Tecnología de procesamiento Revacycle de engranajes cónicos de espolón

Tecnología de procesamiento Revacycle de engranajes cónicos de espolón

Engranajes cónicos spurson ampliamente utilizados en el diseño de diferenciales automotrices y otras aplicaciones. En la producción de alto volumen, las herramientas rotativas se utilizan para cortar engranajes cónicos de espolón, y este proceso de corte para engranajes cónicos se muestra en la Figura 1.

La mayoría de los procesos de corte de dibujo de círculos de engranajes están formados por una herramienta que gira continuamente y corta continuamente a una velocidad uniforme. Las cuchillas de herramienta que se extienden radialmente hacia afuera desde el cabezal del cortador tienen bordes cóncavos que crean un perfil convexo en los dientes del engranaje. Durante el proceso de corte, la pieza de trabajo permanece estacionaria, mientras que la herramienta es movida por la leva en línea recta a lo largo de la superficie del engranaje, sustancialmente paralela a su línea de raíz. Este movimiento permite crear una base de diente recta, y el perfil de diente deseado se crea mediante la acción combinada del movimiento de la herramienta y la forma de la cuchilla. Las máquinas de corte no tienen alimentación en profundidad, y la alimentación efectiva se obtiene haciendo que cada inserto sea más largo que el inserto anterior.

La herramienta completa incluye tres insertos: desbaste, semiacabado y acabado. Una rotación de la herramienta completa el mecanizado de cada ranura de diente, y la indexación del trabajo se completa en el intervalo de tiempo entre la última herramienta y la primera rotación de la herramienta. La Figura 2 muestra la posición de la herramienta de brochado circular al comienzo del corte. A medida que el cortador gira en sentido contrario a las agujas del reloj, la longitud cada vez mayor del cabezal del cortador entra en contacto con el engranaje de trabajo hasta la raíz del diente del engranaje.

La Figura 3a muestra una vista lateral del espacio dental ampliado a toda profundidad. Cada corte de viruta se extiende por todo el ancho de la ranura, excepto la asignación a mecanizar. La Figura 3b es una vista axial del mismo diente, que muestra las limaduras de hierro que se extienden por toda la longitud del diente. En la primera parte del corte en bruto, la herramienta se alimenta de Oc1 a Oc2 a la velocidad de alimentación Fe, y luego se mantiene desde Oc2 hasta la profundidad completa del diente.

Los dientes cortados en bruto no tienen la contracción adecuada, lo cual es esencialmente correcto a lo largo de la diagonal en la Figura 3b. Pero la porción de la superficie del diente en el lado derecho de esta línea hacia el extremo grande del diente todavía tiene un margen considerable que debe eliminarse antes de terminar. Esto requiere insertos de semiacabado para el mecanizado, y el centro de la herramienta en esta etapa es de Oc2 a Oc3.

La fase de acabado se realiza cuando el centro de herramientas regresa de Oc3 a Oc4 a una velocidad uniforme. A las cuchillas de acabado se les da el perfil de diente apropiado para producir el perfil de diente correcto y la forma correcta del tambor en el perfil de diente del engranaje. El corte de la cuchilla en ambos extremos del espacio del diente es ligeramente más ancho, lo cual es necesario para la contracción correcta, de modo que los extremos de los dientes se pueden tamborilear y la superficie del diente se puede cargar parcialmente. El flanco del diente terminado resultante consiste en una serie de caminos de corte inclinados similares a los que se muestran en la Figura 3C. En general, cada especificación diferente de engranaje requiere una herramienta diferente. La Figura 4 muestra un primer plano de una máquina Gleason utilizando el método de dibujo circular para cortarengranajes cónicos de espolón.

Para los procesos de fabricación que son demasiado profundos para completarse en un solo corte, se combinan procesos separados de desbaste y acabado, con diferentes herramientas y máquinas herramienta para diferentes procesos. Las herramientas y los ciclos de corte son similares a los anteriores con ligeras diferencias. Esta herramienta de desbaste no tiene insertos de semiacabado o acabado ni traducción de la herramienta de desbaste. Sin embargo, la herramienta de acabado se encuentra en el mecanizado del producto terminado, y el corte de la cuchilla de semiacabado se realiza durante la primera traducción, y la corrección de la asignación de acabado se realiza después de la primera traducción.

Como se mencionó anteriormente, la herramienta que completa todo el mecanizado consta de tres insertos: desbaste, semiacabado y acabado (Figura 5). Los insertos de revacura se perfilan en el momento de la fabricación, por lo que solo la cara del rastrillo se muele después de su uso. Durante el rectificado, el espaciado de la cuchilla, el ángulo plano de la cara del rastrillo y el acabado superficial de la cara del rastrillo deben controlarse estrictamente. Además, para lograr la consistencia requerida del producto, cuando se ensamblan nuevas piezas en el cabezal del cortador, la precisión de las posiciones clave de posicionamiento y la precisión de los pernos de apriete son muy necesarias.

Este documento describe un nuevo concepto para el corte envolvente de engranajes cónicos de espolón. Al cortar engranajes cónicos de espolón, también se pueden usar cortadores circulares envolventes para cortar (Figura 6). Al mecanizar dientes de engranajes cónicos, el cabezal de corte circular envolvente gira alrededor de su eje de rotación. La pieza de trabajo a mecanizar gira alrededor de un eje Ofr, que se cruza en ángulo recto con el eje de rotación Oc2 del cabezal de corte. La rotación del cabezal de corte alrededor de su eje y la velocidad de alimentación del cortador varían con el tiempo. El valor requerido de la velocidad de alimentación rotacional del engranaje de la pieza de trabajo, así como la posición requerida del centro de rotación, se puede expresar mediante los parámetros de diseño del rodillo envolvente y la herramienta del engranaje cónico que se está mecanizando.

El corte de dientes ásperos del cabezal de corte completa la mayor parte de la asignación de la pieza de trabajo. En el segmento de dientes ásperos del cortador de engranajes envolvente, la altura del diente de los dientes de corte aumenta gradualmente desde el primer borde áspero hasta el último diente. Las virutas cortadas por los dientes gruesos son aproximadamente rectangulares en sección transversal, lo que hace que las virutas se enrosquen fácilmente. No hay interferencia de chip entre los dientes ásperos adyacentes, lo que aumenta la vida útil de la herramienta de los dientes ásperos.

Los dientes gruesos son seguidos por los dientes semifinos que envuelven el disco de corte de engranajes. Los dientes de semiacabado eliminan una porción limitada del espacio en blanco de la reacción del engranaje cónico en blanco. El propósito principal de los dientes de semiacabado es dejar material y una asignación distribuida uniformemente para los dientes de acabado. La función principal del diente de acabado es generar la superficie final requerida del diente, y la precisión de la forma del diente de acabado determina directamente el nivel de precisión de la forma del diente del producto final.
Para la carga e indexación automáticas, el cabezal de corte de engranajes circular envolvente está determinado por el tiempo que se tarda en girar entre el último diente para el acabado y el primer diente para el desbaste. En las piezas de desbaste y semiacabado, la rotación de la herramienta y la rotación del engranaje en blanco son simultáneas, de modo que cuando la herramienta pasa el ángulo
Indica el ángulo de las partes de desbaste y semiacabado del corte, y el ángulo de rotación del engranaje de la pieza de trabajo corresponde a los ciclos de desbaste y semiacabado del mecanizado de engranajes cónicos. En la parte de acabado del cortador, el ángulo de rotación y el patrón de tiempo a través del ángulo de rotación son similares a los que acabamos de discutir. Cuando la herramienta gira en un ángulo determinado, la pieza de trabajo también gira en el ángulo correspondiente.

Dada la geometría conocida del flanco del diente del engranaje de espolón y su cinemática, como se discutió anteriormente, es posible dar forma a todo el diente que envuelve el cabezal de corte redondo. El uso de elementos de la teoría de la envolvente es decisivo durante el mecanizado de engranajes. Los bordes de corte de desbaste y semidesbaste envuelven los dientes de corte de la herramienta de engranajes, moviéndose hacia adentro, creando la herramienta de engranajes.

Los bordes de corte transversales de los dientes de acabado de la herramienta de corte de engranajes envolvente se encuentran dentro de la superficie generadora T. La superficie T generada de la herramienta es tangente a la superficie del diente G del engranaje cónico en cada momento del engranaje de corte. Después de esta determinación, la superficie generadora T se utiliza para describir analíticamente el borde de corte final de la superficie del diente y la holgura de la herramienta de corte de engranajes envolvente.

La superficie generada del cabezal de corte de engranajes envolvente también es importante para la conformación de los insertos de desbaste y semiacabado. Los bordes cortantes de los dientes rugosos disminuyen hacia adentro con respecto al plano en desarrollo T por una distancia tsr. Esta distancia tsr es igual al grosor de corte de la herramienta de semiacabado. Por lo tanto, el borde de corte del inserto de desbaste se encuentra dentro de una superficie que se desplaza a distancia de la superficie generadora T del engranaje envolvente cortado. Del mismo modo, el filo de corte de la cuchilla semidesbaste se encuentra dentro de una superficie que se compensa con una distancia de la cara generadora Tf del corte del engranaje envolvente de acabado. Aquí, tf representa la porción eliminada al vestir la hoja de la herramienta.

A través de la breve discusión anterior, se revela la importancia de la superficie curva T para la conformación de la herramienta de corte de engranajes envolvente. En el caso considerado, la superficie de generación T de la herramienta se puede determinar de la siguiente manera. Considere mecanizar los flancos de los engranajes cónicos utilizando el método de envolvente. Vector de posición [1] del punto de flanco delengranaje cónico:

Al mecanizar engranajes cónicos, la herramienta de corte de engranajes envolvente gira en la dirección longitudinal del engranaje. La rotación de la herramienta alrededor de su eje de rotación y la acción de alimentación de la herramienta en unidades de alimentación están interrelacionadas. Durante el período de desbaste, el tiempo de rotación y desplazamiento corresponde al ángulo a través del cual la herramienta de corte viaja a lo largo de una distancia. Esto representa el ángulo en la sección de desbaste de la herramienta y representa la distancia entre dos posiciones posteriores, así como el eje de rotación de la herramienta de corte de engranajes envolvente.

Como se acaba de discutir, la rotación y la traslación se realizan de manera similar en la parte de corte fino de la herramienta. Cuando la herramienta pasa a través de un cierto ángulo y se mueve a una cierta distancia, lo que se expresa aquí es el ángulo en la parte terminada de la herramienta y la distancia entre dos posiciones posteriores y el eje de rotación de la herramienta de corte de engranajes envolvente. Representación analítica del mecanizado del flanco del diente del engranaje cónico y la relación cinemática del corte del engranaje envolvente, a través del mecanizado, se pueden deducir las ecuaciones de las dos partes de la superficie de generación de la herramienta de engranajes.

La cuchilla del cortador de engranajes envolvente solo necesita ser molida en la cara del rastrillo para su uso continuo durante la fabricación. Durante el proceso de reafilado, el espaciado de la cuchilla, el ángulo del plano de la cara del rastrillo y el acabado de la superficie frontal deben controlarse estrictamente. Además, cuando la nueva cuchilla se monta en el cabezal de corte, la limpieza del conjunto, la precisión de la posición de la llave de posicionamiento y el estricto control de la tensión del perno de apriete son las condiciones básicas para obtener una buena superficie del diente de corte.

El concepto de engranajes cónicos de espolón de corte envolvente se puede extender a la producción deengranajes helicoidales y de espolón. Para este propósito, se puede utilizar un cabezal de corte de engranajes envolvente (Fig. 7). Los espacios en blanco de los engranajes siguen sin estar claros durante el corte. La herramienta de corte de engranajes cónicos gira alrededor de su eje de rotación, como se muestra en la FIG. 7 . Todos los dientes de corte de la herramienta de engranajes se subdividen en secciones. Los dientes ásperos de la herramienta de engranaje envolvente eliminan la mayor parte del material de la garganta del espacio en blanco, y la altura del diente de los dientes de corte aumenta desde la primera pieza del inserto de desbaste hasta el último borde de corte en la parte de corte rugoso de los dientes de la herramienta. Las virutas cortadas por los dientes gruesos son aproximadamente rectangulares en sección transversal, lo que hace que las virutas se enrosquen fácilmente. No hay interferencia de chip entre los dientes ásperos adyacentes, lo que aumenta la vida útil de la herramienta de los dientes ásperos.

Los dientes ásperos son seguidos por dientes semiacabados, que eliminan una porción limitada del ancho del espacio del engranaje en blanco. El propósito principal de los dientes de semi-acabado es hacer la concesión de los dientes de acabado distribuidos uniformemente. El flanco del engranaje terminado es producido por los dientes de acabado, y la precisión de los dientes de acabado afecta directamente la precisión del engranaje. Para la carga e indexación automáticas, el cabezal de corte de engranajes circular envolvente está determinado por el tiempo que se tarda en girar entre el último diente para el acabado y el primer diente para el desbaste. Los dientes de acabado del cortador de engranajes envolvente son idénticos a los del cortador de disco interno. Los bordes de corte de los cortadores de desbaste y semiacabado de la herramienta de engranajes envolvente se mueven hacia adentro, haciendo que el cuerpo generador de la herramienta de engranajes se mueva hacia adentro.

Es conveniente utilizar el avión como la cara del rastrillo de la herramienta de corte de engranajes circular envolvente. La cara del rastrillo se puede girar a través del eje de rotación del cortador de engranajes envolvente (en cuyo caso el ángulo exterior es cero), o se puede desviar a una distancia del eje (el ángulo del rastrillo exterior es positivo). Para mayor precisión, la superficie del flanco de la herramienta muele solo la cara del rastrillo.