Повышение эффективности зубообрабатывающих фрез формированием инструментального червяка сменными твердосплавными пластинами

• Автор: Киреев, Виталий Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ПРОБЛЕМЫ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ СБОРНЫХ ЧЕРВЯЧНЫХ ФРЕЗ

1.1 Литературный обзор. Общие положения

1.2 Принцип нарезания зубьев червячной фрезой

1.3 Особенности процесса нарезания зубьев червячными фрезами

1.4 Зубофрезерование с различными видами подач

1.5 Применение твёрдых сплавов при зубофрезеровании

1.6 Особенности твердосплавных зуборезных инструментов

1.7 Достоинства и недостатки сборных инструментов с СМП
1.8 Пути повышения эффективности при зубофрезеровании
1.9 Информационный анализ и анализ конструкций сборных червячных фрез
1.9.1 Повышение производительности
1.9.2 Повышение стойкости
1.9.3 Расширение технологических возможностей
1.9.4 Повышение надёжности крепления
1.9.5 Повышение надёжности крепления
1.9.6 Повышение точности
1.9.7 Снижение стоимости изготовления
1.10 Существующие конструкции червячных сборных фрез
1.11 Исследование напряжений в режущем инструменте при нестационарных параметрах резания
1.12 Цель и задачи
2 ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАЦЕПЛЕНИЯ
И НАГРУЖЕНИЯ ЗУБЬЕВ ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИХ ФРЕЗ
2.1 Имитационное моделирование для червячных фрез
2.2 Имитационное моделирование червячной фрезы для чистовой обработки
2.2.1 Расчет и построение зубчатого колеса
2.2.2 Расчет количества пластин методом огибания эвольвенты
2.2.3 Нахождение станочной линии зацепления
2.2.4 Нахождение точек контакта фрезы с колесом

2.2.5 Расчет корпуса фрезы
2.3 Выбор схемы базирования и крепления режущей пластины
2.3.1 Анализ схем базирования и крепления режущей пластины
2.3.2 Доработка выбранной схемы базирования и крепления режущей пластины
2.3.3 Проверочный расчет на надежность закрепления СТП в корпусе фрезы
2.4 Доработка конструкции фрезы
2.5 Величины площадей поперечного сечения срезаемого слоя в зависимости от номера пластины и подачи
2.6 Построение графика изменения величины срезаемой площади в зависимости от подачи фрезы
2.7 Выводы:
3 ТЕСТОВАЯ ЗАДАЧА. РАСЧЕТЫ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
3.1 Основные понятия МКЭ
3.2 Тестовая задача силового нагружения
3.3 Выводы:
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ НАРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ В СТП ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИХ ФРЕЗ
4.1 Напряженное состояние в сменных твердосплавных пластинах
4.2 Влияние площади поперечного сечения срезаемого слоя на распределение зон растяжения и сжатия стандартной фрезы и фрезы с прогрессивной схемой резания
4.3 Поверхности равных напряжений oi стандартной фрезы и фрезы с прогрессивной схемой резания
4.3 Выводы:
5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ. КОНСТРУКЦИИ СБОРНЫХ ЧЕРВЯЧНЫХ ФРЕЗ
5.1 Методика выбора, расчета СРП и проектирования сборных червячных фрез
5.2 Конструкции сборных червячных фрез
5.3 Практическое применение
5.4 Выводы:
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Повышение стойкости и производительности обработки зубчатых колес непосредственно связано с совершенствованием конструкций инструмента, поэтому в этой области постоянно ведутся исследования, имеющие своей целью повышение эффективности процесса зубофрезерования. Червячная фреза представляет собой одно- или многозаходный червяк, который имеет определенный исходный контур зубчатой рейки, а расположенные вдоль оси продольные стружечные канавки образуют зубья с режущими кромками, необходимые для обработки резанием.
Все изменения конструкции червячных фрез направлены на повышение производительности процесса зубофрезерования, уменьшение износа инструмента, повышение точности обработки, уменьшение расхода инструментального материала. К значительному повышению производительности и стойкости приводит использование твердого сплава в качестве инструментального материала для изготовления фрез. Во многих работах проведены исследования различных марок твердого сплава.
Актуальность работы. На сегодняшний день инструментальные фирмы, производящие режущий инструмент, практически не предлагают конструкции сборных червячных фрез со сменными режущими твердосплавными пластинами для обработки зубчатых колес, хотя применение сменных твердосплавных пластин (СТП) позволяет существенно повысить производительность обработки зубчатых колес. В настоящей работе предлагается новое решение, обеспечивающее повышение эффективности зубообрабатывающих фрез формированием инструментального червяка сменными твердосплавными пластинами.
Целью работы является повышение эффективности зубообрабатывающих фрез формированием инструментального червяка сменными твердосплавными пластинами на основе исследования их напряженного состояния.
Задачи работы
1. Провести анализ литературных источников и патентов по теме работы.

порядке, чередуясь через один, то есть зубья с четными номерами режут только боковыми сторонами, а нечетные - вершинами.
На рисунке 1.14 приведена кривая износа фрезы с прогрессивной схемой (кривая 4). Зубья фрезы с нечетными номерами имели завышение еі=0,2 мм и заужение 2ег=0,3 мм. Условия ее работы те же, что и фрезы с вершиннонагруженной схемой. Как видно, при одном и том же износе по заданной поверхности, равном 1 мм, стойкость фрезы с прогрессивной схемой примерно в 4 раза выше стойкости стандартной фрезы.
Рисунок 1.14- Влияние износа фрез А* с различными схемами резания на период
их стойкости:
1 - стандартная фреза;
2- фреза с вершиннонагруженной схемой резания;
3 - фреза с попеременно нагруженными боковыми кромками;
4 - фреза с прогрессивной схемой резания.
1.9 Информационный анализ и анализ конструкций сборных червячных фрез
Международная патентная классификация не предусматривает классификацию по целям изобретений, что существенно затрудняет работу с патентным материалами проведением анализа при проектировании новых разработок.