Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним из высокопроизводительных способов формирования резьб ревущим инструментом 'является способ -их нарезания инструментом с винтовой производящей поверхностью при синхронном вращении заготовки и инструмента без. осевого движения подачи и с равными осевыми шагами Р и Р0 соответственно формируемой поверхности и инструмента: заготовке и инструменту сообщают взаимосвязанные вращательные движения йи и Бд вокруг их параллельных осей и движение Dt подачи сближения.
Авторами, занимавшимися исследованиями формирования резьб пре--длагаемым способом, проделана большая работа по решению конструкторских, технологических, .стойкостных, динамических, эксплуатационных задач, работа по модернизации существующих и созданию новых конструкций оборудования, инструмента, приспособлений и оснастки. Проведена серий экспериментальных исследований и опытов, результаты которых .показали следующие преимущества .исследуемого способа по сравнению о фрезерованием резьб групповой фрезой: производительность процесса увеличивается в 10 раз; по. сравнению со способом многопроходного точения производительность процесса увеличивается в 4 - 10 раз; по сравнению со способом нарезания резьбы метчиками - в 2 - 13 раз. Однако вопросы теории процесса формирования винтовых поверхностей и расчета исследуемого' инструмента в литературе изучены недостаточно: отсутствуют методы расчета его производящей поверхности (считают, что в осевой плоскости профиль производящей -поверхности совпадает с профилем формируемой поверхности), поверхности резания,* углов резания в рабочих положениях инструмента, размеров, срезаемых и остаточных слоев припуска, что явилось причиной ошибочных выводов и рекомендаций по применению рассмативаемого способа формирования резьб: формируемые поверхности получали с большими геометрическими искажениями.
Для успешной реализации предлагаемого способа формирования винтовых поверхностей необходимо провести дополнительные теоретические исследования.
Цель работы. Целью представленной работы является создание геометрической теории процесса формирования резьб инструментом с винтовой производящей поверхностью при синхронном вращении заготовки и инструмента, в*которой предполагается теоретически обосновать вид резания и.вид профилирования, определяющие вид ис-
следуемого инструмента, на базе чего в комплексе разработать методы расчета производящей поверхности, формируемой поверхности, поверхности резания, параметров режущих кромок, углов резания, размеров срезо.емнх к остаточных слоев припуска, а так я:е классифицировать возможные, варианта формирования внутренних и наружных резьб любого профиля при наружном и охватывающем касании их с исследуемым инструментом.
Решение этих вопросов расширит возможности управления процессом формирования резьб режущим инструментом с винтовой производящей поверхностью и его более широкого практического применения.
Автор защищает теоретическое обоснование вида резания и вида профилирования винтошх поверхностей' исследуемым инструментом; классификацию вариантов (формировашія резьб этим инструментом; методы расчета производящей поверхности (решение прямой задачи формообразования), формируемой поверхности (решение обратной задачи), поверхности резания, углов резания в рабочих положениях инструмента, срезаемых и остаточных слоев припуска; результати численного анализа параметров исследуемого инструмента для определения функциональных границ способа и области его эффективного использования; результаты реализации математического обеспечения методов расчета параметров исследуемого инструмента в виде программного обеспечения.
Методы исследования. В работе использована теория формирования поверхностей режущим инструментом и математический аппарат аналитической и дифференциальной геометрии. Все расчеты проводились на персональном ІЕМ-совместимСм компьютере' с использованием языка программирования QuickBASIC 4.6.
Научная новизна. Впервые разработана геометрическая теория формирования резьб инструментом с винтовой производящей поверхностью при синхронном вращении заготовки и инструмента, устанавливающая функциональную зависимость параметров формируемой поверхности от кинематических и геометрических параметров режущего инструмента. Террия реализована в алгоритмах расчета параметров производящей .поверхности, формируемой поверхности, поверхности резания, углов резания ,в рабочих положениях инструмента, срезаемых и остаточных слоев і припуска.
Практическая (ц-в >н н о с т ь.
I. Разработаны и реализованы ,в виде программ для персонального коспьїлер'і матаматичеошо обеспечение методов .расчета, параметров
производящей поверхности инструмента (решение прямой задачи формообразования), формируемой поверхности (решение обратной задачи), поверхности резания, углов резания, размеров срезаемых и остаточных слоев припуска..
2. Даны рекомендации в области эффективного использования результатов проектирования исследуемого инструмента.
Реализация работы. Результаты теоретических исследований по рассматриваемому способу обработки резьб отражены в научно-исследовательской работе по договору J603-92 от 12.03.92 с организацией ЗШГ "Разработка и внедрение технологического процесса обработки резьбн винтовой фрезой".
Настоящая работа выполнялась по госбюджетной тематике ГБ #227/86 "Исследование прогрессивных технологических процессов и инструментов" (# гос. регистрации 01860035594) и использована при проектировании технологического процесса и инструмента для обработки резьбы на деталях ссноеного и инструментального производства. Работа имеет внедрения на Ковровском КБ "Арматура" (с годоеым экономическим аффектом от внедрения - 68 тыс., руб. в расчете на годовую программу в ценах 1992 года) и на ГП "Завод им. В.А. Дегтярева" (с годовым экономическим эффектом от внедрения - 50 тыс. руб.).;
Апробация' работы. Основные положения работы доложены и обсуждены- на трех научно-технических конференциях ТулГТУ (І993-Е995 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей.
Структура и объем работы. Диссертация состоит.из введения, четырех разделов, заключения,, перечня использованной литературы и приложений. Работа содержит 121 страниц машинописного текста, 57 рисунков, список использованной литературы Из 71 наименований и 32 страниц-приложений. *
