Влияние динамики зубофрезерования на параметры микрогеометрии рабочего профиля эвольвентных зубчатых колес

• Автор: Самаркин, Александр Иванович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 186 с. : ил.

Основные свойства эвольвентного зацепления

Способы обработки эвольвентного профиля

Метод копирования

Метод обкатки

Параметры качества и точности зубчатых колес с эвольвентным профилем

Червячные фрезы для обработки эвольвентных цилиндрических зубчатых колес 16 Особенности зубофрезерования, как основного способа обработки зубчатых колес в машиностроении

Экономические характеристики

Технологические характеристики

Пути повышения точности и качества обработки зубчатых колес при зубофрезеровании

Динамика обработки резанием

Обзор некоторых положений прикладной нелинейной динамики станков

Возникновение динамических колебаний при обработке лезвийным инструментом 23 Особенности динамики фрезерования и зубофрезерования
Обоснование темы диссертационной работы
ГЛАВА 1 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИЯ
Постановка задачи
Выбор объекта исследования
Определение влияющих факторов
Выбор целевых параметров
Анализ геометрии процесса зубофрезерования
Огранка зуба колеса зубьями фрезы
Огранка эвольвенты отдельными зубьями фрезы
Определение углов контакта фрезы и колеса
Влияние модификации фрезы по передней поверхности на точность обработки
Расчет отклонений эвольвентного профиля при обработке модифицированными фрезами
Моделирование динамики процесса зубофрезерования
Расчет мгновенного сечения стружки при зубофрезеровании
Расчет мгновенных сил резания
Выбор эквивалентной системы
Построение математических моделей процесса
Оценка сложности модели и выбор средств решения
Методы упрощения моделей, методы численного интегрирования математических моделей
ГЛАВА 2 ИМИТАЦИОННОЕ КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИЯ
Выбор программного обеспечения •
Разработка имитационных моделей и их основных блоков
Фреза
Колесо
Материал и режимы резания
Время
Расчет сечения стружки
Расчет сил резания
Расчет колебаний
Трение в системе
Общий вид блок-схемы
Моделирование процесса
Рассмотренные варианты моделей
( • .• ' ’
Модель с кулоновским трением
Малое трение
Выводы
Сравнительный анализ результатов моделирования
Влияние модификации фрезы
Исходные данные
Стационарная модель
Выводы
Модель с кулоновским трением
Малое трение
Выводы

Малое адгезионное трение, транспортное запаздывание силы резания
Малое трение
Выводы
Сравнительный анализ результатов моделирования
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ВИБРАЦИЙ ПРИ ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИИ
Способы экспериментальной оценки колебаний
Установка для измерений малых перемещений
Методика проведения эксперимента
Математический анализ результатов
Результаты измерений при обработке стандартными фрезами
Простейшая модель
Высокое адгезионное трение
Малое адгезионное трение
Малое адгезионное трение и транспортное запаздывание
Обработка модифицированной фрезой
Простейшая модель
Высокое адгезионное трение
Малое адгезионное трение
Малое адгезионное трение и транспортное запаздывание
ГЛАВА 4 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
Простейшая модель
Высокое адгезионное трение
Малое адгезионное трение
Малое адгезионное трение и транспортное запаздывание
Анализ результатов
Сравнение шероховатости поверхностей зубьев, обработанных с использованием фрез разных типов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Результаты расчетов приведены на рис. 34 (в увеличенном масштабе показана область около делительной окружности зуба колеса).
График иллюстрирует отклонение профиля, нарезанного модифицированной фрезой (красные точки) относительно эвольвентного профиля зуба полученного обычной инструментальной рейкой (синие пунктирные линии)
Вблизи делительной окружности (данные с графика рис. 34) погрешность профиля составит около 0,08-0,12 мм.
Моделирование динамики процесса зубофрезерования
Моделирование динамических процессов при зубофрезеровании является комплексной и сложной задачей, в свою очередь, включающую в себя частные подзадачи.
Такими задачами являются:
• расчет мгновенного сечения стружки при зубофрезеровании,
• расчет мгновенных сил резания, исходя из мгновенного сечения стружки,
• выбор эквивалентной упругой системы и оценка ее характеристик,
• построение математических моделей процесса.
Расчет мгновенного сечения стружки при зубофрезеровании
Вследствие периодической работы зубьев инструмента червячного типа, сила резания имеет характер повторяющихся импульсов. Форма импульса зависит от схемы резания, а его величина - от режимов резания и геометрии инструмента. Форма импульса силы резания оказывает значительное влияние на динамические деформации [42].
Непосредственный анализ распределения слоев металла по зубьям фрезы весьма сложен. Работы в этом направлении проводились, например O.E. Шевелевой и ее учениками. В этих исследованиях ставились иные задачи, прежде всего, обращалось внимание на износ зубьев червячной фрезы под действием сложно распределенных нагрузок. Вместе с тем, исследователями отмечается, что для расчета равнодействующей силы резания на инструмент в целом, а тем более для оценки средней силы и мощности резания расчетные зависимости могут быть упрощены.
В частности, в [155] приведена следующая зависимость для окружной силы резания:
Р = Ср m'V5YV28A'A„-9.8 (2.16)