal direction, which is determined by the following relationship:
Figure 00000005

where t is the tooth pitch of the broach;
Δ is the gap between the surface of the grinding wheel and the cutting edge of the next tooth broach.
RU2015103883/02A 2015-02-05 2015-02-05 Method of processing tooth profile of splined broaches RU2586185C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015103883/02A RU2586185C1 (en) 2015-02-05 2015-02-05 Method of processing tooth profile of splined broaches

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015103883/02A RU2586185C1 (en) 2015-02-05 2015-02-05 Method of processing tooth profile of splined broaches

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2586185C1 true RU2586185C1 (en) 2016-06-10

Family

ID=56115304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015103883/02A RU2586185C1 (en) 2015-02-05 2015-02-05 Method of processing tooth profile of splined broaches

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2586185C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106424966A (en) * 2016-10-11 2017-02-22 恒锋工具股份有限公司 Grinding technology and device for wheel groove finishing broach with equal cutting angles
RU2689254C1 (en) * 2018-04-09 2019-05-24 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) Method for making tooth-root of round drawing
CN114683008A (en) * 2022-04-24 2022-07-01 成都飞机工业(集团)有限责任公司 Machining method for high-precision coaxial lug taper hole

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU71087U1 (en) * 2007-10-23 2008-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Челябинский тракторный завод - УРАЛТРАК" SLOT DRAWING
CN201519895U (en) * 2009-10-13 2010-07-07 六安江淮永达机械制造有限公司 Numerical control grinding special machine of circular broach

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU71087U1 (en) * 2007-10-23 2008-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Челябинский тракторный завод - УРАЛТРАК" SLOT DRAWING
CN201519895U (en) * 2009-10-13 2010-07-07 六安江淮永达机械制造有限公司 Numerical control grinding special machine of circular broach

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106424966A (en) * 2016-10-11 2017-02-22 恒锋工具股份有限公司 Grinding technology and device for wheel groove finishing broach with equal cutting angles
RU2689254C1 (en) * 2018-04-09 2019-05-24 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) Method for making tooth-root of round drawing
CN114683008A (en) * 2022-04-24 2022-07-01 成都飞机工业(集团)有限责任公司 Machining method for high-precision coaxial lug taper hole

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5444296B2 (en) Method for cutting a bevel gear tooth system in a continuous milling process
JP5714503B2 (en) Machine tool and method for manufacturing a tooth-like structure
JP6798992B2 (en) Methods, tool configurations, and gear trimmers for machining teeth
RU2593882C2 (en) Gear-milling cutter, end milling cutter and routing method
TWI583470B (en) Speed ​​cutting tool for cutting
KR20100116530A (en) Method and device for removing a secondary burr on end-cut work piece wheel
JP6998800B2 (en) How to machine the tooth surface of a bevel gear workpiece
JP2017534472A (en) Axial hob with multi-turn blade
RU2711327C1 (en) Method of finish machining of bevel gear wheel in area of tooth head, machine for machining of bevel gear wheels and appropriately made grinding tool
US20130022424A1 (en) Face hob hypoid gear tooth top-land radius by common chamfer tool
KR20170045271A (en) Method for machining a toothing, a machining tool, and a machine tool
JP2019511379A (en) Method for creating material removal at tooth edges and apparatus designed therefor
KR20190107011A (en) Method for hard machining toothed gearing, in particular toothed parts and machine tools suitable therefor
CN104959667A (en) Milling cutter provided with equidistant arc head on eccentric shape flank surface and grinding method
RU2586185C1 (en) Method of processing tooth profile of splined broaches
JP2013212579A (en) Method for producing conical wheel or hypoid wheel using plunging process
JP6348531B2 (en) Skiving cutter and gear manufacturing method using the same
JP6977494B2 (en) How to re-polish gear cutting tools, gear processing equipment, gear cutting tools and how to design gear cutting tools
JP5946984B1 (en) Groove processing method
JP6819099B2 (en) Gear processing method
JPH1086017A (en) Working method for gear and deburring machine for gear work
CN114728355B (en) Method and device for levelling tooth flanks of teeth of a toothed workpiece and tool for carrying out the method
TW201617155A (en) Worm type cutter having dual-lead form and variable pressure angle, and operating method thereof
JP2019018251A (en) Hob cutter
JP2007210058A (en) Shaving cutter