CC BY
19
УДК 621.914.5.002.54
СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ЭВОЛЬВЕНТНЫХ ЧЕРВЯЧНЫХ ФРЕЗ С СМП
0.И. Борискин, Н.Г. Стаханов, С.Я. Хлудов, А.В. Якушенков,
И.В. Горынина
Рассмотрены причины возникновения погрешностей профиля эвольвентных червячных фрез, зависящие от метода расчета, способа изготовления и контроля, приведены рекомендации по повышению точности эвольвентных червячных фрез с СМП.
Ключевые слова: червячные фрезы, твердосплавные СМП, профиль, точность, погрешности.
Проведенный авторами анализ источников возникающих погрешностей позволяет выделить следующие способы повышения точности эвольвентных червячных фрез с СМП.
1. Использование теоретически точных зависимостей для расчета параметров червячных фрез. При необходимости, если применяются какие-либо допущения, то обязательно должны быть расчитаны погрешности с целью оценки их допустимости (рисунок).
Максимальные отклонения профиля от теоретического для т = 4 мм в зависимости от диаметра вершин фрезы йа0 и значения переднего
угла уо
277
Известия ТулГУ. Технические науки. 2016. Вып. 8. Ч. 1
Все теоретические расчеты должны проводиться с высокой точностью при использовании максимального количества значащих цифр. В противном случае сочетание различных допущений и недостаточного количества знаков может приводить к непредсказуемым большим погрешностям.
Например, при расчете округление угла подъема до 1 минуты (в связи с возможностями станка) и дальнейшем пересчете наружного диаметра фрезы дает его изменение с 125 мм до 124,6149302 мм. В настоящее время при современном обеспечении техники вычислений и возможности программирования решение этого вопроса не является проблемой.
2. Использование технологических приемов, которые обеспечивают результирующую точность изготовления и контроля. В нашем случае при наборе твёрдосплавных СМП зубьев может иметь место накопленная погрешность шага, поэтому следует применять приемы, при которых эта погрешность будет минимизирована.
Например, шлифовать СМП следует в собранном состоянии в том же порядке, в котором они будут располагаться в корпусе заготовки. Для реализации этого условия можно рекомендовать маркировку пластинок, по которой будет определяться номер гнезда в корпусе и порядковый номер пластин в этом гнезде.
Причем, все зубчики фрезы должны шлифоваться за одну установку. С точки зрения точности заточки этих пластинок желательно использовать не отдельные зубчики, а гребенки, в которых также необходимо указывать номер гнезда в корпусе инструмента, в который должна быть вставлена эта гребенка.
В принципе, возможно склеивать отдельные пластинки термостойким клеем. В этом случае можно вести маркировку также как и на гребенках.
3. Конструкция корпуса фрезы и технологического корпуса, в котором затачивается профиль, должны быть строго согласованы и иметь соответствующую маркировку для гнезд.
Рациональное использование двусторонних пластинок является приоритетной задачей, так как почти вдвое сокращает расход твердого сплава. Так как пластинки должны иметь отрицательные передние углы и в то же время обеспечивать в нужных пределах задние, то можно рекомендовать два варианта использования таких пластинок.
Первый вариант: Боковые стороны неперетачиваемых твердосплавных пластинок изготавливать винтовыми. Параметры винтовой должны быть строго рассчитаны из условия, чтобы при повороте вдоль продольной оси сохранялись требуемые углы профиля. Реализовать
278
такую форму пластинок можно при заточке их в специально рассчитанном технологическом корпусе, параметры которого должны быть строго рассчитаны.
Второй вариант: применять 2 рабочих корпуса с совершенно одинаковыми параметрами, но первый корпус должен быть правозаходный, второй левозаходный. В этом случае пластинки можно использовать двусторонние, одну сторону на одном корпусе, другую на втором корпусе. Это сократит расход пластинок примерно в два раза.
На практике из-за сложности изготовления и контроля профили боковых сторон пластинок обычно заменяют прямолинейными, которые является более технологичными, однако это может приводить к весьма существенным погрешностям фрезы (см рисунок).
В случае применения такого способа обязательно должен быть контроль его допустимости. На рисунке приведены величины погрешностей при изменении основных параметров фрезы m = 4 мм в диапазоне диаметров вершин от 80 мм до 250 мм и переднего угла от 0° до -30°, и допустимые значения отклонения профиля по ГОСТ 9324—80 для различных классов точности фрез.
Проведенные исследования требуемого профиля пластинок показали, что отклонения могут быть существенны, поэтому в каждом конкретном случае при проектировании фрез необходимо решать вопрос о величине и допустимости отклонений.
Проведенные предварительные исследования показали, что с увеличением абсолютного значения переднего угла фрезы (как положительного, так и отрицательного) и с уменьшением диаметра фрезы величина погрешности возрастает.
Таким образом, в случае применения каких — либо допущений необходим контроль теоретических отклонений на предмет приемлемости таких допущений.
Список литературы
1. Методология проектирования червячных фрез. Инновационный подход: монография / Г. А. Нуждин [и др.]. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. 170 с.
2. Борискин О.И. Формирование поверхностей червячных фрез с твердосплавными зубьями / О.И. Борискин, Н.Г.Стаханов, А.В. Якушенков [и др.].// Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Вып. 8: Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. С. 174-179.
3. Борискин О.И. Методология оптимизации обкаточного инструмента: монография. Тула: Изд-во ТулГУ, 2001. 190 с.
Борискин Олег Игоревич, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, директор Политехнического института, ¡тМн12наросИш. г и, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Известия ТулГУ. Технические науки. 2016. Вып. 8. Ч. 1
Стаханов Николай Георгиевич, канд. техн. наук, проф., imstulgu@pochta.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Якушенков Александр Владимирович, канд. техн. наук, доц, imstulgu@pochta. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Хлудов Сергей Яковлевич, д-р техн. наук, проф., imstulgu@pochta.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Горынина Ирина Вадимовна, студент, imstulgu@pochta. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
METHODS FOR INCREASING THE ACCURACY INVOLUTE HOBS WITH HARD-ALLOY SMP
O.I. Boriskin, N.G. Stakhanov, S.I. Hludov, A.V. Yakushenkov, I.V. Gorynina
The reasons of occurrence of errors involute profile hobs, depending on the calculation method, method of manufacture and control, are our recommendations for improving the accuracy of involute hobs with SMP.
Key words: worm mills, hard-allow SMP, profile, accuracy, error.
Boriskin Oleg Igorevich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, director of Polytechnical institute, imstulgu@pochta. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Stakhanov Nikolay Georgiyevich, candidate of technical sciences, professor, imstulgu@pochta. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Yakushenkov Alexander Vladimirovich, candidate of technical sciences, docent, imstulgu@pochta. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Hludov Sergey Yakovlevich, doctor of technical sciences, professor, imstulgu@pochta. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Gorynina Irina Vadimovna, student, imstulgu@pochta. ru, Russia, Tula, Tula State University
