Обеспечение точности профильного шлифования винтовых зубьев крупномодульных цилиндрических колес на основе имитационного моделирования

• Автор: Макаров, Владимир Михайлович
• Шифр специальности: 05.02.07, 05.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 509 с. : ил.

1.1.Анализ разновидностей зубчатых колес и форм рабочих поверхностей зубьев.

1.2.Типовой технологический процесс изготовления цилиндрических колес и назначаемые припуски.

1.3.Аиализ методов и способов зубошлифования

1.4.Показа гели качества изготовления зубчатых колес и погрешности шлифования зубьев.

1.5.Применяемый при зубошлифовании абразивный инструмент,

его износ и правка

1.6.Особенности технологии профильного зубошлифования

1.7.Анализ требований к зубошлифовальиому оборудованию 1.8.Области рационального использования способов

зубошлифования

1.9.Обзор и нстру ментов моделирования и анализа зубообразующих процессов, имеющих пространственную схему

формообразования

1 ЛО.Выводы по главе 1. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. ФОРМИРОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИИ И СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ ПРОФИЛЬНОГО ЗУ БОН ПИФОВ АН ИЯ
2.1.Разработка структуры технического задания на операцию зубошлифования.
2.2. Анализ условий обеспечения точности цилиндрического колеса в технологическом цикле его изготовления
2.3.Формирование системы факторов, определяющих выбор метода шлифования зубьев колес
2.4.Совершенствование технологического процесса изготовления цилиндрических колес на основе профильного метода.
2.5.Формирование структуры системы обеспечения точности профильного шлифования зубьев косозубых колес.
2.6. Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. ПОГРЕШНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ПРОФИЛЬНОГО ЗУБОШЛИФОВАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЕС
3.1.Структура погрешностей формообразования винтовых поверхностей абразивным инструментом
3.2.Математическое моделирование точности шлифования винтовых зубьев профильным кругом.
3.3.Модель точности формообразования винтовых поверхностей
на основе эллипсоида погрешности.
3.4.Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА МОДЕЛЕЙ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ТОЧНОСТИ ПРОФИЛЬНОГО ЗУБОШЛИФОВАНИЯ НА ЭТАПАХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ.
4.1.Идентификация инструментальной поверхности профильного круга при шлифовании винтовых зубьев
4.2. Обеспечение точности правки профильного круга.
4.3.Формирование оптимальных параметров схемы профильного
шлифования винтовых зубьев.
4.4.0беснечение точности винтового движения при бесцентроидном огибании зубьев профильным кругом
4.5.Моделирование параметров наладки станка
4.6.Выводы по главе 4
ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ПРИПУСКА С ПОКАЗАТЕЛЯМИ ТОЧНОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО КОЛЕСА ПРИ ПРОФИЛЬНОМ ШЛИФОВАНИИ ЗУБЬЕВ
5.1. Формирование взаимосвязей припуска с параметрами шлифования и нормами точности изготовления цилиндрического колеса
5.1.1. Распределение припуска по зубьям заготовки в круговом цикле при наладке станка
5.2.Модели идентификации параметров наладки стайка с учетом разности их координатных исчислений и нормативов.
5.3.Формирование припуска под зубошлифование и условия обеспечения точности профильного шлифования
5.4.Выводы по главе 5.
ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПРОЕКТНОГО СИНТЕЗА ХАРАКТЕРИСТИК ЗУБОШЛИФОВАЛЬНОЙ СТАНОЧНОЙ СИСТЕМЫ
6.1. Выбор технологических компонентов и их синтез в систему
на операции зубошлифования
6.2. Разработка методов и средств управления точностью зубошлифовального станка при проектировании
6.3. Параметризации конструкции зубошлифовальпого станка на основе математического и имитационного моделирования
6.4.Формирование характеристик работоспособности проектируемого оборудования в среде их синтеза.
6.5. Конструктивная компактность как показатель эффективного проектирования зубошлифовальных станочных систем.
6.6.Выводы по главе 6.
ГЛАВА 7. РАЗРАБОТКА ОСНОВНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ ТЕОРИИ АБРАЗИВНОЙ ЗУБООБРАБОТКИ И МЕТОДОЛОГИИ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОФИЛЬНОГО ЗУ БОШЛИФОВ АНИЯ
7.1.Формирование концепции имитационного моделирования профильного зубошлифования.
7.2.Разработка имитационной модели цикла шлифования
7.3.Формирование основных положений теории абразивной зубообработки
7.4.Результаты внедрения в производство разработанного комплекса методов обеспечения точности косозубых колес
7.5. Выводы по главе 7.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В результате формообразующей подачи точка касания вершины инструмента с боковой стороной обрабатываемого зуба колеса, перемещаясь по последней, воспроизводит на ней активную действующую линию, которая для лезвийных инструментов носит дискретный характер, что и обуславливает появление огранки на обрабатываемых поверхностях зубьев. Обработка абразивным инструментом, имеющим непрерывную поверхность резания, не имеет таких недостатков. Инструменты с линейным контактом зуборезные долбяки. Применяемый абразивный инструмент при зубошлифовании разнообразен и характеризуется формой и видом инструментальной поверхности, имеющей различную кривизну плоская, торовая, конусная, винтовая, нелинейчатая и др. Поэтому способы зубошлифования различаются по виду применяемого шлифовального круга 5 способов, которые дифференцируются на две группы по методу формообразования центроидное или бесцентроидное огибание1,2. При центроидном огибании используют простые формы режущей поверхности кругов плоский, конический, тарельчатый при единичном делении или абразивный червяк при непрерывном делении. Рис. Рис. Рис. Схема движений в зубошлифовальном станке с червячным абразивом
Рис. Рис. Схема шлифования зубьев многопрофильным кругом
Рис. Таким образом, способ формообразования сочетает в себе метод и различные схемные факторы обработки. Причем совмещение обеих функций в цикле шлифования является сложной задачей изза трудностей стабильной повторяемости траекторной задачи формирования профиля зуба с помощью кинематики станка. Бесцентроидное профильное шлифование лишено таких проблем, так как весь профиль зуба формируется с помощью инструментальной поверхности шлифовального круга. Рис. Рис. Схемы установки шлифовальных кругов и форма следов шлифования на боковой поверхности зуба. Большая вариативность методов и способов зубошлифоваиия затрудняет формализацию технологического проектирования зубообразующих процессов, что вынуждает искать пути для минимизации их числа по критерию эффективности, а также разработку новых инструментов их исследования. Качество зубчатых колес характеризуется комплексом показателей, перечень которых устанавливается потребителем и изготовителем колес в зависимости от вида и типоразмера зубчатого колеса, применяемой технологии его изготовления, принятой общей системы контроля и требований, учитывающих специфику его эксплуатации. Под качеством зубчатого колеса понимается уровень его показателей точности колеса по профилю, вдоль длины зуба, основного шага и накопленной кинематической точности, а также состояние поверхностных слоев зуба по шероховатости и физикомсхаиическим свойствам. Основные показатели точности зубчатых колес, регламентированные ГОСТ БО , имеющие практическое применение при обработке, следующие точность профиля, направления зуба, окружного шага, накопленная погрешность и длина общей нормали 0,7. При этом важна не только высокая прецизионность рабочих поверхностей зубьев, уровень отклонений которых при формообразовании лежит в микрометрическом диапазоне, но равномерность их расположения по окружности окружной шаг. Решающее влияние на работоспособность зубчатого колеса оказывают точность профиля зуба, точность окружного шага и точность направления зуба. Важнейшими условиями обеспечения выходной точности зубчатых деталей является требования высокой точности базовых и установочных поверхностей заготовки, а также максимальное приближение ее точности к конечному колесу по припуску, биению зубчатого венца, отсутствию или минимальности ее геометрического и кинематического эксцептрнситетов0. Контроль цилиндрических зубчатых колес является очень ответственной процедурой установления соответствия фактических параметров изготовленного зубчатого колеса требуемым параметрам технического задания, в результате которой оценивается погрешность его изготовления. При этом предпочтение отдается комплексным показателям контроля, отражающим интегральную погрешность колеса, а не отклонениям отдельных его элементов, которые, взаимодействуя между собой, могут как усиливаться так и компснспроваться0. Рис.