Содержание к диссертации
Введение
1 Общие закономерности и анализ технологии и инструментов для зубо-фрезерования червячных колес 13
2 Теоретические основы процесса обработки червячных колес 46
3. Методика проведения экспериментальных исследований 95
4. Экспериментальные исследования зубофрезерования червячных колес червячной фрезой 118
5. Реализация результатов исследований и расчет экономической эффективности 148
6. Выводы и результаты 154
Список литературы 156
Приложения 167
- Общие закономерности и анализ технологии и инструментов для зубо-фрезерования червячных колес
- Теоретические основы процесса обработки червячных колес
- Методика проведения экспериментальных исследований
- Экспериментальные исследования зубофрезерования червячных колес червячной фрезой
Введение к работе
Актуальность работы. Обработка деталей с периодическими профилями (червячные колеса, спироидные колеса, зубчатые колеса, зубчатые муфты, детали шлицевых соединений и др.) является одним из наиболее трудоемких видов производств современного машиностроения. Решением вопросов качественного изготовления червячных передач наука и производство занимаются более 100 лет.
В любых разновидностях червячной передачи, включая глобоидные и спироидные, передаточное число многократно превышает отношение делительных диаметров червяка и колеса, что позволяет заменить одной компактной передачей многоступенчатый зубчатый редуктор. Поэтому червячные передачи оригинальных конструкций, наряду со стандартизированными редукторами, широко применяются в металлургическом и ремонтном оборудовании, различных силовых и делительных механизмах станков и прочих машинах. Использование многозаходных червячных и спироидных передач позволяет во многих случаях упростить кинематику, повысить надежность, уменьшить габаритные размеры, снизить трудоемкость изготовления привода.
Реальный рост нагрузочной способности, долговечности и точности червячных и спироидных передач, напрямую зависит от метода формообразования производящей поверхности и точности изготовления червячной фрезы для червячных колес, прогнозирования сил резания, определением погрешностей зубчатых колес, вызванных деформацией технологической системы.
Современные разработки инструментальщиков и станкостроителей в области создания новых схем разделения срезаемых слоев, определения оптимальной геометрии, использования станков с ЧПУ, оперативно вводящих коррекцию по результатам измерений обрабатываемой или обработанной детали, расширяют возможности такого зубофрезерования и позволяют повысить его производительность и эффективность.
Изменения, вносимые в отработанные технологические процессы, в свою очередь, приводят к большим затратам, связанным с детальным изучением схемы резания и разработкой режимов обработки и влиянием вносимых изменений на показатели качества готовой детали. В этой связи актуальна задача определения степени влияния различных параметров (конструкций инструмента, схем резания, режимов резания) на такие показатели, как качество червячного и спироидного колес, производительность обработки, стойкость червячной фрезы и создание методики управления процессом, основанная на анализе виртуальных моделей, позволяющей не только значительно сократить расходы, но и исключить нерациональные варианты обработки на ранних стадиях проектирования.
Проблемы достижения данной цели при обработке червячных и спироидных колес зубофрезерованием, сопряжен с кинематически сложным процессом, зависимостью его от множественных входных параметров, а также от большого количества стохастических погрешностей, сопутствующих нарезанию зубьев.
Цель работы. Повышение эффективности зубофрезерования червячных и спироидных колес на основе управления комплексом параметров процесса, включающим широкий диапазон сочетания подач и размеров заборного конуса инструмента.
Для реализации цели работы необходимо решить комплекс взаимосвязанных задач:
- разработать математическую модель, отображающую обработку червячных и спироидных колес червячными фрезами;
- выполнить анализ кинематики, включающий определение рабочих углов инструмента и параметров срезаемого слоя;
- провести анализ составляющих сил и выявить степень влияния режимов обработки, схем резания, параметров нарезаемого червячного и спироидного колес и инструмента на их величину и изменения;
- определить среднюю высоту профиля шероховатости зубьев червячных и спироидных колес за счет разработанной универсальной методики;
- экспериментально установить адекватность теоретических расчетов;
- разработать практические рекомендации по повышению точности деталей и производительности обработки.
Методы исследования. Использовались научные основы технологии машиностроения, теории резания металлов. Теоретическое исследование проводилось на базе методологии системного анализа, векторного анализа, теорий зубчатых зацеплений, дифференциальной геометрии.
Экспериментальные исследования проводились на действующем оборудовании в лабораториях кафедры ТМиКТИ ОрелГТУ и в реальных производственных условиях ОАО «Промприбор» (г. Ливны Орловская обл.) на заводе им. Медведево (г. Орел). Измерения производились в «Центральной измерительной лаборатории» ОАО «Промприбор» при помощи многофакторного планирования экспериментов и статистического анализа, математического моделирования и программирования.
Научная новизна. Разработана универсальная математическая модель процесса зубофрезерования червячных и спироидных колес червячными фрезами со стандартным и модифицированным профилем, позволяющая за счет управления технологическими параметрами, параметрами детали и инструмента повысить эффективность процесса обработки.
Новый способ обработки червячных и спироидных колес комбинированной подачей фрезы с заборным конусом.
Практическая ценность работы заключается:
- в повышении эффективности зубофрезерования червячных и спироидных колес за счет комбинированной подачи червячной фрезой с определенным заборным конусом;
- в управлении величиной шероховатости червячных и спироидных колес, и исключении нерациональных вариантов обработки на стадии проектирования;
- в улучшении параметров точности профиля боковой поверхности зубьев червячных и спироидных колес на 1-2 степени;
- в снижении максимальных составляющих силы резания при зубофрезеровании в 1,2 раза;
- в экономии инструментального материала до 35%.
Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы в учебном процессе при чтении курса «Технология машиностроения» в ОрелГТУ, а также апробированы и внедрены на ОАО «Промприбор» (г. Ливны Орловская обл.), ООО «Электромаш» (г. Ливны Орловская обл.).
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях: «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии» (г. Орел, 2007, 2008, 2009 г.); «Фундаментальные и прикладные проблемы в машиностроительном комплексе. Технология - 2008» (г. Орел, 2008 г.), «Высокие технологии в машиностроении» (Самара, 2007 г.); «Проблемы качества машин и их конкурентоспособности» (Брянск, 2008 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, 4 из которых опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК, для публикации трудов на соискание ученых степеней и 4 патента РФ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 165 страницах основного текста, содержит 91 рисунок и 2 таблицы. Состоит из введения, пяти глав, списка литературы, включающего 99 наименования, 3 приложений.
Автор выражает благодарность к.т.н. доценту Полохину О.В. за консультации по теме диссертации.
Общие закономерности и анализ технологии и инструментов для зубо-фрезерования червячных колес
Пространственные передачи зацеплением, в том числе червячные с цилиндрическим червяком, глобоидные и спироидные широко используются в большинстве современных машин и механизмов. Червячные передачи, в частности, применяются в металлургическом оборудовании (в нажимных механизмах прокатных станов, в приводах рольгангов), в приводах и кинематических цепях различного станочного оборудования (в том числе зубообрабатывающего) и т.д.
Червячные передачи различаются как по типоразмерам, так и по форме контактирующих поверхностей. От геометрии контактирующих поверхностей во многом зависят важнейшие показатели механизмов: нагрузочная способность, кинематическая точность, надежность, металлоемкость, себестоимость и др.
В любых разновидностях червячных передач, включая глобоидные и спироидные, передаточное число многократно превышает отношение делительных диаметров червяка и колеса, что позволяет заменить одной компактной передачей многоступенчатый зубчатый редуктор. Однако компактность, обусловленная несовпадением делительных поверхностей с аксоидами передачи, органически влечет за собой повышение скорости скольжения в контакте. Отсюда следуют значительные потери на трение, ускоренный износ, необходимость применения антифрикционных материалов и более низкие, по сравнению с зубчатыми цилиндрическими и коническими передачами, несущая способность и КПД.
Способы повышения нагрузочной способности передач ориентированы на приближение линейного или точечного контакта к поверхностному. Как известно, в высшей кинематической паре, предназначенной для передачи вращения между несовпадающими осями, поверхностный контакт активных поверхностей невозможен. В большинстве передач имеет место линейный контакт. Теоретические исследования и опыт изготовления и эксплуатации червячных передач позволили установить основные тенденции развития этих передач.
Широко известны типы червячных передач с цилиндрическими линейчатыми червяками (архимедов ZA, конволютные ZN, эвольвентный ZI в обозначении ГОСТ 3675—81 или ZJ в обозначении ГОСТ 18498-89) и нелинейчатыми червяками ZK, профиль которых образован конусом и реально получается при шлифовании коническим кругом (рис. 1.1). Поиски путей повышения нагрузочной способности червячных передач с цилиндрическим червяком привели во второй половине XX века к созданию двух новых видов зацеплений: с тороидальным профилем червяка ZT и с замкнутыми линиями контакта[1].
Выделяют три основных направления исследований червячных передач: обеспечение локализации пятна первоначального контакта; синтез передач с максимальными радиусами приведенной кривизны; создание между активными поверхностями элементов передачи жидкостного трения. Условия работы силовых передач червячных редукторов характеризуются большими контактными и тепловыми деформациями. При проектировании и изготовлении таких передач необходимо минимизировать время приработки передачи и обеспечить локализацию пятна контакта на всем диапазоне передаваемых усилий. Для прецизионных червячных передач локализация пятна контакта необходима для обеспечения качественного пятна контакта с первых минут работы передачи без ее приработки. Однако следует иметь в виду, что модификация рабочих поверхностей витков червяка и зубьев колеса, обеспечивающая локализацию пятна контакта, не должна вносить неравномерности в передачу вращения. Обеспечение максимальных радиусов приведенной кривизны активных поверхностей реализуется в зацеплениях типа ZT при выполнении профиля витка червяка вогнутым, а профиля зуба колеса — выпуклым. Витки червяка профилируются инструментом в виде тора. Наряду с промышленно освоенными (НПО "Редуктор", С.-Петербург) червячными редукторами с цилиндрическим червяком, такую геометрию начали применять в глобоидных и спироидных передачах (тип передач ZTS). Наиболее исследованы в геометрическом и технологическом аспектах передачи с червяками, у которых нормальный профиль витков очерчен дугой окружности, центр которой расположен вне делительного цилиндра червяка. К таким передачам относятся передачи с червяками ZT1, особенностью которых является скрещивание осей червяка и производящего тора под углом, равным углу подъема на делительном цилиндре витка червяка. Передачи с цилиндрическими червяками ZT1 подробно исследованы Ф.Л. Литвиным. Фирма "Flender" (ФРГ) освоила серийный выпуск передач с ZT1 для силовых и кинематических редукторов. Усилиями Ф.Л. Литвина, И.П. Бернацкого, И.С. Кривенко и других были созданы и исследованы передачи с червяками ZT2 (ГОСТ 18498-89). Особенностью этих передач является скрещивание осей червяка и производящего тора под углом, при котором профиль одного из главных плоских сечений поверхности червяка представляет собой дугу окружности, совпадающую с образующей производящего тора[2],[3],[4]. Практического применения передачи с червяками ZT2 не нашли по ряду причин,, в том числе из-за, недостатка теоретических разработок в области затылования червячных фрез для нарезания колес к этим передачам.
Интерес к передачам с червяками типов ZT объясняется тем, что они с равным успехом могут быть использованы как в силовых редукторах, вследствие высокой нагрузочной способности, так и в кинематических цепях, поскольку являются профильно-сопряженными, и для них характерна плавность зацепления.
На протяжении многих лет улучшение условий образования слоя смазки (масла) в передачах является одним из основных направлений исследований. Создание стабильного слоя смазки между активными поверхностями зацепления может не только повысить нагрузочную способность передачи, но также существенно увеличить ее долговечность, снизить эксплуатационные температуры и, в конечном итоге, повысить КПД редуктора. Для кинематических (делительных) передач наличие устойчивого слоя смазки между контактирующими поверхностями позволяет снизить влияние шаговых и высокочастотных составляющих погрешностей зацепления. Сформировались два направления исследований гидродинамической смазки в червячных передачах: 1) улучшение геометро-кинематических характеристик зацепления, способствующих образованию слоя смазки, 2) поиск новых радикальных идей для изменения условий истечения смазки на границах (линиях) контакта активных поверхностей зубьев.
В червячных передачах улучшенные условия смазывания обеспечивают путем создания жидкостного трения между активными поверхностями витка червяка и зуба колеса.
Н.И. Колчин впервые обратил внимание на возможность улучшения контакта в червячных передачах за счет наличия замкнутых объемов в зоне зацепления между поверхностями витков червяка и поверхностями зубьев колеса. Исследуя глобоидное зацепление Кона, он заметил, что зубья колеса в центральной плоскости имеют вогнутую форму на участке, названном им пазухой. При зацеплении с червяком она образует с активной поверхностью витков червяка замкнутую полость, в которую нагнетается смазка. При этом создаются условия для повышения давления смазки как в расширяющемся канале со стесненным выходным сечением. Однако впоследствии исследования П.С. Зака показали, что в реальных глобоидных передачах, вследствие наличия подреза поверхности зубьев колеса, как органичного дефекта операции зубонарезания, контакт на одном из участков границы пазухи отсутствует, и эффект нагнетания давления смазки в ней значительно ослаблен. Выявление наличия пазухи в глобоидных передачах способствовало поиску технического решения улучшения гидродинамического смазывания путем создания червячных передач с замкнутым объемом смазки между активными поверхностями червяка и колеса[6],[7].
Теоретические основы процесса обработки червячных колес
Единый подход к исследованиям геометро-кинематических показателей зацепления и к синтезу передач, оптимальных по заданным эксплуатационным параметрам, реализован в классификации червячных передач общего вида (рис 2.1). Основные исходные параметры передачи общего вида: форма делительных поверхностей передачи; угол скрещивания осей передачи; положение относительно этих осей зоны контакта; форма осевого сечения витка червяка; характер и степень локализации контакта.
Система уравнений (2.1)—(2.4) в инвариантной к системе координат сжатой и наглядной форме описывает необходимые и достаточные условия, которым должны удовлетворять поверхности элементов и параметры их относительного движения для обеспечения сопряженности зацепления. [1]
При определении зависимостей, отображающих процесс формообразования, было сделано следующее допущение: заготовка неподвижна, а начало координат расположено в ее центре таким образом, чтобы ось OY совпадала с осью симметрии одной из впадин зуба (рис. 2.4). При неподвижной заготовке все необходимые для формообразования впадины движения совершает инструмент. Обкат происходит по делительной окружности колеса без скольжения[39]. Рассмотрим любой i-ый рез и определим для него координаты профиля зуба инструмента. Пусть в реальном процессе зуб инструмента перемещается из положения І в положение II (рис. 2.4 а), при этом изменяется только угол \/, и пусть сообщили зубу II радиальную подачу ASP, тогда зуб инструмента переместиться в положение III. Рассмотрим плоскую систему. Так как происходит обработка зубьев инструментами червячного типа работающего методом обката, предполагающего качение центроид инструмента и нарезаемого колеса друг по другу без скольжения, можно определить новое положение центра зуба колеса. Точка В переместится по циклоиде в точку С. При рассмотрении пространственной схемы, добавляется ось z и, так же учитываем приращение ASP. С учетом радиальной подачи положение центра оси вращения инструмента точка Оь переместится в точку Ог. Визуализация процесса обработки зубьев червячного колеса позволяет на этапе отладки программы графического представления математического отображения схемы резания убедиться в правильности исходных математических выражений в их полном соответствии отображаемому объекту[41].
Для решения данной задачи был использован RAD — инструмент (от англ. rapid application development — быстрая разработка приложений) Delphi, который уделяет особое внимание быстроте и удобству программирования, созданию технологического процесса, позволяющего программисту максимально быстро создавать компьютерные программы. С конца XX века RAD получила широкое распространение и одобрение. Концепцию RAD также часто связывают с концепцией визуального программирования[80]. Нашей целью является отображение процесса резания с возможностью демонстрации положений зубьев нарезаемого червячного колеса дающих представление о величине срезаемых толщин каждой кромкой зуба инструмента. Отображение процесса резания является непростой задачей из-за сложной формы получаемого в результате данного процесса профиля, а также необходимости отразить зависимость толщины срезаемого металла от типа инструмента и решения многих других задач. Отображая процесс создания профиля впадины зуба инструментом и, в частности, отображая толщины срезаемого металла за один оборот инструмента, мы использовали различное закрашивание. Для текущего угла поворота инструмента — область с сеточной штриховкой, а для предыдущего цвет фона. Причём, предыдущее положение инструмента накладывается на текущее и на изображение, обрабатываемой части колеса (рис. 2.6). Цг гитврс имЦри«»»піоадспіКҐМ ІІІ От j-35 що рО Рисунок 2.6 Снимок процесса врезания инструмента. Для наиболее эффективного отслеживания процесса резания нами было использовано последовательное отображение (от входа, отрицательные значение угла поворота \j/, и выхода, положительные значения угла поворота \/, инструмента в процессе обработки) всех положений инструмента с возможностью навигации между ними с помощью полосы прокрутки, каждая позиция которого соответствует определённому углу поворота инструмента. Необходимым условием практичности программы является возможность, не выходя из режима просмотра поменять параметры отображаемой системы колесо-инструмент (число зубьев колеса, число зубьев инструмента) и просмотреть результаты этого изменения в тот же момент[88].
Возможность визуализации процесса позволяет нам отразить только необходимую пользователю информацию (часть режущих кромок участвующих в резании, толщины срезаемых слоев) и не загромождать изображение вторичной информации, не имеющей большой смысловой нагрузки для процесса резания.
Методика проведения экспериментальных исследований
Исходными данными при расчете и подборе чистового зуборезного инструмента, в частности червячных фрез, для нарезания зубьев червячных колес являются основные геометрические параметры червячной передачи. Эти параметры определяются действующими ГОСТ 19036-94, ГОСТ 19672 96 74 и ГОСТ 2144-76. Технические требования к червячной фрезе по ГОСТ 9324 - 80. Червячное колесо является ведомым звеном в червячной передаче, поэтому профиль зуба колеса зависит от формы профиля витка червяка. Червячные фрезы для нарезания червячных колес должны быть копией сопряженного червяка не только по параметрам исходного контура и по виду, но также и по диаметрам (за исключением диаметра вершин). Число витков ъ\ червяка, как правило, составляет 1, 2 или 4, но достаточно часто встречаются червяки с 3, 5 и большим числом витков. Червяки передач, за исключением случаев, обусловленных кинематикой привода, должны иметь линию витка правого направления[82]. При проектировании червячной фрезы по этим исходным данным необходимо предварительно рассчитать и проверить в соответствии с ГОСТ 19650—97 геометрические параметры приведены в приложении I. Закалка червячной фрезы производилась ООО «Инструмент сервис» г. Орел.
В качестве инструментальной стали для червячной фрезы использовалась быстрорежущая сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73 с твердостью рабочей части после термического упрочнения (отжиг изотермический на 840 — 860С затем 710 - 730С, закалка 1190-1220С, охлаждающая среда соль 250-300С, масло и низкотемпературный отпуск трех кратный 550 — 570С) 63 HRC приложение II. Твердость замерялась на приборе ТК - 2М, по ГОСТу 13407—67 он предназначен для измерения твердости металлов и сплавов по методу Роквелла в соответствии с ГОСТом 9013—59[65].
Карбидная неоднородность определялась на горизонтальном металлографическом микроскопе МИМ — 8М (рис. 3.3) предназначенном для исследования микроструктуры металлов и, других, непрозрачных объектов в светлом поле при прямом и косом освещении, а также в темном поле и в поляризованном свете. Набор ахроматических и апохроматических объективов и окуляров обеспечивает увеличение микроскопа в следующих пределах: а) при визуальном наблюдении — от 100х до 1350 х; б) при фотографировании — от 45х до 2000х. Предметный столик микроскопа снабжен механизмами координатного перемещения объекта.
На резьбошлифовальном станке модели 5К822В (рис. 3.6) осуществлялось шлифование с затылованием червячной фрезы для червячного колеса m = 2, z2 = 40 фреза коэффициентом диаметра червяка q = 16. Резьбошлифовальный станок модели 5К822В предназначен для выполнения основных резьбошлифо-вальных работ в инструментальных цехах машиностроительных заводов: шлифование резьб различного профиля наружных и внутренних, цилиндрических и конических, одно- и многозаходных, а также шлифование с затылованием по профилю и периферии резьбо- и зуборезного инструмента с прямыми и винтовыми стружечными канавками. Данный станок имеет следующие технические характеристики:
При зубофрезеровании чугунных колес главное значение имеет износ по задней поверхности. Заметных следов износа на передней поверхности зубьев червячной фрезы, а тем более образование лунки обычно не наблюдается. Это объясняется тем, что получающаяся при зубофрезеровании чугуна и бронзы стружка надлома не скользит по передней поверхности зубьев червячной фре-зы[66-72].
В связи с тем, что зубья червячных колес нарезают на зубофрезерном станке при номинальном станочном межосевом расстоянии вне зависимости от степени переточенности фрезы, необходимо в структуре допусков на изготовление и эксплуатацию червячной фрезы учитывать отклонения профиля заты-лованной поверхности, вносимые при переточках, и регламентировать допустимое число переточек[1,81].
Первая остановка резания производилась через 950 - 2000 м длины пути резания, что соответствовало проточке всей длины заготовки. Конечные точки кривых износа соответствуют длине пути резания 10000 — 12000м.
Величинами, характеризующими износ, являлись ширина фаски износа по задней поверхности и размеры лунки по передней поверхности. Исследование жесткости включает определение относительного перемещения осей фрезерного шпинделя и стола, являющееся результатом перемещений узлов и деталей станка, составляющих упругую систему, которая несет инструмент и заготовку[73].
При расчете нагружающей части прибора для испытания зубофрезерного станка были приняты следующие обозначения (рис. ЗЛО): D - наибольший диаметр обрабатываемого червячного колеса ; h — расстояние от зеркала стола до оси поворота фрезерного суппорта; L — расстояние от зеркала стола до нижнего торца контрподдержки; 1 — расстояние между осями стола и фрезерной оправки; d0 - диаметр фрезерной оправки; Р - нагружающая сила; а и у - углы, определяющие направление силы (рис. 3.11).
Экспериментальные исследования зубофрезерования червячных колес червячной фрезой
На основании анализа характера износа зуборезных инструментов можно сделать вывод, что износ зуба по режущему периметру неодинаковый. Наибольший износ имеет задняя поверхность участка выходной режущей кромки, прилегающей к уголку. Именно этот элемент был взят за основу для определения износостойкости режущего лезвия (инструмента в целом).
Исследование износа червячных фрез с радиальной подачей производилось на зубофрезерном станке модели 5310. Исследование износа червячных фрез с комбинированной подачей производилось на зубофрезерном станке с ЧПУ модели 53А50ПФ4. В качестве СОЖ использовалось масло ИЗОА ГОСТ 20799-75.
Большинство существующих методик экспериментального исследования износа предусматривает определение зависимости износа инструмента либо от времени работы, либо от длины пути резания. Расчет длины пути резания при нарезании зубьев червячной фрезой является трудоемкой задачей, поэтому при проведении экспериментов через определенные промежутки времени измеряли максимальный износ задних поверхностей зубьев червячных фрез с помощью микроскопа измерительного универсального УИМ — 21.
В процессе проведения эксперимента устанавливалось влияние различных параметров нарезания зубьев червячного колеса на величину износа. В качестве параметров были выбраны радиальная подача, скорость резания, время обработки.
Лимитирующий износ происходил по задним поверхностям выходных кромок. По.результатам измерений строились кривые износа (рис. 4.2 — рис. 4.4) для червячных колес из серого чугуна СЧ 18 ГОСТ 1412-85, отображающие влияние выбранных факторов на износ. Во всех случаях время работы Т = ПО мин. Затем, при заданных (постоянных) режимах нарезания зубьев, исследовалось влияние времени обработки на величину износа инструмента .
После проведения эксперимента и выполнения всех необходимых расчетов устанавливалось влияние исследуемого параметра процесса обработки на составляющие силы резания.
Разработанная формула для определения износа справедлива лишь для узкого диапазона рассматриваемых скоростей резания, подач нарезаемого колеса. Наибольшее влияние на износ червячных фрез в рассматриваемых интервалах изменения параметров оказывает скорость резания. Большое влияние радиальной подачи может быть объяснено повышением сечения срезаемого слоя.
Экспериментальное исследование предусматривало проведение комплексной проверки жесткости зубофрезерного станка, путем определения суммарной жесткости фрезерного шпинделя и стола станка. Проведение эксперимента происходило по методике, изложенной в разделе 3.3 данной работы. При расчете нагружающей части прибора для испытания зубофрезерного станка были приняты следующие обозначения: D - наибольший диаметр обрабатываемого колеса; h — расстояние от зеркала стола до оси поворота фрезерного суппорта; 1 - расстояние между осями стола и фрезерной оправкой; do — диаметр фрезерной оправки; Р - нагружающая сила; а и у - углы, определяющие направление силы (рис. 3.10). Исследования жесткости проводились на зубофрезерном станке модели 5310. Для данного станка D = 200 мм. Величины Іти 1, d0 рассчитаны по формулам (3.25) - (3.27): В результате расчетов получаем: h = 196мм; 1 = 69мм; d0 = 35мм. Нагружение станка производилось с помощью прибора, представленного на рис. 3.13 Нагружающая станок сила создавалась винтом Ml 2x1,5, установленным в диске, и воздействовала на фрезерную оправку. Величина силы контролировалась динамометром универсальным (ДОУ-3-5И (2) с индикатором R320). Размеры с, f и и и размеры диска с резьбовым отверстием в приборе определяются формулами (3.28) — (3.30). Для нашего случая с = 100,5 мм; f = 87 мм; и = 82 мм. Размеры диска: толщина g = 27 мм; R = 44 мм. Прибор устанавливается на столе станка, центрируется по диаметру и крепится к столу четырьмя винтами М8. В процессе эксперимента проводилось исследование жесткости зубофрезерного станка при закрепленной контрподдержке и без нее.
Для измерения суммарных перемещений по осям X и Y на столе станка установлена стойка с индикаторами (цена деления 0,01мм), упирающимися своими наконечниками: один (по оси Y) - в образующую фрезерного суппорта, второй (по оси X) - в шаровой наконечник этой оправки. Нагружающая сила изменялась в пределах Р = 500 — 3000 Н и была направлена под углами а =30 , у = 30 . Суппорт с оправкой был повернут по отношению к горизонтальной плоскости на угол 30 и занимал положение, соответствующее нарезанию правой спирали.
Похожие диссертации на Повышение эффективности зубофрезерования червячных и спироидных колес посредством комплексного управления процессом
