CC BY
12<Тешетневс^ие чтения. 2016
Библиографические ссылки
1. Технология производства жидкостных ракетных двигателей / В. А. Моисеев, В. А. Тарасов, В. А. Колмыков, А. С. Филимонов ; под ред. В. А. Моисеева и В. А. Тарасова. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. 381 с.
2. Фадеев А. А., Шестаков И. Я. О возможном механизме нагрева воды и водных растворов при воздействии переменного электромагнитного поля // Вестник СибГАУ. 2011. № 1(34). С. 76-78.
3. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М:Физматгиз, 1959, 700 с.
4. Шестаков И. Я., Раева О. В. Оценка влияния коагуляции на степень очистки воды от ионов металлов // Вестник СибГАУ. 2013. № 1(47). С. 172-174.
5. Канарёв Ф. М. Вода - новый источник энергии. 2-е изд. перераб и доп. Краснодар : Изд-во Кубан. гос. аграр. ун-та, 2000. С. 77-94.
6. Титаев Б. Ф. Вода как источник энергии // Наука в России. Новосибирск : Видеостудия «Радуга», 1996. 103 с.
References
1. Moiseev V. A., Tarasov V. A., Kolmykov V. A., Filimonov A. S. Tekhnologiya proizvodstva zhidkostnykh raketnykh dvigateley [Production of liquid-propellant
УДК 621.81.004
rocket engines] / pod red. V. A. Moiseeva. V. A. Tarasova. M. : Izd-vo MGTU im. N. E. Baumana, 2008. 381 p.
2. Fadeev A. A., Shestakov I. J. O vozmozhnom mek-hanizme nagreva vody i vodnyh rastvorov pri vozdejstvii peremennogo ehlektromagnitnogo polya [A possible mechanism of heating of water and aqueous solutions when exposed to an alternating electromagnetic field.] // Bulletin SibSAU. № 1 (34). 2011. P.76-78.
3. Levich V. G. Fiziko-himicheskaya gidrodinamika [Physico-chemical hydrodynamics]. M. : Fizmatgiz, 1959. 700 p.
4. Shestakov I. J., Rayeva O. V. Ocenka vliyaniya koagulyacii na stepen' ochistki vody ot ionov metallov [Assessing the impact of the degree of coagulation of water purification from metal ions] // Herald SibSAU. 2013. №1 (47). P. 172-174.
5. Kanarev F. M. Voda - novii istochnik energii. 2-e izdanie dop. I pererab. [Water a new source of energy. 2nd ed. Revised and enlarged]. Krasnodar : Cubanskii agrarnii universitet publ., 2000. P. 77-94.
6. Titaev B. F., Voda kak istochnik ehnergii [Water as a source of energy], Science in Russia. Novosibirsk : Video Studio "Rainbow", 1996. 103 p.
© Шестаков И. Я., Фадеев А. А., Шестаков В. И., 2016
МЕТОДИКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ НАРЕЗАНИИ ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ВОГНУТОГО ЭВОЛЬВЕНТНОГО ПРОФИЛЯ НА ГЛОБОИДНОМ ЧЕРВЯКЕ
А. Ю. Яценко, А. В. Сутягин, Л. С. Малько
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: kr_45_zel@mail.ru
Предложена методика проведения экспериментального исследования технологической составляющей силы резания при нарезании глобоидных винтовых поверхностей. Использование предлагаемой методики позволяет получить эмпирическую зависимость для определения технологической составляющей силы резания.
Ключевые слова: червячные передачи, глобоидный червяк с линейчатым и вогнутым профилем, технологические составляющие силы резания, ротационное точение, многофакторный эксперимент, технологическое оснащение.
METHOD TO DETERMINE THE CUTTING FORCES IN TAPPING SCREW SURFACE CONCAVE INVOLUTE PROFILE ON CONE WORM
A. Yu. Yatsenko, A. V. Sutjagin, L. S. Mal'ko
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: kr_45_zel@mail.ru
The paper proposes technique of the pilot studying the technological component of the cutting force when cutting globoid screw surfaces are used. The proposed method allows to obtain empirical relationship for determining the technological component of the cutting force.
Keywords: worm gears, cone worm with ruled and concave profile, the technological components of the cutting forces, rotational turning, multi-factor experiment.
В настоящее время наибольшее распространение в отечественном машиностроении получили глобоид-ные червяки с линейчатым профилем винтовой по-
верхности [1]. Передачи с выпукло-вогнутыми профилями сопряженных пар способны обеспечить повышение нагрузочной способности [2] до двух раз,
Технология и ме%атронщ& в машиностроении
КПД до 30 % и долговечности в 2-3 раза. В настоящее время передачи с указанным видом профиля витков червяка не находят широкого применения в производстве специальных изделий и промышленности из-за низкой производительности процесса нарезания винтовой поверхности (ВП) и высокой стоимости применяемого технологического оснащения (режущего инструмента и оборудования), а ряд вопросов технологии нарезания ВП требуют дальнейшей теоретической и практической доработк [3].
Одним из эффективных путей решения этой задачи является применение технологии ротационного точения принудительно вращаемым многолезвийным инструментом с эвольвентным профилем [4]. Среди факторов, влияющих на выходные параметры ротационного точения (производительность, точность, шероховатость поверхности), важную роль играют силы резания при обработке винтовой поверхности глобо-идного червяка.
Измерение составляющих силы резания включает в себя решение вопросов как применения соответствующего технологического оснащения и регистрирующей аппаратуры, так и математического характера, связанных с проведением многофакторного эксперимента, позволяющего получить эмпирическую зависимость.
Учитывая сложность определения сил резания, общую равнодействующую силу Р разложим в трехосной системе координат х, у, z на составляющие Рх, Ру, Рг, которые можно измерить. Три указанные составляющие силы резания взаимно перпендикулярны. В связи с этим направление равнодействующей силы
определяется как диагональ параллелепипеда р
Соотношение величин составляющих сил Рх, Ру, Р2 не остается постоянным и зависит от геометрических параметров рабочей части режущих элементов многолезвийного инструмента и режимов резания, износа режущего элемента, физико-механических свойств обрабатываемого материала и условий резания. Отношение Ру1Р2 Рх1Р2 возрастает с увеличением износа режущих элементов. Увеличение подачи 5" увеличивает отношение Ру1Р2. Главная составляющая силы резания - сила Р2 - действует во всех случаях, поэтому и будет являться основным объектом изучения.
Для проведения экспериментального исследования было выбрано следующее технологическое оснащение: зубофрезерный станок модели 5К328А, многолезвийный инструмент, специальная динамометрическая установка (рис. 1), являющаяся первичным пре-
образователем. Усилительная и регистрирующая аппаратура представлена на рис. 1.
р + py + p2.
Рис. 1. Динамометрическая установка: 1 - основание; 2 - корпус; 3 - деформируемый упругий элемент корпуса; 4 - балочка с наклеенными тензодатчиками; 5 - центрирующая шайба; 6 - режущий инструмент; 7 - затяжная гайка; 8 - натяжной винт; 9 - место установки токосъемника; 10 -отверстия для вывода проводников от тензодатчиков к токосъемнику
Первичный преобразователь устанавливается на столе зубофрезерного станка 1, на котором центрируют и крепят корпус динамометра 2 (рис. 1). На корпусе гайкой 7 закрепляют многолезвийный инструмент 6. В процессе обработки сила подачи через инструмент деформирует упругий элемент 3 корпуса динамометра. Одновременно сила подачи через натяжной винт 8 и шарик вызывают упругую деформацию балочки 4 с наклеенными на нее тензодатчиками. В корпус динамометра запрессована шайба 5, которая предохраняет винт 8 от смещения в радиальном направлении во время работы. В шайбе 5 и корпусе динамометра 2 просверлены отверстия для вывода проводников от тензодатчиков к токосъемнику. В верхней части натяжного винта предусмотрено резьбовое отверстие 10, в которое устанавливается токосъемник. Первичный преобразователь подключается к измерительному модулю. Аппаратура для измерения технологических составляющих силы резания 2, 3, 4 (рис. 2) является стандартной.
При подготовке к проведению многофакторного эксперимента решаются следующие вопросы: выбор уравнения степенного вида, приведение выбранной зависимости к линейному виду, выбор уровней факторов и их кодирование, построение плана и проведение полного факторного эксперимента, определение коэффициентов модели, проведение анализа полученной модели [5].
Рис. 2. Блок-схема соединения оборудования и аппаратуры для измерения технологических составляющих силы резания: 1 - первичный преобразователь (динамометрическая установка, рис. 1); 2 - измерительный модуль ZET 7010 Tensometer-485; 3 - преобразователь интерфейсов ZET 7070; 4 - персональный компьютер с программным обеспечением из набора ZETLAB
Тешетневс^ие чтения. 2016
Таким образом, использование предлагаемой методики измерения технологических составляющих силы резания позволяет получить эмпирическую зависимость для определения силовых характеристик процесса. Силовые характеристики нужны для оценки эффективности применения ротационного точения и для оценки влияния схемы резания на точностные параметры винтовой поверхности.
Библиографические ссылки
1. Петров М. С. Червячные глобоидные передачи, М. : МГТУ «МАМИ», 2006. 24 с.
2. Кривенко И. С. Новые типы червячных передач на судах. Л. : Судостроение, 1976. 256 с.
3. Шульц В. В. Геометрическая оптимизация изнашивающихся кинематических пар : автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Киев, 1980. 32 с.
4. Трифанов И. В., Малько Л. С., Сутягин А. В. Технология ротационного точения винтовой поверхности деталей машин принудительно вращаемым многолезвийным инструментом : монография / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2013. 116 с.
5. Спиридонов А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. М. : Машиностроение, 1981. 184 с.
References
1. Petrov M. S. Chervjachnye globoidnye peredachi [Globoid worm transmission]. Moscow : MGTU «MAMI», 2006. 24 p.
2. Krivenko I. S. Novye tipy chervjachnyh peredach na sudah [New types of worm gear on ships]. Leningrad : Sudostroenie, 1976. 256 p.
3. Shul'c V. V. Geometricheskaja optimizacija iznashivajushhihsja kinematicheskih par; Avtoref. dis. dokt. tehn. nauk [Geometric optimization wearing kinematic pairs]. Kiev, 1980. 32 p.
4. Trifanov I. V., Mal'ko L. S., Sutjagin A. V. Tehnologija rotacionnogo tochenija vintovoj poverhnosti detalej mashin prinuditel'no vrashhaemym mnogolezvijnym instrumentom [The technology of turning the rotary screw machine parts surface forcibly rotated multiblade tool]; Sib. gos. ajerokosmich. un-t. Krasnojarsk, 2013. 116 p.
5. Spiridonov A. A. Planirovanie jeksperimenta pri issledovanii tehnologicheskih processov [Planning of an experiment at a research of technological processes]. Moscow : Mashinostroenie, 1981. 184 p.
© ^qeHKO A. ro., Cy-rarHH A. B., MMBKO H. C., 2016
