Advanced Design of a Gear Shaving Cutter with the Screw Cutting Edges for Finish Machining of Teeth of Gearwheels

Golovko A.N., Yurasov S.Y.

Abstract


Designs of tools for finish processing of teeth of involute gears with the spiral screw cutting edges executed on one lateral face of rounds are known. Processing of tooth gears is made at the coordinated rotation of the tool and a part around the shafts and their conveyance relatively to each other in the axial direction of a part, and processing of the right and left side of a cross-section of teeth is possible only after reinstallation of a wheel. Lack of these tools is complexity of the design and manufacturing techniques. The design of the tool of the worm type for finish processing of teeth of involute gears is known (Authors: N. A. Chemborisov, R. M. Khisamutdinov, V. A. Avdeev) executed with the continuous screw cutting edges, at the same time its screw surface has a rectangular cross-section. Lack of this tool is that the cutting chock during its work has not quite satisfactory geometry: front and rear angles on the cutting edges are almost equal to zero. Also the tool (gear shaving cutter) for finish processing of teeth of involute gears executed with the continuous screw cutting edges, different from Chemborisov N. A. design is known by the fact that the cutting chock has a structurally executed rear angle (Authors: N. V. Smorkalov, V. P. Skripin, V. P. Ptitsyn, Yu. F. Belugin). As for this tool, the serial processing of the right and left side of a cross-section of teeth of a wheel by different screw cutting edges provides the increase in its firmness, and also significantly reduces auxiliary time, eliminating the need of reinstallation of a wheel and, thereby, increases the process productivity. The advanced design of a gear shaving cutter with the screw cutting edges is developed for finish processing of gear teeth which allows to improve the incision of the tool in metal, to reduce deformation of shaving and to improve its descent, to reduce the cutting force and power.

Keywords


design; shaving cutter; finish processing; teeth; gearwheel

Full Text

Повышение конкурентоспособности автомобилей на мировом рынке в существенной степени связано с совершенствованием технологии обработки зубьев зубчатых колес. Известны конструкции инструментов для чистовой обработки зубьев эвольвентных зубчатых колес со спирально-винтовыми режущими кромками, выполненными на одной боковой стороне витков [1, 2]. Обработка зубчатых колес производится при согласованном вращении инструмента и детали вокруг своих осей и перемещении их относительно друг друга в осевом направлении детали, причем обработка правой или левой стороны профиля зубьев возможна только после переустановки колеса. Недостатком этих инструментов является сложность конструкции и технологии изготовления. Известна конструкция инструмента червячного типа для чистовой обработки зубьев эвольвентных зубчатых колес, выполненного с непрерывными винтовыми режущими кромками, при этом его винтовая поверхность имеет прямоугольный профиль [3]. Недостатком этого инструмента является то, что режущий клин при его работе имеет не вполне удовлетворительную геометрию: передние и задние углы на режущих кромках практически равны нулю. Известен также инструмент (шевер) для чистовой обработки зубьев эвольвентных зубчатых колес, выполненный с непрерывными винтовыми режущими кромками, отличающийся от конструкции Чемборисова Н. А. и соавторов [4] тем, что режущий клин имеет конструктивно выполненный задний угол [5]. Последовательная обработка правой и левой стороны профиля зубьев колеса разными винтовыми режущими кромками данным инструментом обеспечивает повышение его стойкости, а также существенно уменьшает вспомогательное время, исключая необходимость переустановки колеса, и тем самым повышает производительность процесса. Недостатками данной конструкции являются неблагоприятные условия работы режущего клина из-за отсутствия конструктивно выполненного переднего угла, что приводит к низкой производительности обработки. Ввиду того что было выявлено, что при переточке по наружной цилиндрической поверхности увеличивается величина «органической» погрешности профиля зуба колеса, была разработана схема, корректирующая «органическую» погрешность за счет дополнительной переточки по боковой поверхности витка инструмента, являющейся задней поверхностью [6, 7]. В связи с этим для упрощения процедуры переточки инструмента и минимизации возникающей «органической» погрешности при переточке по наружной цилиндрической поверхности было принято решение о внесении в конструкцию инструмента Н. В. Сморкалова и соавторов [8] положительного переднего угла g, образованного радиусной канавкой, и двух стабилизирующих ленточек шириной l, выполненных на наружной цилиндрической поверхности. При этом улучшается врезание инструмента в металл, уменьшается деформация стружки и улучшается ее сход, уменьшаются сила и мощность резания. Усовершенствованная конструкция инструмента (рис. 1, 2, 3) содержит режущие витки 1, на которых выполнены две непрерывные винтовые режущие кромки 2, образованные при пересечении каждой из боковых винтовых поверхностей 3 витка 1 с наружной поверхностью инструмента. При этом наружная поверхность инструмента выполнена в виде радиусной канавки 4, которая обеспечивает положительный передний угол γ и двух стабилизирующих ленточек 5 шириной l. Радиус канавки 4 определяется следующей зависимостью (рис. 4): где B - ширина витка; l = 0,05…0,1 мм. Рис. 1. Усовершенствованная конструкция шевера с винтовыми режущими кромками Данное изменение в конструкции Н. В. Сморкалова и соавторов [9] избавило от необходимости в непроизводительной геометрии и переточке по передней поверхности, что позволило свести переточку инструмента только по задней поверхности с возможностью коррекции осевого хода инструмента. Рис. 2. Усовершенствованная конструкция шевера с винтовыми режущими кромками (сечение А-А) Рис. 3. Усовершенствованная конструкция шевера с винтовыми режущими кромками (вид Б) Рис. 4. Расчетная схема для определения величины радиусной канавки

Galleys

PDF (Русский)
References References

А.с. 1106609 СССР, МКИ В 23 F 21/16. Инструмент для чистовой обработки зубчатых колес / С. П. Радзевич (СССР). - № 100408 ; заявл. 27.09.82 ; опубл. 07.08.84, Бюл. № 29. - 2 с. : ил.

А.с. 1004030 СССР, МКИ В 23 F 21/16. Червячный инструмент / С. П. Радзевич (СССР). - № 3277248/25-08 ; заявл. 16.04.81 ; опубл. 15.03.83, Бюл. № 10. - 2 с. : ил.

Пат. 103771 Российская федерация, МПК B 23 F 21/00, B 23 F 5/22. Инструмент червячного типа для чистовой обработки зубчатых колес / Н. А. Чемборисов, Р. М. Хисамутдинов, В. А. Авдеев; заявитель и патентообладатель ОАО «КамАЗ» - № 2010148631/02 ; заявл. 29.11.2010 ; опубл. 27.04.2011, Бюл. № 12. - 10 с. : ил.

Там же.

Пат. 2005013 Российская федерация, МПК B 23 F 19/00, B 23 F 5/22. Способ чистовой обработки зубьев эвольвентных зубчатых колес / Н. В. Сморкалов, В. П. Скрипин, В. П. Птицын, Ю. Ф. Белугин; заявитель и патентообладатель Камский политехнический институт. - № 4900645/08 ; заявл. 31.10.90 ; опубл. 30.12.93, Бюл. № 47-48. - 5 с. : ил.

Головко А. Н., Головко И. В. Расчет погрешности профиля зуба колеса при «бреющем» зуботочении // СТИН. - 2012. - № 10. - С. 34-36.

Головко А. Н., Головко И. В. Определение оптимальных конструктивных параметров «бреющего» червяка для компенсации систематической составляющей технологической погрешности профиля зуба шестерни // СТИН. - 2012. - № 12. - С. 17-19.

Пат. 2005013 Российская федерация, МПК B 23 F 19/00, B 23 F 5/22. Способ чистовой обработки зубьев эвольвентных зубчатых колес.

Там же.




DOI: http://dx.doi.org/10.22213/2413-1172-2017-2-74-76

Article Metrics

Metrics Loading ...

Metrics powered by PLOS ALM


Copyright (c) 2017 Bulletin of Kalashnikov ISTU

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.


ISSN 1813-7903 (Print)
ISSN 2413-1172 (Online)