Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Процессы механической обработки, станки и инструменты

Диссертационная работа:

Сухарский Иван Николаевич. Повышение эффективности зубофрезерования червячных и спироидных колес посредством комплексного управления процессом : диссертация ... кандидата технических наук : 05.03.01 / Сухарский Иван Николаевич; [Место защиты: Орлов. гос. техн. ун-т].- Орел, 2009.- 182 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/1202

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы. Обработка деталей с периодическими профилями (червячные колеса, спироидные колеса, зубчатые колеса, зубчатые муфты, детали шлицевых соединений и др.) является одним из наиболее трудоемких видов производств современного машиностроения. Решением вопросов качественного изготовления червячных передач наука и производство занимаются более 100 лет.

В любых разновидностях червячной передачи, включая глобоидные и спироидные, передаточное число многократно превышает отношение делительных диаметров червяка и колеса, что позволяет заменить одной компактной передачей многоступенчатый зубчатый редуктор. Поэтому червячные передачи оригинальных конструкций, наряду со стандартизированными редукторами, широко применяются в металлургическом и ремонтном оборудовании, различных силовых и делительных механизмах станков и прочих машинах. Использование многозаходных червячных и спироидных передач позволяет во многих случаях упростить кинематику, повысить надежность, уменьшить габаритные размеры, снизить трудоемкость изготовления привода.

Реальный рост нагрузочной способности, долговечности и точности червячных и спироидных передач, напрямую зависит от метода формообразования производящей поверхности и точности изготовления червячной фрезы для червячных колес, прогнозирования сил резания, определением погрешностей зубчатых колес, вызванных деформацией технологической системы.

Современные разработки инструментальщиков и станкостроителей в области создания новых схем разделения срезаемых слоев, определения оптимальной геометрии, использования станков с ЧПУ, оперативно вводящих коррекцию по результатам измерений обрабатываемой или обработанной детали, расширяют возможности такого зубофрезерования и позволяют повысить его производительность и эффективность.

Изменения, вносимые в отработанные технологические процессы, в свою очередь, приводят к большим затратам, связанным с детальным изучением схемы резания и разработкой режимов обработки и влиянием вносимых изменений на показатели качества готовой детали. В этой связи актуальна задача определения степени влияния различных параметров (конструкций инструмента, схем резания, режимов резания) на такие показатели, как качество червячного и спироидного колес, производительность обработки, стойкость червячной фрезы и создание методики управления процессом, основанная на анализе виртуальных моделей, позволяющей не только значительно сократить расходы, но и исключить нерациональные варианты обработки на ранних стадиях проектирования.

Проблемы достижения данной цели при обработке червячных и спироидных колес зубофрезерованием, сопряжен с кинематически сложным процессом, зависимостью его от множественных входных параметров, а также от большого количества стохастических погрешностей, сопутствующих нарезанию зубьев.

Цель работы. Повышение эффективности зубофрезерования червячных и спироидных колес на основе управления комплексом параметров процесса, включающим широкий диапазон сочетания подач и размеров заборного конуса инструмента.

Для реализации цели работы необходимо решить комплекс взаимосвязанных задач:

- разработать математическую модель, отображающую обработку червячных и спироидных колес червячными фрезами;

- выполнить анализ кинематики, включающий определение рабочих углов инструмента и параметров срезаемого слоя;

- провести анализ составляющих сил и выявить степень влияния режимов обработки, схем резания, параметров нарезаемого червячного и спироидного колес и инструмента на их величину и изменения;

- определить среднюю высоту профиля шероховатости зубьев червячных и спироидных колес за счет разработанной универсальной методики;

- экспериментально установить адекватность теоретических расчетов;

- разработать практические рекомендации по повышению точности деталей и производительности обработки.

Методы исследования. Использовались научные основы технологии машиностроения, теории резания металлов. Теоретическое исследование проводилось на базе методологии системного анализа, векторного анализа, теорий зубчатых зацеплений, дифференциальной геометрии.

Экспериментальные исследования проводились на действующем оборудовании в лабораториях кафедры ТМиКТИ ОрелГТУ и в реальных производственных условиях ОАО «Промприбор» (г. Ливны Орловская обл.) на заводе им. Медведево (г. Орел). Измерения производились в «Центральной измерительной лаборатории» ОАО «Промприбор» при помощи многофакторного планирования экспериментов и статистического анализа, математического моделирования и программирования.

Научная новизна. Разработана универсальная математическая модель процесса зубофрезерования червячных и спироидных колес червячными фрезами со стандартным и модифицированным профилем, позволяющая за счет управления технологическими параметрами, параметрами детали и инструмента повысить эффективность процесса обработки.

Новый способ обработки червячных и спироидных колес комбинированной подачей фрезы с заборным конусом.

Практическая ценность работы заключается:

- в повышении эффективности зубофрезерования червячных и спироидных колес за счет комбинированной подачи червячной фрезой с определенным заборным конусом;

- в управлении величиной шероховатости червячных и спироидных колес, и исключении нерациональных вариантов обработки на стадии проектирования;

- в улучшении параметров точности профиля боковой поверхности зубьев червячных и спироидных колес на 1-2 степени;

- в снижении максимальных составляющих силы резания при зубофрезеровании в 1,2 раза;

- в экономии инструментального материала до 35%.

Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы в учебном процессе при чтении курса «Технология машиностроения» в ОрелГТУ, а также апробированы и внедрены на ОАО «Промприбор» (г. Ливны Орловская обл.), ООО «Электромаш» (г. Ливны Орловская обл.).

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях: «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии» (г. Орел, 2007, 2008, 2009 г.); «Фундаментальные и прикладные проблемы в машиностроительном комплексе. Технология - 2008» (г. Орел, 2008 г.), «Высокие технологии в машиностроении» (Самара, 2007 г.); «Проблемы качества машин и их конкурентоспособности» (Брянск, 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, 4 из которых опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК, для публикации трудов на соискание ученых степеней и 4 патента РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 165 страницах основного текста, содержит 91 рисунок и 2 таблицы. Состоит из введения, пяти глав, списка литературы, включающего 99 наименования, 3 приложений.

Автор выражает благодарность к.т.н. доценту Полохину О.В. за консультации по теме диссертации.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net