CC BY
142
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2016 ISSN 2410-6070
Рисунок 5 - Ранжирование технологического оборудования по вероятности наступления аварийного инцидента
Список использованной литературы:
1. Леонтьева С.В., Закирова З.А., Смородова О.В., Воробьева А.С. Повышение экологической безопасности в нефтегазовой отрасли путем разработки способа переработки нефтешлама//Уральский экологический вестник. - 2014.- №2. С.74-77.
2. Галлямов М.А., Костарева С.Н. Гилязов А.А., Смородова О.В. Способы повышения эффективности управления промышленной безопасностью//В сборнике: Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: II Международная научно-практическая конференция. 2008. С.299-301.
3. Хаматдинова А.В., Смородова О.В. Компьютерное моделирование поведения воздушных масс как инструмент обеспечения безопасности предприятий/Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций.-2016. - №3. - С.100-110.
4. Хаматдинова А.В., Смородова О.В. Приборный контроль состояния газовоздушной среды на предприятиях нефтепереработки//Технологии техносферной безопасности.- 2015.- №4(62).- С.325-331.
5. Рахматуллина А.Р., Еникеева Т.М., Вадулина Н.В. Анализ аварийных ситуаций с участием печного оборудования на нефтеперерабатывающих заводах//Экспертиза промышленной безопасности и диагностика опасных производственных объектов. - 2016. - №2(8). - С.49-52.
© Смородова О.В., Хафизов Р.В., 2016
УДК 621.923
И.Д. Соколова
к.т.н., доцент А.С. Свитка
студент
КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Калуга, Российская Федерация
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ШЛИФОВАНИЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС НА СОВРЕМЕННОМ ОБОРУДОВАНИИ
Аннотация
В статье проведен анализ наиболее распространенных методов шлифования зубчатых колес.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2016 ISSN 2410-6070_
Зубошлифование является распространенным методом наиболее точной окончательной обработки рабочих поверхностей предварительно закаленных зубчатых колес. Обеспечение требуемых значений шероховатости поверхности и получение необходимой степени точности изделий в результате обработки является трудной задачей. Для ее решения рассмотрены применяемые в промышленности методы шлифования: непрерывное обкатное червячным шлифовальным кругом и прерывистое профильное двухсторонним коническим кругом. В настоящее время наибольшую популярность приобретает зубошлифование тарельчатыми кругами. Приведены технологические схемы обработки, получаемые значения точности обработки и преимущества применения. В результате проведенного исследования был сделан вывод о том, что область применения рассмотренных методов зависит от требуемой точности обработки, типа производства и выбора оборудования. Произведен подбор отечественных станков, на которых можно производить обработку рассмотренными методами зубошлифования.
Ключевые слова Зубошлифование, метод профильного шлифования, метод обката.
Зубошлифование - распространенный метод окончательной обработки рабочих поверхностей предварительно закаленных зубчатых колес, применение его сравнительно ограничено низкой производительностью зубошлифовальных станков. Оно предназначено для устранения деформаций, которые возникают при химико-термической обработке, и обеспечивает 3-6-ю степень точности и шероховатость поверхности Ra = 0,20 - 1,2 мкм.[1] Зубошлифование требует соответствующей правки рабочей части шлифовального круга и сохранения ее точности в течение определенного времени. В свою очередь различают ряд разновидностей методов зубошлифования.
Для шлифования эвольвентных зубьев цилиндрических колес в промышленности применяют следующие методы - непрерывное обкатное червячным шлифовальным кругом и прерывистое профильное двухсторонним коническим кругом.[2] В настоящее время наибольшую популярность приобретает зубошлифование тарельчатыми кругами.[3]
Прерывистое профильное зубошлифование производят вращающимся шлифовальным кругом при продольном движении подачи круга вдоль оси заготовки (рисунок 1).
Рисунок 1 - Метод профильного шлифования зубчатых колес
Профиль круга при шлифовании прямозубых колес соответствует впадине зубьев обрабатываемой заготовки, включая модификации профиля, а при шлифовании косозубых колес имеет незначительные отклонения. Обычно каждая впадина зуба шлифуется за несколько рабочих ходов (4, 5, 6). В зависимости от стратегии зубошлифования в конце каждого хода или через определенное число рабочих ходов производят радиальное движение подачи и шлифовальный круг углубляется в заготовку. По завершению обработки каждой впадины шлифовальный круг выходит из зацепления, и заготовка выполняет поворот
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2016 ISSN 2410-6070_
для обработки следующей впадины. Профильное зубошлифование характеризуется линейным контактом между шлифовальным кругом и заготовкой. Особенности прерывистого профильного шлифования определили преимущественную область применения этого метода для зубчатых колес: 1. В единичном и мелкосерийном производстве, где требуется универсальный инструмент и невысокая производительность. 2. С крупным модулем (более 10 мм), которые не могут обрабатываться на обкатных станках. 3. Со специальными геометрическими параметрами зубьев (малое число зубьев, большой угол профиля, маленькая длина линии зацепления и пр.). 4. С близко расположенными зубчатыми венцами. Обработку производят шлифовальными кругами маленького диаметра, как правило, абразивными режущими элементами из кубического нитрида бора.
К негативным свойствам профильного зубошлифования следует отнести высокую теплонапряженность процесса, то есть возможность образования на поверхности зубьев шлифовальных прижогов в виде пятен, чередующихся полос или отдельных мелких штрихов. Выделяемое при шлифовании тепло может вызывать нежелательные изменения структуры поверхностного слоя и его физического состояния, а также колебание твердости. Шлифовочные прижоги существенно снижают контактную и изгибную выносливость зубьев. В целях снижения опасности возникновения прижогов и получения в поверхностном слое зубьев деформационного упрочнения прерывистое профильное шлифование зубьев следует производить кругами с высокой пористостью (номер структуры 10-20). Наличие между абразивными зернами крупных пор обеспечивает достаточно пространства для отвода микростружек при высокой интенсивности съема материала, а также подвод большого количества СОЖ непосредственно в зону резания через поровое пространство круга.
Для шлифования зубьев колес профильным методом создан отечественный зубошлифовальный станок модели СК800, конкурентоспособный по достигаемым выходным показателям точности зубчатых колес (3 - 5 степеней), по стоимости в два раза ниже зарубежных аналогов. Наиболее эффективно применение станка при изготовлении крупномодульных колес.
При непрерывном обкатном зубошлифовании витки червячного круга, имеющие близкий к реечному профиль, воспроизводят эвольвентный профиль и продольную форму зуба. Для обкатного метода характерен точечный контакт шлифовального круга и заготовки, постоянно меняющий свое положение по высоте и длине зуба. Очень короткое время точечного контакта не вызывает больших термических нагрузок на зуб обрабатываемого колеса, поэтому при шлифовании этим методом возможны высокие скорости резания без опасности возникновения прижогов на поверхности зубьев. Наиболее производительным способом зубошлифования является шлифование методом непрерывной обкатки абразивным червяком (рисунок 2). Шлифование абразивным червяком позволяет получить зубчатые колеса 5-6-й степени точности с шероховатостью обработанной поверхности в пределах Ra = 1,0-0,2 мкм.
Рисунок 2 - Шлифование зубчатых колес методом обката
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2016 ISSN 2410-6070_
Для шлифования зубчатых колес методом обката создан станок модели 5В830, который предназначен для шлифования прямозубых и косозубых цилиндрических колес абразивным червяком. Станок данной модели применяют для серийного и крупносерийного производства. Точность обрабатываемых на данном станке зубчатых колес соответствует нормам точности зубошлифовальных станков класса В.
В настоящее время наибольшую популярность имеет зубошлифование тарельчатыми кругами. При шлифовании колес двумя тарельчатыми кругами шлифовальные круги могут занимать различные положения относительно обрабатываемого колеса, а именно, параллельно между собой на расстоянии, равном длине общей нормали обрабатываемого колеса — «0° метод», или под различными углами (как правило15° или 20°). Преимуществом «0° метода» является отсутствие на шлифованных профилях зубьев «сетки» и высокая степень чистоты их поверхности.
Зубошлифование двумя тарельчатыми кругами (рисунок 3) позволяет получать зубчатые колеса 3-4-й степени точности и с шероховатостью поверхности Яа = 1,0-0,3 мкм. Шлифовальные круги тарельчатой формы, работая узкой кромкой, имеют малую поверхность контакта с поверхностью шлифуемого зуба, что при сочетании обкатного движения и продольной подачи колеса приводит к быстрой смене мест контакта края круга со шлифованной поверхностью. За счет этого зуб лишь чуть-чуть нагревается и круг почти не «засаливается», что является значительным достоинством.
Обработку зубчатых колес данным методом ведут преимущественно на зарубежных станках модели МЛЛО.[4] Эти станки позволяют обеспечить высокую степень точности (3 - 4), но имеют низкую производительность и самую высокую теплонапряженность процесса, которая обуславливается тем, что процесс обработки ведется без охлаждения.
Предлагается использовать специальный зубошлифовальный станок модели 5891.[5] Данный станок спроектирован и изготовлен на базе серийного зубошлифовального станка модели 5А851. Основным отличием специального станка от базовой модели является наличие системы охлаждения маслом «Индустриальное-12» и специального устройства электроэрозионной правки, работающее в автоматическом цикле. Для повышения производительности обработки введена новая технология шлифования зубчатых колес. Применены тарельчатые шлифовальные круги из КНБ (кубического нитрида бора) диаметрами 225 и 275 мм на металлических связках формы 12У9. Жесткость стального корпуса круга выше жесткости алюминиевых корпусов. Материал корпуса позволяет обеспечить передачу электрического тока при правке круга. При шлифовании не происходит «затирания» эвольвентной поверхности зуба зубчатого колеса из-за нанесения алмазоносного слоя круга под углом 5°. Точность обрабатываемых на данном станке зубчатых колес соответствует нормам точности зубошлифовальных станков класса А.
Таким образом, выбор метода зубошлифования зависит от предъявляемых требований к точности зубчатых колес, типа производства и подбора соответствующего оборудования. Профильное шлифование следует применять в единичном и мелкосерийном производстве. Точность, получаемая при применении
а)
5)
Рисунок 3 - Установка тарельчатых кругов а) 0°- метод; б) под различными углами
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2016 ISSN 2410-6070
этого метода, зависит от точности формы профиля шлифовального круга. При изготовлении крупномодульных колес эффективно применять отечественный зубошлифовальный станок модели СК800. Для шлифования зубчатых колес методом обката создан станок модели 5В830, применяемый в серийном и крупносерийном производстве. Точность обрабатываемых на данном станке зубчатых колес соответствует нормам точности зубошлифовальных станков класса В. При необходимости получения высокоточных колес (3-4-я степень точности) требуется применять метод шлифования зубчатых колес двумя тарельчатыми кругами на специальном зубошлифовальном станке модели 5891. Простая кинематика станка исключает почти все возможные источники возникновения погрешностей. Точность обрабатываемых на данном станке зубчатых колес соответствует нормам точности зубошлифовальных станков класса А. Список использованной литературы:
1. Механическая обработка зубчатых колес: учебное пособие / В.И. Жиганов, Ю. А. Сахно, В. В. Демидов, Е. Ю. Сахно. - Ульяновск: УлГТУ, 2011. - 134 с.
2. Калашников А.С., Моргунов Ю.А., Калашников П.А. Современные методы зубошлифования цилиндрических колес. // Справочник. Инженерный журнал - 2010. - №5.
3. Рябченко С.В. Шлифование зубчатых колес тарельчатыми кругами [Электронный ресурс] // Металлообработка - 2014. - № 2.
4. А.А. Якимов, А.Ю. Перевезенцева, А.Ф. Ангел, П.В. Бреус Повышение качества поверхности при шлифовании зубчатых колес на станках MAAG [Электронный ресурс] // Металлообработка- 2014. - № 4.
5. Рябченко С.В. Шлифование зубчатых колес тарельчатыми кругами из СТМ [Электронный ресурс] // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии - 2013. - № 60.
© Соколова И.Д., Свитка А.С., 2015
УДК 62.529
И.Д. Соколова
к.т.н., доцент Л.С. Беккель
ассистент
КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Калуга, РФ
АНАЛИЗ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЯ В ОБЛАСТИ СИСТЕМ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ СТАНКАМИ
Аннотация
В статье проведен анализ решения проблемы импортозамещения в области систем числового программного управления станками (ЧПУ). Необходимость производства качественной конкурентоспособной продукции требует использования станков с современными системами ЧПУ. Комплектация оборудования такими системами расширяет его технологические возможности, обеспечивает высокие производительность и точность обработки изделия. Для проведения данного исследования рассмотрены приоритетные направления развития систем ЧПУ зарубежных и отечественных производителей. Трендом зарубежных фирм-производителей систем ЧПУ является создание системы, наиболее полно использующей функции искусственного интеллекта, и исключающей финишную обработку при изготовлении деталей с высокой чистотой поверхности. Главными задачами отечественных разработчиков систем ЧПУ является увеличение числа интерполируемых осей, создание комплектных систем управления. Рассмотрены новейшие отечественные разработки. В результате проведенного исследования был сделан вывод о том, что для обеспечения технологической независимости нашей страны в области станкостроения необходимо создать систему управления, позволяющую производить
