CC BY
38
основ создания ресурсосберегающих технологий высокопроизводительной зубообработки закаленных цилиндрических зубчатых колёс».
Список литературы
1. Дисковый шевер: Пат. 2230635 Российская Федерация.
№ 2001132030/02; заявл. 27.11.2001; опубл. 20.06.2004. Бюл. № 17. 2 с.
2. Инструмент для чистовой обработки цилиндрических зубчатых
колес: Пат. 75978 Россиская Федерация. №2008107065/22; заявл.
27.02.2008; опубл. 10.09.2008. Бюл. № 25. 2 с.
A. Malikov, A. Sidorkin, V. Legejda
Features of the design of the combined rezhushche-deforming toolfor processing of cylindrical wheels with arch teeths
The features of the new patented design of the combined tool - shave-considered for fair processing cylindrical wheels with arch teeths are considered.
Получено 07.04.09
УДК 621.91.002
В.В. Истоцкий, канд. техн. наук, гл. конструктор (Россия, Серпухов, СИЗ), В.Б. Протасьев, д-р техн. наук, проф., (4872) 33-25-38, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗУБЬЕВ В ОСЕВОЙ ЗОНЕ КОНЦЕВЫХ ФАСОННЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
Рассматриваются ограничения и особенности выбора геометрических параметров зубьев в полюсной зоне фасонных концевых инструментов, связанные с недостатком места для их размещения.
Ключевые слова: фасонный инструмент, фреза, профилирование
Проектирование зубьев концевых фасонных инструментов является извечной проблемой конструкторов режущего инструмента.
Затруднения вызваны следующими причинами:
- в осевой зоне скорость резания минимальна, а на оси инструмента она вообще отсутствует;
- схождение большого числа зубьев на оси приводит к уменьшению глубины стружечных канавок;
- при малой глубине стружечных канавок затруднительно обеспечивать рациональные значения передних и задних углов, поскольку на дне впадины всегда имеется радиус округления, зависящий от остроты вершины шлифовального круга, используемого для формирования зубьев и параметров его установки относительно обрабатываемой заготовки.
Накопленный опыт конструирования предлагает следующие решения:
- сокращение числа зубьев инструментов до двух, что имеет место у сверл и у шпоночных фрез;
- постепенное сокращение числа зубьев по мере приближения к осевой зоне.
Первое решение не требует для использования дополнительных исследований - его правильность доказана многолетней практикой, второе решение теоретически мало исследовано, но именно оно наиболее перспективно.
Наиболее известным решением второго варианта является использование групповых зубьев.
Даже в самом авторитетном для инструментальщиков учебнике [1] такие инструменты, - борфрезы не рассматриваются, несмотря на эффективность их использования при выполнении слесарных работ. Возможно, это обстоятельство объясняет применение напильников там, где следует применять борфрезы.
На бор фезах (рис. 1 ) все зубья р оделены на некоторо е число групп (на рис. 1 показаны 5 групп, в каждой из которых расположено по 4 зуба - один длинный и три коротких), а зубья в группе имеют разную длину. До точки а на длине I все зубья одинаковые, начиная с этой точки так называемые «длинные» зубья доходят до оси инструмента, а все остальные как бы скрываются за длинными зубьями, оставаясь на производящей поверхности инструмента. Математический аппарат для проектирования таких зубьев изложен в работе [2].
Рис. 1. Расположение групповых зубьев в осевой зоне борфрез
Такие зубья на борфрезах используют все ведущие зарубежные фирмы, а среди отечественных предприятий лучшие результаты имеет Серпуховский инструментальный завод, имеющий собственную методику автоматизированного проектирования борфрез любой формы и систему подготовки управляющих программ для шлифовально-заточных станков с ЧПУ.
Рассмотренная конструкция для фасонных концевых фрез практически неприменима, но если в качестве длинных зубьев оставить только два (как у шпоночных фрез и сверл), а остальные зубья подрезать, сохраняя работоспособность инструмента, возникает новая конструкция, которую используют практически все производители концевых фасонных фрез.
Концевые фасонные фрезы от борфрез имеют два отличия:
- значительно меньшее число зубьев, что объясняется большими припусками на обработку и соответствующим съемом металла;
- отдельную заточку задних поверхностей зубьев (у борфрез они формируются одновременно с передними поверхностями).
Формальный перенос математического аппарата работы [2] на концевые фасонные фрезы возможен только при изготовлении передней поверхности и стружечной канавки длинных зубьев.
У фасонной концевой фрезы вначале следует окончательно изготовить два длинных зуба, при этом на пересечении их задних поверхностей формируется перемычка (рис. 2). Далее выполняется операция подрезки или формирование коротких зубьев, которые по аналогии с борфрезами можно назвать групповыми.
Рис. 2. Подрезка коротких зубьев на фасонных концевых фрезах
Относительно просто операция подрезки выполняется для фасонных фрез с четырьмя зубьями. Два зуба формируются как длинные, а для формирования коротких зубьев кругом формы 1У1 с площадкой а выреза-
174
ются две канавки под углом Q, начало которых определяется точкой с (сечение Б-Б) с координатами Ь и й.
На сечении А-А показана геометрия длинного зуба в поперечном направлении. Главным при формировании коротких зубьев является отсутствие подрезов на длинном зубе.
Расчет параметров а, Ь, с, й и Q достаточно трудоемок. Гораздо более быстрые и качественные результаты обеспечивает ЭБ-моделирование [3] процесса подрезки. В этом случае используется виртуальный аналог шлифовально-заточного станка с ЧПУ [4]. При взаимодействии ЭБ-модели заготовки с ЭБ-моделью шлифовального круга и при движениях, свойственных реальному станку с ЧПУ, а также при наличии программного обеспечения для реализации ЭБ-процессов удается проектировать операцию формирования коротких зубьев по методу, используемому скульпторами.
Результаты ЭБ-моделирования операции формирования режущей части концевых фасонных фрез (в том числе и формирование коротких и длинных зубьев) приведены на рис. 3.
Рис. 3. 3Б-модели фасонных фрез, спрофилированных на виртуальном аналоге шлифовально-заточного станка
При 3Б-моделировании параметры а, Ь, с, d и угол Q назначаются на основании опыта конструктора или имеющихся аналогов фасонных фрез. Далее методом итераций достигается желаемый результат.
Используя вышеуказанную методику, Серпуховский инструментальный завод разработал конструкции и изготавливает гамму фасонных концевых фрез, на качество которых не имеется претензий со стороны заказчиков.
Список литературы
1. Проектирование металлорежущих инструментов: учеб. пособие / Семенченко И.И. [и др.]; под ред. проф. И.И. Семенченко М.: Машгиз, 1963. 312 с.
2. Истоцкий В.В. Формирование режущей части фасонных борфрез с применением шлифовально-заточных станков с ЧПУ: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 2005. 124 с.
3. Истоцкий В.В., Протасьев В.Б. Принципы современного проектирования режущей части фасонных инструментов с учетом особенностей их изготовления на заточных станках с ЧПУ// Изв. ТулГУ. Сер. Технология машиностроения. 2006. С. 25-31.
4. Истоцкий В.В., Протасьев В.Б. Проектирование режущей части фасонных инструментов с использованием виртуальных аналогов шлифовально-заточных станков с ЧПУ, основанных на положениях булевой алгебры// Вестник ТулГУ. Сер. Инструментальные и метрологические системы. Вып. 2. Труды Международной юбилейной научно-технической конференции «Проблемы формообразования деталей при обработке резанием», посвященной 90-летию со дня рождения С.И. Лашнева, 29-30 января 2007. Вып. 2. Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. С. 170-174.
V. Istocki, V. Protasjev
Designing of teeths in the axial zone of trailer shaped tools
The restrictions and features of a choice geometri-cheskih parametres of teeths in a polar zone of shaped trailer tools, svja-zannye with a lack of a place for their placing are considered.
Получено 07.04.09
УДК 621.83
А.А. Маликов, канд. техн. наук, доц., (4872) 33-23-10, [email protected] ,
А.В. Сидоркин, асп., 920-753-30-63, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ АЛМАЗНОГО ЗУБЧАТОГО ХОНА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
Рассмотрены особенности новой запатентованной конструкции алмазного зубчатого хона для отделочной обработки закаленных цилиндрических зубчатых колес.
Ключевые слова: хон, алмаз, точность, качество, зубчатые колеса.
Существуют конструкции хонов, представляющие собой инструмент, выполненный из пластмасс с абразивным наполнителем в виде зубчатого колеса того же модуля, что и обрабатываемая заготовка [1]. Их основными недостатки являются низкая размерная стойкость и изгибная прочность. Поэтому при абразивном зубохонинговании не достигается заметного исправления исходных погрешностей параметров зубьев и повышения точности зубчатых колес.
