Введение к работе
Актуальность темы. В последнее время возрастает внимание к электроэрозионному зубовырезанию как способу, конкурентоспособному в ряде случаев по отношению к зубофрезерованию и зубодолблению при изготовлении зубчатых изделий (ЗИ) не только в единичном и мелкосерийном производстве, но и при достаточно больших объемах выпуска продукции.
Однако до настоящего времени отсутствуют научно- обоснованные рекомендации по проектированию технологии электроэрозионной обработки (ЭЭО) ЗИ - по выбору технологического оборудования, режимов обработки и разработке управляющих программ (УП) для станков с ЧПУ обеспечивающих получение ЗИ требуемой точности. Нет и систематизированных данных по технологической себестоимости, энергоемкости и производительности операций электроэрозионного зубовырезания, что сдерживает использование в промышленности этого прогрессивного способа зубоформообразования.
Автор защищает: 1. Результаты теоретико-эксперименталыгьгх исследований, связанные с выявлением условий электроэрозионного зубовырезания, при которых обеспечивается заданная точность венца цилиндрического ЗИ при высокой производительности обработки торцового эвольвентного профиля зуба ЗИ заданной степени точности при на станках, оснащенных интерполяционными системами ЧПУ различных типов.
3. Рекомендаций в виде пространственных номограмм и диаграммы соответственно для определения числа формообразующих точек Ni и размеров ЗИ, при ЭЭО которых на станках различных моделей обеспечивается их заданная точность.
4. Зависимости для расчета погрешности профиля зуба и отклонения шага зацепления f при электроэрозионном зубовырезании на станках с ЧТТУ различных моделей.
5. Результаты исследований влияния качества УП на точность цилиндрических ЗИ, полученных электроэрозионным вырезанием.
6. Результаты сравнительной оценки технико-экономической эффективности и энергоемкости операции электроэрозионного зубовырезания и операции зубофрезерования по методу обката.
Цель работы: Разработка комплекса мероприятий по обеспечению заданной точности цилиндрических ЗИ на операциях электроэрозионного зубовырезания при высокой производительности обработки.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены следующие задачи: 1. Выявлены необходимые для получения ЗИ заданной точности условия обработки зубчатого венца (ЗВ), формируемого на электрозрозионном вырезном станке с ЧПУ, на основе созданных математических моделей, учитывающих влияние на точность формы и взаимного расположения боковых поверхностей зубьев интерполяционной системы ЧПУ станка, дискретности перемещений его исполнительных органов, кинематических и динамических погрешностей технологической системы, электрических режимов обработки.
2. Разработаны нормативы точности ЗИ, изготавливаемых на электроэрозионных вырезных станках.
3. Разработаны рекомендации ко выбору электроэрозионных вырезных станков и режимов обработки, исходя из заданной точности Зй.
4. Апробированы основные результаты научных исследований путем опытно-промышленных испытаний и предложены для использования в промышленности практические рекомендации по условиям элеюроэрозионного зубовырезания на станках с ЧПУ, при которых гарантированно обеспечивается заданная точность цилиндрических ЗИ при высокой производительности обработки.
Научная новизна.
1. Разработана методика определения необходимого числа формообразующих точек торцового эвольвентного профиля зуба ЗИ с
2. Разработана методика оценки точности формы и взаимного расположения боковых поверхностей зубьев ЗИ на операции электроэрозионного зубовырезания, выполняемой на станке с ЧПУ при различных условиях.
3. Получены зависимости для расчета погрешности профиля зуба и отклонения шага зацепления.
4. Предложены зависимости для расчета координат точек траектории перемещения электрода-инструмента (ЭИ) при электроэрозионном вырезании наружных и внутренних венцов ЗИ и составлена программа автоматизированного расчета этих координат для разработки УП для станков с ЧПУ.
Разработанные математические модели прошли экспериментальную проверку, которая показала их адекватность реальным условиям процесса электроэрозионного зубовырезания на станках с ЧПУ.
Практическая ценность и реализация работы 1. С помощью оригинального программного обеспечения разработаны рекомендации:
- по выбору числа формообразующих точек торцового профиля зуба при различных условиях электроэрозионного зубовырезания ЗИ (колес) различной точности на станках с ЧПУ;
- по размерам ЗИ, при ЭЭО которых на станках с ЧПУ различных моделей обеспечивается их заданная точность; - по размерам ЗИ, при ЭЭО которых провод очным ЭИ определенного диаметра удельные энергозатраты будут равны или меньше энергозатрат на нарезание зубьев лезвийным инструментом.
2. Реализация способа контурного элекгроэрозионного зубовырезания в промышленности обеспечивает сокращение (при определенных условиях) затрат по критерию полной технологической себестоимости зубоформообразова-нияв 1,1-2,5 раза.
3. Приняты к промышленному использованию в станко-штструментальиом производстве ОАО "УАЗ" технологические рекомендации по условиям электроэрозионного зубовырезания и пакет программ автоматизированной технологической подготовки процесса зубовырезания.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на научно-технических конференциях Ульяновского государственного технического университета в 1995-1998 годах, научно-пракгической конференции "Наука - производству. Конверсия сегодня", Ульяновский Дом техники, 1997 год, научно-технических семинарах кафедр Технология машиностроения" и "Металлорежущие станки и инструменты" Ульяновского государственного технического университета в 1996-1998 годах.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, получен патент на изобретение.
Структура п объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (112 наименований) и приложений (100 страниц), включает 233 страницы машинописного текста, 60 рисунков и 39 таблиц.
