CC BY
12
The advantages of using an interorbital transport vehicle with an electric propulsion system that implements a combined scheme for launching spacecraft into geostationary orbit are considered. The design image of an interorbital transport vehicle and an algorithm for synthesizing its design parameters are presented.
Key words: interorbital transport vehicle, the electric propulsion, the combined scheme launch, the geostationary orbit.
Russkikh Anton Sergeevich, postgraduate, toherOO 7amail. ru, Russia, Samara, Samara University,
Zagidullin Radmir Salimyanovich, postgraduate, zagidullin radmiramail. ru, Russia, Samara, Samara University
УДК 621.914.5.002.54
АНАЛИЗ КИНЕМАТИЧЕСКИХ УГЛОВ ЭВОЛЬВЕНТНЫХ ЧЕРВЯЧНЫХ ФРЕЗ С ТВЕРДОСПЛАВНЫМИ СМП
О.И. Борискин, Н.Г. Стаханов, И.В. Астапова
Приведены результаты кинематического анализа червячных фрез с осевыми канавками параллельными оси. Рассмотрены вопросы, связанные с влиянием основных параметров инструмента на углы резания. Предложены рекомендации для достижения оптимальных условий работы эвольвентной червячной фрезы.
Ключевые слова: червячные фрезы, профиль зуба, кинематический анализ, передний рабочий угол, задний рабочий угол
Режущую способность эвольвентных червячных фрез в процессе зубофрезерования оценивают с помощью следующих параметров: переднего рабочего угла урп; заднего рабочего угла арп; рабочего угла Хр наклона режущей кромки.
Эти три параметра определяют положение режущей кромки относительно плоскости резания. Авторами статьи был разработан метод расчета углов резания червячной фрезы для любой точки профиля зуба в любой момент времени и проведен кинематический анализ, позволяющий определить область оптимальных конструктивных параметров таких фрез.
Исследования проводилась для сборных червячных фрез со стружечными канавками параллельными оси, которые являются наиболее технологичными. Рассматривались фрезы с плоскими передними поверхностями и задними поверхностями, образующие которых перпендикулярны режущей кромке.
В качестве исходных данных были приняты следующие параметры: межосевое расстояние а, модуль т, наружный диаметр фрезы Оа0, число заходов фрезы 20, передний угол на вершине фрезы уа0, угол наклона винтовой на начальной окружности инструмента и детали в0, в, число зубьев колеса 7.
На примере обработки цилиндрического косозубого колеса с модулем т=4 мм, числом зубьев Ъ = 20 и углом наклона винтовой в=20° проведен анализ влияния геометрических параметров эвольвентных червяных фрез на условия обработки. Результаты представлены на рис. 1-5.
Расчет проводился для эвольвентной червячной фрезы с наружным диаметром Ба0=200 мм, передним углом на вершине зуба уа0=-10°. Установлено, что в процессе зубофрезерования углы резания изменяются в зависимости от радиуса г^, определяющего окружность на которой располагается расчетная точка. При увеличении г^:
передний угол урп по боковым сторонам режущей кромки увеличивается в пределах 1°;
задний угол арп уменьшается в пределах 1°.
Кроме того, величины кинематических углов на левой и правой стороне профиля зуба несимметричны. На рис. 1 представлен график изменения кинематических переднего и заднего углов в расчетных точках профиля зуба в определенный момент времени. Так как образующие задних поверхностей перпендикулярны режущей кромке, то углы резания Ур = - арп.
Рис. 1. Изменение кинематических передних и задних углов в расчетных точках профиля: при 1=0, 0=0: при йа0=200 мм, т=4 мм, уа0=-10° г0=1,1=40, А0=88,8° рд=20°
На рис. 2, 3 представлен характер влияния наружного диаметра червячной фрезы на величину рабочих передних углов. Установлено, что при прочих равных исходных параметрах при увеличении диаметра фрезы: передний рабочий угол урп по боковым сторонам режущей кромки увеличивается;
задний рабочий угол арп уменьшается.
В этом случае, арп может выйти за границы условия приемлемых значений (задний рабочий угол арп должен быть больше 2°). Таким образом, можно рекомендовать по возможности выбирать фрезы большего диаметра.
-точка профиля зуба фрезы, участвующая в резании
----точка профиля зуба фрезы, неучаствующая в резании
Рис. 2. Изменение кинематических передних углов на левой стороне профиля зуба при Вао=150 мм; 200 мм; 250 мм при 1=0, 0=0: при йа0=200 мм, т=4мм, уа0=-10° 10=1,1=40, р0=88,8°рд=20°
- точка профиля зуба фрезы, участвующая в резании
----точка профиля зуба фрезы, неучаствующая в резании
Рис. 3. Изменение кинематических передних углов на правой стороне профиля зуба при Ва0=150 мм; 200 мм; 250 мм при 1=0, 0=0: при йа0=200 мм, т=4мм, уа0=-10° 10=1,1=40, р0=88,8°рд=20°
На рис. 4, 5 представлен характер изменения величин переднего угла в зависимости от назначаемого статического переднего угла. Как показали исследования при увеличении уао:
248
передний рабочий угол урп по боковым сторонам режущей кромки уменьшается;
задний рабочий угол арп увеличивается.
Кроме того, при уа0=0° и уао=-5° передний и задний углы резания вышли за границы приемлемых значений: в первом случае урп>0° (рис. 5), во втором случае арп < 2°.
-точка профиля зуба фрезы, участвующая в резании
----точка профиля зуба фрезы, неучаствующая в резании
Рис. 4. Изменение кинематических передних углов на левой стороне профиля зуба при уав=0°; -5°; -10°; -15°; -20° при 1=0, 0=0: при йа0=200 мм, т=4 мм, уа0=-10° г0=1, г=40, р0=88,8°рд=20°
- точка профиля зуба фрезы, участвующая в резании
----точка профиля зуба фрезы, неучаствующая в резании
Рис. 5. Изменение кинематических передних углов на правой стороне профиля зуба при уав=0°; -5°; -10°; -15°; -20° при 1=0, 0=0: при йа0=200 мм, т=4 мм, уа0=-10° г0=1, г=40, р0=88,8°рд=20°
Таким образом, на основании результатов проведенного кинематического анализа для достижения оптимальных условий работы эвольвентной червячной фрезы с плоскими передними поверхностями и задними по-
верхностями, образующие которых перпендикулярны режущей кромке, можно рекомендовать выбирать фрезы большего диаметра и назначать значения переднего статического угла в пределах -10°...-15°.
Список литературы
1. Горынина И.В. Метод профилирования червячных фрез для обработки цилиндрических зубчатых деталей // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 8. Ч. 1. С. 101104.
2. Борискин О.И., Стаханов Н.Г., Хлудов С.Я., Якушенков А.В., Горынина И.В. Применение СМП для червячных зуборезных фрез // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 2. С. 310-314.
3. Radzevich S.P. A Novel Design of Cylindrical Hob for Machining of Precision Involute Gears. ASME J. Mech. Des. 2007. 129 (3). P. 334-345.
Борискин Олег Игоревич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, директор Политехнического института, imstulgu@pochta.rn, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Стаханов Николай Георгиевич, канд. техн. наук, профессор, imstulgu@pochta.rn, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Астапова Ирина Вадимовна, аспирант, goriv1356@,gmail. com, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF KINEMA TIC ANGLES OF INVOL UTE HOBS WITH HARD-ALLOY SMP
O.I. Boriskin, N.G. Stakhanov, I.V. Astapova
The results of the kinematic analysis of involute hobs with axial grooves parallel to the axis are given. The issues related to the influence of the main parameters of the tool on the cutting angles are considered. Recommendations for achieving optimal working conditions for an involute worm cutter are proposed.
Key words: involute hobs, tooth profile, kinematic analysis, front working angle, rear working angle.
Boriskin Oleg Igorevich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, director of Polytechnical institute, imstulgu@pochta. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Stakhanov Nikolay Georgiyevich, candidate of technical sciences, professor, imstul-gu@pochta.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Astapova Irina Vadimovna, postgraduate, goriv1356@gmail. com, Russia, Tula, Tula State University
