Управление точностью обработки эвольвентного профиля по высоте зуба колеса

Погрешность профиля зуба колеса можно оценивать не только по величине отклонения от эвольвенты, но и по характеру изменения величины отклонения по высоте зуба. Нами было установлено, что каждый систематический технологический фактор приводит к образованию погрешности профиля с определенным характером изменения по высоте профиля зуба колеса [1].

В основу поиска доминирующего технологи­ческого фактора по структурной схеме, приведенной на рис.1. положен регрессионный анализ исследования связей между величинами погрешностей профиля  в каждом угловом положении по высоте зуба с полнее определенными значениями , которые должны образоваться от действия одного из доминирующих технологических факторов. Такой подход к поиску технологических факторов позволил выявлять систематические технологические факторы и управлять влиянием отдельных из них на величину и характер изменения  по высоте зуба.

При зубообработки обкатным-инструментом (шевером-прикатником) доминирующим техноло­гическим фактором, вызывающим погрешность эвольвентного профиля, нередко является радиальное биение j. Радиальное биение шевера-прикатника приводит к образованию погрешностей профилей с синусоидальным законом изменения. Характер расположения погрешности профиля по высоте зуба зависит от взаимного фазового положения направления геометрического эксцентриситета относительно режущей гребенки, расположенной в калибрующей плоскости.

При исследованиях факторов, вызывающих погрешности профилей, учеными и производ­ственными работниками основное внимание уделялось расчетам и определению абсолютных значений , характеризуемых по ГОСТ 1643-81 как расстояние по нормам между двумя ближайшими друг к другу номинальными торцовыми профилями зуба, между которыми размещается действительный торцовый активный профиль зуба зубчатого колеса.

Исследования значений и характера расположения погрешностей профилей по высоте зуба в зависимости от фазы действия различных систематических технологических факторов.

Для решения проблемы управления точностью зубообработки необходимо было решить вопросы, связанные с управлением величиной и характером расположения погрешностей профилей.

Ниже описаны результаты исследований по управлению точностью профилей зубьев зубчатых колес.

Управление характером расположения погреш­ностей профилей было проведено при зубообработке прямозубых цилиндрических колес обкатными инструментами.

Таблица 1.

Параметры технологической настройки при зубообработки прямозубых цилиндрических зубчатых колес

Управление осуществлялось путем изменения фазового положения направления геометрического эксцентриситета относительно режущей гребенки. В таблице 1 приведены значения параметров технологической настройки при зубообработки прямозубых цилиндрических зубчатых колес. Значения радиальных биений настраивались с помощью специальных эксцентричных втулок, а также теоретические значения погрешности профиля, развернутости угла между min и max и также теоретические значения угловых положений точек профилей с отклонениями min и max для каждой из осевых установок обкатного инструмента. 

Таблица 2.

Результаты экспериментальных исследований по управлению характером расположения погрешностей профилей зубьев

В таблице 2 приведены результаты эксперимен­тальных исследований по управлению характером расположения погрешностей профилей зубьев зубчатых колес. В таблице приведены действительные значения угловых положений точек профилей с отклонениями min и max, значения погрешностей профилей, а также сравнительные данные между заданным теоретическим и полученным в действительности угловыми положениями экстремальных точек и величинами погрешностей профилей.

Из сравнительных данных в таблице 2 видно, что угловые положения точек с экстремальными отклонениями погрешностей профилей, полученные экспериментальными исследованиями, практически совпадают с рассчитанными теоретическими значениями. Из таблицы также видно, что величины погрешностей профилей полученных эксперимен­тальным путем при заданном радиальном биении зубообрабатывающего инструмента для большинства случаев практически близки к теоретическим значениям погрешностей профилей для тех же значений радиальных биений инструмента.

Рисунок 1. Структурная схема поиска доминирующих технологических факторов, вызывающих отклонения радиусов эвольвент по высоте профиля зуба колеса

Наблюдаемая разница в величинах погреш­ностей профилей, которая имела место в отдельных случаях, объясняется, по-видимому, нестабильностью процесса резания при зубообработки.

Результаты экспериментальных исследований показали, что при зубообработке обкатными инструментами можно получить заданный характер расположения погрешности профилей путем управления величиной и фазовым положением биения обкатного инструмента.

Экспериментальными исследованиями установ­лено также, что возможно решение обратной задачи – по характеру изменения погрешности профиля, по высоте зуба путем регрессионного анализа определить доминирующий систематический технологический фактор.

Выводы

1. Экспериментальные исследования регрессион­ных связей, смоделированных при заданной величине и фазовом положении радиального биения шевера-прикатника, показали;

а) расхождения по величине отклонения при радиальном биении а = 0,20 мм были в среднем равны 9%. При а = 0,06 мм были равны 29%.

б) расхождения углов развернутости точек с экстремальными значениями отклонений радиусов эвольвент лежала в пределах +1⁰.