Разработка сборных дисковых фрез с кинематическим обкаточным движением для обработки зубчатых колес крупного модуля на станках с ЧПУ

• Автор: Отт, Олеся Сергеевна
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Анализ способов предварительного зубонарезания
1.1.1. Способ предварительного формирования впадины зуба трехсторонними
дисковыми фрезами
1.1.2. Способ предварительного формирования впадины зуба двухугловыми фрезами
1.1.3. Способ предварительного формирования впадины зуба фрезами с групповой
схемой резания
1.1.4. Способ предварительного формирования впадины зуба пальцевыми фрезами
1.2. Чистовая обработка зубьев крупномодульных колес
1.2.1. Зуборезные фрезы для обработки крупномодульных зубчатых колес методом
копирования
1.2.2. Зуборезные фрезы для обработки крупномодульных зубчатых колес методом
обката
1.3. Современные тенденции обработки зубчатых колес
1.4. Выводы по главе
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ДИСКОВЫХ ИНСТРУМЕНТОВ С КИНЕМАТИЧЕСКИМ ОБКАТОЧНЫМ ДВИЖЕНИЕМ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЭВОЛЬВЕНТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
2.1. Общие положения кинематической теории огибания
2.2. Схема обработки эвольвентного профиля методом дискретного обката
2.3. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ОПЕРЕДЕЛЯЮЩИХ ВЕЛИЧИНУ ОГРАНКИ НА БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЗУБЬЕВ КОЛЕСА
3.1. Теоретические обоснования расчета огранки профиля
3.2. Исследование факторов, влияющих на величину огранки
3.3. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИНСТРУМЕНТА
4.1. Расчет угла зацепления
4.2. Определение величины смещения инструмента в радиальном направлении в
процессе обката
4.3. Расчет размеров инструмента
4.3.1. Расчет диаметра фрезы
4.3.2. Выбор инструментального материала
4.3.3. Способ крепления пластин и геометрия инструмента
4.4. Выводы по главе
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА
ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИЯ
5.1. Методика подготовки и проведения эксперимента
5.1.1. Оборудование для проведения эксперимена
5.1.2. Технологическая оснастка
5.1.3. Заготовка зубчатого колеса
5.1.4. Режущий инструмент
5.1.5. Контрольно-измерительные средства
5.2. Экспериментальные исследования процесса чистового зубофрезерования
5.3. Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Во многих отраслях промышленности, таких как тяжелое, транспортное и энергетическое машиностроение, судостроение, производство горно-шахтного, обогатительного и подъемно-
транспортного оборудования при изготовлении узлов привода широко применяются крупномодульные зубчатые колеса. С учетом специфических масштабов производства в этих отраслях крупномодульные зубчатые колеса производятся в единичных экземплярах или мелкими сериями. В связи с этим их изготовление происходит с применением металлобрабатывающего оборудования с ручным управлением, что обусловливает большое количество переходов при токарной обработке и на операциях зубофрезерования. Наибольшую трудоемкость в производстве таких колес занимают операции зубофрезерования. Эта группа операций выполняется на таких изделиях не менее чем в два перехода, в зависимости от степени точности изделия.
На первом этапе осуществляется черновое зубофрезерование, где удаляется из впадины зубьев до 70-80% материала. На втором этапе формируется окончательный профиль с заданной степенью точности. Второй этап является наиболее ответственным в производстве зубчатых венцов, от качества его выполнения зависит и качество изделия в целом.
Сложившаяся практика чистовой обработки крупномодульных зубчатых колес в подавляющем большинстве случаев предполагает использование зуборезного инструмента с режущей частью из быстрорежущей стали, работающего методом копирования (затылованными дисковыми или пальцевыми фрезами с фасонным профилем) или методом обката (червячными модульными фрезами). При использовании традиционных тяжелых зубофрезерных станков с ручным управлением наилучшие результаты в части точности и

производительности обработки достигаются методом обката при зубофрезеровании червячными фрезами. Применение метода копирования на таких станках для чистовой обработки данных деталей ограничено невысокой точностью делительных механизмов станков.
Геометрические параметры (передние и задние углы) для зуборезного инструмента, например червячных, дисковых или пальцевых фрез, как правило, назначаются из расчета минимальных искажений профиля инструмента при переточках, а не исходя из свойств обрабатываемого и инструментального материалов, что характерно для большинства других видов металлорежущего инструмента. Поэтому традиционные виды зуборезного инструмента обладают несовершенной геометрией, что существенно ограничивает их стойкость. Кроме того, при использовании дискового инструмента на оборудовании с ручным управлением, погрешности расположения режущих кромок не могут быть компенсированы за счет корректировки кинематики станка. Все это не позволяет использовать в технологических процессах современные высокоэффективные методы обработки и обеспечить степень точности обрабатываемых зубчатых колес ниже 8 степени точности по ГОСТ 1643-81.
Современной тенденцией развития металлообработки в мировой практике является повышение доли механообрабатывающего оборудования, оснащенного системами ЧПУ. Это позволяет создавать технологические процессы с высокой концентрацией операций на одной позиции. Внедрение многокоординатных многоцелевых станков с ЧПУ вызвало волну разработок новых схем формообразования фасонных поверхностей методом обката и, как следствие, новых видов режущих инструментов, оснащенных современными инструментальными материалами.
Обработка деталей в многоинструментальных наладках современного оборудования, в сочетании с другими видами обработки

вдоль кромки одинакова. Износ задних поверхностей боковых кромок возрастает к вершинной кромке.
А - профиль зубьеЬ с нечетными номерами Б - профиль зуБьед с четными номерами
Рис. 1.24. Схема резания и профили зубьев с прогрессивной схемой
резания
Недостатком такой схемы является то, что у них в профилировании зубьев колеса в работе участвует в 2 раза меньше режущих кромок, что увеличивает огранку, особенно значительно для крупномодульных колес с малым числом зубьев.
При схеме с попеременно нагруженными боковыми кромками зубьев нагрузка между зубьями перераспределена так, что одни зубья работают только правыми боковыми и вершинными кромками, а другие — только левыми, причем боковые кромки срезают слои удвоенной толщины (рис. 1.25).
Рис. 1.25. Схема резания с попеременно нагруженными боковыми
кромками зубьев
Стойкость такой фрезы несколько больше стойкости фрезы с вершинонагруженной схемой резания, но меньше стойкости фрезы с