CC BY
57
5. Соколовский А.П. Научные основы технологии машиностроения/ А.П. Соколовский. - М.: Машгиз, 1955. - 515 с.
6. Технология машиностроения: в 2 кн. Кн. 1. Основы технологии машиностроения: учеб. пособ. для вузов / Э.Л. Жуков [и др.]; под ред. С.Л. Мурашкина. - М.: Высш. Шк., 2003. -278 с.
7. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле / С.П. Тимошенко, Д.Х. Янг, У. Уивер; пер. с англ. Л.Г. Корнейчука; под ред. Э.И. Григо-люка. - М.: Машиностроение, 1985. - 472 с.
Получено 17.07.08.
УДК 621.83
А.А. Маликов, А.В. Сидоркин (Тула, ТулГУ)
МЕТОДЫ НАРЕЗАНИЯ АРОЧНЫХ ЗУБЬЕВ КОМБИНИРОВАННОГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
Рассмотрены основные методы нарезания круговых зубьев цилиндрических колес. Проведен анализ возможности их применения в инструментальном производстве.
Статья написана в результате исследования, проверенного при финансовой поддержке гранта РФФИ № 08-08-99006 «Современная концепция создания технологических основ эффективного зубонауезания цилиндрических зубчатых колес».
Выбор метода нарезания арочных зубьев шеверов-прикатников и накатников для производства цилиндрических колес, а также выбор и расчет режущего инструмента второго порядка, используемого для их изготовления, должен баироваться на глубоком анаизе существующих методов нарезания арочных зубьев цилиндрических зубчатых колес [1,2].
В основном при нарезании цилиндрических колес с круговыми зубьями (ЦККЗ) обработка осуществляется торцовой зуборезной резцовой головкой (рис. 1). Оси инструмента 1 и заготовки 2 ортогонаьны, а производящее колесо заменяется производящей рейкой. Обработка ведётся при вращении и согласованном с ним поступательном перемещении
заготовки вдоль производящей рейки. По окончании формообраования впадины заготовка возвращается в исходное положение, и после деления на зуб цикл обработки повторяетсс. Описанный метод является методом обработки с периодическим делением.
Наиболее интересным способом, который можно предложить для использования при производстве инструмента с круговым зубом является односторонней способ. При этом Чернова обработка впадины шевера-прикатника и накатника осуществляется двусторонней зуборезной резцо-
вой головкой, получистова обработка выпуклых и вогнутых сторон зубьев этих инструментов производится раздельно односторонними головками, завершающим этапом чистовой обработки является раздельная обработка выпуклой и вогнутой сторон зубьев чистовыми головками либо шлифо-вшьш1ми кругами. Таким образом, обработка зубчатого венца инструмента осуществляется за пять переходов. Способ имеет единственный недостаток: сравнительно низкую производительность, котора, однако, вполне приемлема для условий инструментального производства.
Для реализации предложенной схемы обработки могут быть использованы станки с ЧПУ, дополнительно оснащенные следящим приводом четвертой-круговой координаты. Это отечественный станок ОЦ1И22, а также ряд станков иностранного производства. На данном оборудовании можно реализовать обработку практически всей номенклатуры рассматриваемого инструмента для обработки мелко- и среднемодульных колес с круговым зубом.
Рис. 1. Схема обработки инструмента с круговыми зубьями:
Бг- вращение головки; Вэу- линейная составляющая движения обката заготовки; - окружная составляющая движения обката заготовки
Метод обработки с периодическим делением обладает рядом существенных достоинств:
1. Сравнительной простотой производящей поверхности, обуславливающей высокую технологичность вспомогательного зуборезного инструмента, высокую точность обработки, относительную простоту геометрического расчёта зацепления;
2. Большими технологическими возможностями при обработке ши-роковенцовых колёс;
3. Возможностью использования стандартных резцовых головок, применяемых для нарезания конических колёс с круговыми зубьями, а также оснастки для заточки и контроля инструмента. Например, для проверки биения резцов в лабораторных условиях может быть использован обычный индикатор часового типа;
4. Отсутствием кинематической связи между главным движением и движением обката. Это позволяет при заданной скорости главного движения выбирать оптимальную для достижения заданной производительности и качества обработки скорость движения обката;
5. Возможностью весьма точного и производительного шлифования зубьев закалённых инструментов.
Вследствие этого применение метода обката с единичным делением для обработки инструментов с арочными зубьями является наиболее целесообразным.
При нарезании инструмента для производства цилиндрических колес с циклоидальной линией зубьев обработка также осуществляется торцовой зуборезной резцовой головкой 1 (рис. 2), содержащей 2р групп резцов [3].
Рис. 2. Схема нарезания инструмента с циклоидальной линией зуба
Резцы каждой группы последовательно прорезают одну из впадин колеса 2. За один оборот головки прорезается 2р впадин, а за один рабочий ход заготовки формируются все зубья колеса. Для обеспечения высокой точности шага число групп не должно быть кратно числу зубьев заготовки. Профилирование впадин обеспечивается согласованием угловой скорости вращения Бг инструмента со скоростями вращения и поступательного перемещения заготовки.
В Рязанском филиале Московского государственного открытого университета разработан способ нарезания колес с арочными зубьями средних и крупных модулей на станках с ЧПУ стандартными цилиндрическими пальцевыми фрезами с концевым сферическим участком [2].
Предлагается использовать данный способ, в первую очередь, при изготовлении инструмента (шеверов-прикатников и накатников) для обработки цилиндрических колес с арочными зубьями, линия которых очерчена по циклоиде либо спирали.
При использовании пальцевых фрез диаметр концевого сферического участка фрезы принимался равным диаметру ее цилиндрического участка, который определяется в зависимости от продольного профиля нарезаемого арочного зуба - с постоянной шириной в поперечных сечениях или бочкообраного. К основным параметрам обработки относятся диаметр пальцевой фрезы, координаты центра концевого режущего сферического участка фрезы и положение ее оси в пространстве при нарезании.
Нарезание арочных зубьев выполняется в следующем порядке:
1) черновое нарезание эвольвентных поверхностей венца инструмента;
2) нарезание поверхностей криволинейных переходных участков от эвольвентных к цилиндрической; цилиндрической поверхности впадины между смежными зубьями инструмента;
3) чистова обработка эвольвентных поверхностей.
Для сокращения времени обработки при черновом нарезании целе-сообрано последовательно использовать несколько пальцевых фрез ра-ного диаметра. Диаметр фрез должен уменьшаться по мере приближения к центу заготовки пи формировании впадин между зубьями с учетом припуска на черновое фрезерование. При чистовом нарезании после термической обработки (закаки) инструментов с арочными зубьями целесообрано применять фрезы с твердосплавным наконечником.
После нарезания вогнутой и выпуклой поверхностей смежных зубьев и цилиндрической поверхности впадины между ними для нарезания следующей пары смежных зубьев производится поворот заготовки относительно своей оси на один угловой шаг, и процесс нарезания боковых и цилиндрической поверхностей между зубьями повторяется.
Последовательность процесса деления, обработки поверхностей смежных зубьев инструментов и цилиндрических поверхностей впадин между ними может быть раличной и зависит от особенностей станка с ЧПУ, на котором нарезают эти инструменты. Для нарезания инструментов с арочными зубьями наиболее эффективно использование станов с ЧПУ с петью координатами, однако возможно применение и 4-координатных станков. В этом случае координата, характеризующа угол наклона фрезы, совмещается с координатой, выполняющей функцию деления при нарезании зубчатого колеса, и заготовка инструмента в процессе обработки поворачивается на этот угол.
Модели впадины между зубьями инструмента после обработки эвольвентных участков выпуклой и вогнутой поверхностей смежных зубьев фрезой одного диаметра принимал вид, покаанный на рис. 3 а, б. После обработки криволинейных переходных участков впадины между зубьями от эвольвентных участков к цилиндрическим фрезой одного диаметра модели впадины принимал вид, покаанный на рис. 4.
аб
Рис. 3. Нарезание арочных зубьев пальцевой фрезой: а- выну кая стороны зуба, б - вогнутая сторона зуба
Рис. 4. Обработка впадины между зубьями
В статье [2] сообщается об успешных результатах опытов по нарезанию колес с арочными зубьями на обрабатывающем центре 1С730 Рязанского станкостроителного завода. Однако нельзя не отметить, что этот способ обработки значительно проигрывает по производительности традиционному способу нарезания арочных зубьев при помощи ЗРГ [1] и приемлем лишь в условиях единичного и мелкосерийного типов производства. Однако он с успехом может быть применен в инструментальном производстве шеверов-прикатников и накатников, используемых для крупносерийного и массового производства ЦККЗ.
Библиографический список
1 Васин В.А. Обработка арочных зубьев цилиндрических колес /
В.А. Васин, М.Н. Бобков, Г.М. Шейнин // СТИН. - 2005. - № 4. - С. 26-29.
2. Плахтин В. Анализ зацепления и технологи изготовления цилиндрических колес с арочными зубьями с применением автоматизированного комплекса T-FLEX [Электронный ресурс]/ В. Плахтин [и др.] //
Интернет-сайт журнал САПР и графика - Режим доступа:
http ://www.sapr.ru/Archive/SG/2007/8/19/index.html.
3. Решетов Л.Н. Особенности геометрии и зубо нарезания цилиндрических квазиэвольвентных передач с циклоидльной линией зуба / Л.Н. Решетов, М.И. Догода, М.В. Клин// Изв. вузов. Машиностроение. -I980. - № 5. - С. 48 - 53.
Получено 17.07.08.
УДК 621.9.06-192
Н.И. Пасько, Н.В. Анцева (Тула, ТулГУ)
ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМА ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПО МИНИ-МАКСНОМУ КРИТЕРИЮ
Представлена методика мини-максной оптимизации режима профилактического восстановления (периода профилактики и критического износа) объекта профи-лактик при организации планово-предупредительного ремонта технологического оборудования машиностроительного предприятия.
Профилактическое восстановление применяется с целью исключить отаазы объекта. При этом предполагается, что затраты на профилактиче-
