Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 9
1 ОБЗОР МЕТОДОВ ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ
ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
1.1 Чистовая обработка лезвийным инструментом 13
Зубофрезерование 13
Зубодолбление 14
Зубострогание 16
Шевингование 17
Зуботочение 19
1.2 Чистовая обработка абразивным инструментом 19
Зубошлифование методом копирования 19
Зубошлифование абразивным червяком 21
Зубошлифование конусным кругом 21
Зубошлифование двумя тарельчатыми кругами 23
Зубошлифование плоским кругом 24
1.3 Отделочная обработка 25
Зубохонингование 25
Притирка зубьев 26
Суперфиниширование зубчатых колес 27
Полирование зубьев 29
Приработка зубьев 30
Электролитическое полирование зубчатых колес 30
1.4 Упрочняющая обработка 31
Дробеструйная обработка зубчатых колес 32
Алмазное выглаживание зубчатых колес 34
Обкатка роликами зубчатых колес 35
Гидроабразивная обработка зубчатых колес 37
Чеканка зубьев 38
Упрочнение затылками зубьев режущего инструмента 39
1.5 Комбинированная обработка 40
Электроалмазное зубохонингование 40
Электрохимическая обработка зубчатых колес 41
Анодно-механическая обработка зубчатых колес 42
Ультрозвуковая обработка зубчатых колес 44
Шевингование-прикатывание цилиндрических 45 зубчатых колес
ВЫВОДЫ к первому разделу 47
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 49
ШЕВИНГОВАНИЯ-ПРИКАТЫВАНИЯ.
Концептуальная модель шевингования-прикатывания 49
Выбор параметров внеполюсного зацепления цилиндрических 52 зубчатых колес
Выбор коэффициента смещения 52
Блокирующие контуры. Метод И.А. Болотовского 54
Диаграммы корригирования. Метод Я.С. Давыдова 67
Построение математической модели шевера- 93 прикатника
2.3 Выбор основных параметров шеверов-прикатников 99
ВЫВОДЫ ко второму разделу 102
3 АНАЛИЗ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ШЕВЕРОВ- 104
ПРИКАТНИКОВ
3.1 Методика расчета координат точек режущих кромок 105
Шеверов-прикатников для обработки косозубых 105 зубчатых колес
Шеверов-прикатников для обработки прямозубых 109 зубчатых колес
3.2 Анализ геометрических параметров в статическом состоянии 111
Геометрические параметры шеверов-прикатников для 111 обработки косозубых зубчатых колес
Геометрические параметры шеверов-прикатников для 116 обработки прямозубых зубчатых колес
3.3 Методика определения припуска по толщине зуба при 120
шевинговании-прикатывании цилиндрических зубчатых колес
ВЫВОДЫ к третьему разделу 124
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ШЕВИНГОВАНИЯ-ПРИКАТЫВАНИЯ ВЫВОДЫ к четвертому разделу 147
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ ШЕВИНГОВАНИЯ- 149 ПРИКАТЫВАНИЯ
ВЫВОДЫ к пятому разделу 151
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ 152
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 155
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 156
ПРИЛОЖЕНИЯ 164
Приложение А 165
Приложение Б 167
Приложение В 171
Приложение Г 212
Введение к работе
В современных машинах и механизмах в основном применяется
вращательное движение, так как любой другой вид движения осуществляется
более сложными, а следовательно, и дорогостоящими средствами.
Вращательное движение связано с применением зубчатых передач. Поэтому
зубчатые передачи получили настолько широкое распространение, что
сейчас трудно указать машину или агрегат, в которых бы они не
применялись. Они применяются в авиационных и корабельных двигателях, в
приводах тепловозов, электровозов, вагонов метро и трамваев, в тракторах,
металлорежущих станках, автомобилях и всевозможных
сельскохозяйственных машинах, в коробках скоростей, редукторах, маслонасосах, распределительных узлах и других механизмах, являющихся составной частью многих машин.
Основным элементом зубчатой передачи являются зубчатые колеса. По масштабам производства, сложности и трудоемкости изготовления зубчатые колеса - наиболее значительная группа деталей, изготовляемых в станкостроении, автотранспортном, сельскохозяйственном, подъемно-транспортном и горнодобывающем машиностроении. В трансмиссии грузового автомобиля, например, применяется около 50-60 зубчатых колес, в токарно-винторезном станке имеется 65 - 70 различных зубчатых колес. Ежегодно в различных отраслях машиностроения России изготовляются сотни миллионов зубчатых колес. Изготовление зубчатых колес - сложная и трудоемкая отрасль производства.
Методы пластического формообразования зубьев позволяют исключить потери металла в стружку, уменьшить шероховатость поверхности, повысить точность и надежность зубчатых колес.
Ни один из известных методов окончательной обработки не в состоянии повысить сразу точность на 2...4 степени ГОСТ 1643-81 при обеспечении высокой производительности.
Исходя из изложенного, можно утверждать, что разработка и исследование способа окончательной обработки цилиндрических зубчатых колес, отличающегося высокой исправляющей способностью и производительностью является весьма актуальной.
Работа выполнялась в рамках межвузовской научно-технической программы «Ресурсосберегающие технологии в машиностроении» госбюджетных тем: 37-01 «Метрологическое и инструментальное обеспечение производственных предприятий» (2001...2005 гг.) и 14-06 «Повышение эффективности и качества механической обработки на основе совершенствования процессов резания и конструкций инструментов» (2006...2010 гг.).
Цель работы заключается в разработке технологии изготовления незакаленных цилиндрических зубчатых колес, основанной на использовании заготовок 10...12 степени точности.
Поставленная цель определяет следующие основные задачи работы:
разработать систематизацию методов окончательной обработки основанную на обеспечении основных качественных показателях зубчатых колес;
разработать концептуальную схему способа чистовой обработки цилиндрических зубчатых колес;
3) разработать математическую модель процесса шевингования-
прикатывания и инструмента для его реализации;
4) разработать методику расчета координат точек режущих кромок
шеверов-прикатников с прямыми и винтовыми зубьями;
разработать методику анализа геометрических параметров режущего лезвия в статическом состоянии;
разработать методику определения припуска по толщине зуба при шевинговании-прикатывании;
7) выявить влияние числа заходов стружечных канавок на
формирование боковых поверхностей зубьев колеса и схему срезания
припуска;
провести экспериментальные исследования точности шевингования-прикатывания;
разработать экспериментальные конструкции инструментов.
Методы исследования. Задачи, поставленные в работе, решались экспериментальными и теоретическими методами. Теоретические методы основаны на основных положениях теории зубчатых зацеплений, теории резания, теории формообразования производящих поверхностей режущих инструментов для обработки зубчатых деталей, методов математического и компьютерного моделирования. Экспериментальные исследования проводились в лабораториях кафедры «Инструментальные и метрологические системы» ТулГУ с использованием промышленного оборудования и метрологического обеспечения. Обработка результатов экспериментов осуществлялась методами математической статистики.
Автор защищает:
1. Способ шевингования-прикатывания цилиндрических зубчатых
колес.
Математическую модель процесса шевингования-прикатывания и инструмента для его реализации.
Методику и результаты расчета координат точек режущих кромок шеверов-прикатников с прямыми и винтовыми зубьями.
4. Методику и результаты анализа геометрических параметров
режущего лезвия шеверов-прикатников с винтовыми и прямыми зубьями в
статическом состоянии.
5. Результаты экспериментального исследования точности
шевингования-прикатывания цилиндрических зубчатых колес.
6. Методы синтеза инструмента и инструментальных блоков.
Научная новизна.
Теоретически и экспериментально обоснован способ комбинированной отделочно-упрочняющей обработки цилиндрических зубчатых колес в режиме режуще-деформирующего формообразования инструментом, представляющий собой зубчатое колесо внеполюсного зацепления с числом зубьев некратным числу зубьев обрабатываемой заготовки, на боковых поверхностях которого имеются режущие кромки, образованные пересечением боковых поверхностей зубьев инструмента с винтовыми одно-и многозаходными поверхностями стружечных канавок, обеспечивающий необходимые точность и качество обработанной поверхности.
Практическая ценность:
Разработаны рекомендации по проектированию основных конструктивных параметров режущей части шеверов-прикатников с винтовыми и прямыми зубьями и установлены диапазоны режимов обработки, обеспечивающие необходимые качество обработанной поверхности и заданную точность изготовления.
Реализация работы. Результаты работы приняты к внедрению на заводах ОАО «Тулремстанок», ООО «Тарпан» [Приложение А]. Материалы диссертации используются в учебном процессе при изложении курсов лекций «Технология изготовления инструментальной техники», «Инновационные технологии в инструментальном производстве», при курсовом и дипломном проектировании, выполнении выпускных квалификационных работ, магистерских диссертаций по направлению 552900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
доложены на Международной научно-технической конференции
«Проектирование, технологическая подготовка и производство зубчатых
передач», посвященной 75-летию ТулГУ (г. Тула, 2005 г.), а также на
ежегодных научно-технических конференциях профессорско-
преподавательского состава Тульского государственного университета. Получила диплом участника международного салона «Архимед - 2005», диплом участника и звание лауреата выставки «Тульское качество 2005», свидетельство участника и звание лауреата программы «100 лучших товаров России» [Приложение Б].
