Высокоэффективная зубообработка цилиндрических зубчатых колес резцовыми головками по методу обката тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.07, кандидат наук Кондрашов, Владимир Александрович

• Кондрашов, Владимир Александрович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Кондрашов, Владимир Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ЗУБООБРАБОТКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС НА ОСНОВЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ ЗУБОНАРЕЗАНИЯ РЕЗЦОВЫМИ ГОЛОВКАМИ

1.1 Анализ номенклатуры цилиндрических зубчатых колес

1.2 Анализ технологических схем зубообработки цилиндрических зубчатых колес

1.2.1 Традиционная технологическая схема зубообработки цилиндрических зубчатых колес

1.2.2 Прогрессивные технологические схемы зубообработки цилиндрических зубчатых колес

1.2.3 Малоотходная технологическая схема зубообработки цилиндрических зубчатых колес

1.3 Анализ эффективности способов зубонарезания

цилиндрических зубчатых колес

1.4 Предварительное зубонарезание цилиндрических зубчатых колес дисковыми резцовыми головками

1.5 Обкатывающее зубопротягивание цилиндрических зубчатых колес

1.6 Чистовая зубообработка цилиндрических зубчатых колес двухрядными резцовыми головками

1.7 Чистовое обкатывающее зубопротягивание цилиндрических зубчатых колес двухрядными резцовыми головками

1.8 Технологическая схема зубообработки цилиндрических

зубчатых колес резцовыми головками

1.9 Выводы

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗУБОНАРЕЗАНИЯ

2.1 Анализ возможностей управления параметрами выравнивания процесса зубонарезания резцовыми головками

2.2 Условия управления параметрами процесса

зубонарезания резцовыми головками

2.3 Геометрический анализ схемы формообразования зубчатого профиля по методу обката. Определение толщин и площадей срезаемых слоев

2.4 Теоретические основы выравнивания процессов зубонарезания резцовыми головками

2.4.1 Выравнивание процесса зубонарезания резцовыми головками

по толщинам срезаемых слоев

2.4.2 Выравнивание процесса зубонарезания резцовыми головками

по площадям срезаемых слоев

2.4.3 Многопараметрическое выравнивание процесса зубонарезания

резцовыми головками

2.5 Моделирование процесса зубонарезания резцовыми головками

по методу обката

2.5.1 Построение структурной модели процесса зубонарезания

резцовыми головками по методу обката

2.6 Выводы

3 УПРАВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРАМИ ПРОЦЕССА ОБКАТЫВАЮЩЕГО ЗУБОПРОТЯГИВАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС РЕЗЦОВЫМИ ГОЛОВКАМИ

3.1 Анализ эффективности управления параметрами процесса обкатывающего зубопротягивания

3.2 Управление параметрами процесса обкатывающего зубопротягивания изменением конструктивных параметров резцовых головок

3.3 Управление параметрами схемы вырезания впадины зубчатого колеса изменением технологических параметров процесса обкатывающего зубопротягивания

3.4 Выравнивание профильной огранки изменением

конструктивных параметров двухрядных резцовых головок

3.5 Анализ перспектив повышения эффективности технологической схемы зубообработки цилиндрических зубчатых колес

3.6 Выводы

4 РЕАЛИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ПРОЦЕССА ЗУБОНАРЕЗАНИЯ И ПАРАМЕТРАМИ РЕЗЦОВЫХ ГОЛОВОК

4.1 Управление параметрами схемы вырезания впадины цилиндрических зубчатых колес за счет обеспечения радиальной подачи в процессе зубонарезания

4.2 Управление параметрами схемы вырезания впадины зубчатого колеса за счет обеспечения монотонно изменяющейся скорости резания

4.3 Управление параметрами изменением конструкции резцовых

головок

4.3.1 Управление параметрами предварительного обкатывающего зубопротягивания изменением конструкции резцовых головок

4.3.2 Выравнивание профильной огранки чистового обкатывающего зубопротягивания изменением конструкции резцовых головок

4.4 Реализация обкатывающего зубопротягивания цилиндрических

колес резцовыми головками

4.5 Унифицированный комплекс контрольно-заточной оснастки

4.6 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Высокоэффективная зубообработка цилиндрических зубчатых колес резцовыми головками по методу обката»

ВВЕДЕНИЕ

В различных отраслях машиностроения широко используются машины и механизмы, в которых для передачи вращательных движений применяются зубчатые передачи. В машиностроении по трудоемкости и сложности изготовления зубчатые колеса составляют особую группу деталей. Широкое распространение среди них получили цилиндрические зубчатые колеса, технология изготовления которых является наиболее простой. Среди цилиндрических зубчатых колес отдельную группу составляют прямозубые колеса модуля 2...5 мм диаметром до 120 мм и шириной зубчатого венца до 20 мм.

Эксплуатационные показатели машин и механизмов во многом зависят от качества изготовления зубчатых передач. В связи с этим возрастают требования к производительности и точности изготовления зубчатых колес, которые, в свою очередь, определяют необходимость постоянного совершенствования технологических схем зубообработки. Применяемые технологические схемы зубообработки цилиндрических зубчатых колес, оцениваемые с точки зрения высокой производительности зубонарезания при обеспечении требуемой точности параметров зубчатых колес, не всегда обеспечивают высокую эффективность. Совершенствование технологий зубообработки цилиндрических зубчатых колес реализуется созданием высокоэффективных способов зубообработки, прогрессивного инструмента и современного оборудования, позволяющих повысить производительность процесса зубонарезания и обеспечить требуемую точность параметров цилиндрических зубчатых колес.

Высокую эффективность процесса зубообработки обеспечивают способы зубонарезания дисковыми резцовыми головками по методу обката. Углубленное исследование данных способов позволяет выявить положительные моменты при их использовании в технологических схемах зубообработки цилиндрических зубчатых колес. В результате открываются перспективы для разработки высокоэффективных способов формообразования зубчатых венцов дисковыми резцовыми головками по методу обката, позволяющих управлять технологическими параметрами процесса зубонарезания и конструктив-

ными параметрами зуборезных дисковых резцовых головок с целью повышения производительности процесса зубонарезания и обеспечения требуемой точности параметров цилиндрических зубчатых колес.

Из вышеизложенного следует, что разработка технологической схемы зу-бообработки цилиндрических зубчатых колес, основанной на высокоэффективных способах зубонарезания дисковыми резцовыми головками по методу обката, обеспечивающей повышение производительности и точности зубообработки цилиндрических зубчатых колес является актуальной научной задачей.

Работа выполнена в соответствии с грантами РФФИ (РФФИ-офи-центр 08-08-99006 2008-2009 г.г.; РФФИ-р-офи 09-08-99005 2009 г.; РФФИ-офи-центр 11-08-97509 2011 г.); с тематическим планом НИР ТулГУ по приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники (тема «Базовые промышленные технологии формообразования зубьев цилиндрических колес для создания перспективных видов вооружения», per. № 7.1439.2011).

Объектом исследования являются технологическая схема зубообработки и способы обкатывающего зубопротягивания цилиндрических зубчатых колес.

Предметом исследования являются параметры схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса и способы управления параметрами процесса обкатывающего зубопротягивания.

Цель работы. Повышение производительности и точности зубообработки цилиндрических зубчатых колес управлением параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса и выравниванием профильной огранки.

Задачи исследования:

1) анализ технологических схем и способов зубообработки цилиндрических зубчатых колес;

2) разработка технологической схемы зубообработки цилиндрических зубчатых колес, основанной на высокоэффективных способах предварительного зубонарезания и чистовой зубообработки цилиндрических зубчатых колес дисковыми резцовыми головками по методу обката;

3) моделирование процесса вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса и формообразования эвольвентного профиля зуба при зубооб-работке дисковыми резцовыми головками по методу обката и определение взаимосвязи параметров процесса зубонарезания;

4) разработка структурной модели и исследование возможности управления параметрами процесса зубообработки цилиндрических зубчатых колес дисковыми резцовыми головками по методу обката;

5) разработка способа управления параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса, обеспечивающего повышение производительности процесса зубонарезания;

6) разработка способа выравнивания профильной огранки, позволяющего повысить точность параметров цилиндрического зубчатого колеса;

7) разработка высокотехнологичных конструкций дисковых резцовых головок, обеспечивающих унификацию режущих элементов и технологической оснастки в рамках технологической схемы зубообработки цилиндрических зубчатых колес.

Методы исследования. Работа включает теоретические исследования и экспериментальное моделирование на ЭВМ. Теоретическая часть работы основывается на основных положениях теории формообразования эволь-вентных зубчатых поверхностей по методу обката, теории проектирования режущих инструментов, технологии машиностроения с использованием методов математического моделирования, математических и графических редакторов. Экспериментальные исследования проводились в лаборатории на кафедре «Технология машиностроения» Тульского государственного университета. Обработка экспериментальных данных осуществлялась с использованием методов математической статистики.

Достоверность результатов обеспечена обоснованным использованием апробированных аналитических зависимостей, применением графоаналитического метода и подтверждается результатами теоретических исследований, полученными лично автором, а также возможностью практического

использования результатов на производстве.

Автор защищает:

1) направления повышения эффективности способов зубообработки цилиндрических зубчатых колес дисковыми резцовыми головками по методу обката;

2) высокоэффективные способы обкатывающего зубопротягивания дисковыми резцовыми головками для предварительного зубонарезания и чистовой зубообработки цилиндрических зубчатых колес;

3) аналитические зависимости, описывающие взаимосвязь технологических параметров процесса обкатывающего зубопротягивания дисковыми резцовыми головками с параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса и конструктивных параметров зуборезных дисковых резцовых головок с параметрами схемы формообразования эвольвент-ного профиля цилиндрического зубчатого колеса;

4) структурную модель процесса зубообработки цилиндрических зубчатых колес дисковыми резцовыми головками по методу обката, позволяющую установить параметры процесса обкатывающего зубопротягивания и параметры дисковых резцовых головок, обеспечивающие управление параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса и выравнивание профильной огранки;

5) способ управления параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса изменением скорости резания при обкатывающем зубопротягивании цилиндрических зубчатых колес дисковыми резцовыми головками, обеспечивающий повышение производительности процесса зубонарезания;

6) способ выравнивания профильной огранки изменением окружного шага резцов двухрядных дисковых резцовых головок с углом профиля ос = 0°, позволяющий повысить точность параметров цилиндрического зубчатого колеса;

7) высокотехнологичные конструкции дисковых резцовых головок для предварительного и чистового обкатывающего зубопротягивания;

8) технологическую схему зубообработки цилиндрических зубчатых колес, которая обеспечивает реализацию управления параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса и выравнивания профильной огранки. Научная новизна:

специальность 05.02.07 - Технология и оборудование механической и физико-технической обработки:

-установлены взаимосвязи технологических параметров процесса зу-бонарезания дисковыми резцовыми головками с параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса и конструктивных параметров зуборезных дисковых резцовых головок с величиной профильной огранки, на основе которых разработаны способ управления параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса изменением скорости резания и способ выравнивания профильной огранки изменением окружного шага резцов двухрядных дисковых резцовых головок с углом профиля а = 0°; специальность 05.02.08 - Технология машиностроения: - разработана технологическая схема зубообработки цилиндрических зубчатых колес на основе высокоэффективных способов предварительного обкатывающего зубопротягивания однорядными дисковыми резцовыми головками и чистового обкатывающего зубопротягивания двухрядными дисковыми резцовыми головками с углом профиля а = 0°, реализующая управление параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса на этапе предварительного зубонарезания с целью повышения производительности и выравнивание профильной огранки на этапе чистовой зубообработки с целью повышения точности цилиндрического зубчатого колеса по нормам плавности работы. Практическая значимость:

1) разработанные методики проектирования зуборезных дисковых резцовых головок, позволяют реализовать управление параметрами схемы вырезания впадины цилиндрического зубчатого колеса и выравнивание про-

фильной огранки и, тем самым, повысить эффективность способов обкатывающего зубопротягивания дисковыми резцовыми головками;

2) разработанная технологическая схема зубообработки цилиндрических зубчатых колес позволяет повысить производительность предварительного зубонарезания в 1,3 раза и точность параметров цилиндрического зубчатого колеса по нормам плавности работы на 1 степень точности по ГОСТ 1643-81;

3) разработанные высокотехнологичные конструкции зуборезных дисковых резцовых головок позволяют использовать унифицированные: взаимозаменяемые резцы, обкатно-делительное устройство, комплекс контрольно-заточной оснастки.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Всероссийской НТК студентов и аспирантов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации» (г. Тула, ТулГУ, 2008 г.), магистерской НТК (г. Тула, ТулГУ, 2009 г.), ежегодных НТК профессорско-преподавательского состгва ТулГУ (2010 - 2013 г.г.), ежегодных молодежных НПК студентов ТулГУ «Молодежные инновации» (г. Тула, ТулГУ, 2010-2012 г.г.), XV международной НТК «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии - Технология-2012» (г. Орел, «Госуниверситет - УНПК», 2012 г.). За время обучения автор в составе коллектива в 2012 г. удостоен звания лауреата премии им. С.И. Мосина.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 статей в изданиях, входящих в «Перечень периодических научных и научно-технических изданий, выпускаемых в РФ, в которых рекомендуется публикация основных результатов диссертаций на соисканио ученой степени кандидата наук», 9 статей и тезисов докладов в различных межвузовских сборниках научно-технических трудов, из них статей без соавторства - 10; патентов РФ - 2.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка из 105 наименований, выполнена общим объемом 166 е., включая 46 ил., 2 табл., содержит 6 приложений, представленных на 18 с.

1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ЗУБООБРАБОТКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС НА ОСНОВЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ ЗУБОНАРЕЗАНИЯ РЕЗЦОВЫМИ ГОЛОВКАМИ

1.1 Анализ номенклатуры цилиндрических зубчатых колес

Зубчатые передачи широко применяются во всех отраслях машиностроения. Ввиду высокого коэффициента полезного действия, компактности и надежности эксплуатации, они используются в главных и вспомогательных механизмах машин для передачи движения, изменения направления и скорости движения, преобразования усилий и крутящих моментов. Цилиндрические зубчатые колеса применяются в коробках скоростей, редукторах, распределительных механизмах и т. д.

Применяются цилиндрические зубчатые колеса внешнего и внутреннего зацепления, конические и червячные зубчатые колеса. Цилиндрические зубчатые колеса внешнего зацепления подразделяются на одновенцовые и многовенцовые [1]. В сумме одновенцовые зубчатые колеса составляют до 85 % от общего количества выпускаемых цилиндрических зубчатых колес внешнего зацепления.

По величине модуля распределение зубчатых колес характеризуется следующим образом: до 80 % от общего количества типоразмеров изготавливаемых цилиндрических зубчатых колес имеют модуль в диапазоне т = 2...5 мм. По ряду технологических признаков зубчатые колеса указанного диапазона модулей можно выделить в отдельную группу зубчатых колес малого модуля.

Среди применяемых в машиностроении цилиндрических зубчатых колес наружного зацепления большинство составляют прямозубые колеса малого модуля т = 2...5 мм диаметром до с1= 120 мм с ограниченной шириной зубчатого венца до Ь = 20 мм, что позволяет выделить их в отдельную группу узковенцовых. Технологическая схема зубообработки и способы обкатывающего зубопротягивания данных цилиндрических зубчатых колес определены в качестве объекта исследования в диссертационной работе.

1.2 Анализ технологических схем зубообработки цилиндрических зубчатых колес

1.2.1 Традиционная технологическая схема зубообработки цилиндрических зубчатых колес

Зубообработка цилиндрических зубчатых колес, чаще всего, осуществляется по традиционной технологической схеме (рис. 1.1).

ЗАГОТОВКА (ПОКОВКА)

1 -

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ЗУБОНАРЕЗАНИЕ

ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИЕ ЧЕРВЯЧНЫМИ ФРЕЗАМИ ЗУБОДОЛБЛЕНИЕ ДИСКОВЫМИ ДОЛБЯКАМИ

1 1

ЧИСТОВАЯ ЗУБООБРАБОТКА

ЗУБОШЕВИНГОВАНИЕ ДИСКОВЫМИ ШЕВЕРАМИ ЗУБОПРИКАТЫВАНИЕ ЭТАЛОННЫМИ ОБКАТНИКАМИ

Рис. 1.1. Традиционная технологическая схема зубообработки цилиндрических зубчатых колес

В традиционной технологической схеме зубообработки цилиндрических зубчатых колес основное место отводится операциям зубонарезания, при выполнении которых используются методы, обладающие различными технологическими возможностями.

Различают два метода зубонарезания цилиндрических зубчатых колес: метод копирования и метод огибания, который, при наличии центроиды качения, называют методом обката [1,2].

При зубообработке цилиндрических зубчатых колес широкое распространение получил метод обката [3,4]. Зуборезные инструменты, работающие по методу обката (гребенки, долбяки, червячные фрезы) и отличающиеся универсальностью, позволяют применять их для зубообработки широкого диапазона зубчатых колес. Это связано с особенностями метода обката, обуслов-

ленными спецификой операций формообразования зубьев колеса. При формо-

\

образовании зубьев по методу обката осуществляют некоторое количество ре-зов, касательных к обрабатываемому профилю, в отличие от зубонарезания по методу копирования, при котором обрабатываемый профиль образуется одним движением режущего инструмента.

Широкое распространение среди режущих инструментов, работающих по методу обката, имеют червячные фрезы и дисковые долбяки, которые используются при зубонарезании цилиндрических зубчатых колес на зубофре-зерных и зубодолбежных станках. Такие станки имеют большую универсальность, что позволяет с высокой степенью эффективности использовать их в производствах различного типа.

Анализ технологических возможностей операций зубофрезерования червячными фрезами и зубодолбления дисковыми долбяками, позволяет утверждать, что при зубонарезании цилиндрических зубчатых колес модуля т = 2...5 мм производительность их примерно равноценна.

С точки зрения повышения эффективности зубообработки за счет управления параметрами процессов зубонарезания и обрабатываемых зубчатых колес, для процессов предварительного зубонарезания управление параметрами заключается в реализации рациональной схемы вырезания впадины [5]. Непременным условием, определяющим возможность использования рациональной схемы резания, является поочередное вырезание каждой впадины цилиндрического зубчатого колеса. По этой причине, например, невозможно управлять процессами червячного зубофрезерования и зубодолбления дисковыми долбяками.

В условиях крупносерийного и массового производства для чистовой зубообработки цилиндрических зубчатых колес с модулем т = 2...5 мм 6...8-й степени точности по ГОСТ 1643-81 используется процесс шевингования дисковыми шеверами. Данный процесс производителен, но имеет низкую исправляющую способностью (в пределах 1...2 степени точности). При шевинговании можно исправить только 65...80 % погрешности исходной заго-

товки, причем исправляются шаг зацепления и профиль зуба, а хуже всего -радиальное биение зубчатого венца [6]. Процесс шевингования предъявляет высокие требования к точности заготовок, так зубчатые колеса с модулем т = 2...5 мм перед шевингованием должны иметь параметры в пределах 8...9-й степеней точности по ГОСТ 1643-81 [11].

Отделочная обкатка цилиндрических зубчатых колес, в сравнении с шевингованием, обладает следующими преимуществами: стойкость эталонных накатников достигает 1 миллиона колес, при этом производительность ее выше. Однако при замене обкатки шевингованием повышаются требования к точности зубчатого венца заготовок, ввиду того, что припуск под обкатку должен быть в 2 раза меньше, а исправляющая способность обкатки ниже, чем у шевингования [6, 7].

Следовательно, ни один из традиционных способов формообразования зубчатого венца не отвечает требованиям, предъявляемым к зубчатым колесам современных машин и механизмов, в полной мере, и не позволяет в рамках традиционной технологической схемы реализовать зубонарезание качественных цилиндрических зубчатых колес с достаточной степенью эффективности, ввиду того, что они либо не обладают достаточной производительностью, либо не имеют надлежащих исправляющих способностей.

1.2.2 Прогрессивные технологические схемы зубообработки цилиндрических зубчатых колес

Традиционная технологическая схема зубообработки цилиндрических зубчатых колес совершенствовалась за счет замены зубофрезерования или зубодолбления способами зубонарезания, имеющими большую производительность, т. е. совершенствовалась операция предварительного зубонарезания. Одновременно с этим структура схемы формообразования профиля зуба оставалась неизменной и осуществлялась в два этапа: предварительное зубонарезание, с последующей чистовой зубообработкой. Варианты прогрессивных технологических схем зубообработки цилиндрических зубчатых

колес представлены на рис. 1.2.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ЗУБОНАРЕЗАНИЕ

КОНТУРНОЕ ЗУБОДОЛБЛЕНИЕ РЕЗЦОВЫМИ ГОЛОВКАМИ КОНТУРНОЕ ПРОТЯГИВАНИЕ

1 1

ЧИСТОВАЯ ЗУБООБРАБОТКА

ЗУБОШЕВИНГОВАНИЕ ДИСКОВЫМИ ШЕВЕРАМИ ЗУБОПРИКАТЫВАНИЕ ЭТАЛОННЫМИ ОБКАТНИКАМК

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ЗУБОНАРЕЗАНИЕ

ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИЕ МНОГОЗАХОДНЫМИ ЧЕРВЯЧНЫМИ ФРЕЗАМИ ЗУБОТОЧЕНИЕ ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИЕ ЧЕРВЯЧНЫМИ ФРЕЗАМИ С РАДИАЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ

ЧИСТОВАЯ ЗУБООБРАБОТКА

ЗУБОШЕВИНГОВАНИЕ ДИСКОВЫМИ ШЕВЕРАМИ ЗУБОПРИКАТЫВАНИЕ ЭТАЛОННЫМИ ОБКАТНИКАМИ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ЗУБОНАРЕЗАНИЕ

ДИСКОВЫМИ РЕЗЦОВЫМИ ГОЛОВКАМИ ОБКАТЫВАЮЩЕЕ ЗУБОПРОТЯГИВАНИЕ ДИСКОВЫМИ РЕЗЦОВЫМИ ГОЛОВКАМИ ОДНОВИТКОВЫМИ РЕЗЦОВЫМИ ГОЛОВКАМИ

в)

ЧИСТОВАЯ ЗУБООБРАБОТКА

ЗУБОШЕВИНГОВАНИЕ ДИСКОВЫМИ ШЕВЕРАМИ ЗУБОПРИКАТЫВАНИЕ ЭТАЛОННЫМИ ОБКАТНИКАМИ

Рис. 1.2. Прогрессивные технологические схемы зубообработки цилиндрических зубчатых колес

С целью замены зубодолбления дисковыми долбяками был создан способ контурного зубодолбления, обладающий большею производительностью. Для реализации данного способа применяются резцовые головки с фасонными резцами, имеющими эвольвентный профиль [8] (на рис. 1.2, часть а). Контурное зубодолбление, по производительности, превышает зубодолбление дисковыми долбяками в 5...8 раз, но его используют исключительно на операции предварительного зубонарезания, из-за низкой точности [9].

Повышение производительности процесса осуществляется за счет перехода к способам зубонарезания с применением зубопротягивания, которые, обладая возможностями для реализации рациональных схем формообразования зубчатого профиля и имея высокие технико-экономические показатели, успешно конкурируют с другими способами зубонарезания [10].

Охватывающее контурное протягивание (на рис. 1.2, часть а), в процессе которого заготовка зубчатого колеса проталкивается через полость, образованную режущими кромками протяжки, и имеющую определенную форму, является способом зубонарезания цилиндрических колес, обладающим высокой производительностью. Данный способ конкурирует с зубофрезерованием червячными фрезами и зубодолблением дисковыми долбяками [11, 12, 13].

Среди направлений повышения производительности способов зубонарезания цилиндрических зубчатых колес одним из прогрессивных является использование способов, основанных на сочетании основных движений, используемых в методе копирования, с дополнительными формообразующими движениями режущих элементов, например, способы комбинированного зубопротягивания [14, 15].

Способ кругодиагонального протягивания, при котором формообразование зубчатых поверхностей осуществляется за счет сложного движения расположенных на подвижном элементе чистовых резцов. Впадина зубчатого колеса вырезается за один оборот непрерывно вращающейся с постоянной скоростью дисковой протяжки. В процессе резания заготовка зубчатого колеса остается неподвижной, а во время прохождения свободного от резцов сектора инструмента, при помощи делительной головки, осуществляется деление заготовки на один зуб. Колесо автоматически отводится от протяжки после вырезания всех впадин [15, 16].

Еще одним способом кругового зубопротягивания цилиндрических зубчатых колес является зубопротягивание фрезопротяжками [15]. Сущность данного способа заключается в совмещении кругового протягивания с фрезерованием дисковой модульной фрезой по схеме бесцентроидного огибания.

С точки зрения точности получаемых колес способ обработки по схеме бес-центроидного огибания и способ кругового протягивания, в сравнении с процессами кинематического зубопротягивания, использующими принцип обкатки, имеют преимущество. Оно заключается в том, что неподвижная заготовка в процессе резания обеспечивает высокую жесткость технологической системы [17]. Также отсутствуют характерные для обработки по методу обката окружные составляющие усилия резания. Следует учитывать, что сложность инструмента в процессе его изготовления и эксплуатации в производственных условиях вызывает некоторые трудности.

Для всех способов зубопротягивания, реализующих метод обката, существует один общий недостаток - необходимость многозвенных кинематических цепей обката. Жесткость технологической системы снижается при наличии в процессе обработки подвижной заготовки, что неблагоприятно сказывается на точности нарезаемых зубчатых колес. В связи с чем возникает необходимость дополнительной механической обработки зубьев, что снижает эффективность применения способов протягивания и ограничивает возможности повышения качественных характеристик обрабатываемых колес.

Вариантом совершенствования процессов предварительного зубонаре-зания является использование многозаходных червячных фрез (на рис. 1.2, часть б). Однако возможность повышения эффективности применения фрез такого типа ограничена [15, 18]. Многозаходные фрезы, зачастую, применяют в процессе предварительного зубонарезания с последующим шлифованием или хонингованием. Применение двухзаходных фрез позволяет увеличить производительность зубонарезания на 40 %, а трехзаходных на 60 % [9].

Повысить производительность процесса зубофрезерования можно за счет применения червячных фрез, работающих с радиальной подачей (на рис. 1.2, часть б). В данном варианте обработки используются инструменты диаметром Ро > 200 мм. Для осуществления этого способа зубонарезания применяются червячные фрезы с поворотными рейками сборной конструкции [19]. Однако наличие вогнутости на боковых сторонах зубьев колеса и по дну впа-

дины является существенным недостатком данного способа зубонарезания. Величина вогнутости не должна превышать 2/3 величины припуска под последующее шевингование, в связи с этим возникает необходимость использования червячных фрез диаметром Д> > 200 мм с уменьшенным углом профиля [20]. Зубофрезерование червячными фрезами с радиальной подачей имеет высокую эффективность при зубонарезании цилиндрических зубчатых колес.

Повысить эффективность зубонарезания можно при использовании разработанного на кафедре «Технология машиностроения» Тульского государственного университета зуборезного инструмента - резцовых головок дискового и червячного типа [20]. В данном случае процесс зубонарезания осуществляется по методу обката без перемещения инструмента вдоль оси обрабатываемого колеса. При этом обнаружен следующий недостаток: на боковых поверхностях нарезанных зубьев, как и при зубофрезеровании червячными фрезами с радиальной подачей, образуется вогнутость.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кондрашов, Владимир Александрович, 2013 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Якобсон М.О. Современные методы обработки цилиндрических зубчатых колес. М.: Трудрезервиздат, 1958. 94 с.

2. Бенкин В.А. Прогрессивные методы финишной обработки цилиндрических зубчатых колес: Обзор / НИИМАШ. М., 1980. 40 с.

3. Володин Н.И. Накатка цилиндрических зубчатых колес. М.: Машиностроение, 1962. 185 с.

4. Симонов A.A. Научно-техническая конференция «Применение пластического деформирования при изготовлении зубчатых колес и шлицев» // Вестник машиностроения. 1981. №2. С.73-74.

5. Артамонов В.Д. Основные направления совершенствования процессов зубонарезания цилиндрических колес // Известия ТулГУ. Сер. Машиностроение. Тула: ТулГУ, 2000. Вып. 5. С. 7-15.

6. Калашников С.Н., Калашников A.C. Зубчатые колеса и их изготовление. М.: Машиностроение, 1983. 264 с.

7. Производство зубчатых колес: справочник / A.C. Калашников [и др.]. Под общ. ред. Б.А. Тайца. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1990. 464 с.

8. Lilla Gerald Е. Soft gear finishing // Tooling and production. 1981. №8. P. 90-93.

9. Степашкин С.M. Прогрессивные технологические процессы в автостроении. М.: Машиностроение, 1980. 320 с.

10. Доронин К.С. Прогрессивные способы обработки зубчатых колес: аналитический обзор. ЦНИИТЭИ, № 1851. М., 1979. 31 с.

11. Кузнецов A.M. Тенденции и перспективы развития методов обработки протягиванием // Режущий инструмент и производительность обработки резанием. М., 1982. С. 3-14

12. R. Thorn. Broaching - techniques unchanged but profiles are many // Metalworking Production. 1980. №1. S. 113-123.

13. Zeile Helmut. Bericht vom Kolloqium Räumen in Karlsruhe // VDI -

137

Zeitschrift. 1979. №18. S. 859-902.

14. Харалампиев И.С. Обкатывающее протягивание зубьев зубчатых колес. М.: Машиностроение, 1981. 212 с.

15. Виноградов В.М. Круговое протягивание цилиндрических зубчатых колес // Технология автомобилестроения. 1979. №2. С. 14-18.

16. Виноградов В.М. Повышение производительности и качества зубо-обработки при круговом протягивании // Вестник машиностроения. 1981. №3. С.51-54.

17. Виноградов В.М., Елхов П.Е., Терехов Н.В. Круговое протягивание инструментом с подвижным качающимся элементом // Станки и инструмент. 1983. №З.С.21-22.

18. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов. М.: Машиностроение, 1985. 304 с.

19. Пейсахович И.Б., Скундин А.Г. Прогрессивные направления в зубо-обработке цилиндрических и конических колес: обзор ЦНИИТЭИ трактор-сельхозмаш. М., 1974. 54 с.

20. Мисевич B.C. Радиальный метод фрезерования зубчатых колес // Станки и инструмент. 1964. №11. С. 16-18.

21. Коганов И.А., Валиков E.H., Федоров Ю.Н. Прогрессивные методы изготовления цилиндрических зубчатых колес. М.: Машиностроение, 1981. 136 с.

22. Феофилов Н. Д. Разработка и исследование способа зубонарезания цилиндрических узковенцовых колес одновитковыми резцовыми головками-протяжками: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 1979. 184 с.

23. Ямников A.C., Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д. Прогрессивная технология изготовления цилиндрических зубчатых колес // Технология машиностроения. М., 2000. №3. С. 11-13.

24. Филиппов Е.К. Новые направления в производстве зубообрабаты-вающих станков для изготовления незакаленных цилиндрических зубчатых колес // Станки и инструмент. 1979. №12. С. 1-2.

25. Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д., Малахов Г.В. Анализ возможностей управления процессами зубообработки цилиндрических колес малого модуля резцовыми головками // Известия Тульского государственного университета. Сер. Машиностроение. Тула: ТулГУ, 2001. Вып. 6. С. 50-54.

26. Федоров Ю.Н. Исследование процесса зубонарезания цилиндрических прямозубых колес дисковыми твердосплавными резцовыми головками по методу обката: дис.... канд. техн. наук. Тула, 1966. 267 с.

27. Ямников A.C., Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д., Филиппов К.В. Рациональное использование зуборезных резцовых головок при изготовлении цилиндрических колес // Технология машиностроения. М., 2002. №1. С. 15-17.

28. Ямников A.C., Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д. Перспективы применения резцовых головок большого диаметра для зубонарезания цилиндрических колес // Труды / Харьков: ХНПК "ФЭД", 2002. С. 103-106.

29. Артамонов В.Д., Федоров Ю.Н. Анализ эффективности процессов зубонарезания цилиндрических колес: монография. Тула, Изд-во Тул ГУ, 2008. 356 с.

30. Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д., Золотухина O.JL Обкатывающее зубопротягивание цилиндрических колес // Ежемесячный научно-технический журнал. М.: ООО СТИН, 2005. №5. С. 24-26.

31. Ямников A.C., Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д. Обкатывающее зубопротягивание цилиндрических колес однорядными дисковыми резцовыми головками // Современные проблемы и методология проектирования и производства силовых зубчатых передач. Труды / Тула: ТулГУ, 2000. С. 255-258.

32. Федоров Ю.Н. Дисковые резцовые головки для z-кратного обкатывающего зубопротягивания цилиндрических колес // Технология механической обработки и сборки. Тула, 1993. С. 40-47.

33. Ямников A.C., Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д. Повышение эффективности зубообработки цилиндрических колес // "СТИН". Ежемесячный научно-технический журнал. М.: ООО СТИН, 2000. №10. С.38-40.

34. Сухоруков Ю.Н., Евстигнеев Р.И. Инструменты для обработки зуб-

чатых колес методом свободного обката. Киев: Техника, 1983. 120 с.

35. Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д. Комплексный анализ эффективности процессов зубообработки цилиндрических колес // Труды / Тульский государственный университет. Тула: ТулГУ, 2000. С. 33-37.

36. Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д., Филиппов К.В.. Повышение эффективности комплексной обработки зубьев цилиндрических колес // Труды. Конструкторско-технологическая информатика: IV Международный конгресс / М.: Изд-во "Станкин", 2000. Т.2. С. 232-233.

37. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках: 4.2. - Зуборезные станки. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1974. 200 с.

38. Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени для технического нормирования работ на зуборезных станках. Крупносерийное и массовое производство. М.: Машгиз, 1959. 144 с.

39. Общемашиностроительные нормативы режимов резания: в 2 т. А.Д. Локтев [и др.]. М.: Машиностроение, 1991. Т.1. 304 с.

40. Ямников A.C. Исследование процесса чистовой обработки зубьев цилиндрических прямозубых колес резцовыми головками с нулевым углом профиля: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 1970. 245 с.

41. Малахов Г.В. Чистовое зубонарезание цилиндрических зубчатых колес: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 1980. 207 с.

42. Валиков E.H. Разработка и исследование метода чистового зубона-резания цилиндрических колес на заготовках с зубьями, полученными горячей штамповкой: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 1975. 139 с.

43. Коганов И.А. Прогрессивная обработка зубчатых профилей и фасонных поверхностей. Тула: Приок. кн. изд-во, 1970. 184 с.

44. Кондрашов В.А., Реализация рациональных схем резания, Молодежный вестник Политехнического института: сб. статей. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. С. 146-148.

45. Кондрашов В.А., Управление параметрами процессов зубонареза-

ния, V-я молодежная научно-практическая конференция студентов Тульского государственного университета «Молодежные инновации»: сборник докладов под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. Ядыкина Е.А. В 2 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. С. 94 - 96.

46. Патент РФ МКП RU С1 2445195 B23F 21/12. Резцовая головка / Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д., Маликов A.A., Кондратов В.А. Заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Тульский государственный университет». № 2010153631/02; заявл. 27.12.2010; опубл. 20.03.2012, Бюл. № 8. 5 е., ил.

47. Кондратов В.А., Моделирование процесса зубонарезания цилиндрических колес резцовыми головками // Известия ТулГУ. Сер. «Технические науки». Вып. 5. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. С. 41 - 47.

48. Иноземцев Г.Г. Червячные фрезы с рациональными геометрическими и конструктивными параметрами. Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1973. 224 с.

49. Коган Г.И. Повышение производительности зубофрезерных станков. М.: Машгиз, 1949. 224 с.

50. Медведицков С.Н. Высокопроизводительное зубонарезание фрезами. М.: Машиностроение, 1981. 104 с.

51. Медведицков С.Н. Червячные фрезы с новыми схемами резания // Машиностроитель. 1966. №6. С. 16-17.

52. Сидоренко А.К. Особенности изготовления крупно модульных колес. М.: Машиностроение, 1976. 112 с.

53. Сидоренко А.К. Прогрессивное зубофрезерование. М.: Машгиз, 1951. 116с.

54. Сидоренко А.К. Червячные фрезы. Опыт НКМЗ. М.: Машиностроение, 1980. 83 с.

55. Филатов В.П. Методы производительного фрезерования колес // Пути повышения производительности и точности при нарезании зубчатых колес / М.: Машгиз, 1954. С. 111-128.

56. Филатов В.П., Ротницкая Т.Ю. Высокопроизводительное зубофре-

зерование // Станки и инструмент. 1953. №1. С. 19-27.

57. Филатов В.П., Ротницкая Т.Ю. Высокопроизводительное зубофре-зерование // Станки и инструмент. 1953. №2. С. 6-10.

58. Филатов В.П., Ротницкая Т.Ю. Высокопроизводительное зубофре-зерование // Станки и инструмент. 1953. №3. С. 17-22.

59. Кондратов В.А., Управление процессом зубонарезания выравниванием параметров схемы резания, IV-я молодежная научно-практическая конференция студентов Тульского государственного университета «Молодежные инновации»: сборник докладов. Часть 2 / под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. Ядыкина Е.А. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. С. 103- 105.

60. Коганов И.А., Федоров Ю.Н.. Модернизация горизонтально-фрезерных станков для нарезания зубьев цилиндрических колес твердосплавными резцовыми головками. М.: ГОСИНТИ, 1966. 18 с.

61. Коганов И.А., Федоров Ю.Н. Производительность и точность механической обработки. Тула: Приок. кн. изд., 1968. 76 с.

62. Васин J1.A. Исследование процесса нарезания зубьев узковенцовых цилиндрических зубчатых колес червячными фрезами большого диаметра с радиальной подачей: дис.... канд. техн. наук. Тула, 1974. 221 с.

63. Феофилов Н.Д., Федоров Ю.Н. Исследования стойкости зуборезных одновитковых резцовых головок // Исследования в области технологии механической обработки и сборки. Тула. 1981. С. 100-103.

64. Шишков В.А. Образование поверхностей резанием по методу обкатки. М.: Машгиз, 1951. 152 с.

65. Кондрашов В.А., Определение параметров срезаемых слоев при зу-бонарезании графоаналитическим методом в среде AutoCAD, IV-я магистерская научно-техническая конференция Тульского государственного университета: сборник докладов / под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. Ядыкина Е.А. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. С. 245.

66. Федоров Ю.Н., Феофилов Н.Д. Методика расчета толщин срезов при профилировании зубьев цилиндрических колес по методу обката // Ис-

следования в области технологии механической обработки и сборки. Тула, 1975. Вып. 37. С. 31-36.

67. Федоров Ю.Н., Феофилов Н.Д. Определение толщины слоев металла, срезаемых периферийными режущими кромками инструмента при зубо-долблении // Изв. Вузов. Машиностроение. 1980. №7. С. 133-136

68. Федоров Ю.Н., Феофилов Н.Д. Расчет параметров процесса зубона-резания червячными фрезами // Исследования в области технологии механической обработки и сборки. Тула, 1977. С. 9-16.

69. Федоров Ю.Н., Ямников A.C. О закономерности профилирования эвольвентных зубьев способом обката // Исследования в области технологии машиностроения и режущего инструмента. Тула, 1971. Вып. 10. С. 37-46.

70. Коганов И.А., Федоров Ю.Н. Разработка и осуществление оптимальной схемы резания при скоростном зубофрезеровании твердосплавными резцовыми головками // Прогрессивная технология машиностроения. Тула: Приок. кн. изд., 1966. С. 178-183.

71. Коганов И.А., Федоров Ю.Н. Экспериментальное определение характера усилий резания при скоростном зубофрезеровании твердосплавными резцовыми головками // Прогрессивная технология машиностроения. Тула: Приок. кн. изд., 1966. С. 184-188.

72. Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д., Золотухина O.J1. Особенности схемы формообразования зубчатых профилей цилиндрических колес методом обката // Известия ТулГУ. Сер. Технологическая системотехника. Тула: Тул-ГУ, 2004. Вып. 3. С. 83-88.

73. Кондрашов В.А., Артамонов В.Д., Птицын В.В., Особенности схемы формообразования зубчатых профилей цилиндрических колес методом обката // Вестник ТулГУ. Сер. Инструментальные и метрологические системы. Тула: ТулГУ, 2008. С. 123 - 126.

74. Справочник металлистов: В 5 т. / Под ред. А.Н. Малова. М.: Маш-гиз, 1959. Т. 4. 778 с.

75. Федоров Ю.Н. Научные основы интенсификации технологии зубо-

обработки цилиндрических зубчатых колёс: дис. ... докт. техн. наук. Тула, 1986. 500 с.

76. Ямников A.C., Артамонов В.Д. Управление кинематикой процесса зубонарезания резцовыми головками по методу обкатывания // Технология машиностроения. Москва, издательский центр "Технология машиностроения", 2007. № 12. С. 27-31.

77. Кондратов В.А., Анализ производительности процессов зубонарезания, Сборник тезисов Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2008. С. 128 - 130.

78. Артамонов В.Д., Федоров Ю.Н. Моделирование процесса зубонарезания резцовыми головками // Управление качеством финишных методов обработки. Сборник научных трудов / Пермь, 1996. С. 130-135.

79. Ямников A.C., Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д. Анализ эффективности зубонарезания цилиндрических колес резцовыми головками // Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века: сборник трудов международной научно-технической конференции / Севастополь-Донецк: ДонГТУ, 1999. С.206-209.

80. Артамонов В.Д. Оптимизация процесса зубонарезания цилиндрических колес // "СТИН". Ежемесячный научно-технический журнал. Москва: ООО СТИН, 2003. № 9. С. 12-15.

81. Кондратов В.А., Структурная модель процесса зубонарезания методом обката, V-я молодежная научно-практическая конференция студентов Тульского государственного университета «Молодежные инновации»: сборник докладов под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. Ядыкина Е.А. В 2 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. С. 98 - 100.

82. Кондратов В.А., Управление параметрами процесса обкатывающего зубопротягивания дисковыми резцовыми головками // Известия ТулГУ. Сер. «Технические науки». Вып. 5. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. С. 47 - 56.

83. Патент РФ МКП RU С1 2280544 В23 F 23/00. Обкатно-делительный

механизм / Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д., Золотухина О.Л. Заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Тульский государственный университет». № 2005113333; заявл. 03.05.2005; опубл. 27.07.2006, Бюл. №21.6 е., ил.

84. Артамонов В.Д. Выбор критериев для оценки эффективности процессов зубонарезания цилиндрических колес // Современнные проблемы и методология проектирования и производства силовых зубчатых передач: сборник научных трудов / Тула: Изд-во ТулГУ, 2000. С. 249-252.

85. Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д., Строганова Е.Ю. Управление параметрами процессов зубонарезания цилиндрических колес резцовыми головками // Повышение эффективности механообработки на основе аналитического и экспериментального моделирования процессов. Тез. Докл. Всероссийской НТК / Рыбинск: РГАТА, 1999. С. 14-15.

86. Коганов И.А. Исследование методов скоростного фрезерования зубчатых профилей: дис.... канд. техн. наук. Тула, 1952. 253 с.

87. Коганов И.А. Разработка и исследование новых методов формообразования зубчатых профилей и фасонных поверхностей. Дис. ... д-ра техн. наук. Тула, 1968. 304 с.

88. Артамонов В.Д. Технологические основы повышения эффективности зубонарезания цилиндрических колес с продольной модификацией зубьев: дис. ... докт. техн. наук. Тула, 2012. 380 с.

89. Кондрашов В.А., Артамонов В.Д., Исследование возможностей управления параметрами процесса обкатывающего зубопротягивания цилиндрических колес // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. № 2 - 6 (292), 2012. С. 3 - 9.

90. Федоров Ю.Н. Совершенствование кинематики зубообразования резанием по методу обкатывания // Исследования в области инструментального производства и обработки металлов резанием. Тула, 1989. С. 30-40.

91. Кондрашов В.А., Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д., Перспективная модернизация фрезерных станков для эффективного зубонарезания цилиндрических колес // Технология машиностроения. М., 2012. № 5 (119). С. 27 - 30.

92. Кондратов В.А., Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д., Возможности модернизации фрезерных станков для зубонарезания цилиндрических колес // Технология машиностроения. М., 2012. № 4 (118). С. 16 - 19.

93. Патент РФ МКП RU С2 2447974 B23F 5/26. Способ зубонарезания цилиндрических зубчатых колес методом обката / Грязев М. В., Федоров Ю. Н., Артамонов В. Д., Кондратов В. А. Заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Тульский государственный университет». № 2010128164/02; заявл. 07.07.2010; опубл. 20.04.2012, Бюл. № 11. 5 е., ил.

94. Коганов И.А., Федоров Ю.Н. Резцовая головка для нарезания зубьев цилиндрических колес // Рабочие чертежи к изобретениям и рационализаторским предложениям. Киев, 1976. С. 16-17.

95. Мойсеенко О.И., Павлов J1.E., Диденко С.И. Твердосплавные зуборезные инструменты. М.: Машиностроение, 1977. 190 с.

96. Артамонов В. Д., Федоров Ю. Н., Малахов Г. В. Повышение технологичности зуборезного инструмента // Технологические системы в машиностроении. Труды МНТК / Тула: ТулГУ, 2002. С.250-253.

97. Артамонов В.Д., Федоров Ю.Н., Малахов Г.В. Реализация принципа взаимозаменяемости в зуборезных резцовых головках // Технологические системы в машиностроении. Труды МНТК / Тула: ТулГУ, 2002. С.254-258.

98. Федоров Ю.Н., Артамонов В.Д. Реализация принципа взаимозаменяемости в зуборезных головках // "СТИН". Ежемесячный научно-технический журнал. Москва: ООО СТИН, 2003. № 10. С. 10-13.

99. Коганов И.А., Федоров Ю.Н. Производительность и точность механической обработки. Тула: Приок. кн. изд., 1968. 76 с.

100. A.c. 671930 СССР. Сборный резец / Ю.Н.Федоров, Г.В. Малахов. Опубл. вБ.И. 1979. №25.

101. A.c. 437571 СССР. Режущий инструмент / И.А. Коганов, Ю.Н.Федоров, Л.В. Кунаев. Опубл. в Б.И. 1974. №28.

102. A.c. 916105 СССР. Режущий инструмент / Ю.Н.Федоров. Опубл. в Б.И. 1982. №12.

103. Иноземцев Г.Г. Проектирование металлорежущих инструментов. М.: Машиностроение, 1984. 272 с.

104. Мойсеенко О.И., Захаренко И.П., Сидоренко Л.С. Скоростное зу-бофрезерование. Киев: Техника, 1972. 216 с.

105. Родин П.Р., Климов В.И., Якубсон С.Б. Технология изготовления зуборезного инструмента. Киев.: Техника, 1982. 208 с.

Приложение А Расчет общей длины обката

Для определения общей длины обката при вырезании одной впадины зубчатого колеса рассмотрим схему, представленную на рис. А. 1. Момент касания периферийной режущей кромкой инструмента окружности вершин зубьев колеса в точке А определяет начало движения обката. В момент, когда боковая режущая кромка инструмента формирует точку К, на радиусе окружности вершин колеса, обкат заканчивается.

Рис. 1. Схема определения общей длины обката при вырезании впадины зубчатого колеса

Длина /2 находится из треугольника 0\АС\

где гм> 1 - радиус начальной окружности колеса, мм; га\ - радиус окружности вершин зубьев, мм; гд - радиус впадин обрабатываемого колеса, мм; /га1 -высота головки зуба обрабатываемого колеса, мм.

Длина /3 находится из соотношения

КР KN-NP

/3 = РМ =

cosa

cosa

2~%2 +ha]f-rW]2.cos2a-, NP = r -sina.

где КИ — -у'а^ 'Ь\ — "\iVwi 1 ,1а\) 'м>\

При нарезании зубчатых колес с нулевым смещением и при использовании резцовых головок, имеющих стандартный исходный контур производящей рейки а = 20° величины г^, Иа0, ка\ выражаются через число зубьев обрабатываемого колеса г\ и модуль т:

W\

УУ12\

- ' ha0 = \2Ът; hat = т.

щ

Следовательно

с * \

71

1\-т- — - l,25tga

¡2 = т • ^2,25{z\ - 0,25);

1-х -т

Z\ .

— sin a

2 у

+ z¡ +1

Z1

cosa

tga

U =

71 т

Таким образом, общая длина обката при вырезании одной впадины зубчатого колеса

1обк = т

71 2

^ +1,25 • tga + V2>25(zl - °>25) + v 2 у

'г ^2

Z1 • —sin a

2

+ zi+ 1

cosa

Расчет числа резцов дисковых резцовых головок для обкатывающего зубопротягивания

Модуль Число зубьев Элементарная подача обката >01 >У1 Ко К\ фи Д&тах к /з и 1обк Число Диаметр резцовой головки

т (мм) колеса г К? ■ с/1 (мм) (мм) (мм) (мм) (мм) (мм) (рад) (мм) (мм) (мм) (мм) (мм) (мм) резцов г0 £>0 (мм)

/ 2 ,5 7 8 9 10 // 12 13 14 /5 16 17

2 17 0,1 17 19 14,5 2,5 2 0,761 0,0758 0,66 12,28 4,76 1,57 19,27 192,6755 2279,201266

2 17 0,2 17 19 14,5 2,5 2 0,761 0,1509 0,66 12,28 4,76 1,57 19,27 96,33774 1136,635633

2 17 0,3 17 19 14,5 2,5 2 0,761 0,2253 0,66 12,28 4,76 1,57 19,27 64,22516 755,7804221

2 17 0,4 17 19 14,5 2,5 2 0,761 0,2991 0,66 12,28 4,76 1,57 19,27 48,16887 565,3528166

2 17 0,5 17 19 14,5 2,5 2 0,761 0,3722 0,66 12,28 4,76 1,57 19,27 38,5351 451,0962532

2 17 0,6 17 19 14,5 2,5 2 0,761 0,4447 0,66 12,28 4,76 1,57 19,27 32,11258 374,925211

2 17 0,7 17 19 14,5 2,5 2 0,761 0,5165 0,66 12,28 4,76 1,57 19,27 27,52507 320,5173237

2 17 0,8 17 19 14,5 2,5 2 0,761 0,5877 0,66 12,28 4,76 1,57 19,27 24,08444 279,7114083

2 17 0,9 17 19 14,5 2,5 2 0,761 0,6583 0,66 12,28 4,76 1,57 19,27 21,40839 247,973474

2 17 1 17 19 14,5 2,5 2 0,761 0,7282 0,66 12,28 4,76 1,57 19,27 19,26755 222,5831266

2 27 0,1 27 29 24,5 2,5 2 0,599 0,0597 0,66 15,52 5,12 1,57 22,87 228,6661 2706,04972

2 27 0,2 27 29 24,5 2,5 2 0,599 0,119 0,66 15,52 5,12 1,57 22,87 114,333 1350,05986

2 27 0,3 27 29 24,5 2,5 2 0,599 0,1779 0,66 15,52 5,12 1,57 22,87 76,22203 898,06324

2 27 0,4 27 29 24,5 2,5 2 0,599 0,2364 0,66 15,52 5,12 1,57 22,87 57,16652 672,06493

2 27 0,5 27 29 24,5 2,5 2 0,599 0,2945 0,66 15,52 5,12 1,57 22,87 45,73322 536,465944

2 27 0,6 27 29 24,5 2,5 2 0,599 0,3522 0,66 15,52 5,12 1,57 22,87 38,11101 446,06662

2 27 0,7 27 29 24,5 2,5 2 0,599 0,4096 0,66 15,52 5,12 1,57 22,87 32,66658 381,4956743

2 27 0,8 27 29 24,5 2,5 2 0,599 0,4665 0,66 15,52 5,12 1,57 22,87 28,58326 333,067465

2 27 0,9 27 29 24,5 2,5 2 0,599 0,523 0,66 15,52 5,12 1,57 22,87 25,40734 295,40108

2 27 1 27 29 24,5 2,5 2 0,599 0,5792 0,66 15,52 5,12 1,57 22,87 22,86661 265,267972

2 27 0,1 27 29 24,5 2,5 2 0,599 0,0597 0,66 15,52 5,12 1,57 22,87 228,6661 2706,04972

2 27 0,2 27 29 24,5 2,5 2 0,599 0,119 0,66 15,52 5,12 1,57 22,87 114,333 1350,05986

2 44 0,3 44 46 41,5 2,5 2 0,466 0,1387 0,66 19,84 5,44 1,57 27,51 91,71426 1081,801145

2 44 0,4 44 46 41,5 2,5 2 0,466 0,1845 0,66 19,84 5,44 1,57 27,51 68,7857 809,8683588

2 44 0,5 44 46 41,5 2,5 2 0,466 0,23 0,66 19,84 5,44 1,57 27,51 55,02856 646,708687

2 44 0,6 44 46 41,5 2,5 2 0,466 0,2753 0,66 19,84 5,44 1,57 27,51 45,85713 537,9355725

2 44 0,7 44 46 41,5 2,5 2 0,466 0,3203 0,66 19,84 5,44 1,57 27,51 39,30611 460,2404907

2 44 0,8 44 46 41,5 2,5 2 0,466 0,3651 0,66 19,84 5,44 1,57 27,51. 34,39285 401,9691794

2 44 0,9 44 46 41,5 2,5 2 0,466 0,4097 0,66 19,84 5,44 1,57 27,51 30,57142 356,6470483

2 44 1 44 46 41,5 2,5 2 0,466 0,4541 0,66 19,84 5,44 1,57 27,51 27,51428 320,3893435

Я

ТЗ

к а о Ы

а> И к ев

1 2 Я 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 N 15 16 17

2,5 17 0,1 21,25 23,75 18,125 3,125 2,5 0,761 0.0758 0,825 15,35 5,95 1,96 24,08 240,8444 2850,484083

2,5 17 0,2 21,25 23,75 18,125 3,125 2,5 0,761 0,1511 0,825 15,35 5,95 1,96 24,08 120,4222 1422,277041

2,5 17 0,3 21,25 23,75 18,125 3,125 2,5 0,761 0,2259 0,825 15,35 5,95 1,96 24,08 80,28145 946,2080276

2,5 17 0,4 21,25 23,75 18,125 3,125 2,5 0,761 0,3001 0,825 15,35 5,95 1,96 24,08 60,21109 708,1735207

2,5 17 0,5 21,25 23,75 18,125 3,125 2,5 0,761 0,3739 0,825 15,35 5,95 1,96 24,08 48,16887 565,3528166

2,5 17 0,6 21,25 23,75 18,125 3,125 2,5 0,761 0,447 0,825 15,35 5,95 1,96 24,08 40,14073 470,1390138

2,5 17 0,7 21,25 23,75 18,125 3,125 2,5 0,761 0,5197 0,825 15,35 5,95 1,96 24,08 34,40634 402,1291547

2,5 17 0,8 21,25 23,75 18,125 3,125 2,5 0,761 0,5919 0,825 15,35 5,95 1,96 24,08 30,10554 351,1217603

2,5 17 0,9 21,25 23,75 18,125 3,125 2,5 0,761 0,6635 0,825 15,35 5,95 1,96 24,08 26,76048 311,4493425

2,5 17 1 21,25 23,75 18,125 3,125 2,5 0,761 0,7346 0,825 15,35 5,95 1,96 24,08 24,08444 279,7114083

2,5 27 0,1 33,75 36,25 30,625 3,125 2,5 0,599 0,0598 0,825 19,4 6,4 1,96 28,58 285,8326 3384,04465

2,5 27 0,2 33,75 36,25 30,625 3,125 2,5 0,599 0,1192 0,825 19,4 6,4 1,96 28,58 142,9163 1689,057325

2,5 27 0,3 33,75 36,25 30,625 3,125 2,5 0,599 0,1783 0,825 19,4 6,4 1,96 28,58 95,27753 1124,06155

2,5 27 0,4 33,75 36,25 30,625 3,125 2,5 0,599 0,2371 0,825 19,4 6,4 1,96 28,58 71,45815 841,5636625

2,5 27 0,5 33,75 36,25 30,625 3,125 2,5 0,599 0,2955 0,825 19,4 6,4 1,96 28,58 57,16652 672,06493

2,5 27 0,6 33,75 36,25 30,625 3,125 2,5 0,599 0,3537 0,825 19,4 6,4 1,96 28,58 47,63877 559,065775

2,5 27 0,7 33,75 36,25 30,625 3,125 2,5 0,599 0,4115 0,825 19,4 6,4 1,96 28,58 40,83323 478,3520929

2,5 27 0,8 33,75 36,25 30,625 3,125 2,5 0,599 0,469 0,825 19,4 6,4 1,96 28,58 35,72908 417,8168313

2,5 27 0,9 33,75 36,25 30,625 3,125 2,5 0,599 0,5262 0,825 19,4 6,4 1,96 28,58 31,75918 370,73385

2,5 27 1 33,75 36,25 30,625 3,125 2,5 0,599 0,5831 0,825 19,4 6,4 1,96 28,58 28,58326 333,067465

2,5 44 0,1 55 57,5 51,875 3,125 2,5 0,466 0,0465 0,825 24,8 6,8 1,96 34,39 343,9285 4073,061794

2,5 44 0,2 55 57,5 51,875 3,125 2,5 0,466 0,0928 0,825 24,8 6,8 1,96 34,39 171,9642 2033,565897

2,5 44 0,3 55 57,5 51,875 3,125 2,5 0,466 0,1389 0,825 24,8 6,8 1,96 34,39 114,6428 1353,733931

2,5 44 0,4 55 57,5 51,875 3,125 2,5 0,466 0,1849 0,825 24,8 6,8 1,96 34,39 85,98212 1013,817948

2,5 44 0,5 55 57,5 51,875 3,125 2,5 0,466 0,2306 0,825 24,8 6,8 1,96 34,39 68,7857 809,8683588

2,5 44 0,6 55 57,5 51,875 3,125 2,5 0,466 0,2761 0,825 24,8 6,8 1,96 34,39 57,32141 673,9019656

2,5 44 0,7 55 57,5 51,875 3,125 2,5 0,466 0,3215 0,825 24,8 6,8 1,96 34,39 49,13264 576,7831134

2,5 44 0,8 55 57,5 51,875 3,125 2,5 0,466 0,3667 0,825 24,8 6,8 1,96 34,39 42,99106 503,9439742

2,5 44 0,9 55 57,5 51,875 3,125 2,5 0,466 0,4116 0,825 24,8 6,8 1,96 34,39 38,21428 447,2913104

2,5 44 1 55 57,5 51,875 3,125 2,5 0,466 0,4564 0,825 24,8 6,8 1,96 34,39 34,39285 401,9691794

1 2 .? 4 5 6 7 я 9 10 11 12 13 14 75 16 17

3 20 0.1 30 33 26,25 3.75 3 0,7 0.0698 0.99 20 7,34 2,36 30,68 306,8087 3632,821718

3 20 0,2 30 33 26,25 3,75 3 0,7 0,1392 0,99 20 7,34 2,36 30,68 153,4044 1813,445859

3 20 0,3 30 33 26,25 3,75 3 0,7 0,2082 0,99 20 7,34 2,36 30,68 102,2696 1206,987239

3 20 0,4 30 33 26,25 3,75 3 0,7 0,2769 0,99 20 7,34 2,36 30,68 76,70219 903,7579295

3 20 0,5 30 33 26,25 3,75 3 0,7 0,3452 0,99 20 7,34 2,36 30,68 61,36175 721,8203436

3 20 0,6 30 33 26,25 3,75 3 0,7 0,4131 0,99 20 7,34 2,36 30,68 51,13479 600,5286197

3 20 0,7 30 33 26,25 3,75 3 0,7 0,4806 0,99 20 7,34 2,36 30,68 43,82982 513,891674

3 20 0,8 30 33 26,25 3,75 3 0,7 0,5478 0,99 20 7,34 2,36 30,68 38,35109 448,9139648

3 20 0,9 30 33 26,25 3,75 3 0,7 0,6147 0,99 20 7,34 2,36 30,68 34,08986 398,3757465

3 20 1 30 33 26,25 3,75 3 0,7 0,6811 0,99 20 7,34 2,36 30,68 30,68087 357,9451718

3 40 0,1 60 63 56,25 3,75 3 0,489 0,0488 0,99 28,37 8,08 2,36 39,79 397,9252 4713,463093

3 40 0,2 60 63 56,25 3,75 3 0,489 0,0975 0,99 28,37 8,08 2,36 39,79 198,9626 2353,766546

3 40 0,3 60 63 56,25 3,75 3 0,489 0,146 0,99 28,37 8,08 2,36 39,79 132,6417 1567,201031

3 40 0,4 60 63 56,25 3,75 3 0,489 0,1943 0,99 28,37 8,08 2,36 39,79 99,4813 1173,918273

3 40 0,5 60 63 56,25 3,75 3 0,489 0,2425 0,99 28,37 8,08 2,36 39,79 79,58504 937,9486186

3 40 0,6 60 63 56,25 3,75 3 0,489 0,2904 0,99 28,37 8,08 2,36 39,79 66,32087 780,6355155

3 40 0,7 60 63 56,25 3,75 3 0,489 0,3382 0,99 28,37 8,08 2,36 39,79 56,84646 668,2690133

3 40 0,8 60 63 56,25 3,75 3 0,489 0,3858 0,99 28,37 8,08 2,36 39,79 49,74065 583,9941366

3 40 0,9 60 63 56,25 3,75 3 0,489 0,4333 0,99 28,37 8,08 2,36 39,79 44,21391 518,4470103

3 40 1 60 63 56,25 3,75 3 0,489 0,4806 0,99 28,37 8,08 2,36 39,79 39,79252 466,0093093

4 20 0,1 40 44 35 5 4 0,7 0,0698 1,321 26,66 9,78 3,14 40,91 409,0783 4845,738958

4 20 0,2 40 44 35 5 4 0,7 0,1394 1,321 26,66 9,78 3,14 40,91 204,5392 2419,904479

4 20 0,3 40 44 35 5 4 0,7 0,2086 1,321 26,66 9,78 3,14 40,91 136,3594 1611,292986

4 20 0,4 40 44 35 5 4 0,7 0,2776 1,321 26,66 9,78 3,14 40,91 102,2696 1206,987239

4 20 0,5 40 44 35 5 4 0,7 0,3463 1,321 26,66 9,78 3,14 40,91 81,81567 964,4037915

4 20 0,6 40 44 35 5 4 0,7 0,4147 1,321 26,66 9,78 3,14 40,91 68,17972 802,6814929

4 20 0,7 40 44 35 5 4 0,7 0,4829 1,321 26,66 9,78 3,14 40,91 58,43976 687,1655654

4 20 0,8 40 44 35 5 4 0,7 0,5508 1,321 26,66 9,78 3,14 40,91 51,13479 600,5286197

4 20 0,9 40 44 35 5 4 0,7 0,6184 1,321 26,66 9,78 3,14 40,91 45,45315 533,1443286

4 20 1 40 44 35 5 4 0,7 0,6857 1,321 26,66 9,78 3,14 40,91 40,90783 479,2368958

1 2 Я 4 5 6 7 Я 9 10 11 12 и 14 75 16 17

4 40 0.1 80 84 75 5 4 0,489 0,0489 1,321 37,83 10,8 3,14 53,06 530,567 6286,594124

4 40 0,2 80 84 75 5 4 0,489 0,0976 1,321 37,83 10,8 3,14 53,06 265,2835 3140,332062

4 40 0,3 80 84 75 5 4 0,489 0,1462 1,321 37,83 10,8 3,14 53,06 176,8557 2091,578041

4 40 0,4 80 84 75 5 4 0,489 0,1947 1,321 37,83 10,8 3,14 53,06 132,6417 1567,201031

4 40 0,5 80 84 75 5 4 0,489 0,243 1,321 37,83 10,8 3,14 53,06 106,1134 1252,574825

4 40 0,6 80 84 75 5 4 0,489 0,2912 1,321 37,83 10,8 3,14 53,06 88,42783 1042,824021

4 40 0,7 80 84 75 5 4 0,489 0,3393 1,321 37,83 10,8 3,14 53,06 75,79528 893,0020177

4 40 0,8 80 84 75 5 4 0,489 0,3873 1,321 37,83 10,8 3,14 53,06 66,32087 780,6355155

4 40 0,9 80 84 75 5 4 0,489 0,4351 1,321 37,83 10,8 3,14 53,06 58,95188 693,2393471

4 40 1 80 84 75 5 4 0,489 0,4827 1,321 37,83 10,8 3,14 53,06 53,0567 623,3224124

5 20 0,1 50 55 43,75 6,25 5 0,7 0,0699 1,651 33,33 12,2 3,93 51,13 511,3479 6058,656197

5 20 0,2 50 55 43,75 6,25 5 0,7 0,1395 1,651 33,33 12,2 3,93 51,13 255,674 3026,363098

5 20 0,3 50 55 43,75 6,25 5 0,7 0,2089 1,651 33,33 12,2 3,93 51,13 170,4493 2015,598732

5 20 0,4 50 55 43,75 6,25 5 0,7 0,2781 1,651 33,33 12,2 3,93 51,13 127,837 1510,216549

5 20 0,5 50 55 43,75 6,25 5 0,7 0,347 1,651 33,33 12,2 3,93 51,13 102,2696 1206,987239

5 20 0,6 50 55 43,75 6,25 5 0,7 0,4157 1,651 33,33 12,2 3,93 51,13 85,22465 1004,834366

5 20 0,7 50 55 43,75 6,25 5 0,7 0,4843 1,651 33,33 12,2 3,93 51,13 73,0497 860,4394567

5 20 0,8 50 55 43,75 6,25 5 0,7 0,5525 1,651 33,33 12,2 3,93 51,13 63,91849 752,1432746

5 20 0,9 50 55 43,75 6,25 5 0,7 0,6206 1,651 33,33 12,2 3,93 51,13 56,81643 667,9129108

5 20 1 50 55 43,75 6,25 5 0,7 0,6885 1,651 33,33 12,2 3,93 51,13 51,13479 600,5286197

5 40 0,1 100 105 93,75 6,25 5 0,489 0,0489 1,651 47,29 13,5 3,93 66,32 663,2087 7859,725155

5 40 0,2 100 105 93,75 6,25 5 0,489 0,0977 1,651 47,29 13,5 3,93 66,32 331,6043 3926,897577

5 40 0,3 100 105 93,75 6,25 5 0,489 0,1463 1,651 47,29 13,5 3,93 66,32 221,0696 2615,955052

5 40 0,4 100 105 93,75 6,25 5 0,489 0,1949 1,651 47,29 13,5 3,93 66,32 165,8022 1960,483789

5 40 0,5 100 105 93,75 6,25 5 0,489 0,2434 1,651 47,29 13,5 3,93 66,32 132,6417 1567,201031

5 40 0,6 100 105 93,75 6,25 5 0,489 0,2917 1,651 47,29 13,5 3,93 66,32 110,5348 1305,012526

5 40 0,7 100 105 93,75 6,25 5 0,489 0,34 1,651 47,29 13,5 3,93 66,32 94,7441 1117,735022

5 40 0,8 100 105 93,75 6,25 5 0,489 0,3881 1,651 47,29 13,5 3,93 66,32 82,90109 977,2768944

5 40 0,9 100 105 93,75 6,25 5 0,489 0,4361 1,651 47,29 13,5 3,93 66,32 73,68986 868,0316839

5 40 1 100 105 93,75 6,25 5 0,489 0,4841 1,651 47,29 13,5 3,93 66,32 66,32087 780,6355155