Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние производства цилиндрических зубчатых колес 10
1.1. Анализ схем формообразования эвольвентных поверхностей цилиндрических зубчатых колес по методу обката 12
1.2. Основные направления совершенствования процессов зубообработки цилиндрических зубчатых колес 17
1.2.1. Повышение скорости резания 18
1.2.2. Увеличение подач 22
1.2.3. Увеличение режущего периметра инструмента 25
1.2.4. Сокращение пути резания 30
1.2.5. Реализация рациональных схем резания 32
1.2.6. Управление параметрами процессов зубонарезания 36
1.3. Эффективность различных способов зубонарезания цилиндрических колес 40
Выводы 43
2. Сравнительный анализ производительности процессов зубонарезания цилиндрических прямозубых колес малого модуля 44
2.1. Методика анализа производительности процессов зубонарезания 44
2.2. Соотношение технологических подач различных процессов зубонарезания
2.2.1. Определение максимальной толщины срезаемого слоя при зубонарезании цилиндрических колес по методу обката 49
2.2.2. Определение максимальной толщины срезаемого слоя при зубонарезании зубострогальными гребенками 54
2.2.3. Определение начального угла обката 54
2.2.4. Определение максимальной толщины срезаемого слоя при зубодолблении дисковыми долбяками з
2.2.5. Определение максимальной толщины срезаемого слоя при зубофрезеровании червячными фрезами 61
2.2.6. Определение максимальной толщины срезаемого слоя при зуботочении обкаточными резцами 64
2.2.7. Определение максимальной толщины срезаемого слоя при круговом и кругодиагональном зубопротягивании 66
2.2.8. Определение максимальной толщины срезаемого слоя при зубонарезании одновитковыми резцовыми головками 67
2.2.9. Определение максимальной толщины срезаемого слоя при зубопротягивании дисковыми резцовыми головками 69
2.3. Определение основного времени выполнения перехода зубонарезания для различных процессов зубообработки 72
2.4. Относительная производительность процессов зубонарезания 80
2.5. Выбор величины расчетных параметров 82
2.6. Алгоритм решения задачи сравнительного анализа процессов зубонарезания цилиндрических колес 97
2.7. Анализ результатов сравнения производительности процессов зубонарезания цилиндрических колес 105
Выводы 110
3. Моделирование процесса зубонарезания цилиндрических колес резцовыми головками 111
3.1. Особенности схемы формообразования зубчатых профилей цилиндрических колес методом обката 111
3.2. Структурная модель процесса зубонарезания методом обката 118
3.3. Аналитическое определение толщин срезаемых слоев при
зубонарезании цилиндрических колес по методу обката 122
3.4. Определение параметров срезаемых слоев графоаналитическим методом... 124
3.5. Соотношение толщины, площади срезаемых слоев и силы резания 128
3.6. Управление параметрами процесса зубонарезания цилиндрических колес по методу обката 134
3.6.1. Выравнивание параметров схемы резания, как метод управления процессом зубонарезания 137
3.6.2. Управление параметрами процесса обкатывающего зубопротягивания цилиндрических колес дисковыми резцовыми головками 140
Выводы 152
4. Возможности практической реализации процесса Z-кратного обкатывающего зубопротягивания 153
4.1. Процесс обкатывающего зубопротягивания цилиндрических колес... 158
4.2. Расчет параметров процесса обкатывающего зубопротягивания 160
4.3. Проектирование дисковых резцовых головок для обкатывающего зубопротягивания 162
4.3.1. Определение основных параметров инструмента 162
4.3.2. Конструкция дисковых резцовых головок для обкатывающего зубопротягивания 171
4.4. Проектирование обкатно-делительного устройства для обкатывающего зубопротягивания 175
Выв оды 179
Выводы 180
Список использованных источников
- Основные направления совершенствования процессов зубообработки цилиндрических зубчатых колес
- Соотношение технологических подач различных процессов зубонарезания
- Структурная модель процесса зубонарезания методом обката
- Проектирование дисковых резцовых головок для обкатывающего зубопротягивания
Основные направления совершенствования процессов зубообработки цилиндрических зубчатых колес
Рассмотрим возможности различных процессов зубонарезания в каждом из этих направлений и перспективы их дальнейшего развития. 1.2.1. Повышение скорости резания
Анализ формул основного (машинного) времени для различных процессов зубонарезания, показывает, что их производительность в значительной мере определяется достигнутым уровнем скорости резания.
Наиболее универсальным средством повышения скорости резания является применение современных инструментальных материалов. К настоящему времени сделано много попыток армирования различного зуборезного инструмента новыми быстрорежущими сталями и твердыми сплавами.
В последнее время все более широкое применение находят долбяки, оснащенные твердым сплавом, обеспечивающие скоростную зубообработку при высокой стойкости, что значительно повышает производительность зубодолб-ления [13]. Причем, с увеличением скорости резания возрастает стойкость твердосплавных долбяков, по сравнению с инструментами из быстрорежущей стали. Так, при обработке зубчатых колес из стали 45 стойкость долбяков из твердого сплава Т14К8 в 7 раз выше, чем из стали Р18. Применение долбяков, оснащенных пластинами из твердых сплавов группы ВК, обеспечивает возрастающее повышение стойкости, по сравнению с долбяками из быстрорежущей стали при увеличении скорости резания до 3 Ом/мин в 1,5 раза, до 40м/мин - в 2-4 раза, при скорости 53м/мин - в 13-22 раза. Чем выше скорость резания, тем ощутимее эффективность использования твердосплавных долбяков.
Современные зубодолбежные станки оснащают приводами главного движения повышенной мощности, с высокой жесткостью и виброустойчивостью. Скорость возвратно-поступательных движений штосселя увеличена до п=2500 дв.ход/мин, а значения круговых подач до SKp=l мм/дв.ход и выше [14]. Такие станки допускают обработку инструментом из быстрорежущей стали повышенной износостойкости или из твердого сплава. Применяют цельные, на-пайные и сборные твердосплавные долбяки.
Однако обеспечение скоростных режимов при работе на зубодолбежных станках в большинстве случаев связано с определенными трудностями, поэтому наиболее целесообразно использование фрезерных процессов.
При фрезеровании зубьев цилиндрических колес наибольший эффект дает применение дисковых твердосплавных фрез с прямоугольным профилем ножей. В основном дисковые твердосплавные фрезы используют для зубонаре 19 зания крупномодульных зубчатых колес [15]. Эксплуатация твердосплавных дисковых фрез на Челябинском тракторном заводе, Ворошиловградском тепловозостроительном заводе (Украина, г. Луганск), Уралмашзаводе при скорости V= 150-170 м/мин, подаче Vs= 150-200 мм/мин позволяет повысить производительность в 1,5-2 раза по сравнению с быстрорежущими фрезами.
Разработанный в Японии новый высокопроизводительный метод зубона-резания цилиндрических колес твердосплавными дисковыми фрезами и с делением заготовки на зуб [16] предусматривает использование инструмента с прямолинейным трапециеидальным профилем режущих зубьев. Профиль обрабатываемых зубьев колеса, близкий к эвольвентному, получается как огибающая последовательных резов отдельных зубьев инструмента, угол профиля которых изменяется с определенной закономерностью. При этом время нарезания крупномодульных колес сокращается примерно в 3 раза по сравнению с обычным червячным зубофрезерованием.
Повышение скорости резания при зубофрезеровании червячными фрезами может быть достигнуто применением новых быстрорежущих сталей на вольфрамо-молибдено-кобальто-ванадиевой основе и различных твердых сплавов. Червячные фрезы из указанных быстрорежущих сталей обладают повышенной износостойкостью и могут эффективно работать на скоростях резания до V=100 м/мин, срезая стружки больших сечений [14].
Твердосплавные червячные фрезы, из-за ряда трудностей, связанных с их изготовлением и использованием в полной мере режущих свойств твердого сплава при эксплуатации большинства зубофрезерных станков, имеют ограниченную область применения. Их используют для обработки колес из неметаллических материалов и цветных металлов в приборостроении [5]. В настоящее время твердосплавные червячные фрезы начинают находить применение для обработки зубчатых колес среднего модуля. Современные конструкции зубофрезерных станков обеспечивают надежную работу таких фрез на производительных режимах без преждевременного разрушения режущих кромок.
Это стало возможным благодаря созданию удовлетворительных в технологическом отношении конструкций твердосплавных червячных фрез, предназначенных для скоростного зубофрезерования цилиндрических зубчатых колес с модулем 0,2... 10 мм из конструкционных сталей и сплавов. В зависимости от модуля твердосплавные червячные фрезы изготавливаются цельные и сборные. Режущие элементы сборных фрез выполняются в виде гребенок или отдельных зубьев, монолитными или с напайными пластинками. Применяются сборные твердосплавные червячные фрезы трех типов: острозаточенные, с поворотными режущими пластинками, с затылованными зубьями [13]. Применение сборных твердосплавных червячных фрез позволяет увеличить скорость резания в 2-2,5 раза, по сравнению с фрезами из стали Р9К10 при резком увеличении стойкости, что повышает производительность обработки в 3 раза [17].
В настоящее время повсеместно проводятся работы по совершенствованию конструкций, повышению точности и снижению стоимости твердосплавных червячных фрез. Разработаны удачные конструкции твердосплавных червячных фрез: ВНИИ (Москва), Институтом сверхтвердых материалов (Киев), за рубежом - фирмой Mikron (Швейцария), Fette и Klingelnberg (ФРГ), Azumi (Япония) и др.
Для реализации процесса зубонарезания цилиндрических колес твердосплавными червячными фрезами требуются специальные зуборезные станки с высокой жесткостью и мощным приводом, так как большинство зубофрезер-ных станков не приспособлено для работы на скоростных режимах. При увеличении скорости резания соответственно возрастает число оборотов стола, и скорость скольжения в червячной делительной паре оказывается выше допустимой. При этом резко возрастают потери на трение в громоздких разветвленных кинематических цепях зубофрезерных станков.
Соотношение технологических подач различных процессов зубонарезания
При зубофрезеровании цилиндрических зубчатых колес червячными фрезами по методу обката инструмент с обрабатываемой заготовкой образуют винтовое станочное зацепление. В зависимости от направления зубьев колеса и витков червячной фрезы суппорт с фрезой разворачивают на угол ф. Возможны четыре технологические схемы взаимной установки фрезы и колеса: 1) направление витков фрезы и зубьев колеса - разноименное, подача - встречная; 2) направление витков фрезы и зубьев колеса - разноименное, подача - попутная; 3) направление витков фрезы и зубьев колеса - одноименное, подача - встречная; 4) направление витков фрезы и зубьев колеса - одноименное, подача - попутная. В случае обработки прямозубых цилиндрических колес, когда угол наклона зубьев (3 = 0, угол разворота инструмента при установке принимается равным углу подъема витка червячной фрезы ф = ут . Существуют различные циклы обработки колес на зубофрезерных станках: - с продольной осевой подачей; - с радиальным врезанием и продольной осевой подачей; - с тангенциальным врезанием и др.
Для зубонарезания цилиндрических прямозубых колес малых и средних модулей обычно применяют цикл обработки с осевой подачей. Иногда колеса устанавливают пакетом на одной оправке. С точки зрения условий обработки резанием предпочтительным является фрезерование с встречной подачей, то есть первая технологическая схема установки фрезы и обрабатываемого колеса. Сложный характер относительных формообразующих движений режущих кромок инструмента и заготовки в процессе червячного зубофрезерования обуславливает непостоянство параметров срезаемых слоев и их сложную пространственную геометрическую форму, в связи с чем задача определения толщины срезаемых слоев является очень непростой и трудоемкой. В различных работах приводятся разные формулы для определения атах при червячном зу бофрезеровании, однако эти зависимости либо чрезвычайно сложны и неудобны для использования, либо пригодны для определенных частных случаев обработки [54]. Наиболее подходящими для сравнительного анализа производительности методов зубонарезания цилиндрических колес являются степенные зависимости, приведенные в работе [55], которые получены путем математического моделирования процессов зубофрезерования с учетом максимального количества влияющих факторов.
Зубофрезерование червячными фрезами с осевой подачей Максимальная толщина срезаемого слоя определяется по зависимости:
Коэффициенты Са,х,,х2,х3,х4,х5,х6,х7 определяются в зависимости от варианта технологической схемы установки фрезы и заготовки по таблице 2.1.
В случае обработки прямозубых колес, то есть при Р = 0, формула 2.17 для первого варианта технологической схемы установки фрезы и обрабатываемого колеса имеет вид п /г/іо 0 8 -0.42 -г» -0.33 0 0.5 -1 0.82
Зубофрезероеание червячными фрезами большого диаметра с радиальной подачей К прогрессивным методам зубонарезания цилиндрических колес можно отнести зубофрезерование червячными фрезами большого диаметра с радиальной подачей. В этом случае максимальная толщина срезаемого слоя определяется по формуле
Коэффициенты Са,х1,х2,х3,х4,х5,х6,х7 определяются в зависимости от варианта технологической схемы установки фрезы и заготовки и выбираются по таблице 2.2.
Для нарезания прямозубых колес червячными фрезами с радиальной подачей при первой технологической схеме установки фрезы и колеса формула 2.19 имеет следующий вид
Известны конструкции обкаточных резцов в виде зубчатого колеса, каждый зуб которого с одного торца имеет режущие кромки, расположенные по линии контакта в станочном зацеплении производящего и обрабатываемого колес [19]. Существуют и другие конструкции обкаточных резцов для зубонаре-зания. Накоплен опыт зубообработки цилиндрических колес обкаточными резцами с углом наклона режущих кромок А,=30 на зубофрезерных станках при той же настройке станка, что и при обработке червячными фрезами [56]. Обкаточный резец в виде зубчатого колеса, по форме напоминает дисковый долбяк, у которого передние грани скошены под углом наклона режущих кромок [57].
Зубонарезание цилиндрических прямозубых колес обкаточным резцом в форме зубчатого колеса можно в общем случае представить как зубофрезеро-вание многозаходной червячной фрезой с продольной осевой подачей (рис 2.5). Число заходов и количество стружечных канавок такой фрезы принимается равным числу зубьев обкаточного резца. Инструмент находится в зацеплении с обрабатываемым колесом при скрещивающихся под углом со = Л- осях вращения. Обкаточному резцу сообщается движение продольной подачи вдоль оси колеса. Съем припуска, и формообразование зубчатого профиля осуществляется за счет сочетания движений продольной подачи и относительного скольжения зубьев обкаточного резца и обрабатываемого колеса.
Для расчета максимальной толщины срезаемого слоя при зуботочении можно воспользоваться формулой 2.17, преобразовав ее соответствующим образом. Число стружечных канавок для обкаточного резца в виде зубчатого колеса равно числу зубьев этого колеса z0 =z0op. Число заходов фрезы равно числу зубьев обкаточного резца z{ = z0
Структурная модель процесса зубонарезания методом обката
При зубонарезании цилиндрических узковенцовых колес малого модуля гребенчатыми фрезами и дисковыми твердосплавными резцовыми головками параметры инструментов и режимы обработки могут быть приняты по данным исследований, проведенных на кафедре технологии машиностроения Тульского политехнического института [10, 65]. Чтобы обеспечить объективность сравнительного анализа производительности указанных процессов с другими целесообразно обеспечить сходство конструктивных параметров инструментов и режимов резания. Обработка в данных случаях осуществляется без осевой подачи, поэтому при выборе параметров инструментов следует учитывать величину вогнутости, образующейся на рабочих поверхностях зубьев колес.
С учетом сказанного диаметр инструмента dao и число зубьев z0 для дисковых твердосплавных резцовых головок целесообразно принять в зависимости от модуля такими же, как и у червячных фрез большого диаметра, работающих с радиальной подачей и оснащенных твердосплавными резцами (см. табл. 2.6). Для гребенчатых фрез, оснащенных гребенками из быстрорежущей стали, число зубьев в одном витке z0 и соответственно диаметр инструмента dao очевидно следует принять такими же.
Процессы зубонарезания цилиндрических колес гребенчатыми фрезами и дисковыми резцовыми головками являются относительно новыми и не получили пока широкого распространения в действующем машиностроительном производстве. В связи с этим в справочной литературе отсутствуют четкие рекомендации по назначению для них скорости резания, скорости подачи обката и других режимов обработки. Всесторонние исследования данных процессов были проведены в Тульском политехническом институте и на Тульском машиностроительном заводе. Был реализован процесс предварительного зубонарезания цилиндрических колес дисковыми резцовыми головками, оснащенными резцами из твердого сплава марки Т15К6.
Производственные испытания показали, что наилучшие результаты по стойкости инструмента и производительности обработки были достигнуты при скорости резания V = 400м/мин и скорости подачи обката VS06K = 2000 -2500мм/мин [10, 29, 65]. Обработке подвергались цилиндрические зубчатые колеса коробки скоростей мотороллера (т = 2,5 мм, Zi = 23, b] = 10 мм) из стали 12XH3A. Для зубообработки гребенчатыми фрезами, рекомендуемыми режимами резания являются: скорость резания V = 40м/мин и скорость подачи обката VSO6K = 300 - 400мм/мин.
Эти данные могут быть взяты за основу при назначении режимов резания для процессов зубообработки цилиндрических колес дисковыми резцовыми головками и гребенчатыми фрезами. Таким образом, расчетный диапазон изменения скорости подачи обката принимается: - для гребенчатых фрез Vs = 200...500 мм/мин с шагом изменения 30 мм/мин; - для дисковых твердосплавных резцовых головок Vs = 1000...5000 мм/мин с шагом изменения 400 мм/мин.
При выборе скорости резания необходимо учитывать влияние различных параметров процесса обработки. Поскольку число зубьев инструмента и его диаметр практически не меняются, то основными влияющими факторами являются модуль и скорость подачи обката. Учесть их влияние можно путем введения при расчете скорости резания поправочных коэффициентов где: Убаз-базовое значение скорости резания, для зубонарезания гребенчатыми фрезами Убаз Ом/мин, для зубонарезания резцовыми головками Убаз=400м/мин; m и тбаз - величина модуля и базовая величина модуля тбаз = 2,5 мм; Vs и Уэбаз - скорость подачи обката и базовое значение скорости подачи обката, для зубонарезания гребенчатыми фрезами У8баз = 250 мм/мин, для зубонарезания резцовыми головками VS6a3 = 2500 мм/мин; ху и yv - коэффициенты, учитывающие степень влияния параметров: Ху=0,1; уу=0,5 - для гребенчатых фрез аналогично червячному зубофрезерова-нию стандартными фрезами (см. формулу 2.54); xv=0,l; уу=0,3 - для твердосплавных резцовых головок, как и для твердосплавных червячных фрез большого диаметра.
Время деления заготовки на зуб для процесса зубонарезания дисковыми твердосплавными резцовыми головками принимается таким же, как и для других процессов 1дел = 0,01 мин = 0,6 с по данным из источников [10, 29, 65, 66], полученным в процессе эксплуатации в производственных условиях специального зуборезного станка. Круговое и кругодиагоналъное зубопротягивание.
В литературе отсутствуют общие рекомендации по выбору параметров инструмента для кругового и кругодиагонального зубопротягивания. Однако приводятся конкретные конструкции инструментов [25, 56, 59], анализируя которые можно установить основные параметры протяжек. 80 или 4тс/9 и определяется временем, необходимым для беспрепятственного деления заготовки на І/z часть оборота (один зуб), которое в данном случае составляет 0,02 мин (1,2 с). Аналогичные параметры имеет инструмент для кругодиагонального зубопротягивания [59].
Расчетное значение скорости резания для кругового протягивания может быть определено исходя из принятой величины подъема на зуб, необходимого времени наработки на отказ (аналог стойкости инструмента), свойств обрабатываемого материала, материала режущего инструмента и других условий обработки по эмпирической зависимости [62] где: Т - рекомендуемое время наработки на отказ круговой протяжки.
При обработке цилиндрических зубчатых колес малого модуля из конструкционной стали 45 (170...207 НВ) или легированной стали 40Х (156...207НВ) круговыми протяжками из быстрорежущей стали Р6М5 с подъемом на зуб 0,05 - 0,5 мм рекомендуемое время наработки на отказ составляет 60 -180 мин [62]. В среднем можно принять Т = 120 мин.
Значения коэффициентов в формуле для предварительного нарезания зубьев стальных колес (160...240НВ) круговыми протяжками из быстрорежущей стали принимаются по рекомендациям [62]
Ст=235; yv=0,67; xv=0,37. Диапазон изменения числа черновых зубьев круговых и кругодиагональ-ных протяжек для нарезания цилиндрических колес малого модуля составляет 30-60, однако для сравнительного анализа производительности он может быть расширен и составляет z0 =15-75 с шагом 5 зубьев.
Зубопротягивание одновитковыми резцовыми головками.
На основе имеющихся данных [33 и 35] можно принять следующие параметры одновитковых резцовых головок для обкатывающего зубопротягивания цилиндрических зубчатых колёс.
Коэффициент кратности к, равный отношению шага витка инструмента к окружному шагу нарезаемого колеса, должен быть целым и принимается по возможности минимальным. Поэтому исследования целесообразно провести при значениях к = 2, 3, максимум к = 4. В случае проектирования конкретного инструмента следует учитывать, что число зубьев обрабатываемых колес ъх не должно быть кратно коэффициенту к.
Конструктивный параметр, равный расстоянию между резцами по наружному диаметру инструмента можно принять, как и для круговых протяжек А1=20 мм. В этом случае появляется возможность использовать технологичные резцы прямоугольной формы.
Величина свободного сектора, необходимая в этом случае только для установки заготовки на полную глубину, принимается равной удвоенному углу
Расчетное значение скорости резания для обкатывающего зубопротягивания одновитковыми резцовыми головками может быть определено, исходя из максимальной толщины срезаемого слоя, по той же формуле, что и для кругового зубопротягивания
Проектирование дисковых резцовых головок для обкатывающего зубопротягивания
Ранее отмечено, что непременным условием, определяющим возможность управления параметрами схемы резания, является последовательное формирование каждой впадины обрабатываемого зубчатого колеса. То есть инструмент одновременно может вырезать только одну впадину обрабатываемого зубчатого колеса. Способ управления, в свою очередь, определяется характером взаимосвязи главного движения резания и формообразующих движений подачи обката, необходимых для реализации данного процесса.
Так, процесс зубонарезания дисковыми однорядными резцовыми головками характеризуется отсутствием кинематической связи указанных движений. Вследствие этого отсутствует взаимосвязь между конкретными режущими элементами инструмента и их положением на схеме формообразования, а, следовательно, управление параметрами срезаемых слоев может быть осуществлено только за счет неравномерной скорости подачи обката с помощью специального кулачка подачи [29, 65, 69]. Наличие специального кулачка подачи в конструкции обкат-но-делительного механизма значительно усложняет его и лишает универсальности. Кроме того, цикл работы данного обкатно-делительного механизма включает большое количество неперекрываемых вспомогательных движений и не может обеспечить высокой производительности зубонарезания в целом [66, 80].
Процесс обкатывающего зубопротягивания дисковыми резцовыми головками характеризуется наличием определенной кинематической связи между движениями резания и формообразования - за один оборот инструмента вырезается одна впадина зубчатого колеса. Следовательно, каждый режущий элемент резцовой головки занимает определенное положение на схеме формообразования, поэтому открывается возможность осуществлять управление параметрами срезаемых слоев не только путем задания неравномерной скорости подачи обката, но и за счет расположения резцов в головке с неодинаковым угловым (окружным) шагом [43, 45, 72, 77].
Анализ модели процесса зубонарезания по методу обката (см. рис.3.4 и рис.3.12) позволяет сделать следующее заключение. Наиболее простым и целесообразным, и в то же время обеспечивающим возможность значительно повысить производительность, является способ управления процессом обкатывающего зубопротягивания дисковыми резцовыми головками, заключающийся в выравнивании толщин срезаемых слоев за счет неравномерного расположения резцов в инструменте. Причем, выравнивание достаточно произвести только на стадии заглубления зуба производящей рейки во впадину обрабатываемого колеса, когда вырезается основная часть металла. На стадии выхода зуба производящей рейки из впадины необходимо обеспечить симметричную схему формообразования, следовательно, закономерность расположения резцов в головке должна быть обратной.
Данное заключение обусловлено наличием уточненной аналитической зависимости для определения толщин срезаемых слоев (3.3). Зависимость достаточно простая и позволяет легко определить толщины срезаемых слоев по известным текущим и элементарным углам обката и наоборот. После построения выравненной схемы резания можно определить площади срезаемых слоев фафоаналитическим методом, рассмотренным выше, и проанализировать характер их изменения. Использование для выравнивания аналитических зависимостей, полученных для определения площадей срезаемых слоев, например, формул (ЗЛО) или (3.11) проблематично, поскольку они являются частными, и каждый раз при решении подобной задачи потребуется выявлять новую зависимость. Получение же обобщенной зависимости является достаточно сложной задачей, решение которой выходит за рамки данной работы.
Частная модель управления процессом обкатывающего зубопротягивания дисковыми резцовыми головками путем выравнивания толщин срезаемых слоев за счет неравномерного расположения резцов в инструменте выглядит следующим образом (рис.3.14).
Частная модель управления процессом обкатывающего зубопротягивания дисковыми резцовыми головками
На основе данной модели можно найти параметры выравненного процесса обкатывающего зубопротягивания дисковыми резцовыми головками, построить схему формообразования, рассчитать основные параметры инструмента и определить производительность зубообработки.
Решение данной задачи целесообразно осуществить с помощью современных компьютерных средств. Для этого разработана соответствующая прикладная программа. Блок-схема алгоритма расчета параметров выравненного процесса обкатывающего зубопротягивания дисковыми резцовыми головками приведена на рис. 3.15.
В качестве примера для расчетов следует принять выравненный по толщинам срезаемых слоев процесс зубообработки того же самого узковенцового цилиндрического зубчатого колеса малого модуля (т=2,5мм, z=18, Ь=12мм) дисковой резцовой головкой по методу z-кратного обката. Процесс зубонарезания может быть реализован на модернизированном серийном горизонтально-фрезерном станке, оснащенном специальным обкатно-делительным механизмом.
После ввода исходных данных: модуля m и числа зубьев колеса Ъ\ (угол профиля а по умолчанию принимается равным 20), максимальной толщины срезаемого слоя damax, рассчитываются постоянные величины: радиус начальной окружности rwi, высота головки зуба инструмента ha0, величины начального и конечного углов обката фн=43,0 и фк=-20,3 по формулам (3.6) и (3.7). Расчетную толщину срезаемого слоя принимаем равной максимальной для невыравненного процесса damax = 0,6мм (см. табл. 3.1).
Выбирается текущее значение номера реза і = 0, а текущее значение угла обката принимается равным начальному ф; = фн. Затем рассматривается первый рез і=і+1. С помощью любого численного метода (метода итераций, метода деления отрезка пополам или метода Ньютона) решается уравнение (3.3), которое преобразуется следующим образом
Определяется элементарный угол обката для первого реза dфl = 2,12. Очевидно, что данное значение элементарного угла обката будет минимальным, и минимальным будет величина углового V/j и окружного pt шагов расположения резцов в головке. Минимально возможный окружной шаг расположения резцов в головке определяется конструкцией инструмента pt =Н+А1, где: Н - высота державки резца, выбирается исходя из условия применения взаимозаменяемых резцов [65, 69, 81], принимается Н=10мм; А1 - расстояние между резцами в инструменте, определяется из условия обеспечения необходимой жесткости корпуса резцовой головки и размещения устройства для крепления резцов, принимается А1=10мм. Тогда pt = 20мм. Минимальное значение углового шага расположения резцов в головке определяется соотношением
