Исследование червячных фрез со стружкоразделительными элементами в виде взаимоперекрывающихся фасок

• Автор: Крылов, Андрей Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 167 с. : ил

Оглавление

Введение

Глава 1. Состояние вопроса и задачи проводимого исследования

1.1. Повышение производительности зубофрезерования за счет увеличения толщины срезаемого слоя

1.2. Применение прогрессивных инструментальных материалов и покрытий

1.3. Технологические методы повышения стойкости

1.4. Применение инструмента с рациональной геометрией

1.5. Повышение стойкости за счет изменения схемы резания

1.5.1. Фрезы с перераспределенной нагрузкой

1.5.2. Червячные фрезы с новыми схемами резания

1.5.3. Червячные фрезы со стружкоразделительными элементами в виде взаимоперекрывающихся фасок
1.6. Цели и задачи исследования
Глава 2. Исследование загрузки зубьев червячных зуборезных фрез
2.1. Обзор исследований в области определения параметров срезаемого слоя
2.2. Методика моделирования процесса червячного зубофрезерования
2.3. Форма слоев, срезаемых зубьями червячной фрезы
2.4. Моделирование топографии износа по профилю зубьев червячных зуборезных фрез
2.5. Зависимость положения наиболее нагруженного зуба от параметров зубообработки
2.6. Выводы
Глава 3. Исследование изменения задних углов зубьев червячных фрез
в кинематике

3.1. Анализ существующих методик измерения геометрических параметров зубьев червячных фрез в процессе резания
3.2. Методика определения величины кинематических задних углов зубьев червячных фрез
3.3. Алгоритм и описание работы программы расчета кинематических задних углов зубьев червячных фрез
3.4. Анализ кинематических параметров червячных фрез с различными схемами резания
3.5. Исследование изменения геометрических параметров зубьев червячных фрез в процессе резания методом многофакторного планирования эксперимента
3.6. Выводы
Глава 4. Методика автоматизированного определения рациональных параметров коррекции зубьев фрез со стружкоразделительными элементами в виде взаимоперекрывающихся фасок
4.1. Обзор существующих методов назначения параметров коррекции фрез
4.2. Описание методики определения параметров коррекции
4.3. Проверка достоверности предложенной методики
4.4. Определение параметров коррекции фрез со взаимоперекры-вающимися фасками
4.5. Выводы
Общие выводы
Литература
Приложение 1. Исходный текст программы, реализующей алгоритм
моделирования процесса червячного зубофрезерования
Приложение 2. Исходный текст программы вычисления кинематических задних углов
Приложение 3. Результаты экспериментов по изучению топографии износа по профилю зубьев червячных фрез

Введение
Важное место в машиностроении занимает производство зубчатых колес, являющихся наиболее распространенными и ответственными деталями большинства узлов и механизмов, причем, самой трудоемкой и дорогостоящей операцией в процессе их изготовления является обработка зубьев, на долю которой приходится до 60 % общей трудоемкости обработки зубчатого колеса.
Основным методом нарезания зубьев цилиндрических зубчатых колес в условиях индивидуального, серийного и массового производства является зу-бофрезерование червячно-модульными фрезами. Данный метод наиболее производителен, универсален и обеспечивает необходимую точность изделий по сравнению с другими методами зубонарезания.
Червячно-модульные фрезы, при всех своих достоинствах, обладают существенным недостатком - низкой стойкостью и неравномерным износом зубьев как по витку, так и по профилю. В результате, наиболее изношенными оказываются 1-2 зуба на витке фрезы, которые и определяют степень износа инструмента в целом. В результате, при переточке фрезы более 80% дорогостоящего инструментального материала стачивается впустую, так как переточке подвергаются не только изношенные зубья, но и все остальные, на которых износ едва просматривается.
Изучением процесса червячного зубофрезерования с целью повышения его производительности и стойкости червячных фрез, а также основных факторов, влияющих на этот процесс, занималось большое число ученых. Множество работ посвящено кинематике процесса зубонарезания [14, 15, 16, 45, 60, 92, 104], изучению силовых зависимостей [3, 5, 6, 7, 8, 36, 79, 86, 94, 104], причин и характера износа [10, 13, 29, 30, 35, 49, 50, 62, 63, 73, 76, 87]. Научными работниками кафедры «Металлорежущие станки и инструменты» Волгоградского государственного технического университета последние сорок лет решаются вопросы повышения стойкости и производительности зуборез-

среза выведена формула для определения его ширины и толщины по координатам граничных точек. Значения ширины и толщины среза в плоскости, нормальной к поверхности резания, расположенной относительно торцевой плоскости под определенным углом, определяются пересчетом по значениям ширины и толщины среза в торцевой плоскости.
Методика, описанная в работе Токарева В. В. [79], обладает большей точностью и универсальностью по сравнению с существующими. На её основе разработан программный комплекс «ФРЕЗА», предназначенный для автоматизированного проектирования и моделирования эвольвентных зубчатых передач, червячных зуборезных фрез и зубофрезериых операций. На основе предложенного метода представления обрабатываемой поверхности впадины зуба заготовки фиксированными положениями «прошедших» геометрических примитивов профилей зубьев на траекториях обратной трассировки определяются мгновенные площади слоев, срезаемые каждым из зубьев червячной зуборезной фрезы в каждый из моментов времени обработки.
Среди работ зарубежных авторов, посвященных определению параметров среза, в первую очередь следует отметить работы С. Andrew, R. Hamman’a, Hoffmeister’a, A. Schmidthammer’a [101], а также представителей Аахенской школы зубофрезерования (Германия) K. Bouzakis’a, W. König’a [98], G. Sulzer’a [103, 104] и R. Thämer’a. С точки зрения предлагаемых подходов, работы R. Thämer'a подобны исследованиям Г. И. Когана и связаны с определением толщины срезаемого слоя на основе анализа траекторий движения периферийных режущих кромок зубьев инструмента. Работы Hoffmeister’a посвящены исследованию зон контакта при обработке зубчатых колес червячными зуборезными фрезами и, с этой точки зрения, подобны ряду работ отечественных авторов [50, 69, 70, 85, 86, 94]. В работе A. Schmidthammer’a [101] проводится детальный анализ методов и обобщение результатов исследований, проведенных немецкими