К ВОПРОСУ О РАСЧЕТЕ ДЛИНЫ ПУТИ ОБКАТА И УГЛА ПОВОРОТА ПРИ ФОРМООБРАЗОВАНИИ КРУГОВЫХ ЗУБЬЕВ ШЕВЕРОВ-ПРИКАТНИКОВ НА СТАНКАХ С ЧПУ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ И ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

УДК 621.83

К ВОПРОСУ О РАСЧЕТЕ ДЛИНЫ ПУТИ ОБКАТА И УГЛА ПОВОРОТА ПРИ ФОРМООБРАЗОВАНИИ КРУГОВЫХ ЗУБЬЕВ ШЕВЕРОВ-ПРИКАТНИКОВ НА СТАНКАХ С ЧПУ

А. А. Маликов, А.В. Сидоркин, С. Л. Рахметов

Рассматривается методика расчета основных технологических параметров зубообработки шеверов-прикатников с круговыми зубьями на станках с ЧПУ. Предложены пути совершенствования существующих методик расчета длины пути обката и угла поворота в станочном зацеплении.

Ключевые слова: шевингование-прикатывание, круговые зубья, инструмент, угол поворота, длина пути обката.

В Тульском государственном университете на протяжении ряда последних лет разрабатывался процесс шевингования-прикатывания для чистовой обработки цилиндрических колес с круговыми зубьями (ЦККЗ). Ключевым элементом, необходимым для его осуществления является специальный зубообрабатывающий инструмент - шевер-прикатник, конструкция которого достаточно сложна (рис. 1), а технология изготовления является наукоемкой и требует серьезной проработки.

Ранее в статье [1] была рассмотрена технология обработки круговых зубьев шеверов-прикатников на станках с ЧПУ. При этом, операция, на которой происходит формообразование эвольвентного профиля круговых зубьев инструмента является наиболее ответственной, а обработка зубчатого венца осуществляется за несколько переходов на станке типа «Обрабатывающий центр».

Принимая во внимание ряд факторов, подробно рассмотренных в [2 - 4], было принято решение использовать следующий технологический регламент обработки:

1) черновая обработка зубьев инструмента двусторонней торцовой зуборезной резцовой головкой (ЗРГ) (с зауженными на величину припуска под чистовую обработку зубьями);

2) получистовая обработка зубьев инструмента двумя односторонними торцовыми ЗРГ (с зауженными на величину припуска под чистовую обработку зубьями);

3) раздельная чистовая обработка выпуклой и вогнутой сторон зубьев инструмента односторонними шлифовальными кругами или комбинированными инструментами [5, 6].

Рис. 1. Инструмент для чистовой обработки цилиндрических колес

с круговыми зубьями

Следовательно, становится актуальным определение координат опорных точек для построения управляющей программы циклов обработки зубьев венца шевера-прикатника и выработка алгоритма аналитического решения задачи для создания автоматизированной системы расчета и проектирования технологии его изготовления [7, 8].

Процесс формообразования каждой из сторон кругового зуба осуществляется по методу обката с периодическим делением. Схема, иллюстрирующая взаимное согласованное прямолинейное движение инструмента и круговое движение обрабатываемой заготовки с учетом необходимых величин врезания 4р и перебега /пер представлена на рис. 2.

Длина пути обката в станочном зацеплении

¿обк = га0 вшф - а0/ - (В1 - аг^СВ1))) + в2 + С08(а)/Пер, где В1, В2 - вспомогательные коэффициенты; /пер - длина пути перебега инструмента.

Вспомогательный коэффициент

га 0 вт

В1 =-

г г \\

ГЪ0

агссов

V V га 0 ))

ГЪ0

Вспомогательный коэффициент В2 определяется по следующей зависимости:

В2 =4(Га0 + ГГ0 + 1вр )(га0 - г/0 + 1вр ) ,

где /вр - длина пути врезания инструмента.

110

Технология и оборудование механической и физико-технической обработки

Рис. 2. Движение обката при обработке впадины шевера-прикатника

Угол поворота фобк шевера-прикатника во время движения обката

^cos(a)/] Л

Фобк = arctg( B1) + arccos

г \

rf 0

+ 2arcsin

пер

2ra0

2p

+--a 0z

z0

^а 0 +1ер )

Синхронизация линейного и кругового движений осуществляется автоматически системой ЧПУ станка в рамках отработки управляющей программы.

Список литературы

1. Маликов А.А., Сидоркин А.В., Ямников А.С. Технология обработки круговых зубьев шеверов-прикатников на станках с ЧПУ // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2011. №6. С. 15-20.

2. Маликов А. А., Сидоркин А.В. Технологические особенности изготовления шевера-прикатника для обработки цилиндрических колес с круговыми зубьями // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2011. Вып. 1. С. 179-186.

3. Маликов А.А., Сидоркин А.В. Методы нарезания арочных зубьев комбинированного инструмента для обработки цилиндрических зубчатых колес // Известия Тульского государственного. Технические науки. 2008. Вып. 3. С. 129-134.

4. Маликов А.А., Сидоркин А.В., Артамонов В.Д., Рахметов С.Л. Определение габаритного диаметра шевера-прикатника при заданном радиусе кривизны арки его кругового зуба // СТИН. 2019. №6. С. 10 - 12.

5. Маликов А.А., Сидоркин А.В., Васильев А.С., Артамонов В.Д., Рахметов С.Л. Построение алгоритмов расчета технологических параметров изготовления шевера-прикатника для обработки цилиндрических колес с круговыми зубьями // СТИН. 2019. №6. С. 24 - 27.

111

6. Маликов А.А., Сидоркин А.В., Рахметов С.Л. К вопросу определения минимального радиуса кривизны арки зуба цилиндрического колеса с учетом технологических ограничений, возникающих при его зубообра-ботке // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 7. С. 131 - 136.

7. Маликов А.А., Сидоркин А.В., Рахметов С.Л. Некоторые аспекты совершенствования и реализации алгоритмов определения взаимосвязи геометрических параметров шевера-прикатника и цилиндрического колеса с круговым зубом // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 9. С. 49 - 57.

8. Маликов А.А., Сидоркин А.В., Рахметов С.Л. Маршрутная технология зубообработки венца шевера-прикатника для обработки цилиндрических колес с круговыми зубьями // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 4. С. 301-308.

Маликов Андрей Андреевич, д-р техн. наук, профессор, заведующй кафедрой, andrej-malikov@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Сидоркин Андрей Викторович, канд. техн. наук, доцент, alan-a@,mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Рахметов Станислав Львович, инженер, rakhmetov_s@,mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

TO QUESTION ABOUT THE CALCULATION OF THE LENGTH OF THE ROUND AND ANGLE OF TURN IN THE FORMING OF CIRCULAR TEETH OF SHA VE-ROLLERS

ON CNC MACHINES

A.A. Malikov, A.V. Sidorkin, S.L. Rakhmetov

The article discusses the methodology for calculating the basic technological parameters of the tooth treatment of shave-rollers with circular teeth on CNC machines. The ways of improving the existing methods for calculating the length of the run-in path and the angle of rotation in machine engagement are proposed.

Key words: shave-rolling, circular teeth, tool, angle of rotation, length of the run-in

path.

Malikov Andrey Andreevich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, andrej-malikov@yandex. ru, Russia, Tula State University,

Sidorkin Andrey Victrovich, candidate of technical sciences, docent, alan-a@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Rakhmetov Stanislav Lvovich, engineer, rakhmetov_s@,mail. ru, Russia, Tula, Tula State University