Введение к работе
Актуальность работы. Технологический процесс производства зубчатых колес можно считать наиболее сложным как в теоретическим, так и практическом плане, что подтверждает отечественный и зарубежный опыт. В автомобилестроении чистовой технологической операцией обработки зубьев обычно является шевингование. Поэтому процессу зубошевингования уделяется большое внимание, как в нашей стране, так и за рубежом. Разрабатываются новые способы шевингования, обеспечивающие значительное повышение производительности и качества обработки, например, такие как врезное и обкатывающее шевингование. Однако их внедрение в отечественное машиностроение связано с большими затратами на оборудование и технологическую оснастку из-за высокой сложности конструкции, технологии изготовления и наладки. Кроме того, малые припуски, которые необходимы для использования данных способов обработки, ограничивает их область применения из-за значительного повышения себестоимости выпускаемых зубчатых колес. Проведенные лабораторные и производственные исследования на АМО ЗИЛ и в лаборатории МГИУ показали, что технологические возможности процесса зубошевингования далеко не исчерпаны. Результаты приведенных исследований позволили раскрыть скрытые технологические возможности процесса зубошевингования и показать, насколько перспективны и конкурентоспособны предлагаемые новые решения на мировом уровне. В решении этих вопросов оказал большую техническую помощь научный консультант проф. д.т.н. Клепиков В. В.
Цель и задачи. Целью настоящей работы является достижение высокого качества и производительности процесса шевингования зубчатых колес за счет повышения эффективности конструктивных и технологических параметров технологической оснастки. Достижение указанной цели предполагает постановку и решение следующих основных задач:
I. Провести теоретические исследования кинематики процесса чистовой обработки зубьев шеверами различных конструкций.
Определить особенности расчета и конструирования инструмента для шевингования среднемодульных цилиндрических зубчатых колес.
Разработать методику, спроектировать и изготовить лабораторную технологическую оснастку для проведения исследований сил резания при шевинговании.
Определить наиболее эффективные конструкции технологической оснастки, припуски и режимы резания.
Теоретически и экспериментально определить эффективное расположение и геометрические параметры режущих кромок шеверов.
Исследовать стойкость предлагаемых конструкций шеверов и потребляемую мощность при шевинговании зубчатых колес.
Экспериментально подтвердить в лабораторных и производственных условиях достигаемые производительность, точность и качество обработки цилиндрических зубчатых колес при применении предлагаемой технологической оснастки.
Объектом исследования являются эвольвентные, среднемодульные, прямозубые и косозубые цилиндрические зубчатые колеса и блоки шестерен.
Предметом исследования является технологический процесс чистовой обработки зубчатых колес способом шевингования.
Методы исследования. Теоретические исследования параметров непрерывной обработки эвольвентного профиля основанного на методе кинематического анализа станочного зацепления.
Научная новизна работы: Установлены закономерности влияния расположения режущих кромок инструмента на качество и производительность процесса шевингования, а также стойкость шеверов.
Получены аналитические зависимости для определения основных геометрических параметров технологической оснастки.
Определены направления конструирования шеверов с рациональным расположением режущих кромок.
Разработана методика проектирования оснастки для лабораторных и
производственных исследований процесса шевингования.
Получены аналитические зависимости для определения влияния технологических
факторов на усилия резания и точность обработки зубьев колес.
Установлены математические зависимости зацепления «шевер-колесо»,
позволяющие оценить обеспечение равных условий резания по всей поверхности
зуба колеса.
Достоверность научных положешш, выводов и рекомендаций обеспечивается:
Сопостановлением результатов последних достижений мировой науки и техники в области шевингования зубчатых колес, с теоретическими, экспериментальными исследованиями проведёнными в лабораторных и производственных условиях.
Результатами длительных производственных испытаний и внедрениями в действующее производство.
Практическая значимость результатов работы заключается:
Расширении технологических возможностей процесса шевингования на действующем станочном оборудовании или незначительной его модернизации.
Разработке и внедрении конструкторских и технологических решений, методик проектирования и эксплуатации высокоэффективной оснастки.
Обобщением многолетнего производственного опыта и рекомендаций по проектированию оснастки и ее рациональному применению, расчету инструмента, режимов резания, припусков, наладочных размеров, обеспечивающих стабильные качественные показатели чистовой обработки зубчатых колес.
Разработке и внедрении технологических процессов, использование которых на автомобилестроительных заводах позволило высвободить порядка 45 единиц оборудования, более чем в 3 раза уменьшить число используемых инструментов, повысить точность и производительность обработки зубчатых колес.
Достижение высокой производительности и качества обработки на порядок с меньшими затратами по сравнению с самыми производительными аналогами в
мире.
Реализация результатов работы. Результаты работы реализованы на десятках операций при производстве зубчатых колес на АМО ЗИЛ, СААЗе и КАМазе. Большая часть разработок выполнена на уровне изобретений.
Полученные результаты включены в стандарты предприятия, РТМ и используются конструкторами и технологами промышленных предприятий.
Апробация работы. Результаты работы доложены на 14 научно-технических конференциях и симпозиумах.
Публикации. По теме диссертации опубликовано более 70 научных трудов, в том числе 1 монография, 9 патентов и 7 авторских свидетельств на изобретения.
Личный вклад автора. В диссертации представлены результаты опытно-констукторских и научно-исследовательских работ, выполненных автором на АМО ЗИЛ, на СААзе и КАМАЗе, а также с НИИ и учебными учреждениями за 1978-2008 гг. Доля творческого участия автора составляет более 70%. Работа выполнена при научном и практическом участии сотрудников кафедры «Технология и металлорежущие системы автомобилестроения» ГОУ МГИУ.
Похожие диссертации на Повышение эффективности технологических процессов шевингования зубчатых колес за счет совершенствования оснастки
