Зубофасочная головка для образования фасок по всему контуру зубьев на торцах зубчатых колес
Зубофасочная головка для образования фасок по всему контуру зубьев на торцах зубьев зубчатых колес содержит корпус (1). На корпусе (1) размещен, по крайней мере, один накатник (2), закрепленный при помощи деталей крепления (3). Накатник (2) выполнен в виде зубчатого колеса и содержит зубья (4) с различным направлением и углом наклона на их боковых сторонах (5), и вершиной зуба (6) выполненной под углом к оси. Боковые стороны (5) зубьев накатника образованы двумя винтовыми эвольвентными поверхностями (7) и (8) пересекающимися в средней плоскости накатника, и образуют сочетание из двух зубьев с наклоном 
A и B. Указанные углы наклона определяются следующими зависимостями: A=
-, B=arctg((lф tg+bф)/lф), где - угол наклона зубьев заготовки; - угол наклона фаски от направления зуба на острой стороне профиля; lф - размер фаски вдоль оси заготовки; bф - размер фаски в плоскости торца заготовки; bф=lф(tg+tgA). Наклон вершины зуба накатника выполнен в двух противоположных направлениях, а угол при вершине зуба (6) накатника 
определяется следующей зависимостью: =arctg(bф/lф ). Решаемые задачи: повышение технологичности конструкции зубофасочной головки за счет обеспечения возможности контроля зубьев накатника при изготовлении, обеспечение равномерной фаски по всему контуру зубьев и увеличение срока службы накатников за счет использования их противоположного торца. 1 з.п.ф., 8 илл.
Полезная модель относится к металлообработке и может быть использована для образования фасок по всему контуру впадин зубьев на торцах зубчатых колес.
Известна конструкция накатного блока для снятия фасок и заусенцев на торцах зубьев цилиндрических зубчатых колес, содержащая синхронизатор, выполненный в виде цилиндрического зубчатого колеса, ширина венца которого выполняется меньшей ширины венца обрабатываемого колеса, с размещенным на нем и закрепленным при помощи деталей крепления, по крайней мере, одним накатником, выполненным в виде косозубого колеса с углом наклона винтовой линии зубьев равным углу фаски на торце (Чертеж 06-2579-4034, от 06.04, ОАО КАМАЗ, ДРиВНР).
Накатной блок позволяет снимать фаски с острой кромки на торце зуба косозубого зубчатого колеса.
Недостатком данной конструкции являются ее узкие технологические возможности, не позволяющие снимать фаски по всему контуру зубьев, т.е. по обеим боковым сторонам и впадине.
Известна также конструкция зубофасочной головки для образования фасок по всему контуру зубьев на торцах зубчатых колес, выбранная в качестве ближайшего аналога, содержащая корпус, размещенный на нем и закрепленный при помощи деталей крепления, по крайней мере, один накатник, выполненный в виде зубчатого колеса, содержащего зубья с различным направлением и углом наклона на их боковых сторонах, и вершиной зуба выполненной под углом к оси (Морозова В.П. Инструкция по расчету специального инструмента для образования фасок по всему контуру
впадин зубьев на торцах зубьев зубчатых колес. М.: ВНИИинструмент, 1982. 31 с.).
Данная зубофасочная головка применяется для образования фасок по всему контуру зубьев как прямозубых так и косозубых зубчатых колес. Образование фасок осуществляется накатником, боковые стороны зубьев которого воздействуют на кромки зубьев заготовки и деформируют материал на них. Выдавленный в виде наплывов на торцы заготовки материал снимают резцами одновременно с обработкой фасок. Обработка осуществляется при непрерывном вращении и обеспечивает высокую производительность.
К недостаткам данной конструкции следует отнести нетехнологичность конструкции зубофасочной головки. Зубья накатника имеют различные направление и угол наклона на их боковых сторонах. Это создает серьезные трудности для контроля зубьев накатника при изготовлении. Кроме этого, головка обеспечивает не высокое качество обработки, а именно неравномерную фаску по контуру. Как правило, фаска имеет различную ширину на разных сторонах зубьев и во впадине заготовки, что вызвано разными условиями при образовании фасок на сторонах зубьев с разным наклоном и во впадине зубьев заготовки.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель является повышение технологичности конструкции зубофасочной головки за счет обеспечения возможности контроля зубьев накатника при изготовлении, качества обработки за счет обеспечения равномерной фаски по всему контуру зубьев и срока службы накатников за счет использования их противоположного торца.
Указанная задача решается тем, что в зубофасочной головке для образования фасок по всему контуру зубьев на торцах зубьев зубчатых колес, содержащей корпус, размещенный на нем и закрепленный при помощи деталей крепления, по крайней мере, один накатник, выполненный в виде зубчатого колеса, содержащего зубья с различным направлением и углом наклона на их боковых сторонах, и вершиной зуба выполненной под углом к
оси боковые стороны зубьев накатника образованы двумя винтовыми эвольвентными поверхностями пересекающимися в средней плоскости накатника, и образующих сочетание из двух зубьев с наклоном A и B, при этом указанные углы наклона определяются следующими зависимостями:
A=-,
B=arctg((lф tg+bф)/lф),
где - угол наклона зубьев заготовки;
- угол наклона фаски от направления зуба на острой стороне профиля;
lф - размер фаски вдоль оси заготовки;
bф - размер фаски в плоскости торца заготовки;
bф=l ф(tg+tgA),
наклон вершины зуба накатника выполнен в двух противоположных направлениях, а угол при вершине зуба накатника определяется следующей зависимостью:
=arctg(bф/lф ).
Выполнение в зубофасочной головке накатника с боковыми сторонами зубьев образованных двумя винтовыми эвольвентными поверхностями пересекающимися в средней плоскости накатника, и образующих сочетание из двух зубьев с наклоном A и B, позволит обеспечить возможность контроля толщины зубьев накатника размером по хорде и по длине общей нормали. В то время как в известной конструкции толщину зубьев можно проконтролировать только по условной длине общей нормали, что обеспечивает низкую точность. Выполнение боковых поверхностей накатника с наклоном A и B и его вершины под углом к оси, в сочетании с зависимостями связывающими указанные величины, позволит обеспечить равномерную фаску на обоих боковых сторонах зуба и во впадине заготовки. Выполнение на зубьях накатника дополнительных винтовых поверхностей в сочетании с выполнением вершины под углом в
двух противоположных направлениях позволит использовать противоположную сторону накатника, что повышает его срок службы в два раза.
Кроме этого, предлагаемая конструкция обладает рядом дополнительных преимуществ. Во-первых это повышенная жесткость и надежность накатника, обеспеченная увеличением его толщины в два раза. Кроме этого, накатник большей толщины менее подвержен короблению при термообработке.
Заявителю не известны зубофасочные головки с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:
фиг.1 - зубофасочная головка, общий вид;
фиг.2 - накатник;
фиг.3 - разрез А-А на фиг.1;
фиг.4 - развертка сечения Б-Б на фиг.2;
фиг.5 - расчетная схема;
фиг.6 - схема контроля толщины зубьев накатника;
фиг.7 - зубофасочная головка с синхронизатором;
фиг.8 - внешний вид фаски по контуру зубьев заготовки.
Зубофасочная головка для образования фасок по всему контуру зубьев на торцах зубьев зубчатых колес содержит корпус 1. На корпусе 1 размещен, по крайней мере, один накатник 2, закрепленный при помощи деталей крепления 3. Накатник 2 выполнен в виде зубчатого колеса и содержит зубья 4 с различным направлением и углом наклона на их боковых сторонах 5, и вершиной зуба 6 выполненной под углом к оси. Боковые стороны 5 зубьев накатника образованы двумя винтовыми эвольвентными поверхностями 7 и 8 пересекающимися в средней плоскости накатника, и образуют сочетание из
двух зубьев с наклоном A и B. Указанные углы наклона определяются следующими зависимостями:
A=-,
B=arctg((lф tg+bф)/lф),
где - угол наклона зубьев заготовки;
- угол наклона фаски от направления зуба на острой стороне профиля;
lф - размер фаски вдоль оси заготовки;
bф - размер фаски в плоскости торца заготовки;
bф=l ф(tg+tgA),
наклон вершины зуба накатника выполнен в двух противоположных направлениях, а угол при вершине зуба 6 накатника определяется следующей зависимостью:
=arctg(bф/lф ).
Определение углов наклона зубьев накатника и угла при его вершине рассмотрим на примере.
Исходные данные:
=19° - угол наклона зубьев заготовки;
l ф=1,2 мм - размер фаски вдоль оси заготовки;
=30° - угол наклона фаски от направления зуба на острой стороне профиля (данная величина угла обеспечивает выдавливанием материала на торец заготовки, а не на боковую сторону зуба заготовки).
Расчет:
A=-=30°-19°=11°;
bф =lф(tg+tgA)=1,2(tg19°+tg11°)=0,6465 мм;
B=arctg((lф tg+bф/lф)=arctg((1,2tg19°+0,6465)/1,2)=41,4457°,
=arctg(bф/lф )=arctg(0,6465/1,2)=28,3136°.
Таким образом, для обеспечения равномерной фаски на обрабатываемой заготовке зубья накатников зубофасочной головки должны
содержать боковые стороны под углами 11° и 41,4457° (который может быть округлен до 41,5°), а вершину зуба накатника необходимо выполнить под углом 28,3136° (который можно округлить до 28,5°). При этом, боковые стороны зубьев накатника образованы двумя винтовыми эвольвентными поверхностями пересекающимися в средней плоскости накатника, и образуют сочетание из двух зубьев. Одна из этих поверхностей имеет угол наклона 11°, другая 41,5°. На другой стороне зуба эти поверхности меняются местами.
Процесс работы зубофасочной головки для образования фасок по всему контуру зубьев на торцах зубьев зубчатых колес выглядит следующим образом. Зубофасочную головку крепят на оправке, установленной в шпинделе станка. Заготовку закрепляют на оправке, либо в центрах, с возможностью свободного вращения. После этого, зубофасочную головку и заготовку вводят в зацепление и включают главное движение и движение подачи. Главным движением является вращение шпинделя с зубофасочной головкой, а движением подачи - относительное перемещение заготовки и зубофасочной головки в радиальном направлении. Вращение от зубофасочной головки приводит во вращение заготовку. При постепенно уменьшающемся межосевом расстоянии боковые стороны 6 накатников 2 начнут деформировать материал на острых кромках зубьев заготовки и выдавливать материал на ее торец. Выдавленный на торец материал снимают при помощи резцов, одновременно с процессом накатки фасок. При этом образуются фаски, поверхности которых являются винтовыми эвольвентными поверхностями, сопрягающимися с боковыми поверхностями накатников.
Зубофасочная головка для образования фасок по всему контуру зубьев на торцах зубьев зубчатых колес может быть изготовлена на стандартном оборудовании с применением известных материалов и современных инструментов, что соответствует критерию «промышленная применимость».
1. Зубофасочная головка для образования фасок по всему контуру зубьев на торцах зубьев зубчатых колес, содержащая корпус, размещенный на нем и закрепленный при помощи деталей крепления, по крайней мере, один накатник, выполненный в виде зубчатого колеса, содержащего зубья с различным направлением и углом наклона на их боковых сторонах, и вершиной зуба, выполненной под углом к оси, отличающаяся тем, что боковые стороны зубьев накатника образованы двумя винтовыми эвольвентными поверхностями, пересекающимися в средней плоскости накатника, и образующих сочетание из двух зубьев с наклоном A и B, при этом указанные углы наклона определяются следующими зависимостями:
A=-,
B=arctg((lф tgA+bф)/l ф),
где - угол наклона зубьев заготовки;
- угол наклона фаски от направления зуба на острой стороне профиля;
lф - размер фаски вдоль оси заготовки;
bф - размер фаски в плоскости торца заготовки;
bф=l ф(tg+tgA),
наклон вершины зуба накатника выполнен в двух противоположных направлениях, а угол при вершине зуба накатника определяется следующей зависимостью:
=arctg(bф/lф ).
2. Зубофасочная головка для образования фасок по всему контуру зубьев на торцах зубьев зубчатых колес по п.1, отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде синхронизатора и содержит зубчатый венец, сопрягаемый с обрабатываемой заготовкой.
