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:

Полохин Олег Владимирович. Совершенствование обработки цилиндрических зубчатых колес инструментами червячного типа на основе анализа математического отображения схемы резания : Дис. ... канд. техн. наук : 05.03.01 : Орел, 2003 177 c. РГБ ОД, 61:04-5/810

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Основные обозначения 4

Введение 6

1. Состояние вопроса управления процессом нарезания зубьев инструментами червячного типа 10

1.1. Варианты управления процессом обработки зубчатых колес инструментами червячного типа 10

1.2. Особенности кинематики формообразования инструментами червячного типа 18

1.3. Конструкции инструментов червячного типа 25

1.4. Особенности износа инструментов червячного типа 33

1.5. Исследование сил резания при обработке инструментами червячного типа 37

1.6. Выводы и постановка задач исследования 40

2. Теоретические основы процесса обработки зубьев инструментами червячного типа 43

2.1. Математическое отображение схемы резания инструментами червячного типа 43

2.2. Профилирование режущего инструмента, работающего по методу обката 48

2.3. Анализ математического отображения кинематической схемы резания зубьев инструментами червячного типа 57

2.4. Определение сил резания при нарезании зубьев инструментами червячного типа 65

2.5. Определение погрешностей зубчатых колес, вызванных деформацией технологической системы 78

2.6 Управление параметрами качества зубчатых колес 85

3. Методика проведения экспериментальных исследований 101

3.1. Методика исследования износа инструмента 102

3.2. Методика исследования жесткости зубофрезерных станков 107

3.3. Методика исследования составляющих силы резания ПО

3.4. Методика экспериментального исследования типовых погрешностей, возникающих при обработке инструментами червячного типа 117

4. Экспериментальные исследование точности зубчатых колес при обработке инструментами червячного типа 119

4.1. Определение стойкостных характеристик 119

4.2. Определение жесткости зубофрезерных станков 128

4.3. Исследование сил резания при обработке инструментами червячного типа 131

4.4. Экспериментальное исследование типовых погрешностей, возникающих при обработке инструментами червячного типа 139

5. Реализация результатов исследований и расчет экономической эффективности 147

6. Выводы и предложения 154

Список литературы 157

Приложения 166 

Введение к работе:

Актуальность работы. Обработка деталей с периодическими профилями (зубчатые колеса, зубчатые муфты, детали шлицевых соединений и др.) является одним из наиболее трудоемких видов производств современного машиностроения. Наибольший удельный вес по своей универсальности и практической применяемости среди распространенных методов зубонарезания такого класса деталей занимает обработка инструментами червячного типа, работающими по методу обката.

Реализация данного метода охватывает многообразие схем формообразования (зуботочение, зубофрезерование с радиальной, осевой, диагональной и тангенциальной подачей) и широкий спектр конструкций инструмента (в том числе инструменты, оснащенные твердым сплавом; с измененной заходной частью; многозаходный инструмент; инструмент с совмещением черновой и чистовой обработки; сборные конструкции; инструмент с измененной по сравнению с традиционной схемой резания: прогрессивной, вершинонагруженной, с попеременнонагруженными боковыми кромками; инструмент с измененным углом профиля; инструмент определенной установки).

Новые достижения инструментальщиков и станкостроителей в области разработки 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 зубонарезания 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 колеса, произво дительность обработки, стойкость инструмента и создание методики управления процессом, основанной на анализе виртуальных моделей, позволяющей не только значительно сократить расходы, но и исключить нерациональные варианты на ранних стадиях проектирования.

Трудность достижения данной цели при обработке зубьев инструментами червячного типа сопряжена с кинематической сложностью процесса, зависимостью его от нескольких входных параметров, а также от большого количества стохастических погрешностей, сопутствующих нарезанию зубьев.

Цель работы. Повышение точности цилиндрических зубчатых колес и производительности нарезания зубьев инструментами червячного типа на основе анализа математического отображения схемы резания.

Для реализации цели работы необходимо решить комплекс взаимосвязанных задач:

- разработать математическое отображение схемы резания инструментами червячного типа, определяющее формируемую поверхность детали по рассчитанным параметрам инструмента и параметрам его движения;

- разработать метод расчета производящей поверхности инструментов червячного типа для формообразования эвольвентного или неэвольвентного профиля на основе трехмерного трансформируемого математического отображения;

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

- провести анализ составляющих силы и выявить степень влияния режимов обработки, схем резания, конструктивных элементов, параметров нарезаемого колеса на их величину и колебания;

- определить погрешности обработки, вызванные упругими деформациями технологической системы под воздействием переменности силы резания;

- проверить адекватность теоретических расчетов экспериментально;

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

Методы исследования. Теоретическое исследование проводилось на базе методологии системного анализа, теории векторного анализа, теории зацепления, геометрической теории формирования поверхностей резанием, дифференциальной геометрии. Использовались научные основы технологии машиностроения, теории резания металлов.

Экспериментальные исследования проводились на действующем оборудовании в лабораториях кафедры ТМСИ ОрелГТУ и в реальных производственных условиях ОАО «Автосельмаш» с последующей обработкой полученных данных на ЭВМ.

Научная новизна. Разработана универсальная методика теоретического анализа технологий зубонарезания, позволяющая на основе математического отображения схем резания:

- проводить исследование кинематики и силы резания, рассчитать колебания составляющих силы резания в процессе всего времени обработки;

- определить погрешности обработки, вызванные упругими деформациями технологической системы под воздействием переменности силы резания, и установить влияние схем формообразования, конструкций инструмента, режимов резания на параметры точности зубчатого колеса;

- профилировать инструменты червячного типа.

Структура работы. В первой главе проводится анализ состояния процесса нарезания зубьев инструментами червячного типа. Проведенный анализ показал наличие многообразия конструкций инструмента, схем резания и кинематических особенностей процесса, позволяющих расширить возможности данного метода обработки.

Во второй главе производится анализ кинематики и силы резания процесса нарезания зубьев на основе разработанного трансформируемого пространственного математического отображения схемы резания; установлено влияние различных факторов (схем резания, режимов обработки) на составляющие силы резания с учетом кинематического изменения углов инструмента; разработана методика управления процессом нарезания зубьев, основанная на влиянии силы резания на точность по величине упругих отклонений в профилирующем зуб колеса положении режущих кромок. Разработана методика профилирования инструментов работающих по методу обката, позволяющая учитывать конструктивные элементы детали и параметры обработки.

Третья глава посвящена разработке методик экспериментальных исследований.

В четвертой главе проводится анализ экспериментального исследования с целью определения степени воздействия технологических параметров процесса, а также принятых способов дифференцирования срезаемых слоев металла на износостойкость инструмента, составляющие силы резания; исследована жесткость оборудования с целью установления путей повышения точности и производительности обработки.

В пятой главе представлена реализация результатов исследований и расчет экономической эффективности.

Практическая ценность работы заключается.

- в рекомендациях по проектированию инструментов червячного типа, работающих по методу обката;

- в возможности прогнозирования точности зубчатых колес и исключения нерациональных вариантов обработки на стадии проектирования;

- в выработке рекомендаций рационального сочетания конструкции, кинематических и технологических параметров для нарезания зубьев с требуемыми параметрами точности и повышением производительности.

Подобные работы
Двойнев Алексей Геннадьевич
Совершенствование технологии протягивания и эксплуатационных свойств инструмента для обработки конических колес с круговыми зубьями
Бочкарев Николай Алексеевич
Исследование метода обработки крупномодульных тяжелонагруженных цилиндрических зубчатых колес. Оборудование, инструмент и оснастка
Кондрашов Алексей Геннадьевич
Повышение качества обработки фасок на торцах зубьев зубчатых колес на основе проектирования зубофасочного инструмента
Есаян Павел Микаелович
Повышение устойчивости технологической системы при различных схемах резания воздействием на пространственную ориентацию элементов автоколебательного контура станка с ЧПУ
Приходько Сергей Викторович
Совершенствование процесса абразивно-струйной обработки деталей машино- и приборостроения путем воздействия на основу ориентированных ультразвуковых колебаний для повышения качества плазмонапыленных покрытий
Орлова Татьяна Николаевна
Повышение эффективности обработки отрезными бакелитовыми кругами путем совершенствования их физико-механических характеристик
Михеев Александр Владимирович
Совершенствование процесса комбинированной антифрикционно-упрочняющей обработки длинномерных деталей с целью повышения производительности и улучшения эксплуатационных свойств
Тюнюкова Татьяна Константиновна
Совершенствование технологического процесса изготовления слоистых деталей комбинированными методами обработки
Медведев Владимир Иванович
Выбор технологических параметров процесса механической обработки зубьев колес конических и гипоидных передач с учетом возможностей станка
Белякова Валентина Александровна
Комбинированная чистовая обработка цилиндрических зубчатых колес

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