CC BY
44
Раздел 2. Технология машиностроения и материалы. методу копирования, круговой протяжкой, были выполнены соответствующие расчёты по определению r/m и Ka применительно к зубчатым колёсам автомобилей, тракторов и комбайнов, имеющих различные числа зубьев, модули и степень корригирования. Результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Зависимость радиуса кривизны переходной кривой от параметров зубчатого колеса и _метода формообразования впадин между зубьями _
Параметры нарезаемого Зубофрезерование Круговое протягива- Увеличение
зубчатого колеса ние радиуса
r/m Ka r/m Ka кривизны, %
z = 20, m = 4,25 мм 0,515 0,803 0,793 0,711 50
£ = 0,305
z = 45, m = 4,25 мм 0,888 0,689 1,2 0,633 35
£ = 0,517
z = 30, m = 4,5 мм 0,623 0,749 0,82 0,694 31,5
£ = 0
z = 40, m = 4 мм 0,618 0,776 0,75 0,733 23
£ = 0
z = 71, m = 4,5 мм 0,522 0,787 0,634 0,745 22
£ = 0
Из таблицы следует, что при замене операции зубонарезания цилиндрических прямозубых колёс червячными фрезами (по методу обкатки), круговым протягиванием (по методу копирования) радиус кривизны переходной кривой в опасном сечении зуба можно увеличить на 25...50 % в зависимости от параметров нарезаемых колёс. Такое увеличение радиуса кривизны переходной кривой зуба позволит снизить концентрации напряжений в основании зубьев и соответственно повысить изгибную прочность зубьев на 20.25 %.
Как показали экспериментальные исследования, выполненные в технологической лаборатории МГТУ «МАМИ», при замене зубофрезерования круговым протягиванием точность зубонарезания увеличивается на одну степень, а шероховатость поверхности впадин между зубьями улучшается на один класс. Всё это позволяет снизить концентрацию напряжений в опасном сечении ещё на 10.15 % и соответственно повысить изгибную прочность зубьев колёс.
Выводы
Применение метода копирования вместо обката позволяет повысить изгибную прочность зубьев трансмиссионных колёс автомобилей и тракторов на 20.30 %.
Литература
1. Вулгаков Э.Б. Новое поколение эвольвентных зубчатых передач. «Вестник машиностроения», 2004, № 1, с. 3-6.
2. Вулгаков Э.Б. О выборе параметров исходного контура. «Вестник машиностроения», 1992, № 12, с. 7-13.
3. Вулгаков Э.Б., Аммосов В.Н. Влияние перекрытий на динамическую нагруженность зубчатой передачи. «Вестник машиностроения», 1990, № 1, с. 12-16.
Колебания при режуще-деформирующей обработке нежестких валов
д.т.н. проф. Максимов Ю.В., к.т.н. доц. Анкин А.В.
МГТУ «МАМИ»
В современном машиностроении проблема создания высокоэффективных технологических процессов механической обработки с учетом выполнения требований ресурсо-, энергосбережения и экологии является одной из наиболее важных. При высоких требованиях к качеству деталей и узлов большое значение в технологическом процессе их изготовления иг-
рают отделочные операции, определяющие в значительной степени эксплуатационные свойства машины в целом.
Объектом исследований избрана технологическая система комбинированной режуще-деформирующей обработки, т.к. внедрение в промышленность данного метода обработки показало его значительный потенциал при достижении высокого качества и производительности.
Разработка таких технологических систем в определенной степени позволила приблизиться к решению проблемы качественного и производительного изготовления деталей класса нежестких валов за счет увеличения концентрации операций и выполнения принципа сохранения технологических баз.
Согласно разработанным принципов проектирования технологических процессов комбинированной режуще-деформирующей обработки, в основу которых заложено совершенствование динамических характеристик технологической системы станка выполнялись исследования с применением программ, разработанных для механико-математических динамических моделей формирования погрешности режуще-деформирующей обработки деталей класса нежестких валов в технологической системе комбинированной обработки с дополнительными контурами связи.
Любая задача, точнее, поиск ее решения, определяется конечным результатом. В нашем случае конечный результат - это обеспечение стабильного размерообразования и постоянства шероховатости (в пределах одного класса ) как по длине обработки, так и в серии.
Если серийное постоянство определяется геометрической стойкостью инструмента, же-сткостными характеристиками оборудования и схемой базирования, то на стабильность размеров образования по длине накладывают отпечаток собственно условия протекания обработки.
Ранее рассмотрен случай вынужденных изгибных (поперечных) колебаний стержня.
Однако в реальном технологическом процессе имеют место также и крутильные колебания, которые носят явно вынужденный характер.
Помимо факторов технологического процесса, от которых зависят крутильные колебания (их частота, период, амплитуда), на крутильные колебания оказывают влияние изгибные колебания заготовки. А именно, при изгибных колебаниях, как известно, изменяется глубина резания, что вызывает изменение силы резания (ее тангенциальной составляющей). Так как изгибные колебания меняются по гармоническому (синусоидальному) закону, то и сила будет меняться по этому же закону.
Одновременно с этим крутильные колебания детали определяют изменение скорости резания и тангенциальной, равно как и радиальной, составляющих силы резания. То есть, крутильные колебания, в свою очередь, являются первоосновой для изгибных колебаний, вызывая изменение глубины резания.
Таким образом, необходимо ответить на вопрос: как учесть и изгибные, и крутильные колебания, имеющие место в технологической системе, какие из них первичны?
Скорее всего, однозначно истинного ответа на последний вопрос нет. Путем рассуждений можно конкретизировать ответ для какой-либо технологической системы, но не глобально.
С точки зрения поиска ответа на поставленный вопрос рассмотрим технологическую систему комбинированной обработки нежестких валов.
При достижении заданной точности обработки таких распространенных деталей, как нежесткие (отношение длины к диаметру более 8..12) валы, зачастую ограничивающим фактором являются колебания в технологической системе.
Если колебания элементов конструкции технологической системы можно нивелировать путем введения демпферов, то колебания в зоне обработки плохо поддаются внешнему демпфирующему воздействию.
Чтобы определить способы нивелирования колебаний, нужно определиться с их видом, законом изменения и природой возникновения. Этому посвящено довольно много исследований, ряд специалистов приступили к непосредственному рассмотрению динамики процесса размерообразования при комбинированной обработке.
В ходе исследований часть параметров математической модели оставались постоянными, а часть варьировалась. Результатом работы программ являлись среднеарифметические значения погрешности обработки в десяти сечениях продольного сечения детали, рассчитанные по десяти равноотстоящим точкам каждого поперечного сечения, а также среднее арифметическое значение и среднее квадратическое отклонение погрешности.
Для разработки рекомендаций по проектированию параметрически управляемых технологических систем комбинированной обработки было необходимо дополнительно выполнить параметрические исследования основных характеристик технологических систем комбинированной обработки, их взаимодействия и взаимовлияния.
Определенный интерес представляют зависимости, полученные по результатам исследований влияния частоты вращения обрабатываемого вала на погрешность обработки. Здесь наблюдалось увеличение погрешности обработки при изменении частоты вращения с 400 до 600 об / мин и ее уменьшение при достижении частоты вращения 800 об / мин. Это объясняется изменением соотношения между оборотной частотой а>, длиной заготовки l и частотой изгибных колебаний Q, а также величиной скорости изменения суммарной жесткости технологической системы комбинированной обработки.
Анализ среднеквадратичных отклонений полученного размера от заданного позволяет выявить оптимальные режимы ведения обработки, а также критические значения кинематических характеристик технологической системы комбинированной обработки. Полученные режимы совпадают с ранее теоретически определенными .
Таким образом, при проектировании технологических систем комбинированной обработки необходимо, во-первых, определить направления поиска оптимальных решений задач по совершенствованию технологических систем на основе анализа известной технической информации о существующих аналогах и перспективах развития.
И, во-вторых, установить, что целесообразно принять в качестве комплексного показателя, обеспечивающего эффективную и удобную форму оценки погрешности обработки и управления процессом достижения заданной точности.
При комбинированной обработке деталей класса нежестких валов может быть принято соотношение частоты изгибных колебаний и оборотной частоты вращения заготовки. При этом анализ полученных комплексных зависимостей, связывающих как технологические, так и жесткостные характеристики технологической системы комбинированной обработки должен показать как качественную, так и количественную зависимости выходного параметра от управляемого.
К анализу механики процесса резания. Резание инструментом с притупленной режущей кромкой
д.т.н. проф. Оленин Л. Д.
МГТУМАМИ
Основные обозначения, принятые в работе
S - подача на проход мм;
t- глубина резания мм;
a и a1 - инструментальная и фактическая толщины срезаемого слоя;
v, V1 - скорость резания и скорость схода стружки;
vn, ут нормальная и тангенциальная составляющие скорости смещения материала за-
готовки (перед плоскостью сдвига);
