Обработка методом обката зубчатых колес червячных передач на фрезерном станке

[mehanikus]

Согласно ГОСТ 19036-94 который распространяется на ортогональные цилиндрические червячные передачи с червяками архимедовым (ZA), эвольвентным (ZI), с прямолинейным профилем витка (ZN), образованными конусом (ZK) и торцом (ZT), исходный производящий червяк (фреза)  одинаковая для всех типов червяков. Используя это свойство, я на консольном фрезерном станке, при помощи делительной головки и гитары обработал 5 разных зубчатых колес различных модулей и делительных диаметров. Инструмент - летучий резец с профилем режущей кромки в форме исходного контура, с прямыми образующими, далее фреза. Кинематическое движение заготовки, фрезы и делительной головки организовано так: головка с зажатой заготовкой движется прямолинейно, заготовка при этом вращается. Угловая скорость заготовки связана механической связью через гитару с винтом подачи стола станка. Передаточное число гитары подбирается таким, чтобы фреза обкатывалась по делительному диаметру заготовки без проскальзывания.  Фреза врезается в заготовку на глубину зуба венца колеса. Резец движется только вокруг своей оси, эмулируя как бы виток образующего червяка. Повторяя этот процесс, со сдвигом на один зуб заготовки, получаем таким образом зубчатый венец червячного колеса.
А теперь вопросы:
1)   Теоретическая точность кинематики формообразования профиля зуба,  данного метода изготовления, позволяет говорить о достаточном качестве изготовления зубчатых колес?
2)   Прав ли я, что решил, что зубчатое колесо одинаковое для всех вышеперечисленных типов червяков?
3)   Прав ли я, что решил, что профиль режущих кромок летучего резца прямолинейны?
4)     Используется ли этот метод изготовления, где либо, или кто-нибудь с ним знаком?

[Pyetr]

       Вы не пояснили - ось вращения "летучего" резца (у Вас - фреза) всё-таки развёрнута по отношению к оси заготовки червячного колеса с учётом угла подъёма винтовой линии? Думаю, что Да.
       

Передаточное число гитары подбирается таким, чтобы фреза обкатывалась по делительному диаметру заготовки без проскальзывания.

В моём понимании для червячной передачи "обкатываться без скольжения" - это когда за один оборот червячной фрезы заготовка червячного колеса поворачивается на один зуб.
       

Фреза врезается в заготовку на глубину зуба венца колеса.

Вы работаете с радиальной подачей?
        Было бы неплохо пояснить простенькой схемой взаимное расположение заготовки, фрезы ("летучего" резца), указать формообразующие движения.
        Сдаётся мне, что это обработка не методом обкатывания, а элементарный метод копирования.
        Выдержано ли в Вашей наладке межосевое расстояние обрабатываемой червячной пары?
         

[mehanikus]

Да, фреза (летучий резец) повернута относительно заготовки на делительный угол подъема.

Летучий резец при вращении образует диск, а не винтовую поверхность. Профилем осевого сечения диска является исходный контур-равносторонняя трапеция с углом образующих к перпендикуляру оси 20 градусов. Диск как бы является прямым витком червяка. Поэтому мне не нужна механическая связь вращения инструмента с вращением заготовки. Напомню речь идет о обработке на универсальном консольно-фрезерном станке. Обкатыватся без скольжения в моем случае значит что при передвижении стола с делительной головкой, в которой закреплена заготовка, на растояние равное ПиD1, заготовка должна сделать один оборот. Над схемой работаю, выложу в ближайшее время.
Межосевое растояние задается глубиной врезания фрезы.


 

[mehanikus]

Уважаемые коллеги!
Не могли Вы мне упростить жизнь, выложив в 3D любое червячное колесо и  фрезу.
Заранее благодарен!

[Влад и Мир]

Использование модернизированного для зубонарезания серийного универсального оборудования - тематика работ кафедры "Технология машиностроения" Тульского гос. университета.

[mehanikus]

А как мне ознакомится с тематикой работ Тульского государственного университета в области применения универсального оборудования для зубофрезерования, чтобы велосипед не выдумывать.

[Влад и Мир]

А как мне ознакомится с тематикой работ Тульского государственного университета

Обратитесь напрямую. Поищите их электронные адреса и пишите. Может и не откажут.
В журнале "Технология машиностроения" №1 за 2008 год опубликована их статья "Зубонарезание цилиндрических колёс методом обката на модернизированных фрезерных станках". Из этого журнала я о них и узнал.

[Николай]

Извините, не понял: нарезаются венцы цилиндрической передачи, или червячного колеса? Сомнительно, что при описанной кинематике при проходе инструмента на всю длину зуба сформируется эвольвента цилиндрическоо колеса.

[mehanikus]

Червячное колесо. Эвольвента получается при обкатывании исходного профиля инструмента по делительному диаметру. Заготовка обкатывается, Заготовка обкатывается об инструмент. 

[Pyetr]

Обкатыватся без скольжения в моем случае значит что при передвижении стола с делительной головкой, в которой закреплена заготовка, на растояние равное ПиD1, заготовка должна сделать один оборот.

Уважаемый mehanikus, в описываемом Вами методе усматривается настройка универсального фрезерного станка для нарезания винтового паза (канавки) на цилиндрической заготовке, когда форма паза в нормальном сечении копируется формой инструмента, например концевой (пальцевой) фрезой, но не дисковой. Ведь в Вашем случае "летучий" резец аналогичен дисковой фрезе.
     

Диск как бы является прямым витком червяка

Но только стол с делительной головкой должен переместиться за один оборот заготовки на
Пи D1 tgА, то есть на шаг винтовой линии зуба колеса на делительном цилиндре. tgА - угол подъёма зуба на делительном цилиндре колеса. Но это, подчеркну, для концевой фрезы.
      По описанному Вами методу ширина впадины колеса всегда будет больше (значительно) толщины зуба.
      На уже нарезанных Вами пяти колёсах это наблюдается?
      Всё-таки я остаюсь при своём мнении - это не "обкатывание" в понимании к зубообработке. 
 
     

[mehanikus]

 to Pyetr
Не правильно усматриваете метод настройки станка. В общем схема похожа с нарезанием винтовой канавки, но Вы ошибаетесь с расположением оси заготовки относительно движения стола. Ось заготовки червячного колеса перпендикулярна движению стола.

[mehanikus]

Вопрос к Pyetr. Почему нельзя обработать винтовую канавку дисковой фрезой, а только концевой или пальчиковой?

[Pyetr]

      Уважаемый mehanikus, я действительно изначально представлял типовую схему настройки универсального фрезерного станка для нарезания прямозубых колёс методом копирования. У вас всё интереснее. Значит вы врезаетесь радиально на глубину впадины при неподвижной заготовке и лишь потом "качаете" заготовку в одну и в другую сторону с одновремённым, кинематически связанным, перемещением. Да, это уже ближе к обкатыванию. Но ведь ваш "виток червяка" плоский, а у червячной фрезы он винтовой (прошу прощение за тафтологию "виток винтовой"). Надеюсь понятно, что хочу сказать.
       

Диск как бы является прямым витком червяка.

Вы и сами это подтверждаете, вот именно "как бы".
      По этой же причине, я полагаю, нельзя обработать заданный профиль винтовой канавки дисковой фрезой, ведь на сегменте заглубления в заготовку она (фреза) плоская, а канавка всё-таки должна быть винтовой - в ней нет ни одного прямолинейного участка. 

[Влад и Мир]

Вопрос к Pyetr. Почему нельзя обработать винтовую канавку дисковой фрезой, а только концевой или пальчиковой?

Вообще (не в данном случае), винтовую канавку можно обработать дисковой фрезой. Например - винтовые канавки зенкеров, свёрл. Но фреза должна иметь особый профиль, который привязан к диаметру этой самой фрезы и должен меняться по мере износа фрезы (чтобы производить профиль канавки в пределах допуска). И устанавливается соответствующий угол поворота фрезы относительно оси заготовки.

[Vincent]

Если ещё актуально, возможно, Вам сможет помочь замечательная книжка : Г. А. Птицын, В. Н. Кокичев "Расчет и изготовление зубчатых передач в ремонтном деле " - весьма толковая, там вкратце описываются в том числе и  методы нарезания червячных колес (в том числе и "фрезой-летучкой"). От себя могу сказать что метод успешно используется, в основном при отсутствии требуемого инструмента (червячной фрезы) с необходимыми параметрами (это может быть, к примеру, нестандартный модуль). Правда нарезание происходит достаточно медленно, иногда месяцы, если модуль колеса, скажем более 20. Если нужно, могу предоставить данный материал (книжку) в электронном виде, или ответить на какие-либо конкретно возникшие вопросы, посоветовавшись с технологами.

[mehanikus]

Я представляю этот метод на конференции молодых специалистов. Поэтому любая информация по обработке червячных колес очень полезна.Так же полезна любая критика.