Особенности технологии нарезания червяков резцом на станках с ЧПУ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.08, кандидат технических наук Кузнецов, Евгений Юрьевич

• Кузнецов, Евгений Юрьевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кузнецов, Евгений Юрьевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Функциональное назначение червячной передачи

1.2 Анализ основных размеров и допусков червяков. Требования, предъявляемые к микрорельефу рабочих поверхностей червяка. Применяемые материалы

1.2.1 Анализ основных размеров и допусков червяков.

Требования, предъявляемые к микрорельефу рабочих поверхностей червяка

1.2.2 Материалы элементов червячной пары

1.3 Обзор методов формообразования витков червяков

1.4 Особенности нарезания винтовых поверхностей резцом на станках с ЧПУ

1.5 Методы составления управляющих программ для формообразования витков червяков на станках с ЧПУ

1.5.1 Основные принципы разработки УП для формообразования

винтовых поверхностей на станках с ЧПУ

1.5.2 Интерполяции при нарезании винтовых поверхностей. Функция интерполяции

1.5.3 Стандартные функции для упрощения программирования при многопроходном нарезании винтовых поверхностей

1.5.4 Использование САМ (АСТПП) систем для составления управляющих программ многопроходного нарезания витков червяков

1.6 Выводы

1.7 Цели и задачи исследования

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОСНАСТКА

2.1 Измерения, связанные с определением силовых характеристик процесса многопроходного нарезания витков червяков

2.1.1 Лабораторная экспериментальная установка

2.1.2 Промышленная экспериментальная установка для многопроходного нарезания витков червяков резцом

2.2 Измерения, связанные с определением шероховатости боковой

поверхности витка

2.3 Измерение толщины витков червяков предельными листовыми калибрами

2.4 Выводы

3 ОПТИМИЗАЦИЯ СХЕМЫ ВЫРЕЗАНИЯ ВПАДИНЫ ЧЕРВЯКОВ

РЕЗЦОМ ПРИ МНОГОПРОХОДНОМ НАРЕЗАНИИ ВИТКОВ ЧЕРВЯКОВ

77

3.1 Постановка задачи. Основные понятия. Выбор оптимальной схемы резания

3.2 Выбор направления врезания резца относительно перпендикуляра к оси детали

3.3 Выбор закона изменения подачи от прохода к проходу

3.3.1 Схема резания, реализуемая стандартным циклом станка

3.3.2 Схема резания с делением припуска по закону арифметической профессии

3.3.3 Схема резания с делением припуска по закону геометрической прогрессии

3.3.4 Равноплощадная схема резания

3.3.5 Равносиловая схема резания

3.3.6 Другие схемы резания

3.3.7 Сравнительный анализ рассмотренных схем резания

3.3.8 Алгоритм реализации принятой схемы резания

3.4 Выводы

4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА И

ТОЧНОСТИ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЧЕРВЯКА

4.1 Основные влияющие факторы

4.2 Обеспечение качества рабочих поверхностей (витков) червяка

133

4.2.1 Влияние геометрии инструмента, пластической и упругой деформаций обрабатываемого материала в процессе резания

4.2.2 Влияние СОТС и способа ее подвода

4.2.3 Режимы обработки черновым и чистовым резцами различны

4.2.4 Материал и покрытие режущей части профильных резцов

4.3 Обеспечение точности профиля витка червяка

4.3.1 Установка резца при многопроходном нарезании витков

червяков

4.3.2 Влияние отклонение расположения передней поверхности резца на точность профиля витка червяка

4.3.3 Влияние погрешности профиля инструмента

4.4 Влияние кинематики станка с ЧПУ на точность шага винтовой линии

4.5 Особенности применения двухрезцового способа обработки применительно к оборудованию с ЧПУ

4.6 Выводы

5 КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

МНОГОПРОХОДНОГО НАРЕЗАНИЯ ВИТКОВ ЧЕРВЯКОВ РЕЗЦОМ

5.1 Специальная технологическая оснастка для многопроходного нарезания витков червяков резцом

5.1.1 Резец с поворотной державкой для обработки винтовых

поверхностей с большими углами подъема на станках с ЧПУ

5.1.2 Способ взаимной привязки профильного инструмента по оси Z станка с ЧПУ для реализации последовательной многорезцовой обработки

5.1.3 Программное САМ (АСТПП) приложение для автоматизированного составления управляющих программ для станков с ЧПУ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ А. КОПИИ ДОКУМЕНТОВ О ВНЕДРЕНИИ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ПАТЕНТ С ПОВОРОТНОЙ ДЕРЖАВКОЙ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности технологии нарезания червяков резцом на станках с ЧПУ»

ВВЕДЕНИЕ

При современных темпах развития и совершенствования техники все большую роль играет гибкость производства и возможность оперативного воплощения в металле конкретного конструкторского решения. Подобные задачи могут быть решены только при использовании оборудования с ЧГТУ, которое, в сравнении с универсальными станками или станками-автоматами, позволяет одновременно обеспечить высокие показатели как по гибкости производства и оперативности внедрения, так и по производительности.

Нарезание витков червяков резцом на токарных станках является наиболее распространенным методом формообразования в силу простоты реализации при минимуме специальной технологической оснастки. Перевод обработки на станки с ЧПУ позволит существенно расширить технологические возможности метода, повысить его производительность, реализовать безлюдное производство, при этом метод должен быть пересмотрен с учетом особенностей обработки витков червяков, а также учтена специфика обработки винтовых поверхностей на оборудовании с ЧПУ и конструкции станков. Необходим в этом случае и инструмент для оперативного составления управляющих программ (УП), позволяющий сократить время технологической подготовки производства и обеспечить высокий уровень гибкости производства.

На сегодня готовых решений в этой области не существует, специфика обработки витков червяков на токарных станках в специальной литературе представлена весьма скудно или не представлена вовсе, имеющиеся С4М-системы имеют ограниченные возможности по составлению УП для обработки винтовых поверхностей, а разделы, посвященные червякам, отсутствуют. Поэтому совершенствование процесса многопроходного нарезания витков червяков резцом на станках с ЧПУ, в том числе путем учета особенностей обработки винтовых поверхностей на данном типе оборудования в условиях гибкого и безлюдного производства с разработкой

специализированной С4М-системы для составления УП является актуальной научной задачей.

Объектом исследования является технологический процесс многопроходного нарезания витков червяков на станках с ЧПУ.

Предметом исследования является установление и исследование зависимостей производительности и точности обработки от управляемых конструкторских и технологических факторов.

Цель настоящей работы: состоит в повышения эффективности технологии многопроходного нарезания витков червяков резцом на станках с ЧПУ.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

Разработка методов и экспериментальной оснастки для исследования технологии многопроходного нарезания червяков резцом на станках с ЧПУ в производственных условиях.

Выявление доминирующих факторов, влияющих на производительность процесса многопроходного нарезания витков червяков.

Теоретическое обоснование способов повышения производительности процесса многопроходного нарезания витков червяков.

Анализ факторов, влияющих на качество поверхностного слоя витков червяков при многопроходном нарезании резцами.

Выявление особенностей многопроходного нарезания червяков резцом на станках с ЧПУ и исследование влияния кинематики станка на точность шага и профиля путем теоретико-экспериментальных исследований процессов их формирования.

Разработка конструкторско-технологического обеспечения для реализации эффективной технологии многопроходного нарезания витков червяков на станках с ЧПУ.

Методы исследования. Теоретические исследования базируются на основных положениях теории резания, теории машин и механизмов, технологии машиностроения. Экспериментальные исследования

проводились в лабораториях ТулГУ, а также на ЗАО «Тулаэлектропривод» (Тульская обл. п. Плеханово), с использованием промышленного оборудования и средств технологического, и метрологического обеспечения на червяках, изготавливаемых серийно.

Достоверность результатов обеспечена обоснованным использованием теоретических зависимостей, допущений и ограничений, корректностью постановки задачи, использованием аттестованного измерительного оборудования с соблюдением процедуры проведения эксперимента, и подтверждается согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, а также практическим использованием результатов в промышленности.

Автор защищает:

Способ определения окружной силы резания с помощью встроенного в станок индикатора нагрузки двигателя - лодметра и зависимости для её определения с учетом технологических режимов обработки.

Обоснование закона изменения подачи врезания, обеспечивающего максимальную производительность процесса.

Упрощенную методику расчета подачи врезания, которая являет собой рациональный баланс между простотой математического аппарата и оптимизацией процесса многопроходного нарезания витков червяков.

Комплекс конструкторско-технологических решений обеспечивающих необходимое качество и точность витков червяков, учитывающих особенности обработки винтовых поверхностей в целом, и витков червяков в частности, на оборудовании с ЧПУ.

Внедренные результаты экспериментальных и опытно-промышленных исследований, подтверждающие обоснованность теоретических выкладок.

Научная новизна выполненной работы:

раскрыты несоответствия в общепринятой методике программирования с помощью стандартного цикла многопроходного нарезания резьбы и возможности реализации рациональной схемы резания при многопроходном нарезании витков червяков;

обоснован закон изменения подачи врезания от прохода к проходу, позволяющий почти в 2 раза сократить количество рабочих проходов резца и обеспечить максимальную производительность процесса;

изучены связи кинематических погрешностей шага винтовой линии, реализуемой станком, с динамикой переходных процессов разгона и торможения суппорта станка, эти связи учтены при разработке специализированной СЛМ-системы;

разработана специализированная С4М-система для автоматизации составления управляющих программ для многопроходного нарезания витков червяков, обеспечивающая реализацию обоснованной схемы резания. Практическая значимость и реализация результатов работы: Способ измерения сил резания с помощью встроенного в станок с ЧПУ индикатора нагрузки двигателя - лодметра, позволяет при минимальном количестве специального оборудования с достаточной для практического применения точностью определять окружную силу резания.

Комплекс рекомендаций по назначению режимов обработки учитывает особенности применения станков с ЧПУ и обеспечивает не только необходимые параметры точности и качества витков червяков, но и повышение производительности процесса.

Технологическая оснастка расширяет возможности оборудования и учитывает особенности его конструкции и применения.

Результаты работы внедрены на предприятии ЗАО «Тулаэлектропривод», о чем свидетельствует акт внедрения. Теоретические положения диссертации были реализованы в НИОКР выполняемой в рамках Контрактов 8768р/13991 от 2.12.2010 г. и № 10021 р/16818 от 09.12.2011 г с Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Материалы диссертации используются в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по направлению 552900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств».

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на следующих совещаниях, семинарах и научно-технических конференциях: на IX Всероссийской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых «Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов», Тула, 2010 г.; на IV и V молодежной научно-практической конференции Тульского государственного университета «Молодежные инновации», Тула, 2009; 2011 г.г.; МНТК «АПИР-14» и «АПИР-15» Тула, 2009; 2010 г.г.; V магистерской научно-технической конференции, Тула, 2010 г.; III Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России», Москва, 2010 г.; Всероссийской научно-практической конференции для студентов, аспирантов, молодых ученых «Инновационные наукоемкие технологии: теория, эксперимент и практические результаты», Тула, 2010 г.: V научно-технической интернет-конференции «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении» (МКТМ-2010), Тюмень, 2010 г.; Международной интернет-конференции по металлургии и металлообработке, Тула, 2011 г.; а также на ежегодных НТК преподавателей ТулГУ 2009-2011 г.г.

По теме диссертации опубликованы 23 работы, в том числе 5 в изданиях, включенных в перечень ВАК, из них без соавторов - 17; патентов-1.

Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения и пяти глав, заключения, списка использованных источников из 73 наименований, 2 приложений, общим объемом 214 с., включая 79 иллюстраций, 28 табл. у

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой научной задачи, сформулированы цель работы, положения, выносимые на защиту, научная новизна, методы исследования, практическая ценность и реализация работы, приводятся данные об апробации работы, о публикациях, структуре и объеме диссертационной работы и дано краткое содержание глав диссертации.

В первой главе рассмотрены методы формообразования витков червяков и выявлены наиболее рациональные в зависимости от: теоретического профиля рабочих поверхностей; требований, предъявляемых к твердости и микрорельефу рабочих поверхностей, типа производства, модуля, и угла подъема линии витка червяка.

Анализ специфики нарезания винтовых поверхностей резцом на станках с ЧПУ показал, что в определенных условиях такие станки могут не обеспечивать оптимальной скорости резания рекомендуемой для материала сменной многогранной пластины (СМИ). При обработке винтовых поверхностей на станках с ЧПУ имеются объективные ограничения верхнего предела скорости резания, обусловленные возможностями станка и определяемые шагом винтовой линии. Образование любой винтовой поверхности на станке с ЧПУ базируется на использовании специальных функций, учитывающих особенности оборудования. Наиболее простой из них является функция нарезания резьбы с постоянным шагом. В системе ЧПУ Fanuc series oi-TC (Япония) таковой является функция (732. При ее использовании, программируется каждый ход резца, в том числе и холостые перемещения вывода резца из рабочей зоны, и возврат в исходную точку траектории, а также перемещения для позиционирования перед каждым новым рабочим ходом. УП на основе функции <732 будет иметь блочную структуру с количеством блоков равным числу формообразующих проходов. Поэтому составление УП, базирующейся на использовании функции G32, «вручную» может быть рекомендовано лишь в тех случаях, когда впадина формируется за один - три прохода. В противном случае громоздкая УП из повторяющихся элементов может явиться причиной ошибок программирования и как результат - поломки инструмента.

Более эффективным и удобным, особенно в цеховых условиях, является вариант формирования УП с использованием функций для упрощения программирования. Однако их ограниченные возможности и ориентированность на обработку крепежных резьб, а иногда элементарное отсутствие таковых вынуждает искать альтернативные пути оперативного

составления эффективных УП. Были рассмотрены варианты составления УП, предлагаемые С А М-системами: Pro\Engineer, SprutCAM, Vardex ТТ (Tread Turning) Tools Generator v 5.0.3 и показано, что имеющиеся стандартные инструменты автоматизированного составления УП, не имеют специализированного модуля по обработке витков червяков, а также ограничены в выборе и настройках режимов обработки. Анализ возможностей, достоинств и недостатков применения рассмотренных САМ- систем показал необходимость разработки специализированной С4М-системы по своему интерфейсу приближенной к Vardex ТТ Generator у 5.0.3.

В конце главы сформулированы выводы, цель и задачи исследования.

Во второй главе рассмотрена экспериментальная оснастка для измерения силовых характеристик процесса резания, шероховатости боковой поверхности витка червяка, комплексного контроля годности нарезанного витка используемая при выполнении диссертационной работы.

Предложен и реализован способ измерения сил резания с помощью встроенного в станок с ЧПУ индикатора нагрузки двигателя - лодметра (англ. load meter), позволяющий при минимальном количестве специального оборудования с достаточной для практического применения точностью определять окружную силу резания.

Для сопоставления электрического сигнала лодметра и силовых характеристик процесса резания было проведено его тарирование путем последовательной обработки эталонной тарирующей заготовки на лабораторной и промышленной экспериментальных установках.

Испытаниями подтверждена адекватность предложенного способа измерения окружных сил резания.

Контроль шероховатости боковой поверхности витка осуществлялся на профилометре Hommel Tester W55 {Hommel-Etamic, Германия). Для установки измеряемого червяка на столе профилометра, использовалось специально разработанное приспособление.

Для контроля делительной толщины витка червяка использовались предельные листовые калибры. При помещении проходной стороны (ПР) калибра во впадину он не только дает представление о правильности профиля в целом, угле профиля и глубине витка, но и контролирует делительную толщину витка (в пересчете на ширину впадины с учетом компенсации толщины калибра (сш) в зависимости от угла подъема линии витка червяка у). При этом калибр должен опираться своими плечиками на цилиндр вершин витков червяка. По аналогии, непроходная сторона (НЕ) не должна полностью «входить» во - впадину, то есть должен оставаться зазор между плечиками калибра и диаметром цилиндра вершин витков червяка.

В третьей главе рассматривается вопрос выбора оптимальной схемы вырезания впадины червяка, которая определяется направлением врезания резца относительно перпендикуляра к оси детали и законом изменения подачи от прохода к проходу. Рассмотрены схемы резания, применяемые для обработки винтовых поверхностей и в первую очередь резьб. После предварительной оценки рациональности применения рассмотренных схем резания для принятых исходных условий обработки проведен подробный анализ их использования применительно к нарезанию витков червяков.

Наиболее рациональной к использованию, с точки зрения направления врезания резца относительно перпендикуляра к оси детали, признана комбинированная схема резания, при которой на черновой стадии обработки принята схема переменного резания, как обеспечивающая наилучшие условия стружкообразования и равномерный износ режущего инструмента, а на чистовой стадии - профильная, как обеспечивающая максимальную точность и высокий класс шероховатости.

С точки зрения закона изменения подачи от прохода к проходу более подробно рассмотрены схемы резания: реализуемая стандартным циклом станка, с делением припуска по законам арифметической и геометрической прогрессий, равноплощадная и равное иловая. Их сравнительный анализ, сделанный в том числе на основе проведенных силовых экспериментов, показал, что рациональный баланс между простотой и универсальностью

математического аппарата, и стремлением к оптимизации процесса многопроходного нарезания витков червяков, может быть достигнут при использовании равносиловой схемы резания.

Для реализации в специализированной С4М-системе принята упрощенная методика расчета подачи врезания, реализующая равносиловую схему резания, которая показала хорошую сходимость результатов с равносиловой, обеспечивая при этом легкость автоматизации расчетов.

Рассмотрен алгоритм программной реализации выбранной схемы резания.

Четвертая глава посвящена рассмотрению вопросов технологического обеспечения качества (точности и шероховатости боковой поверхности получаемого профиля, шага винтовой линии) и его стабильности.

Показано что при обработке на станках с ЧПУ одной из причин ухудшения микрорельефа, связанной с геометрией процесса резания, будет неточность позиционирования резца перед рабочим ходом, вызванная округлением расчетных координат. Так при заявленной точности позиционирования рабочего органа станка с ЧПУ 0,001 мм, расчетная величина неровностей для равносиловой схемы резания для архимедова червяка с модулем т = 1 мм, числом витков z = 1 и делительным диаметром d\ = 20 мм составит 0,9 мкм, то есть 28 % от максимального значения шероховатости допустимого на данной поверхности по чертежу. Что еще раз подтверждает правильность выбора профильной схемы резания для чистовых проходов. При такой схеме резания на шероховатость большое влияние оказывает радиус округления режущей кромки инструмента так как с его увеличением повышается степень пластической деформации поверхностного слоя обрабатываемого материала, что ведет к росту шероховатости боковой поверхности витка. Поэтому для того, чтобы обеспечить минимальный радиус округления режущей кромки СМИ износостойкое покрытие должно быть нанесено на мелкозернистую основу методом PVD (англ. Phisical Vapor Deposition или ME VVA (англ. Metal Vapor Vacuum Arc), или КИБ-конденсация

с ионной бомбардировкой - термин, применяющийся в русскоязычной литературе).

Показана необходимость и обозначена специфика применения последовательной многоинструментальной обработки винтовых поверхностей на станках с ЧПУ, что особенно актуально для автоматизированного, в том числе, безлюдного производства. Для её реализации разработан способ взаимной привязки профильного инструмента по оси 2 станка с ЧПУ с помощью шаблона. Также экспериментально установлено, что после 3000 циклов нарезания червяка с параметрами указанными выше пластина должна быть переведена в черновые. Применение последовательного метода обработки двумя резцами в том числе позволяет максимально использовать размерную стойкость режущего инструмента, что особенно актуально в условиях исключительного применения на станках с ЧПУ сменных неперетачиваемых пластин с износостойким покрытием.

На основе экспериментального применения двух универсальных водосмешиваемых СОЖ среднего ценового диапазона ЭКОМЕТ-ПРО (РФ) и Оаясояо! 2500 (Германия), что свойственно в первую очередь условиям гибкого производства, показано, что циклическое охлаждение инструмента, имеющее место при обработке винтовых поверхностей, не оказывает существенного влияния на стойкость инструмента. Однако, обработка с применением СОЖ позволила наблюдать снижение величины заусенца (наплыва металла) выдавливаемого по стороне впадины, вдоль которой осуществлялось врезание резца, а также положительно сказалась на качестве обработанной поверхности.

Показано, что для обеспечения точности получаемого профиля допуск на высоту головки резца сечением державки 25x25 мм должен быть не грубее Ш 1.

Рассмотрено влияние кинематики станка с ЧПУ на точность шага винтовой линии. Обоснована необходимость учета участков разгона 8| и

торможения 82 при назначении длины рабочего хода резца для обеспечения

заданного хода витка на всей длине нарезанной части червяка. Установлены зависимости для расчета величин минимальных участков 8) и 59 для изготовления винтовой поверхности с заданной погрешностью шага. Показаны ограничения к выбору скорости резания.

По результатам выполнения главы выработан комплекс мер и рекомендаций позволяющий обеспечить стабильность получения заданных точности и качества рабочих поверхностей (витков) червяков при их многопроходном нарезании на станках с ЧПУ.

В пятой главе приведены конструкторские и технологические решения для реализации разработанной технологии многопроходного нарезания витков червяков резцом.

Рассмотрена разработанная специализированная САМ-система для автоматизации составления УП для многопроходного нарезания витков червяков. Приводится описание заложенных в ней принципов и выполняемого комплекса работ. Представлена последовательность работы с программным продуктом.

Описана конструкция разработанного резца с поворотной державкой предназначенного для использования на станках с ЧПУ и позволяющего бесступенчато, с высокой точностью и в широком диапазоне значений устанавливать СМП на необходимый угол подъема винтовой линии.

Указана последовательность действий, реализующая разработанный способ взаимной привязки профильного инструмента по оси 2 станка с ЧПУ с помощью шаблона, для реализации последовательной многоинструментальной обработки винтовой поверхности. Практически подтверждена высокая точность предложенного способа.

Представлен сравнительный анализ действующих и предложенных решений.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Функциональное назначение червячной передачи

Согласно ГОСТ 16530-83 [19] червячная передача - гиперболоидная зубчатая передача второго рода, в которой начальные и делительные поверхности зубчатых колес отличны от конических, шестерня имеет винтовые зубья, а зубчатые колеса имеют сопряженные поверхности зубьев с линейным контактом, если производящая поверхность для одного из них совпадает с главной поверхностью зубьев парного зубчатого колеса.

Более доступным для понимания является определение представленное в учебнике по ТММ [26]: червячной называется зубчатая передача, состоящая из двух подвижных звеньев - червяка и зубчатого колеса и предназначенная для передачи и преобразования вращательного движения между звеньями оси которых скрещиваются. Червячная передача состоит из винта, называемого червяком, и червячного колеса, представляющего собой разновидность косозубого колеса. Согласно ГОСТ! 6530-83 [19] червяк и червячное колесо имеют следующие определения: червяк - шестерня червячной передачи; червячное колесо - колесо червячной передачи.

Как указано в [61] червячные передачи относятся к зубчато-винтовым. Если в зубчато-винтовой передаче углы наклона зубьев принять такими, чтобы зубья шестерни охватывали её вокруг, то эти зубья превращаются в витки резьбы, шестерня - в червяк, а передача - из винтовой зубчатой в червячную.

Ведущее звено червячной передачи в большинстве случаев - червяк, а ведомое - червячное колесо. Обратная передача зачастую невозможна - КПД червячного редуктора в совокупности с передаточным отношением вызывают самостопорение редуктора.

Преимущество червячной передачи по сравнению с винтовой зубчатой в том, что начальный контакт звеньев происходит по линии, а не в точке.

Угол скрещивания валов червяка и червячного колеса может быть любым, но обычно он равен 90°. В отличие от косозубого колеса обод червячного колеса имеет вогнутую форму, способствующую некоторому облеганию червяка и соответственно увеличению площади контактных поверхностей. Направление и угол подъёма зубьев червячного колеса такие же, как и у витков резьбы червяка. Резьба червяка может быть однозаходной или многозаходной, а также правой или левой. Наиболее распространена правая

резьба с числом заходов г^ = 1 ...4.

Различают два основных вида червячных передач: цилиндрические, или просто червячные, передачи (с цилиндрическими червяками) и глобоидные (с глобоидными червяками).

По сравнению с обыкновенными зубчатыми передачами, передаточное отношение (передаточное число) червячного редуктора может быть значительно большим. Получить передаточные числа такого порядка с применением цилиндрических передач можно только в трёхступенчатом или в планетарном редукторе. При прочих равных условиях червячный редуктор гораздо компактнее обыкновенной зубчатой передачи. Возможность осуществления большого передаточного числа при одной ступени передачи, компактность, плавность и бесшумность работы - основные достоинства редукторов с червячной передачей. Благодаря этим достоинствам червячные передачи широко применяют в подъёмно-транспортных машинах, различных станках и других машинах. Передаточное число червячной передачи принимают обычно в пределах и=8...90, но в специальных установках оно доходит до 4=1000 и более.

В червячной передаче помимо потерь передаваемой мощности, свойственных зубчатой передаче, имеются потери мощности, свойственные винтовой паре. Следовательно, КПД червячного редуктора значительно меньше, что является основным недостатком червячных передач, например, КПД червячного редуктора 4-80 с передачей 1:80 российского производства равен 58%, оставшиеся 42% - это невозвратные потери энергии. Такого рода недостаток вызван высоким в сравнении с другими видами передач трением

скольжения витков червяка о зубья червячного колеса. К недостаткам относятся также нагрев, люфт выходного вала, склонность витков резьбы червяка и зубьев колеса к заеданию, необходимость применения для венцов червячных колёс дорогих антифрикционных материалов (преимущественно на медной основе), и меньший срок службы червячных редукторов (10000 часов против 25000 часов у цилиндрических редукторов по данным завода «Редуктор», С. Петербург). Из-за этих недостатков червячные редукторы применяют значительно реже зубчатых и только для передачи небольших и средних мощностей, обычно до 60 кВт [2] и реже - до 200 кВт. Этими же причинами объясняется предпочтительное использование червячных передач в приводах периодического, а не непрерывного действия, например в приводах запорной и запорно-регулирующей арматуры. Примером использования червячной передачи в приводе непрерывного действия может служить конструкция электрического счетчика (см. рис. 1.1).

Исключительный фактор червячной передачи - «самоторможение» (по другому этот фактор называется - «отсутствие обратимости»). Как указано в [62] принцип его работы состоит в том, что при отсутствии движения ведущего вала (червяка), ведомый вал притормаживает, и его нельзя провернуть. Этот фактор начинает работать при передаточных числах от 35 и больше. Правильнее было бы учитывать не передаточное число, а угол подъема линии витка червяка

Рис. 1.1 Червячная передача электрического однофазного счетчика СО-И446

■и» I

у, который при уменьшении в | определённый момент обеспечивает | самоторможение. Полностью

самоторможение возникает в передаче, в которой угол подъема линии витка : червяка у <3.5°. К сожалению, . предприятия, выпускающие редукторы, очень редко дают информацию об этом параметре в своих каталогах, и ' потребителям необходимо опираться только на передаточное число.

Немаловажно, что данный фактор, учитывая область использования редуктора, может стать как достоинством, так и недостатком. К примеру, стало бы ошибкой разработчиков использовать червячный редуктор в приводе закаточного устройства, при заправке которого необходимо вручную вращать бобину с закатываемым листовым материалом, потому что червячный редуктор, имея даже передаточное отношение не больше 25 очень трудно вращать за ведомый вал. И наоборот, если применить червячный редуктор в приводе подъёмника это даст возможность в большинстве случаев уйти от установки дополнительного тормозного устройства.

По служебному назначению червячные передачи разделяются на кинематические и силовые. Кинематические передачи используют в различных механизмах для достижения высокой точности относительного поворота (делительные устройства станков, механизмы наводки и так далее). Силовые червячные передачи применяют в разнообразных редукторах, коробках скоростей и механизмов для передачи крутящего момента при большом передаточном отношении.

Несмотря на большие потери на трении, существует опыт применения червячных передач даже в часовой промышленности. Так в конце XIX в R. J. Clay запатентовал спусковой механизм с червячной передачей и по аналогии с флагманскими усложнениями часов, такими как турбийон (tourbillon) червячная передача демонстрировалась

посредством фигурного выреза в виде звезды в плате механизма (рис. 1.2).

В одном изделии может быть несколько разнотипных червячных передач с разным служебным назначением и материалами исполнения. Так в конструкции электропривода ЭП4 с

Рис. 1.2 Часовой механизм фирмы «New York Standard Walch Company» с червячной передачей

механическим блоком концевых выключателей (МБКВ) как и в электроприводах типов Б, В и Г выпускаемых на ЗАО «Тулаэлектропривод» [32, 65] предусмотрены силовой червяк, открывающий и закрывающий задвижку, и кинематический червяк в узле путевых и моментных выключателей (рис. 1.3 ).

Рис. 1.3 Червяк 0709.407521.004 (ТЭ099.098.6) в узле путевых

и моментных выключателей электроприводов типов Б, В и Г

Конструкция привода ЭП43 предусматривает уже два силовых червяка при этом один из них бронзовый.

Одной из основных деталей передачи является червяк. В общем случае червяк отличается от вала только наличием своеобразных рабочих поверхностей - витков. Таким образом, и технология его изготовления базируется на технологии изготовления вала, а, следовательно, наибольший интерес с технологической точки зрения вызывает именно формообразование рабочих поверхностей (витков)червяка.

К точности изготовления, к шероховатости рабочих поверхностей, а также к материалу червяка предъявляются специфические требования, вытекающие из особенностей червячной передачи.

V

1.2 Анализ основных размеров и допусков червяков.

Требования, предъявляемые к микрорельефу рабочих поверхностей червяка.

Применяемые материалы

1.2.1 Анализ основных размеров и допусков червяков.

Требования, предъявляемые к микрорельефу рабочих поверхностей червяка

Нормы точности на червячные цилиндрические передачи и червячные пары (без корпуса), выполняемые в соответствии с ГОСТ 19036-94 [21], регламентируются ГОСТ 3675-81 [16].

Для червяков стандартом устанавливаются двенадцать степеней точности, обозначаемых в порядке убывания точности цифрами 1, 2, 3, ..., 12. Для каждой степени точности устанавливаются нормы кинематической точности, нормы плавности работы и нормы контакта зубьев и витков. Степень точности передачи или пары определяется по элементу (червяку, червячному колесу или корпусу) с наиболее низкими показателями. Допускается комбинирование норм кинематической точности, норм плавности работы и норм контакта зубьев и витков разных степеней точности. Устанавливаются шесть видов сопряжений червяка с червячным колесом и восемь видов допуска на боковой зазор. Рекомендуемое соответствие между видами сопряжения червяка с червячным колесом в передаче и степенью точности по нормам плавности работы указаны в соответствующих таблицах стандарта [16]. Точность изготовления червячных передач задается степенью точности, а требования к боковому зазору - видом сопряжения по нормам бокового зазора и видом допуска на боковой зазор.

Так, например, на рисунке 1.4 представлен червяк входящий в узел путевых и моментных выключателей электроприводов типов Б, В и Г, выпускаемых на ЗАО «Тулаэлектропривод». Степень точности этого червяка - 9 по всем трем нормам, вид сопряжения элементов передачи -Си соответствие между видом сопряжения и видом допуска на боковой зазор.

WOIZSÍ 0Y60L0

■г

шитц

tal

/ ¡~)f i ¿C * / \

V

V

^ i..

<gh :

cS»

t\. гк

г f i ' "

У ,< {j /

У

tí (X

» / Wí

k / í ^ , "jí-f „л.

> !

! í( <0f

~>Cí- л - h

ZA

''С ) r

j.

L J\/ i rí!

„¿'i? ^ <■>

Заключение диссертации по теме «Технология машиностроения», Кузнецов, Евгений Юрьевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В работе решена задача повышения эффективности технологии многопроходного нарезания витков червяков резцом на станках с ЧПУ на базе теоретического обоснования и экспериментального подтверждения возможности повышения производительности и точности обработки при обеспечении рациональной схемы резания, и учете особенностей обработки винтовых поверхностей на выбранном типе оборудования в условиях гибкого и безлюдного производства с разработкой специализированной С4М-системы для составления управляющих программ.

По результатам выполнения работы сделаны следующие основные выводы:

1. Доказана возможность измерения окружной силы резания с помощью встроенного в станок с ЧПУ индикатора нагрузки двигателя -лодметра, при минимальном количестве специального оборудования. Показано, что достигаемая точность измерений приемлема для практического применения. Подтверждена адекватность измерений полученных таким способом.

2. Результаты сравнительного анализа данных экспериментальных исследований существующих законов изменения подачи от прохода к проходу, реализующих различные схемы резания, в том числе закона, реализуемого стандартным циклом станка, показали, что оптимальной для автоматизации является равносиловая схема резания. Для расчета подачи врезания по этой схеме разработана упрощенная методика.

3. Обоснован способ установки резца, обеспечивающий равномерную нагрузку на боковых режущих кромках, для реализации которого была разработана и запатентована конструкция резца с поворотной державкой.

4. Показано, что для сохранения размерной стойкости инструмента, точности профиля и микрорельефа боковой поверхности впадины целесообразно применять последовательную многоинструментальную обработку для формообразования витков червяков. Для её реализации разработан способ взаимной привязки профильного инструмента по оси Ъ станка с ЧПУ.

5. Установлено, что, при разных частотах вращения шпинделя появляется систематическая погрешность, проявляющаяся в виде смещения в осевом направлении нарезаемой винтовой линии, что при последовательной обработке двумя резцами будет проявляться в несовпадении винтовых, образуемых черновым и чистовым резцом. Показана необходимость определения величины линейной компенсации разности участков разгона и торможения суппорта станка при различных частотах вращения шпинделя и ее учета при составлении УП для обеспечения «попадания» в виток резцов требующих разной скорости резания.

6. По результатам проведённых экспериментов существенной разницы в стойкости инструмента с применением СОЖ и без таковой выявлено не было, однако показано, что применение СОЖ снижает величину заусенца, выдавливаемого по правой стороне впадины, и положительно сказывается на микрорельефе обработанной поверхности.

7. Результаты проведенной работы реализованы в виде специализированной С4М-системы, что позволило на предприятии ЗАО «Тулаэлектропривод» сократить время составления УП в среднем в 7 раз. Результаты диссертационной работы в виде комплекса программ использованы в учебном процессе кафедры технологии машиностроения ТулГУ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кузнецов, Евгений Юрьевич, 2012 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Антонов Н. П. Скоростное нарезание резьбы резцами методом последовательных проходов [текст]/ Н. П. Антонов// Технология машиностроения. Тула: Изд-во ТПИ, 1971, вып. 23, с. 17-28.

2. Анурьев В. И., Справочник конструктора-машиностроителя [текст]/ Анурьев В. И,, т. 2, М.: Машиностроение, 2001, 606с.

3. Башкин В. И. Справочник слесаря инструментальщика [текст]/ В. И. Башкин. - 3-е изд. испр. - М.: Высшая школа; Издательский центр Академия, 2000, 208 с. с ил.

4. Блюмберг В. А. Обработка деталей на токарных и карусельных станках [текст]/ В. А. Блюмберг, М. А. Сергеев, И. С. Амосов и др. Изд-во «Машиностроение» , 1969-463 с.

5. Бобров В. Ф. Многопроходное нарезание крепежных резьб резцом, [текст]/ В. Ф. Бобров - М.: Машиностроение, 1982.-104 е., ил.

6. Бобров В. Ф. Нарезание мелкой упорной резьбы [текст]/ В. Ф. Бобров, Г. К. Гостева, Б. М. Пушмин // Станки и инструмент 1971 №12;

7. Бобров В. Ф. Резание с обеспечением постоянства стойкости резьбового резца на отдельных проходах [текст]/ В.Ф.Бобров, А.В.Моисеев // Вестник машиностроения, 1974, №3. - С. 75 - 77.

8. Бобров В. Ф. Двухрезцовый метод нарезания резьбы [текст]/ В. Ф. Бобров, А. В. Моисеев // Новые достижения в области обработки металлов резанием. Тез. докл. респ. семинара. Киев: РДЭНТП, 1976. С. 3 - 4.

9. Бобров В. Ф. Основы теории резания металлов [текст]/ В.Ф. Бобров-М.: Машиностроение, 1975 -344 с.

10. Бокин М. Н., Сидоров В. Н., Смирнов С. Д. Резьботочение и пути его интенсификации // Технология машиностроения. Исследования в области технологии машиностроения и режущего инструмента. 1972. Вып. 26. с. 86-99.

11. Бронштейн И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов [текст]/ И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев- 13-е изд., испр перераб-М.: Наука, 1986 - 544с.

12. Вереина Л. И. Справочник станочника: учеб. пособие для нач. проф. образования [текст]/ Л. И. Вереина, М. М. Краснов. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 560 с.

13. Виксман Е. С. Скоростное нарезание резьб и червяков [текст]/Е.С.Виксман- М.: Машиностроение, 1966.-92с.

14. Гамов С. Г. Автоматизированное нарезание резьб резцами на нежестких заготовках при использовании станков с ЧПУ [текст]: дис. канд. техн. наук/ С. Г. Гамов.- Тула, 1998 - 159 с.

15. Гжиров Р. И. Программирование обработки на станках с ЧПУ: Справочник [текст]/ Р.И. Гжиров, П.П. Серебреницкий. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ие. 1990. - 588 е.: ил.

16. ГОСТ 3675-81 Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи червячные цилиндрические. Допуски - вед. 01.01.82. - М.: Издательство стандартов, 1986. - 64 с.

17. ГОСТ 3882-74 Сплавы твердые спеченные. Марки - Введ. 01.01.76.-М.: Издательство стандартов, 1984. - 12 с.

18. ГОСТ 11708-82 Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба. Термины и определения - Введ. 01.01.84. - М.: Издательство стандартов, 1984.-33 с.

19. ГОСТ 16530-70. Передачи зубчатые. Термины, определения и обозначения. - Введ. 01.01.72. - М.: Издательство стандартов, 1971. - 68с.

20. ГОСТ 18498-89 Передачи червячные. Термины, определения и обозначения. - введ. 01.01.90. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 85 с.

21. ГОСТ 19036-94 Передачи червячные цилиндрические. Исходный червяк и исходный производящий червяк - Введ. 01.01.97. - М.: Издательство стандартов, 1996. - 6 с.

22. Грановский Г. И. Кинематика резания [текст]/Г.И.Грановский - М.: МАШГИЗ, 1948. 200 е.: ил.

23. Дунаев П. Ф. Детали машин: курсовое проектирование: учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов [текст]/ П.Ф.Дунаев, О.П.Леликов - М.: Высшая школа, 1984. 336 е.: ил.

24. Зорев H. Н. Высокопроизводительная обработка стали твердосплавными резцами при прерывистом резании [текст]/ Н.Н.Зорев, Г.С.Креймер. - М.: Машгиз, 1961.

25. Зорев H. Н. Обработка стали твердосплавным инструментом в условиях прерывистого резания с большими сечениями среза [текст]/Н.Н. Зорев// «Вестник машиностроения», 1963, №2

26. Зубчатые передачи (Новикова, конические, червячные) [Электронный ресурс] // Лекции: [сайт]. [2012]. URL: http://tmm-umk.bmstu.ru/lectures/lect_14.htm (дата обращения 3.02.2012).

27. Износостойкие покрытия как движитель инновационного процесса в технологии инструментальных материалов и современной металлообработке [Электронный ресурс] // Внедрение: [сайт]. [2011]. URL:http://www.vnedrenie.info/lib.htm?id=48 (дата обращения: 06.05.2011)

28. Каталог фирмы ISCAR, 2006, 1165 с.

29. Коганов И. А. О возможности чистовой обработки зубьев цилиндрических зубчатых колес резцовыми головками с нулевым углом профиля [текст]/ И.А. Коганов, A.C. Ямников // Технология машиностроения. Исследования в области технологии машиностроения и режущего инструмента. 1970. Вып. 6. с. 76-88.

30. Контактные датчики для привязки контроля и измерения деталей на станках [Электронный ресурс] // Ren i sha vv: [сайт]. [2011]. URL: http://www.renishaw.com.ru/ru/machine-tool-probes-for-component-setting-and-inspection-6075 (дата обращения: 06.05.2011)

31. Косилова А. Г. Справочник технолога- машиностроителя [текст]/ А. Г. Косилова, Р. К. Мещерякова//.- Т. 2.- М.: Машиностроение.- 1972.- 496 с.

32. Кузнецов Е. Ю. Новая линейка многооборотных электроприводов с основным червячным редуктором ЭП4 производства ЗАО «Тулаэлектропривод» [текст]/ Е.Ю.Кузнецов , A.C. Ямников // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Вып. 3: в 4 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. Ч.З. с. 64-66.

33. Кузнецов Е. Ю. Выбор направления врезания резца при многопроходном нарезании витков червяков [текст]/ Е.Ю.Кузнецов // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. Вып. 1. с. 350-353.

34. Кузнецов Е. Ю. Особенности автоматизации нарезания витков многозаходных червяков за счет использования токарных станков с ЧПУ [текст]/ Е. Ю. Кузнецов // Вестник ТулГУ. Автоматизация: проблемы, идеи, решения. 2009. В 2х частях. Часть 2. с. 63-66.

35. Кутай А. К. Справочник по производственному контролю в машиностроении: [текст]/ А. К. Кутай. - 3-е изд. перераб. и доп. - JL: Машиностроение, 1974. - 676 с. с ил.

36. Локтев Д. А. Обработка резьбовых поверхностей на станках с числовым программным управлением [текст]/Д.А. Локтев- М.: Изд-во МГГУ, 2007. 116 е.: ил.

37. Львов Н. П. Определение минимально возможной толщины срезаемого слоя [текст]/ Н. П. Львов// Станки и инструмент, 1969, № 4,. с. 21-33.

38. Марков А. Л. Измерение зубчатых колес [текст]/А.Л.Марков - Л.: Машиностроение (Ленингр. отд-ние), 1977. 280 с. с ил

39. Матюшин В. М. Влияние формы профиля и схемы срезания слоев на стойкость режущего инструмента [текст]./ В. М. Матюшин// Передовой научно-технический и производственный опыт. Вып.95, тема 6, №М61 -24/6, ЦИТЭИН, 1691

40. Методические указания по внедрению ГОСТ 2789-73 изд-во стандартов 1975 16 с.

41. Моисеев А. В. Исследование некоторых вопросов нарезания крепежных резьб резцом, [текст]: дис. канд. техн. наук/ А. В. Моисеев - Тула: ТПИ, 1974. - 198 с.

42. ОАО «Кировоградский завод твердых сплавов» Новые сменные многогранные твердосплавные пластины, 2009, 8 с.

43. Основной каталог Металлорежущий инструмент Sandvik Coromant. С 2900:129 RUS/01, АВ Sandvik Coromant, 2009, 1233 с.

44. Пат. СССР № 1700857, МПК6 В 23 В 25/06, Бюл. № 17, 1987

45. Пат. 106160 РФ, МПКВ 23 В 29/00. Резец с поворотной державкой. [Текст] / Ямников А. С., Кузнецов Е. Ю., Маликов А. А., Сидоркин А. В.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Тульский государственный университет.» № 2011107384/02; заявл. 25.02.2011; опубл. 10.07.2011, Бюл. № 19-2 е., ил.

46. Пат. РФ № 60414, МПК В23В 29/00, Бюл. № 3, 2007

47. Производство зубчатых колес: Справочник/С. Н. Калашников, А. С. Калашников, Г. И. Коган и др.; Под общ. ред. Б. А. Тайца. - 3-е изд. перераб. и допол. - М.: Машиностроение, 1990. - 464 е.: ил.

48. Пушмин Б. М. Определение предельных значений «ломающих» подач при нарезании упорных резьб [текст]: Б.М. Пушмин , Т.К. Гостева , В.Л. Давыдов // Технология машиностроения. Исследования в области технологии машиностроения и режущего инструмента. 1972. Вып. 26. с. 146-152.

49. Пушмин Б. М. Исследование процесса многопроходного нарезания упорной резьбы [текст]: дис. канд. техн. наук/ Б. М. Пушмин.- Тула, 1974196 с.

50. Розин А. И. Слесарь лекальщик [текст]/ А. И. Розин. - М.: МАШГИЗ, 1953.- 264 с. с ил.

51. Руководство по металлообработке Металлорежущий инструмент Sandvik Coromant. С 2900:129 RUS/01, АВ Sandvik Coromant, 2009, 563 с.

52. Сайлер, Брайан, Споттс, Джефф. Использование Visual

Basic 6. Классическое издание.: Пер. с англ. - М.; СПб.; К.: Издательский дом «Вильяме», 2007. - 832 е.: ил. - Парал. тит. англ., уч. пос.

53. Сорокин В. Г. Марочник сталей и сплавов [текст]/ В.Г.Сорокин , A.B. Волосин , С.А. Вяткин и др.- М.: Машиностроение, 1989.- 640 с.

54. Справочник технолога приборостроителя под ред А. Н. Малова Машгиз 1962.- 988 с.

55. Таблица соответствия сплавов металлорежущего инструмента [Электронный ресурс] // Novator: [сайт]. [2011]. URL:http://nvtr.net/technical_information/table_of_the_alloy.php (дата обращения: 02.04.2011)

56. Токарный инструмент. Каталог фирмы Vargus, 2010, 182 с.

57. Токарный обрабатывающий центр TNL-85AI1, TNL-100 AI I Руководство по эксплуатации -179 с.

58. Федюшин И. Л. Инструмент для станков с ЧПУ, многоцелевых станков и ГПС [текст]/ И.Л.Федюшин, Я.А. Музыкант, А.И. Мещеряков -М.: Машиностроение, 1990.-272с.

59. Физические основы разработки и производства твердых сплавов http ://'portal .tpu.ru/SHARED/g/GONCH ARENKO/'cours/mater i al s/Tab 1 /%D0%9C %D0%BE%D0%B4%D 1 %83%D0%BB%D 1 %8C%201 .pdf (дата обращения: 05.05.2011)

60. Худобин Л. В. Техника применения смазочно-охлаждающих средств в металлообработке [текст]/Л.В. Худобин, Е.Г. Бердичевский - М: Машиностроение, 1977- 189 с ил.

61. Червячный редуктор [Электронный ресурс] // Википедия: [сайт]. [2012]. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D7%E5%F0%E2%FF%F7%ED%FB%E9_%F0%E5 %E4%F3%ЕA%F2%EE%F0 (дата обращения 3.02.2012)

62. Червячные редукторы: описание, преимущества и недостатки [Электронный ресурс] // Портал редукторостроения: [сайт]. [2012]. URL:http://rus-reduktor.ru/node/79 (дата обращения 3.02.2012)

63. Червячные редукторы: Справочник. Ю.В. Левитан, В.П. Обморнов, В.И. Васильев. Машиностроение, Ленинградское отделение, 1985

64. Шапочка П. К. Рациональные схемы резания при точении кольцевых канавок с радиальной подачей [текст]/ П.К.Шапочка // Технология машиностроения. Исследования в области технологии машиностроения и режущего инструмента. 1972. Вып. 12. с. 86-99.

65. Электроприводы [Электронный ресурс] // Продукция: [сайт]. [2010]. URL: http://www.tulaprivod.ru/item/5 (дата обращения 05.05.2010).

66. Ямников А. С. Точность нарезания резьб методом последовательных проходов, [текст]/ А.С.Ямников // Исследования в области технологии образования резьб, резьбообразующих инструментов, станков и методов контроля резьб. Тула: ТПИ, 1979. с. 5-15.

67. FANUC Sériés oi-TC. Operator's manual. B-64114EN/01 .-Fanuc LTD, 2001-848 с.

68. FANUC Sériés oi-MC. Operator's manual. В 64124EN/0! .-Fanuc LTD, 2004.918 c.

69. FANUC AC servo motor ai, ai s sériés. Descriptions. B-65262EN/03.-Fanuc LTD, 2004-368 c,

70. FANUC AC spindle motor ai sériés. Descriptions. B-65272EN/04.-Fanuc LTD, 2004-424 c,

71. HOMMEL-ET AM 1С W55 [Электронный ресурс] // Hommel-Etamic: [сайт]. [2011]. URL: http://vvww.jenoptik.eom/5 8D8A76EDA503395C12576EA005165B2 (дата обращения: 02.04.2011)

72. USB-осциллограф D1SCO [Электронный ресурс] // ООО "Мотор-Мастер" Оборудование для автодиагностики : [сайт]. [2006]. URL: http ://www .motor-

ПРИЛОЖЕНИЕ А. КОПИИ ДОКУМЕНТОВ О ВНЕДРЕНИИ

Утверждаю Проректор по учебной работе ФГБОУ В ПО «Тульский гос^адщгвенный университет»

^^ГиАУКи У

Руднев

СПРАВЮ

об использовании результатов диссертации ааШранта Кузнецова ЕЛО., на тему: "Особенности технологии нарезания червяков резцом на станках с ЧПУ" в учебном процессе

Материалы диссертации Кузнецова Е.Ю." Особенности технологии нарезания червяков резцом на станках с ЧПУ " используются в учебном процессе при изложении курсов лекций «Основы технологии машиностроения» - разделы «Точность обработки» и «Производительность процессов», при курсовом и дипломном проектировании, выполнении выпускных квалификационных работ бакалавров и специалистов, магистерских диссертаций по направлению 552900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств».

Декан механико-технологического факультета ,

к-т-н- ___ jLj_Ларин С.Н.

Зав. каф. ТМС ТулГУ, д.т.н., доц. -—•-^у^ф^С^б^-- Маликов A.A. Д.т.н., проф. каф. ТМС ТулГУ V Ямников дс-Аспирант 'уУ* ......— нецов Е.Ю.

УТВЕРЖДАЮ ,ехниче<лшй директор 'лХэлекгро! фивод» Шиляев С. Г.

2012 г.

АКТ

Настоящий акт составлен "Оь " ¿М-_2012 г. представителями Тульского

государственного университета д. техн. н., профессором Ямниковым А. С., д. техн. н., зав. кафедрой "Технология машиностроения" Маликовым А. А., аспирантом Кузнецовым Е. Ю. и представителями ЗАО «Тулаэлектропривод» главным инженером основного производства, к. техн. н. Полуэктовым А. Е., главным технологом-начальником ОТПП Игнатовым Е. П.. начальником бюро ЧПУ Бликовым А. Н. в том. что научная работа аспиранта Кузнецова Е. Ю„ выполненная на тему: "Особенности технологии нарезания червяков резцом на станках с ЧПУ" внедрена на ЗАО «Тулаэлектропривод».

Внедрение данной работы включает в себя: специализированную СШ-систему; специальную технологическую оснастку для реализации способа взаимной привязки профильного инструмента по оси 2 станка с ЧПУ (Шаблоны 0709.8900-4147;-01;-02;-03, 0709.8900-4149). При расчете предельных листовых калибров на делительную толщину витка червяка предприятием используется методика, представленная в работе.

Внедренный комплекс программно-технологических улучшений на примере червяка 0709.407521.004 (ТЭ099.098.6) позволил добиться улучшения следующих показателей:

сократить количество формообразующих проходов в 3.93 раза (с 55 до 14):

увеличить в 2,89 раза (с 90 до 260 штук) среднее количество червяков получаемых с одного режущего угла профильной пластины ШЯ166С02-314-416255 (БапсНчк СоготаШ).

Полученные результаты в сопоставимых пропорциях справедливы и для червяков-0709.407541.001 (ТЭ099.098.26); 0709.407521.005 (ТЭ053.033.4); 0709.407523.107; 0709.407523.108; 0709.407542.110; 0709.407543.102 (Б099.094 99) 0709 407543 103 (Б099.094.99-01) ЭП41.66.271; ЭП41.66.281; ЭП41.65.271; ЭП41.64.281 0709.407543.001 (58М-45).

Кроме того, внедрение научной работы позволило:

сократить время разработки управляющих программ для обработки витков

червяков в среднем в 7 раз;

повысить стабильность качества (точности и шероховатости боковой поверхности получаемого профиля) при нарезании витков червяков, за счет внедрения многорезцового метода обработки.

От ЗАО «Тулаэлектропри вод»: Главный инженер основного производства, к. техн. н. Главный технолог-начальник ОТПП / Начальник бюро ЧПУ —^

От Гул ГУ

Зав. каф. ТМС ТулГУ. д. техн. н.

Профессор каф. ТМС ТулГУ, д. техн. я. Аспирант каф. ТМС ТулГУ

Полуэктов А. Е. Игнатов Е. Н. Бликов А. Н.

Маликов А. А. ¿V Ямников А. С. - Кузнецов Е. Ю.

Утверждаю / Технически^ д^фектор

.....¿*=--7

Акт № /2¿г- fО

fO.f2.2o/Cr

(дата)

аттестации (переаттестации) технологического процесса, операции внедрения технологического процесса мех. обработки на станке с ЧПУ

(наименование комплекта технологических документов)

0709.60141.00758

(обозначение комплекта технологических документов)

Червяк

(наименование детали, изделия)

0709.407541.001 (ТЭ099.098.26)

(обозначение детали, изделия)

материал: Сталь 45

Составлен комиссией в составе:

председателя начальник тех. бюро цеха №2 Максимова О. Н.

(фамилия, инициалы)

и членов комиссии: аспирант ТулГУ Кузнецов Е. Ю.

(фамилия, инициалы)

начальник БТК цеха №2 Грибков И. Д.

механик (зам. начальника цеха по технике) цеха №2 Калатилихин А. М.

начальник технологического отдела Полуэктов А. Е.

Технологический процесс опробован в цехе №

на партии деталей в количестве

обработано шт.

произведен обмер шт.

Зо

2__(участок №_)

принято годных

шт.

шт. Анализ возможной ТП

по размеру_

СР=

Срк=

Технологический процесс считается внедренным на станке ТЫЬ85, ВТ 1200

Максимова О. Н.

узнецов Е. Ю.

Полуэктов А. Е.

Утверждаю ,/ Техниче с^й'^йректор

Акт № 42£-/о / /Р. 12 -2.04® г

(дата)

аттестации (переаттестации) технологического процесса, операции

внедрения технологического процесса мех. обработки на станке с ЧПУ

(наименование комплекта технологических документов)

0709.60141.00753

[обозначение комплекта технологических документов)

Червяк

(наименование детали, изделия)

0709.407521.005 (ТЭ053.033.4)

(обозначение детали, изделия)

материал: Сталь 45

Составлен комиссией в составе:

председателя начальник тех. бюро цеха №2 Максимова О. Н.

(фамилия, инициалы)

и членов комиссии: аспирант ТулГУ Кузнецов Е. Ю.

(фамилия, инициалы)

начальник БТК цеха №>2 Грибков И. Д.

механик (зам. начальника цеха по технике) цеха №>2 Калатилихин А. М.

начальник технологического отдела Полуэктов А. Е.

Технологический процесс опробован в цехе № 2 (участок №_)

на партии деталей в количестве_шт. Анализ возможной ТП

обработано _S>G шт.

произведен обмер 3Q Шт. q

принято годных шт. Срк=

Технологический процесс считается внедренным на станке TNL85, BF1200

по размеру_

Максимова О. Н.

~ Кузнецов Е. Ю.

Грибков И. Д.

Калатилихин А. М.

Полуэктов А. Е.

Акт № /5 О- /С?

Утверждаю ТехническиЯ'ди^ектор

г^ у г - Ълио

(дата)

Z0.Z2.20/iPr

аттестации (переаттестации) технологического процесса, операции

внедрения технологического процесса мех. обработки на станке с ЧПУ

(наименование комплекта технологических документов)

0709.60141.00812 _

(обозначение комплекта технологических документов)

Червяк

[наименование детали, изделия)

__ЭГ141.66.271_

(обозначение детали, изделия)

материал; Сталь 45

Составлен комиссией в составе: председателя начальник тех, бюро цеха №2

Максимова О. Н.

и членов комиссии: аспирант ТулГУ

(фамилия, инициалы)

Кузнецов Е. Ю.

начальник Ь'ГК цеха №2

(фамилия, инициалы)

Грибков И. Д.

механик (зам. начальника цеха по технике) цеха №2 начальник технологического отдела

Калатилихин А. М. Полуэктов А. Б.

Технологический процесс опробован в цехе № 2 (участок №_)

на партии деталей в количестве__шт.

обработано _

Зо

произведен обмер принято годных_

зсз -3 о

_нгт. . шт. шт.

Анализ возможной ТП

по размеру_

сР-

Срк=

Технологический процесс считается внедренным на станке ТМЬ85, ВПЮО

Председатель комиссии Максимова О. I I.

Члены комиссии: ^""""""Кузнецов Е. Ю.

».. - Грибков И. Д.

Калатилихин А. М.

Полуэктов А. Е.

Утверждаю Технический ^р<жтор

Акт № /3/2/0 ЛО Л. ¿¿НО

(дата)

аттестации (переаттестации) технологического процесса, операции внедрения технологического процесса мех. обработки на станке с ЧПУ

(наименование комплекта технологических документов)

0709.60141.00827

(обозначение комплекта технологических документов)

Червяк

(наименование детали, изделия)

ЭП41.66.281

(обозначение детали, изделия)

материал: Сталь 45

Составлен комиссией в составе:

председателя начальник тех. бюро цеха М°2 Максимова О. II.

(фамилия, инициалы)

и членов комиссии: аспирант ТулГУ Кузнецов Е. Ю.

(фамилия, инициалы)

начальник БТК цеха №2 Грибков И. Д.

механик (зам. начальника цеха по технике) цеха №2 Калатилихин А. М.

начальник технологического отдела Полуэктов А. Е.

Технологический процесс опробован в цехе № 2 (участок №_)

на партии деталей в количестве___шт.

30

обработано _

произведен обмер -3° принято годных

_шт.

. шт.

шт.

Анализ возможной ТП

по размеру _

Ср= Срк=

Технологический процесс считается внедренным на станке ТЖ85, ВР1200

Максимова О. I I.

/ .......Кузнецов Е. Ю.

^^Шг? Грибков И. Д.

/чКлщЫ Калатилихин А. М.

Полуэктов А. Е.

Акт № /<12-/(7

Утверждаю ^ Технический директор

/ ?. ълНО.

[дата)

аттестации (переаттестации) технологического процесса, операции внедрения технологического процесса мех. обработки на станке с ЧПУ

(наименование комплекта технологических документов)

0709.60141.00825

{обозначение комплекта технологических документов)

Червяк

(наименование детали, изделия)

ЭП41.65.271

(обозначение детали, изделия)

материал: Сталь 45

Составлен комиссией в составе:

председателя начальник тех. бюро цеха №2 Максимова О. Н.

(фамилия, инициалы)

и членов комиссии: аспирант ТулГУ Кузнецов Е. Ю.

(фамилия, инициалы)

начальник ВТК цеха №2 Грибков И. Д.

механик (зам. начальника цеха по технике) цеха №2 Калатилихин А. М.

начальник технологического отдела Полуэктов А. Е.

Технологический процесс опробован в цехе № 2 (участок №_)

на партии деталей в количестве_шт. Анализ возможной ТП

обработано _шт. по размеру_

произведен обмер ЗО шт> Ср=

принято годных шт. Срк=

Технологический процесс считается внедренным на станке ТЖ85, ВП200

Максимова О. Н.

^—- ■Кузнецов Е. Ю.

- Грибков И. Д.

у ** /г ' Калатилихин А. М.

Полуэктов А. Е.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ПАТЕНТ С ПОВОРОТНОЙ ДЕРЖАВКОЙ

и

« ■щ

й

ж

&

»

5

ш

ш

I

НА ПОЛЕЗНОЮ МОДЕЛЬ

л*106160

РЕЗЕЦ С ПОВОРОТНОЙ ДЕРЖАВКОЙ

•Ж

Штент(х/>ладатель(ли): Государственное образовательное учреждение высшего профессионалшого образования 'Тульский государственный университет " (ТулГУ) (МП)

Автор(н): см. на обороте \

Заявка Ла20Ш 07384 '

Приоритет полезной модели 25 февраля 2011 г. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10 тюля 2§И г. Срок действия патента истекает 25 февраля 2021 г.

Руководитель Федерат/ой службы по иншмяехп собственности, патентам и товарным знакам

ш ш

ш

ш -ш

тяшшШШ

т ш т

тшшшшшшшшшшшштшшштшшшшшшш&шшштшш^